автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.05, диссертация на тему:Повышение эффективности использования извести в процессе очистки диффузионного сока

На правах рукописи

" , , ... :.' Г ! УДК664.126.1.038.22(083.3)

ЯКУБСОН Марина Валерьевна

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИЗВЕСТИ В ПРОЦЕССЕ ОЧИСТКИ ДИФФУЗИОННОГО СОКА

Специальность 05.18.05- Технология сахара и сахаристых веществ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -1998

Работа выполнена на кафедре "Технология сахара и сахаристых веществ" Московского государственного университета пищевых производств.

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Бугаенко И.Ф.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Жушман А.И. кандидат технических наук, Славгородская И.П.

Ведущая организация: ОАО "Отрадинский сахарный завод"

Защита диссертации состоится ..3(?М.(Ь@р.Я.......... 1998 г. на

заседании диссертационного совета Д.063.51.02 Московского государственного университета пищевых производств по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д. 11.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять в адрес Ученого совета МГУПП.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПП.

Автореферат разослан "Ж" ....... 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук, профессор ¡¡¡¡¿Л, лМ.С.Жигалов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В свеклосахарном производстве для обеспечения нормальной работы сокоочистительного отделения важно получить сатурационные осадки с хорошими седиментационно-фильтрационными показателями при достаточно высоких качествах очищенных соков.

Большинство сахарных заводов работает по схеме очистки диффузионного сока с рециркуляцией на предварительную дефекацию нефильтрованного сока I сатурации или его сгущенной суспензии. При этом улучшаются седиментационно-фильтрационные свойства соков. Однако, известно, что при увеличении количества рециркулята, происходит ухудшение качества сока за счет десорбции и растворения несахаров осадка. Также, типовая схема очистки диффузионного сока не устраняет обратного перехода в раствор в условиях основной дефекации части несахаров, осажденных на предварительной дефекации.

Поиск и разработка новых дешевых и эффективных способов повышения качества очищенного сока и снижение расхода извести на очистку является актуальной задачей для сахарной промышленности. Предложенный в данной работе способ фракционированной двухступенчатой I сатурации позволяет повысить эффект очистки и снизить расход извести на очистку, являясь при этом экономичным.

Цель работы состоит в разработке метода повышения эффективности известково-углекислотной очистки диффузионного сока.

Задачи исследований:

- установление закономерности адсорбции несахаров карбонатом кальция;

- исследование способов, направленных на снижение расхода извести на очистку диффузионного сока;

- выбор и обоснование способа фракционированной ступенчатой I сатурации;

- разработка и внедрение схемы фракционированной двухступенчатой I сатурации.

Научная новизна. В работе представлены следующие новые научные результаты:

- установлено, что адсорбция несахаров, удаляемых в процессе из-вестково-углекислотной очистки, описывается уравнением Фрейндлиха;

- теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что фракционированное использование извести на I сатурации позволяет повысить эффективность известково-углекислотной очистки;

- установлено, что адсорбция красящих веществ происходит на поверхности частичек карбоната кальция (а не внутри их) и их можно практически полностью десорбировать при помощи химических реагентов.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

- разработан новый метод определения эффективной активности известкового молока;

- предложен способ активации суспензии, возвращаемой на предце-фекацию;

- разработан метод фракционированной двухступенчатой I сатурации;

- предложен метод определения расхода извести на отдельные ступени фракционированной двухступенчатой I сатурации;

Апробация работы:

- разработанный метод проведения фракционированной двухступенчатой I сатурации внедрен в технологическую схему Отрадинского сахарного завода;

- способ проведения фракционированной двухступенчатой I сатурации сдан приемочной комиссии;

- экономический эффект от внедрения способа составил 254 млн. руб. (в ценах 1997 года).

Публикации. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований опубликованы в 12 научных трудах.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, выводов и рекомендаций промышленности, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 125 страницах машинописного текста, содержит 19 рисунков, 12 таблиц и приложения. Список использованной литературы включает 148 наименований. В приложениях приведены копии актов о внедрении разработок, подтверждающих их экономическую эффективность.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается обоснование актуальности темы диссертационной работы, излагаются цель и задачи исследований, научная новизна и основные положения, выносимые на защиту, а также практическая значимость работы.

В первой главе приводится анализ имеющихся в научно-технической литературе данных о составе диффузионного сока и способах его очистки, излагаются методы удаления отдельных групп несахаров - высокомолекулярных соединений, азотсодержащих веществ, анионов безазотистых органических кислот, неорганических солей. Рассмотрены и проанализированы способы повышения эффекта очистки диффузионного сока и пути снижения расхода извести на очистку.

На основании анализа литературных данных сформулированы цель и задачи диссертационной работы.

Во второй главе представлены разработки методов контроля использования извести при известково-углекислотной очистке.

За счет большей растворимости извести в сахарном растворе, часть СаО, которая не растворяется в воде, в сахарном растворе может быть переведена в раствор. Исходя из этого, качество известкового молока, поступающего на очистку диффузионного сока, целесообразнее оценивать на основании определения извести в известковом молоке непосред-

ственно в сахарном растворе, примерно с такой же концентрацией сахара, как в диффузионном соке. Количество растворенной извести известкового молока в сахарном растворе предложено называть эффективной активностью известкового молока. Разработанная методика определения последней схематически представлена на рис. 1.

По данной методике в одной пробе известково-сахарного раствора определяют общую и активную известь и рассчитывают эффективную активность известкового молока.

Навеска известкового молока 10 г

15%-ный сахарный раствор

50 см3 + 50 см3 1н НС1

Кипячение 5 мин

I

Титрование 1 н раствором ЫаОН

Общая известь

50 см3

Титрование 1 н раствором НС1

Эффективная активная известь

Рис. 1. Методика определения эффективной активности известкового молока

По содержанию эффективной активной извести и общей извести находят эффективную активность в известковом молоке по уравнению 1.

э. -

Кэф„ -100

к

общ.

(I)

В фильтрационном осадке сока I сатурации наряду с карбонатом кальция и другими солями, составляющими 65-70% к массе сухих веществ, содержится также некоторое количество не вступившего в реакцию оксида и гидроксида кальция. Его содержание в фильтрационном осадке может составлять до 6% на сухое вещество осадка.

Для определения неотсатурированных частичек СаО (свободной извести) в нефильтрованном соке I сатурации разработана методика.

