автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.05, диссертация на тему:Разработка высокоэффективных способов получения и очистки диффузионного сока с использованием дополнительных реагентов

N

£ МІНІСТЕРСТВО ОСВГГИ УКРАЇНИ

^ УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ^ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

«9»

На правах рукопису

УДК 664.126.1

ЛИСТУНОВА Олепа Іванівна

РОЗРОБКА ВИСОКОЕФЕКТИВНИХ СПОСОБІВ ОДЕРЖАННЯ ТА ОЧИЩЕННЯ ДИФУЗІЙНОГО СОКУ З ВИКОРИСТАННЯМ ДОДАТКОВИХ РЕАГЕНТІВ

Спеціальність 05.18.05-Технологія цукристих речовин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації па здобуття наукового ступеня кандидата тегпічних наук

Кво - 1997

Дисертацією є рукопис.

доктор техвічіш uayii, професор Р«ва Л.П.

доктор ТСХПІЧЕИЯ наук, професор

Ліаез А.А.

доктор гсгіііпдне наук, про^сор Kjd4sk М.П.

кандидат тєееічиіїі наук, старший паужовкгі спшробітвеБ Осадчзй Л.М.

Провідна організація: ІПК Дсрхаарчопров)' України.

Захист відбудеться “ ¿0 * грудня 1997 року о № годині на засіданні спеціалізованої Ради Д 26.058.04 Українського державного університету харчовій технологій за адресою:

252017, Київ-17, вул. Володимнрська,68, корпус А, аудиторія А-311.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Українського державного університету харчових технологій.

Автореферат розісланий " ¿ї ’ листопада 1997 року.

Наукопі керішкш:

Офіційні опонента:

Вчений секретар mc^uiscssHoi Ради

К.Т.П. QS&JA-/— Федореиченко Л.О.

ВСТУП

Актуальність очііагт. Перед цукровою промисловістю України стоїть важливе завдання - збільшення виробництва цукру за рахунок підвищення його виходу та покращення якості товарної продукції при економному і раціональному використанні сировини, паливно-енергетичних та інших ресурсів. Причому, основний приріст виробництва цукру повинен бути одержании за рахунок технічного переоснащення галузі, вдосконалення існуючих і впроваджегія нових прогресивних технологічних процесів та високоефективного обладнання.

В зв’язку з цим існує постійна необхідність розвитку теоретичних основ технології цукрового виробництва і в першу чергу, таких технологічних процесів, як екстракція цукрози з бурякової стружки та очищення одержаного дифузійного соку. В технології цукрового виробництва необхідно активно впливати на результативність цих двох процесів, які варто розглядати не окремо один від одного, а комплексно, як одне ціле, оскільки саме ці технологічні процеси е визначальними для розв’язанім проблеми підвищення ефективності цукрового виробництва. Це викликано також тчи, що значний ефект очищення соку можна і потрібно досягти вже в процесі одержання дифузійного соху шляхом суттєвого зменшення переходу нецукрів з клітинного соку в дифузійний. Досягнення високих ефектів очищення соку в процесі екстракції цукрози дає можливість одержати очищений сік та сироп високої якості при значній економії вапна, палива та інших матеріальних ресурсів.

Дисертаційна робота виконувалась в Українському державному університеті харчових технологій на кафедрі технології цукру та цукристих речовин. .

Мета робота полягає в розробці ■ високоефективних способів одержання та очищення дифузійного. соку, покращення якісних показників одержуваних соків та зменшення витрат вапна і паливно-енергетичних ресурсів на основі дослідження можливості використання додаткових хімічних реагентів в процесах одержання та очищення дифузійного соку.

Наукова ио^изва роботи. Визначено ефективність проведення процесу екстрагування цукрози з бурякової стружки при використанні живильної води зі зниженим значенням pH, обробленої сульфатом алюмінію.

Досліджено можливість використання дигідроксосульфату алюмінію в процесі підготовка жтнльиої води для екстрагування цукрози з бурякової стружки. Визначено оптимальні умови використання дигідроксосульфату алюмінію.

Розроблено новий спосіб підготовки живильної води для екстрагування цукрози з бурякової стружки з використаннях бісульфіту кальцію (патент України № 17262 А).

Визначено оптимальні витрати вапна на очищення дифузійних соків, одержаних з використанням додаткових згімічішх реагентів в процесі підготовки живильної води.

Досліджено ефективність використання гіпохлоритів кальцію, натрію та перекису водню в процесах очищення дифузійного соку при переробці сировини погіршеної якості. Визначено оптимальні витрати гіпохлоритів кальцію, натрію та перекису водню і місце їх вводу при використанні в процесах очищення дифузійного соку.

Практична шпиісп» та реалізація результатів роботп.

Проблема збереження паливно-енергетичних та матеріальних ресурсів на сучасному етапі розвитку цукрової промисловості є дуже важливою. Використання додаткових хімічних реагентів дає можливість зменшити витрати вапна та енергоресурсів, а також суттєво підвищите якісні показники одержуваних соків та екхід товарного цукру. На впроваджені способи підготовки живильної води розроблена та затверджена науково-технічна документація.

. Промислове впровадження способів використання додаткових- хімічних реагентів проведено на Селнщакському цукровому заводі в 1994 році та на Березинському цукровому заводі в 1995 році. Економічний ефект від впровадження способу підготовки живильної вода на Сели щанському цукровому заводі 29769,8 гри. у цінах 1996 року, на Березинському цукровому заводі -78441,1 грн. у цінах 1996 року.

Особистий внесок злобувача аналітичні та експериментальні результати досліджень отримані автором самостійно. Ним особисто зроблено постановку завдань, досліджень, аналіз те узагальнення результатів. Автор приймала активну участь у промислових випробуваннях запропонованих способів підготовки живильної води на Селищанському та Березинському цукрових заводах.

Достовірність робота;. Достовірність отриманих результатів, висновків та рекомендацій забезпечена використанням сучасних методів досліджень, сучасних приладів фізмко-хімічтх вимірів та підтверджена адекватністю результатів лабораторіях досліджень та промислових випробувань. '

Акроба^рі робота. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися на Всеукраїнській науково-технічній конференції “Розробка та впровадження прогресивних технологій та обладнання в харчову та переробну промисловість", жовтень 1995 року; на Міжкородігі» науково-технічній конференції «Розроблення та впровадження прогресивних ресурсоощаднях технологій та обладнання в харчову та переробну промисловість» зковтень

з

1997року; на 60-й науково-технічній конкуренції УДУХТ, квітень 1994 року; на 62-к науково-технічній конференції УДУХТ, квітень 1996 року; на 63-й науково-технічній конференції УДУХТ, квітень 1997 року.

Публікапії. По темі дисертаційної роботи опубліковано 7 друкованих праць в тому числі один патент України.

Структура та об’єм роботи. Дисертаційна робота складається з вступу , 5 глав , загальних висновків та рекомендацій промисловості, списка літератури, що включає 140 найменувань вітчизняних та зарубіжних джерел та додатків. Робота викладена на 165 сторінках друкованого тексту, складає 14 рисунків та ЗО таблиць.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі та перпюяу розділі обгрунтована актуальність теми дисертаційної роботи, визначена мета досліджень, на основі вітчизняних та зарубіжних літературних джерел проаналізовано стан теоретичних та експериментальних досліджень з питань використання додаткових хімічних реагеїїтіз в процесах одержання та очищения дифузійного соку. Особлива увага приділена роботам, в яких висвітлені питання використання коагулятів, речовин, що містять кальцій та окисників. Саме це дозволило сформулювати мету та методики проведення експериментальних досліджєііь.

РОЗДІЛ 2 “Підготовка живильної води для екстрагування цукрози з бурякової стружки з використанням сульфату та дигідроксосульфату алюмінію" складається з п’ята підрозділів.