Пробу сока I сатурации, отобранную из контрольного ящика, делят на две части. Одну часть сока фильтруют через бумажный фильтр. 10 см3 фильтрата титруют 0,1 н раствором соляной кислоты в присутствии индикатора фенолфталеина, используя прибор Каппуса.

Вторая часть пробы не фильтровалась. 10 см3 нефильтрованного сока оттитровывают 0,1 н раствором НС1 при индикаторе фенолфталеине, как и в первом случае.

Разница в количестве кислоты, пошедшей на титрование фильтрованного и нефильтрованного соков I сатурации соответствует количеству частичек СаО, которые не были отсатурированы (свободной извести).

Приведенная методика позволяет оперативно определить количество неотсатурированной (свободной) извести в осадке и принять соответствующие меры по повышению эффективности использования извести в процессе очистки диффузионного сока.

Эффективность известково-углекислотной очистки сахарного производства во многом зависит от правильного использования возвратов на преддефекацию

В качестве возврата на преддефекацию используют нефильтрованный сок I сатурации или его сгущенную суспензию, сгущенную суспензию сока II сатурации. Наиболее рациональным является использование в качестве возврата сгущенной суспензии сока II сатурации.

Однако проводить предварительную дефекацию только с одной сгущенной суспензией сока II сатурации в настоящее время затруднено. Поэтому на заводах одновременно возвращают нефильтрованный сок I сатурации и суспензию сока II сатурации. Эффективность возвратов будет тем выше, чем меньше будет возвращаться нефильтрованного сока I сатурации.

В этой связи была разработана методика оперативного контроля возвратов. Такой контроль можно проводить на основании данных анализа заводской лаборатории, исходя из баланса щелочности.

В случае одновременного возврата нефильтрованного сока I сатурации и сгущенной суспензии сока II сатурации уравнение баланса щелочности записывается:

где: А - отбор диффузионного сока, % к массе свеклы;

Bhci, Веси - соответственно количество возвратов нефильтрованного сока I сатурации и сгущенной суспензии сока II сатурации, % к массе свеклы;

Щдф, Щ„С1, Щссц - соответственно щелочности диффузионного сока, нефильтрованного сока I сатурации и сгущенной суспензии сока II сатурации по индикатору (метиловому оранжевому или смешанному), % мас-сообъемные;

Ипрд - количество известкового молока, добавляемое на предварительную дефекацию, л на 100 кг свеклы;

Сиз.м. - концентрация известкового молока, %;

d,n.w - плотность известкового молока, г/см3;

сЗдф, dnpfl, d„c„ dccn - соответственно плотности диффузионного сока, предцефекованного сока, нефильтрованного сока I сатурации, сгущенной суспензии сока II сатурации, г/см3.

В уравнении 2 ДВа. НЕИЗВЕСТНЫХ Bhcj и Вес,,. Чтобы им можно было пользоваться вначале следует определить одно из них.

Для этого следует исключить из схемы один из возвратов на 20-25 мин, например, подачу суспензии сока II сатурации, и определить щелоч-

В„с| -ЩНС| , всс1, -щк„

(2)

ность предцефекованного сока на индикатор метиловый оранжевый или смешанный индикатор (Щпрд), принимая, что остальные параметры, поступающих на предварительную дефекацию продуктов остаются без изменений.

На основании определения величины щелочности преддефекован-ного сока (Щпрд) находится количество возврата нефильтрованного сока I сатурации по уравнению 3.

А-

/ттг тгт Л

лф

щ щ

•Д __V. ЙЯф } \ ~ИЗМ 'ИЭ.М "Прд у

с1 ~ ш щ '

+ Ч„

/ 100-Щ л

—100

с! , (1

НС) прд

где: qпpя - количество извести, подаваемое на предварительную дефекацию, % к массе свеклы.

Подставив найденное значение В„с, в уравнение 2, находят величину

Вссц.

Применение суспензии сока II сатурации в качестве возврата па преддефекацию - один из факторов, определяющих уменьшение расхода извести на очистку диффузионного сока, уменьшение неучтенных потерь, увеличение полноты разложения азотистых, редуцирующих веществ и других несахаров на участке известково-углекислотной очистки и соответственно улучшение технологических показателей завода.

В третьей главе приведены результаты исследований способов повышения эффективности использования извести при очистке диффузионного сока.

Эффективность известково-углекислотной очистки диффузионного сока определяется количеством удаляемых несахаров. Степень их удаления, характеризуемая величиной эффекта очистки, зависит от многих факторов. Важнейшим из них является количество используемой на очистку диффузионного сока извести.

При выборе оптимального расхода извести на очистку необходим< исходить как из технологических, так и из экономических аспектов, ко торые взаимосвязаны.

Для определения необходимого расхода извести на очистку в лабо раторных условиях непосредственно с заводским соком с чистотой 86,0°/ были проведены опыты. Очистка проводилась по общепринятой техно логической схеме. Вначале проводилась предварительная дефекация 0,3"' СаО к массе свеклы при температуре 55 °С в течение 10 минут, затем к предцефекованному соку добавлялось соответствующее количество извести, сок выдерживался 5 минут, нагревался до 85 "С, выдерживался, сатурировался до щелочности 0,09-0,11 % СаО. После отделения осадка сок сатурировался до щелочности II сатурации 0,020-0,025% СаО.

Исходя из полученных данных, были рассчитаны величины эффектов удаления нссахаров (Енс), красящих веществ (Ецв), солей кальция (Еса) и уменьшения величины Рк (в %).

Анализ полученных данных показывает, что существенное улучшение фильтрационных свойств нефильтрованного сока I сатурации, качественных показателей очищенного сока имеет место при 90-100% СаО, к массе несахаров диффузионного сока, что соответствует примерно 2,2% СаО к массе свеклы.

Известно, что чем выше активность известкового молока, тем лучше протекают процессы очистки и фильтрования, уменьшается возможность загорания поверхности выпарной установки.

Величина активности известкового молока, зависит от содержания в печной извести активного СаО, представляющего собой ту часть свободного СаО, которая в обычных условиях реагирует с водой.

В печной извести содержится также часть свободного СаО в виде частичек, покрытых нереакционноспособной пленкой, например, трех-кальциевого алюмината ЗСаО'АЮ3, которые не реагируют с водой при гашении извести. Однако, эта часть свободного СаО при тонком размоле

может быть превращена в активную, что будет способствовать повышению активности известкового молока.

В работе приведены исследования способа превращения кусковой печной извести в тонкодисперсный порошок, из которого затем можно получать известковое молоко. Предложенный способ основан на том, что в герметической емкости при определенном соотношении печной извести и воды куски печной извести превращаются в тонкодисперсный порошок.

Печная известь имеет пористую структуру, которую можно представить в виде губки. Такая структура хорошо поглощает влагу. Реакция взаимодействия воды с печной известью сопровождается выделением значительного количества теплоты. При этом часть воды превращается в пар. При определенном количестве воды, примерно 20% к массе печной извести, вся вода превращается в пар. Вследствие этого в порах кусков печной извести создается большое избыточное давление, под действием которого как бы происходит взрыв, в результате чего кусочки извести превращаются в тонкодисперсный порошок.

Опыты проводили в герметичном металлическом цилиндре высотой 140 мм, диаметром 60 мм и толщиной стенок 3 мм со съемной крышкой. В сосуд помещали 50 г печной извести с размерами кусочков от 20 до 40 мм, добавляли 10 мл воды. Сосуд закрывали крышкой, встряхивали его несколько раз и оставляли стоять 5 минут. Затем сосуд открывали, выгружали порошкообразную известь и из нее готовили известковое молоко с плотностью 1,18 г/см3. В приготовленном известковом молоке определяли его активность.

Параллельно готовили известковое молоко путем гашения кусочков печной извести водой и определяли его активность.

Из полученных данных видно, что активность известкового молока, полученного из порошкообразной извести, примерно на 1,3% выше.

Протекание процессов известково-углекислотной очистки диффузионного сока в значительной степени зависит от растворимости извести в растворе. Бугаенко И.Ф. установлено, что растворимость извести в сахарном растворе увеличивается с повышением концентрации сахарозы до 33%, а затем уменьшается. Т.е. в 33%-ном сахарном растворе имеет место наибольшее образование сахаратов и, соответственно, наибольшая растворимость извести. Используя это свойство известково-сахарных растворов были проведены опыты по очистке диффузионного сока с использованием сахаратов кальция с наибольшей растворимостью извести. Для этого известковое молоко с плотностью 1,19 г/см3 смешивали с раствором желтого сахара с соотношении 1:1. Полученную смесь затем использовали для очистки диффузионного сока с чистотой 86,5%. Расход извести на очистку составлял 2,3% СаО к массе свеклы.

Очистка проводилась по общепринятой технологической схеме, включающей предварительную дефекацию, основную дефекацию, I и II сатурацию.

После I сатурации определяли скорость осаждения сока I сатурации и количество свободной извести в фильтрационном осадке.

В соке II сатурации определяли чистоту, содержание солей кальция, редуцирующих веществ и цветность.

В контрольном опыте очистку проводили при помощи известкового молока. Результаты исследований приведены в таблице 1.

Результаты полученных исследований свидетельствуют, что с увеличением количества растворимой извести в очищаемом соке (при прочих равных условиях) сокращается время сатурации и более эффективно используется известь.

Для повышения эффективности использования извести в процессе известково-углекислотной очистки важно знать природу сорбируемых красящих веществ, условия их сорбции и десорбции.

Таблица I

Показатели Использование известкового молока Использование сахарага кальция

Опыт 1 Опыт 2 Опыт 3 Опыт 1 Опыт 2 Опыт 3

Скорость осаждения, см/мин 3,60 5,80 3,36 3,80 3,20 3,52

Цветность, усл. ед. 13,8 14,2 14,3 15,1 15,0 14,9

Содержание солей Са, % СаО/ЮО% СВ 0,354 0,284 0,210 0,281 0,263 0,193

Содержание редуцирующих веществ, % 0,0466 0,050 0,088 0,098 0,099

СВ, % 15,2 15,2 15,1 19,2 19,0 19,1

ч,% 90,27 90,73 90,65 92,79 92,75 82,80

Для выяснения возможной десорбции красящих веществ были про-

ведены исследования с фильтрационным осадком,

Десорбцию красящих веществ проводили при помощи различных реагентов: воды, растворов №ОН, КОН, Са(ОН)2, трилона Б, винной кислоты, На2СО,, ЫаНС03. К навеске фильтрационного осадка добавлялось определенное количество раствора соответствующего реагента, смесь выдерживалась в течение определенного времени, а затем фильтровалась. В фильтрате определялась оптическая плотность Д на КФ-3 при /.=560 нм. Результаты измерения оптической плотности растворов десорбиро-ванных красящих веществ представлены на рис. 2.

Из данных рис. 2 следует, что значительная десорбция красящих веществ из фильтрационного осадка имеет место при обработке его раствором №НС03 и №2СО,. При этом, чем выше их концентрация, тем больше десорбируется красящих веществ. Десорбционная способность гидрокарбоната натрия несколько выше, чем карбоната.

Растворы десорбированных красящих веществ имели красновато-коричневую окраску. На СФ-4А были сняты УФ-спектры растворов красящих веществ. Практически плавный характер спектров в ультрафиоле-

<

г-\ ч У

"-VI И'

> 3 /1

Я | //& Л

О М » М 40 М> (О Т9

Время, мин

Рис. 2. Кривые десорбции красящих веществ различными реагентами: 1 - ЫаПС03 5%; 1' - Ш1С0, 1%; 2 - Ыа2СО, 5%; 2' -№2С03 1%; 3 - винная кислота; 4 - трилон Б; 5 - Са(0Н)2; 6 -КаОН; 7 - НаОН; 8 - вода

Рис. 3. Диаграмма двухступенчатой адсорбции несахаров карбонатом кальция при минимальном расходе извести на

очистку

товой области от 220 до 320 нм свидетельствует, что речь идет о полимерных соединениях.

Полученные результаты исследований дают основание сделать следующие выводы:

- красящие вещества, адсорбируемые карбонатом кальция, находятся на его поверхности;

- наибольшей десорбционной способностью обладают ионы НСОу и СОз2-,

- во избежание десорбции красящих веществ, используемая для промывки фильтрационного осадка вода должна содержать как молено меньше растворимых гидрокарбонагов и карбонатов.