Підрозділ 2.1 присвячений визначенню оптимальних нитрат сульфату алюмінію на підготовку живильної води зі зниженим значенням pH для екстраїуванкя цукрози з бурякової стружки. Оптимальні витрати реагенту визначали виходячи з показників ефекту очищення дифузійного соку в процесі екстрагування, загального ефекту очищення, розрахованого від клітинного соху до соку 2 сатурації, та якісних показників очищених соків. Для проведення експериментальних досліджень використовували сульфат алюмінію, що виробляється промисловістю України, ГОСТ 12966-85. Оптимальними витратами сульфату алюмінію на підготовку живильної води зі зниженим значенням pH є 0,1 % А^ЭО^з до маси буряків. В цьому випадку дифузійні та очищені соки мають найкращі якісні показники, а pH живильної води знаходиться в межах 4,5-5,0, що відповідає мінімуму переходу ВМС в дифузійний сік.

Підрозділ 2.2 присвяченим визначенню оптимальних витрат вапна на очищення дифузійного соку, отриманого з використанням сульфату алюмінію. Оптимальтми витратами вапна ка очищення дифузійного соку з використанням 0,1 % сульфату алюмінію до маси буряків є близько 2,0%

СаО до маси буряків, тоді як на очищения дифузійного соку, отриманого при використанні живильної води, обробленої сірчистим газом до pH 6,06,5 - 2,5 % СгО до маси буряків (для сировини середньої якості).

Підрозділ 2.3 присвячений дослідженню зміни pH дифузійного соку в процесі екстрагування цукрози з бурякової стружки. Визначено, що кінцеве pH дифузійного соху, отриманого пря використанні живильної води, обробленої сульфатом алюмінію, зі зниженим значенням.pH, має незначне відхилення від pH дифузійного соку, для одержання якого живильну воду обробляли сірчистим газом до pH 6,0-6,5. Це пояснюється високою буфер-ністо клітинного соку буряку. Тому кислотний розклад цукрози в хвостовій частині екстрактора за рахунок використання живильної води з pH 4,5-5,0 буде незначним, оскільки контакт живильної води з висоложеною стружкою при низьких значеннях pH нетривалий і вміст цукрози в стружці та оточуючому її соці а кінці процесу екстрагування також незначний.

Підрсаділ 2.4 присвячений дослідженню ефктивності внкорстання для підготовки живильної водії нового коагулянта дигідроксосульфату алюмінію (ДГСА), та визначенню оптимальних витрат цього реагенту. Оп- • тимальиими витратами цього реагенту на підготовку живильної води дай екстрагування цукрози з бурякової стружки є близько 0,06 % до маси буряків. При цьому pH обробленої ним живильно: води має значення 6,26,5. Таким чкяом, ДГСА, як реагент для підготовки живильної вод», е більш ефективним, ніж сульфат алюмінію, оскільки при затратах ДГСА -0,06 % до маси буряків досягнуто ефект, аналогічний використанню 0,1 % А12(504)з до маси буряків, крім того pH обробленої ним живильної води знаходиться в нормативних межах.

Таблиця 1 Показники ефективності використання сульфату алюмінію в процесі підготовки живильної води та на попередній дефекації (чистота клітинного соку 84,12 %).

Витрати реагенту та місце вбо- ДУ дьфувійнкя сік сіх 2 сатурації

Вліст сусмх речо- тен,% Т&,— & Чшто- Вмаст сухих речо- мм,% Вмст “Т- жц/0 Чисто- п.% Вшст СОАЄІ шь> цію, % СаО Колюрс •ігг*., ад. опт. густ. ЗвпльпкЗ ефеат «чи-щен>и , %

0*1 еульфшгу «лкммікі ш жямиьну іШ 9.70 87,94 11,82 10.70 90,52 0,40 320 50,98

6,1 % сульфату САКМІНІЮ НА ППД а pH 8,5 І1.М 86,11 12.10 10,$0 90,08 £ 370 43,28

ЖКЯИАЬМу 90ду ©б-робдЯЛЯ СІрЧМСТКИ галом pH 6,0-6,5 (кОІГТОрОЛДОШ 11,38 9,80 86,11 12,11 10,80 89.18 0,56 454 39,33

Підрозділ 2.5 приспяченин дослідженню ефективності використання сульфату алюмінію для підготовки живильної водії та в процесах очищення дифузійного соку. В таблиці 1 приведено результати порівняльних досліджень використання сульфату алюмінію на попередній дефекації та для підготовки живильної води.