Известно, что водная суспензия промытого фильтрационного осадка плохо отстаивается. Лабораторные исследования показали, что скорость осаждения частиц осадка из водной суспензии фильтрационного осадка значительно возрастает при подщелачивании суспензии.

При этом было установлено, что увеличение скорости осаждения наблюдается при подщелачивании суспензии как №ОН, так и известковым молоком. Полученные результаты с различными реагентами позволяют считать, что решающую роль в увеличении скорости осаждения водной суспензии играет ион гидроксида, обуславливающий величину рН суспензии. С повышением рН степень диссоциации кислотных групп ВМС возрастает, что способствует агрегированию частиц, и это в свою очередь приводит к увеличению скорости осаждения последних.

Проведенные исследования показали, что значительное увеличение скорости осаждения водной суспензии фильтрационного осадка наблюдается при подщелачивании ее до рН 11. Дальнейшее подщелачивание суспензии с рН 11 до 12 практически не сказывается на скорости осаждения.

Подщелачивание водной суспензии фильтрационного осадка позволяет получить после отделения декантата активированный осадок, с

большей адсорбционной способностью. Согласно результатам лабораторных исследований его адсорбционная способность по отношению к красящим веществам примерно в 1,5 раза выше, по сравнению с неактивированным осадком.

Опыты с применением активированного осадка для очистки диффузионного сока показали улучшение фильтрационно-седиментационных свойств суспензии сока I сатурации.

Улучшение седиментационных свойств водной суспензии фильтрационного осадка при подщелачивании ее известковым молоком позволяет разделить ее на отстой и активированный осадок. При этом щелочной отстой можно смешивать с транспортерно-моечной водой, подщелачивая ее, а активированный осадок смешивать с диффузионным соком и эту суспензию направлять на преддефекацию.

В фильтрационном осадке сока I сатурации присутствуют частички нерастворенной и неотсатурированной извести. Подтверждением этого служит то, что значительное количество промоя имеет щелочную реакцию. Баланс щелЬчности показывает, что щелочность промоя значительно выше щелочности сока, содержащегося в осадке. Это объясняется растворением частичек Са(ОН)г, неотсатурированных в процессе I сатурации и содержащихся в осадке. Количество свободной (неотсатурированной) извести определялось с помощью разработанного метода по разности величин титрования на фенолфталеин нефильтрованного и фильтрованного сока I сатурации.

Определение щелочности нефильтрованного и фильтрованного соков I сатурации, проведенное с производственными соками показало, что разница величин щелочности колеблется от 0,01 до 0,05. Такой щелочности соответствует количество неотсатурированной извести примерно от 1,0 до 3,0% СаО к массе добавленной извести на очистку.

Наличие свободной извести в осадке оказывает отрицательное влияние на его промывание, что приводит к более быстрому загоранию и

разрушению фильтровальной ткани. Наличие в технологической схеме очистки таких элементов как внутрикотловая рециркуляция сока, фракционированная сатурация способствует уменьшению содержания свободной извести в фильтрационном осадке.

В четвертой главе отражены результаты очистки сока способом фракционированной двухступенчатой I сатурации и промышленных испытаний технологической схемы очистки диффузионного сока, включающей фракционированную двухступенчатую I сатурацию.

Определение рационального расхода извести на очистку возможно на основании математической зависимости удаления несахаров от количества добавленной извести.

В работе показано, что удаление несахаров при известково-углекислотной очистке можно описать уравнением Фрейндлиха. Это быль установлено на основании обработки экспериментальных данных.

В работе впервые расчеты по адсорбции несахаров были проведены не со всем количеством несахаров, а только с той частью их, которая удаляется в процессе известково-углекислотной очистки.

На основании величин чистоты очищенного и диффузионного соков были рассчитаны величины эффекта очистки сока и определено ко-пичество удаляемых несахаров при различных количествах добавленной «вести.

Количество удаленных несахаров относили к единице массы добав-1енной извести, что более удобно для последующих технологических засчетов.

В расчетах, проводимых в данной работе, количество удаленных и ктавшихся в растворе несахаров выражали в процентах.

В логарифмической форме уравнение Фрейндлиха имеет вид:

18(х/ ш) = /£к + п-&С (4)

Это позволяет построить линейную зависимость ^(х/т) 1% С и ■рафически определить обе постоянные величины кип.

Для упрощения отношение х/гп выражали через X. При известково-углекислотной очистке диффузионного сока удаляется только часть несахаров, а именно максимально 40%.

Исходя из этого количества несахара и проведены соответствую-

щие расчеты, которые представлены в таблице 2.

Таблица 2

% СаО, т Чистота очищенного сока, % Е, эффект очистки, % Содержание удаляемых несахаров, %С Удалено несахаров, % к массе удаляемых несахаров, X х1т 1ёС 1 §(х/ т)

0 - - 100 - - - -

0,5 88,7 21,9 60 40 90 1,778 1,903

1,0 89,1 24,8 39,2 60,8 60,8 1,593 1,784

1,5 89,8 30,2 22,6 77,4 51,6 1,334 1,713

2,0 90,4 34,3 14,3 85,7 42,8 1,155 1,631

2,5 90,7 36,9 8,3 91,7 36,7 0,919 1,565

3,0 90,8 37,8 6,0 94,0 31,3 0,778 1,496

3,5 90,9 38,1 4,8 95,2 27,2 0,681 1,435

Зависимость х/ш) от % С, построенная на основании данных таблицы 2 имеет линейный характер, что свидетельствует о пригодности уравнения Фрейндлиха для описания адсорбции несахаров диффузионного сока карбонатом кальция.

На основании этой же зависимости были определены постоянные к и п, входящие в уравнение Фрейндлиха, а именно, к = 17,61, а п = 0,3. В соответствии с этим уравнение адсорбции несахаров имеет вид:

х/ш = 17,61-С0-3 (5)

Данное уравнение позволяет рассчитать количество извести, требуемое для получения соответствующего эффекта очистки, а кривая, описанная приведенным уравнением - изотерма адсорбции - определить расход извести при ступенчатой очистке. Например, известно, что двухсту-

пенчатая адсорбция позволяет достичь того же эффекта обесцвечивания окрашенных растворов при меньшем расходе активного угля, чем одноступенчатая.

Практическое определение количества извести при двухступенчатой сатурации с добавлением соответствующего его количества на каждую из этих ступеней представлено на рис. 3.

На этом рисунке представлена изотерма адсорбции в координатах с = Г(х/т), т.е. в зеркальном отображении по сравнению с обычным ее изображением. Это сделано для удобства соответствующих расчетов.

Рассмотрим проведение расчетов на примере. Требуется определить расход извести для достижения эффекта очистки Е = 35% при проведении сатурации в одну и две ступени.

Расход извести при очистке в одну ступень определяется по уравнению.

При Е = 35%; С = 100 - 2,5 • Е = 100 - 2,5 • 35 = 12,5 х= 100- 12,5 = 87,5 87,5/ш = 17,61 • 12,50'3 т = 2,44%

Графический метод. Величина Со = 100 Начальная точка В. С| = 12,5; Е = 35%

Принимаем, что 1 кг свеклы соответствует в кг диффузионного сока, т - количество извести на 100 кг свеклы. Поскольку используется свежая известь, то Хо = 0.

На рис. 3 точка А соответствует составу начального раствора, а точка В находится на равновесной кривой и дает концентрацию несахара, который может быть удален в процессе известково-углекислотной очистки в очищенном растворе. Этой точке соответствует значение X; = 37 (см. рис. 3).

Из материального баланса получаем тЮ = (С0 - С,)/(Х, - Хо) = (100 - 12,5)/(37 - 0) = 2,36% С помощью рис. 3 находится суммарное количество извести на очистку при проведении сатурации в две ступени. Для этого выбираем точку Д на равновесной кривой, проводим рабочие АД и КВ.

Величины расхода извести ш, и гщ (на первую и вторую ступени) находятся из уравнений материального баланса для первой и второй ступеней

Минимальное суммарное количество извести можно определить по рис. 3 методом подбора.

Положение точки Д на рис. 3 изменяется до тех пор, пока сумма гщ и пц не станет минимальной. Точка Д на рис. 3 отвечает ее конечному значению с координатами

X = 60, С1 = 12,5 при Х2 = 37 в точке В Из уравнений 6 и 7 имеем Ш] — 1(100 - 37)/(60 - 0) = 1,05% к массе свеклы тг = 1 (37 - 12,5)/37 = 0,66% к массе свеклы, откуда пц + шг = 1,05 + 0,66 = 1,71% к массе свеклы. Полученные результаты свидетельствуют, что фракционированная двухступенчатая дефекосатурация позволяет улучшить фильтрационные свойства осадка и качество очищенного сока или при тех же показателях уменьшить расход извести на очистку.

На основании проведенных исследований была разработана технологическая схема очистки диффузионного сока с фракционированной двухступенчатой I сатурацией. Она представлена на рис. 4.

Схема испытана и внедрена на Отрадинском сахарном заводе. Результаты, полученные в период испытаний представлены в таблице 3.

С(С0-С,) = ш1(Х,-Х0) О(С,-С2) = т2(Х2-Х0)

(6) (V)

Таблица 3

Результаты испытаний способа фракционированной двухступенчатой I сатурации

Схема очистки Очистка сока по общепринятой технологической схеме Очистка сока с дефекацией перед II сатурацией

Одноступенчатая I Двухступенчатая I сатурация Одноступенчатая I Двухступенчатая I сатурация

сатурация с дефека- Дефекация 1,2% СаО Дефекация 1,7% СаО Дефекация 1,8% СаО сатурация с дефека- Дефекация 1,2% СаО Дефекация 1,7% СаО Дефекация 1,8% СаО

Анализ цией 2,2% СаО I ст. I сат. 1% СаО I ст. I сат. 0,5% СаО I ст. I сат. 0,4% СаО цией 2,2% СаО I ст. I сат. 1% СаО I ст. I сат. 0,5% СаО I ст. I сат. 0,4% СаО

Уос, см/мин 1,86 2,89 2,75 2,52 1,97 3,05 2,85 2,69

Дбоч. сока, % 86,29 86,77 86,44 86,32 86,51 86,88 86,66 86,55

Соли Са, % 0,033 0,031 0,032 0,033 0,032 0,028 0,030 0,031

ЦВоч. сока, усл. ед 13,4 12,6 12,9 13,1 13,2 12,2 12,7 13,1

Рис. 4. Технологическая схема очистки сока с фракционированной двухступенчатой I сатурацией 1 - сборник диф. сока; 2 - преддефекатор; 3 - дефекатор холодной ступени; 4 - дефекатор горячей ступени; 5 -подогреватель; 6 - мешалка известкового молока; 7 - автоматический дозатор; 8 А, Б, В - делители известкового молока; 9 А, Б котлы I сатурации; 10, 11, 12, 13, 14, 15 - сборники; 16 - подогреватель; 17 - сборник перед ФиЛС; 18 - ФиЛС; 19 - сборник сгущеной суспензии; 20 - вакуум-фильтр.

Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о технологической и экономической целесообразности применения способа фракционированной двухступенчатой I сатурации.

В результате применения способа было отмечено:

1. увеличение скорости осаждения;

2. снижение расхода извести;

3. повышение чистоты очищенного сока;

4. снижение содержания солей кальция.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

1. Предложен новый метод определения эффективной активности известкового молока, позволяющий более объективно оценивать качество используемого для очистки известкового молока. Способ внедрен на Отрадинском сахарном заводе.

2. Предложена методика определения свободной извести в фильтрационном осадке.

3. Исследован ряд мероприятий для повышения эффективности использования извести при очистке диффузионного сока: повышение активности известкового молока, использование сахарата кальция, активация фильтрационного осадка для повторного использования.

4. Предложен метод контроля одновременного возврата на пред-дефекацию нефильтрованного сока I сатурации и сгущенной суспензии сока II сатурации.

5. Теоретически и экспериментально обосновано, что адсорбция несахаров на карбонате кальция в процессе I сатурации подчиняется уравнению Фрейндлиха.

6. Установлено, что повышение эффективности известково-углекислотной очистки может быть достигнуто за счет применения двухступенчатой фракционированной дефекосатурации.

7. Предложен метод определения расхода извести на отдельные ступени очистки.

8. Установлено, что фракционированная двухступенчатая I сатурация позволяет снизить расход извести.

9. Промышленными исследованиями установлено, что применение способа фракционированной двухступенчатой I сатурации позволяет без особых металло-, энерго- и трудозатрат повысить эффект очистки диффузионного сока в среднем на 0,25% и увеличить выход сахара на 0,075% к массе свеклы.