Аналіз результатів свідчить про те, що сульфат алюмінію найбільш ефективно використовувати для підготовки живильної води, але для одержання додаткового ефекту а процесі очищения дифузійного соку А12(804)з доцільно буде використовувати його одночасно як для підготовки живильної водн, так і їй попередній дефекації в зоні pH 8,5-9,0.

РОЗДІЛ 3 “Підготовка живильної води для екстрагування цукрози з бурякової стружки з використанням бісульфіту кальцію” скаладається з чотирьох підрозділів.

Підрозділ 3.1 присвячений розробці способу підготовки живильної води для екстрагувати цухрозк з бурякової стружки з використаними бісульфіту кальцію. Спосіб був розроблений на основі теоретичних даііхх про механізм та умови утворення бісульфіт-іонів і полягає у слідуючому: живильну воду, що складається з барометричної, яюмопресової води та деа-монізованого конденсату, обробляють валняїсш молоком з наступною її сульфітацією.

Підрозділ 3.2 присвячений визначенню опималмюго значення pH, до якого необхідно сульфітувати оброблену вапном живильну воду, та оптимальних витрат вапна для підготовки живильної води.

Рис. 1 ЗаягЕаг» яаісЕяг дохаїашзв очзщешж согхз від pH ггнгшшяеї вода (сбрв&жепоТ ватшгта иїдеушьфігезЕНо!).

Ркс.2 Задезашск» ефекту отщгвтя днфузтвсго cosy в процесі сгхтрзиув&ваи цукр«ва s бураки«» cupystss від ьэтрат ваш иа підгстегку ЕЗЕвалмйгї йода в каетупвею її сульфітацією а/частот® клітзшзоге сену §5,8%; б)»шсіге-г» идвтвкоого соту 80,8%.

Оптимальне значеній pH, до якого необхідно сульфітувати оброблену валком живильну воду, визначали виходячи з якісних показників дифузійних та очищених саків. Витрата вапна на підготовку живильної водн при цьому складали 0,1% СаО до иасн буряків. Оптимум pH, до якого необхідно сульфітувати живильну воду знаходиться в межах значень 4,0-5,0 (рис.1). При цьому в живильній воді утворюється максимальна концентрація бісульфіт-іошв для заданих умов, що дає можливість суттєво покращити якість дифузійного та очищеного соків за рахунок очисного ефекту бісульфіту кальцію.

Необхідну кількість вапна визначали виходячи з показників ефекту очищення дифузійного соку в процесі екстрагування. При цьому оптимум витрат вапна знаходиться в межах 0,1 % СаО до маси буряків. У випадку зниження якості перероблюваної сировини оптимум витрат вапна підвищується до 0,20 % СаО до маси буряків. На основі результатів експериментальних досліджень встановлено, що збільшення витрат ватага вище

0,20 % СаО недоцільно. Таким чином, оптимальні витрати вапна для підготовки живильної водн складають 0,1-0,20 % СаО до маси буряків (рис.2).

Підрозділ 3.3 присвячений визначенню оптимальних витрат вапна на очищення дифузійного соку, одержаного з використанням бісульфіту кальцію для підготовки живильної води. Встановлено, що застосування запропонованого способу підготовки живильної води дає можливість знизати витрати вапна на очищення дифузійного соку на 0,5 % СаО до маси буряків порівняно з застосуванням живильної води після звичайної обробки сірчистим газом до pH 6,0-6,5.

Таблиця 2 Технологічні показники порівняльних досліджень ефективності різних способів підготовки живильної води (чистота клітинного соку

79.86%)/ .

Сахіб підготов«я ж яв яодн Дифузійний СІК Сіх 2 сатур&до КЯІ ефект ОЧИ- адиав,%

EWt суші ІЯвст 5С Чисто» т»,\ cjxmr от- іцснга,^« Вміст супся ГС Чвеїч»- п.% ÜWCT шмщрт %C*Q « tCOrCP Комора »«Ц од. тг. густ.

Обробка сульфатом алтммік) 9,65 0,10 83,94 24,15 iö,25 4,00 mw 0,60 Ш 44,90

0бро6*л бісульфітом ильдоп 8,91 7,50 84,17 25