10. Способ фракционированной двухступенчатой I сатурации прошел производственные испытания и рекомендован к внедрению.

11. Экономический эффект от применения способа фракционированной двухступенчатой I сатурации для одного завода мощностью 6000 тонн переработки свеклы в сутки определяется дополнительной выработкой 90,75 тонн сахара-песка, что в ценах 1997 года составило 254,91 млн. рублей дополнительной прибыли.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Бугаенко И.Ф., Якубсон М.В. О качестве известкового молока // Сахарная промышленность. Обзорная информация. Серия 23. Выпуск 1. - ЦНИИТЭИПП. - 1996. - С. 6 - 7.

2. Бугаенко И.Ф., Якубсон М.В. Повышение активности известкового молока // Сахарная промышленность. Обзорная информация. Серия. 23. Выпуск 2. - ЦНИИТЭИПП. - 1996. - С. 1 - 3.

3. Бугаенко И.Ф., Воронин В.В., Якубсон М.В. Определение эффективности использования извести в процессе известково-углекислотной очистки II Сахарная промышленность. Обзорная информация. Серия 23. Выпуск 2. - ЦНИИТЭИПП. - 1996. - С. 3 - 5.

4. Бугаенко И.Ф., Якубсон М.В., Дугинова Н.В. Активация фильтрационного осадка для повторного использования // Сахарная про-

мышленность. Обзорная информация. Серия 23. Выпуск 2. - ЦНИИТЭ-ИПП. - 1996. -С. 5-7.

5. Бугаенко И.Ф., Бугаенко А.И., Якубсон М.В. Контроль качества возвратов на преддефекацию // Сахарная промышленность. Обзорная информация. Серия 23. Выпуск 1 - 2. - ЦНИИТЭИПП. - 1997. - С. 7 - 10.

6. Бугаенко И.Ф., Якубсон М.В. Использование сахаратз кальция для очистки диффузионного сока // Сахарная промышленность. Обзорная информация. Серия 23. Выпуск 1 - 2. - ЦНИИТЭИПП. - 1997. - С. 10 - 12.

7. Бугаенко И.Ф., Якубсон М.В. Эффективная активность извести известкового молока и ее определение // Сахарная промышленность. -

1997. -№2.-С. 16-17.

8. Бугаенко И.Ф., Якубсон М.В. Адсорбция несахаров карбонатом кальция и снижение расхода извести // Сахарная промышленность. -

1998. -№2.-С. 12-14.

9. Бугаенко И.Ф., Якубсон М.В. Удаление солей кальция при очистке диффузионного сока методом фракционированной двухступенчатой I сатурации // Хранение и переработка сельхозсырья. - 1998. - №2. -С. 16-17.

10. Бугаенко И.Ф., Якубсон М.В. Десорбция красящих веществ из фильтрационного осадка // Сахарная промышленность. - 1998. - №3. - С. 20-22.

11. Бугаенко И.Ф., Якубсон М.В. Снижение содержания свободной извести в фильтрационном осадке//Сахарная промышленность. - 1998. -№4.-С. 12-13.

12. Бугаенко И.Ф., Якубсон М.В. Повышение эффективности использования извести при фракционированной двухступенчатой I сатурации // Хранение и переработка сельхозсырья. - 1998. - (в печати).

Rising of effect of utilizing lime in clearing process of diffusion juice

Summary

The results are provided of experimenta! investigation into adsorption of non-sugar through fractional two-stage saturation I. The latter has been found to ensure greater evacuation of non-sugar with the same consumption of lime.

The papers suggest method to compute lime amount of each step of fraction two-stage saturation I.

The papers elaborates technological scheme and determines optimal conditions for realization of fraction two-stage saturation I.

Заказ № 3 . Тираж 100 экз. Печать офсетная. Издательский комплекс МГУПП. 125080, Москва, Волоколамское ш., 11

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

На правах рукописи УДК 664.126.1.038.22.083.3

ЯКУБСОН МАРИНА ВАЛЕРЬЕВНА

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИЗВЕСТИ В ПРОЦЕССЕ ОЧИСТКИ ДИФФУЗИОННОГО СОКА

Специальность 05.18.05 - Технология сахара и сахаристых веществ

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -доктор технических наук профессор Бугаенко И.Ф.

Москва -

1998

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ.........................................................................................Г. 2

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................4

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.............................................................8

1.1. Удаление несахаров в процессе известково-углекислотной очистки диффузионного сока..............................................................8

1.2. Удаление высокомолекулярных соединений..........................17

1.3. Удаление азотсодержащих веществ...........................................30

1.4. Изменение содержания безазотистых органических кислот в

процессе очистки сока.........................................................................33

1.5. Удаление неорганических солей в процессе очистки диффузионного сока............................................................................36

1.6. Повышение эффекта очистки диффузионного сока................36

1.7. Пути снижения расхода извести на очистку............................40

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИЗВЕСТИ ПРИ ИЗВЕСТКОВО-УГЛЕКИСЛОТНОЙ ОЧИСТКЕ ДИФФУЗИОННОГО СОКА....................................................................46

2.1. Определение эффективной активности

известкового молока............................................................................46

2.2. Определение свободной извести в фильтрационном осадке . 52

2.3. Определение количества возврата на преддефекацию нефильтрованного сока i сатурации и сгущенной суспензии сока II сатурации..................................................................................56

ГЛАВА 3. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИЗВЕСТИ ПРИ ОЧИСТКЕ ДИФФУЗИОННОГО СОКА..........................................................................................................60

3.1. Влияние расхода извести на эффективность очистки диффузионного сока............................................................................60

3.2. Повышение активности известкового молока.........................63

3.3. Использование сахарата кальция для очистки диффузионного сока............................................................................71

3.4. Улучшение качества фильтрационного осадка за счет десорбции красящих веществ.............................................................74

3.5. Активация фильтрационного осадка для повторного использования.......................................................................................81

3.6. Снижение содержания свободной извести в фильтрационном осадке......................................................................86

ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МЕТОДА

ФРАКЦИОНИРОВАННОЙ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ I САТУРАЦИИ91

4.1. Повышение эффективности использования извести при очистке диффузионного сока методом фракционированной двухступенчатой i сатурации.............................................................91

4.2. Адсорбция несахаров карбонатом кальция и снижение

расхода извести при очистке диффузионного сока методом фракционированной двухступенчатой I сатурации......................96

4.3. Удаление солей кальция при очистке диффузионного сока методом фракционированной двухступенчатой I сатурации... 104

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОМЫШЛЕННОСТИ................110

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ...............................112

ВВЕДЕНИЕ

Сахарная промышленность Российской Федерации по состоянию на 1 января 1996 г. располагает 93 сахарными заводами общей мощностью 273 тыс. т переработки свеклы в сутки и 6 рафинадными заводами и цехами общей мощностью 1978 т выработки рафинада в сутки.

В межсезонный период примерно на 45 сахарных заводах перерабатывается тростниковый сахар-сырец, а в Приморском крае действует специализированный сахарный комбинат по переработке сахара-сырца.

Потребление сахара на душу населения в настоящее время составляет около 30-31 кг в год, то есть ниже физиологической нормы (38 кг), определенной Институтом питания. Такой уровень потребления сложился в соответствии с платежной способностью населения. Учитывая несбалансированность рациона питания (недостаток мясной и молочной пищи, фруктов и овощей) и отсутствие производств большинства сахарозамени-телей, снижение уровня потребления сахара в стране в ближайшие годы не ожидается. При этом общая потребность России в сахаре составляет примерно 5 - 5,5 млн. т [81].

Собственное производство обеспечивает лишь 40% потребности в продукте. Недостающее количество вводится из других регионов и закупается за рубежом.

Коэффициент извлечения сахара на заводах Российской Федерации составляет 0,70 против 0,85 - 0,90 в развитых сахаропроизводящих странах. Потери сахара в производстве лучших европейских заводов составляют 0,5 - 0,6%, и в мелассе его содержится 1,9%, а на сахарных заводах России соответственно 1 -1,2% и 2,7%.

Несмотря на то, что отдельные заводы имеют высокие технико-экономические показатели, в среднем на протяжении последних десяти лет выход сахара остается на уровне 10 - 10,5% к массе свеклы. В итоге выход сахара с 1 га в России не превышает 2 т, в то время как во Франции, например, -10 т.

Основные причины такого положения - низкое технологическое качество свеклы, устаревшее оборудование сахарных заводов, несоблюдение технологического режима.

Из-за состояния материально-технической базы сахарной промышленности России ежегодно теряется 300 - 400 тыс. т сахара.

Кроме типовой схемы холодно-горячей очистки диффузионного сока сахарные заводы России других практически не применяют, в то время как зарубежные страны широко используют специфические схемы и новые материалы [2].

Во многих странах наряду с холодно-горячей очисткой с применением извести и сатурационного газа используют и другие схемы, и ряд других реагентов (оксид магния, различные адсорбенты, иониты).

При работе свеклосахарных заводов образуется фильтрационный осадок. Получая из него известь и газ, можно сократить потребление известкового камня на 70%. Поэтому очень важны разработка способа полусухого удаления осадка, создание оборудования для обжига фильтрационного осадка, проведение мероприятий по снижению расхода извести на очистку [3].

Актуальность работы. Седиментационно-фильтрационные свойства сока первой сатурации и его осадка имеют решающее значение для успешной работы сахарного завода. Они определяют как общую производительность завода, так и качество выпускаемого сахара. Поиск и разработка новых дешевых и высокоэффективных способов повышения качества очищенного сока и снижения расхода извести на очистку является актуальной задачей для сахарной промышленности. Предложенный в данной работе способ фракционированной двухступенчатой I сатурации позволяет повысить эффект очистки и снизить расход извести на очистку, являясь при этом экономичным.

Цель работы. Исследовать метод фракционированной двухступенчатой I сатурации, предназначенный для повышения эффекта очистки и увеличения выхода готовой продукции.

Задачи работы состояли в экспериментальном определении оптимальных условий проведения фракционированной двухступенчатой I сатурации, определении расхода извести на каждую из ступеней фракционированной двухступенчатой I сатурации, анализе очищенных соков и изучении седиментационных и фильтрационных свойств осадков сока I сатурации, полученных в обычном технологическом режиме и при применении метода фракционированной двухступенчатой I сатурации, разработке и внедрении схемы в технологическую схему сахарного завода.

Научная новизна работы. Установлено, что адсорбция несахаров в процессе известково-углекислотной очистки описывается уравнением Фрейндлиха.

Теоретически обосновано и экспериментально подтверждено, что фракционированное использование извести на I сатурации позволяет уменьшить ее расход на очистку

Установлено, что адсорбция красящих веществ происходит на поверхности частичек карбоната кальция (а не внутри) и их можно практически полностью десорбировать при помощи химических реагентов.

Практическая значимость работы. Разработаны оптимальные условия проведения фракционированной двухступенчатой I сатурации, обеспечивающие наибольший эффект очистки. Предложен метод определения расхода извести на отдельные ступени.

Разработан новый метод определения эффективной активности известкового молока. Предложен способ активации сгущенной суспензии, возвращаемой на преддефекацию.

Разработанный метод проведения фракционированной двухступенчатой I сатурации внедрен в технологическую схему Отрадинского сахарного завода.

/

Способ проведения фракционированной двухступенчатой сатурации сдан приемочной комиссии. Экономический эффект от внедрения способа составил 254 млн руб. (в ценах 1997 г.).

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Удаление несахаров в процессе известково-углекислотной

очистки диффузионного сока

Диффузионный сок - поликомпонентная система. Он содержит сахарозу и несахара, представленные растворимыми белковыми, пектиновыми веществами и продуктами их распада, редуцирующими сахарами, аминокислотами, слабыми азотистыми основаниями, солями органических и неорганических кислот. [108] Из свеклы в диффузионный сок переходит около 98% сахарозы и до 80% растворимых несахаров. Кроме того, в диффузионном соке содержится 1,5 - 3,0 г/л мезги [109, 82].

Все несахара в большей или меньшей мере препятствуют получению кристаллической сахарозы и увеличивают потери сахарозы с мелассой. Одна часть несахаров при кристаллизации способна удерживать в растворе 1,2 - 1,5 части сахарозы [100]. Поэтому, согласно современным представлениям, известково-углекислотная очистка диффузионного сока должна решать следующие основные задачи:

- осаждение высокомолекулярных соединений (ВМС) белково-пектинового комплекса и других;

- осаждение анионов органических и неорганических многоосновных кислот, которые с ионами кальция образуют труднорастворимые соединения;

- разложение редуцирующих веществ, белков, пектиновых веществ, амидов кислот и солей аммония;

, I

- адсорбцию несахаров карбонатом кальция на I и II сатурациях;

- минимальное термическое и химическое разложение сахарозы;

- получение осадка с хорошими фильтрационными и седиментаци-онными свойствами.

Известно много способов очистки диффузионного сока, но в практике находят распространение только наиболее эффективные и дешевые.

Таким в настоящее время является способ обработки диффузионного сока известью (дефекация) с последующим удалением ее избытка диоксидом углерода (сатурация). При простоте технологических операций и дешевизне реагентов этот способ дает хороший эффект очистки, а сахароза при этом разрушается незначительно [101].

Несахара диффузионного сока различны по химической природе и в силу этого обладают широким спектром физико-химических свойств, что обуславливает различную природу реакций, приводящих к удалению их из сока. При использовании в качестве реагентов для очистки диффузионного сока гидроксида кальция и диоксида углерода осуществляются реакции коагуляции, осаждения, разложения, двойного обмена, гидролиза, адсорбции и ионообмена. Большинство реакций требует для наиболее полного завершения различных, иногда полярно отличных условий. Этим вызваны особые технологические приемы, приведшие к усложнению технологической схемы известково-углекислотной очистки диффузионного сока.

Современные схемы предусматривают обработку сока известью в 2 - 4 приема, обработку углекислотой в 2 - 3 приема с промежуточным выводом образующегося осадка.

Эти мероприятия направлены на решение двух основных задач: повышение общего эффекта очистки, который до настоящего времени не превышает 40%, и сокращение расхода реагентов.

Типовая технологическая схема очистки диффузионного сока построена следующим образом [102].

После отделения мезги слабокислый диффузионный сок нагревают до 85 - 90 °С, смешивают со щелочными соками I сатурации и основной дефекации в таком соотношении, чтобы получить оптимальный для коагуляции высокомолекулярных соединений (ВМС) рШо сока 10,8 - 11,6 (предварительная дефекация). Затем в сок в избытке добавляют известковое молоко, рШо повышается до 12,2 - 12,3 (холодная ступень основной

дефекации). После этого сок нагревают до 85 - 90 °С и подают на вторую (горячую) ступень основной дефекации. Задачей основной дефекации является разложение под действием извести органических несахаров диффузионного сока (аспарагина, глутамина, редуцирующих несахаров и др.) [121].

На предварительной дефекации воздействие небольшого количества извести вызывает осаждение высокомолекулярных соединений. Имеется оптимальное значение рН, при котором происходит максимальное осаждение высокомолекулярных соединений. При повышении щелочности выше оптимальной происходит частичное растворение осадка. Задача преддефекации, таким образом, состоит в максимальном осаждении высокомолекулярных соединений, а также в образовании осадка, устойчивого к разрушающему действию высокой щелочности [63, 115].

Основная дефекация проводится сразу же после предварительной дефекации без промежуточного фильтрования. На этом этапе заканчиваются реакции осаждения анионов кислот диффузионного сока и веществ коллоидной дисперсности. Разлагаются соли аммония, амиды кислот, ал-лантоин, редуцирующие вещества, белки и пектиновые вещества [13].

Дефекованный сок, содержащий Са(ОН)2 в осадке и коагулят, подвергают обработке диоксидом углерода (I сатурация), в результате чего известь превращается в карбонат кальция, на поверхности которого адсорбируются несахара. Основной задачей I сатурации является достижение высокого эффекта адсорбционной очистки при удовлетворяющих производство седиментационных и фильтрационных свойствах образующегося осадка. Осадок сока I сатурации отделяют, обессахаривают и выводят из производства [78].

Для того, чтобы перевести оставшееся в соке I сатурации свободные ионы гидроксидов кальция, калия и натрия в углекислые соли и вывести в осадок кальций, связанный с органическими кислотами и комплексами, проводят повторную обработку сока диоксидом углерода (И сатурация).

Типовая схема очистки диффузионного сока имеет ряд недостатков. К основным из них относится то, что она не устраняет обратного перехода в раствор в условиях основной дефекации части несахаров, осажденных на преддефекации. В присутствии пептизированных веществ коллоидной дисперсности и малорастворимых солей кальция адсорбционная очистка сока на I сатурации недостаточно эффективна [84, 45].

Сопоставляя эффективность известково-углекислотной очистки на этапе создания этой технологии, можно сделать вывод, что последние несколько десятилетий научные исследования и практические разработки касались лишь улучшения отдельных сторон этой технологии и усовершенствования отдельных технологических способов и аппаратов для их реализации. Каждый последующий шаг в усовершенствовании технологии требовал все больших временных, финансовых и интеллектуальных затрат и давал все меньший прирост эффективности технологического процесса. Таким образом, данная технология практически подошла к предельному уровню своих возможностей. Поэтому для дальнейшего развития технологии сахара в области очистки диффузионного сока необходимо либо принципиально изменить подходы к анализу основных этапов известково-углекислотной очистки и выбору новых ее способов, либо полностью отбросить данную технологию и перейти к другим физическим и химическим методам очистки диффузионного сока, например, к методам мембранной и ионной очистки сахаросодержащих растворов. Второй путь является, несомненно кардинальным решением, но для своей реализации он потребует перестройки всех сахарных заводов России, изменения технологии, замены оборудования, переподготовки кадров, использования новых дорогостоящих расходных материалов. В условиях перехода Российской экономики от одного экономического уклада к другому это является не только не целесообразным, но и невозможным из-за колоссальных финансовых и материальных затрат. С учетом реального

состояния сахарных заводов России, такие преобразования возможны лишь в отдаленной перспективе [69].

Наряду с сахарозой в диффузионном соке, получаемом водной экстракцией из свекловичной стружки, содержится множество веществ-несахаров, представленных растворимыми белковыми, пектиновыми веществами и продуктами их распада, редуцирующими сахарами, аминокислотами, слабыми азотистыми основаниями, солями органических и неорганических кислот.

Средний химический состав (по П.М.Силину) представлен в таблице 1 [106]

Таблица 1

Содержание в свекле, кг/100 кг свеклы

Вода Сухих веществ

75 25

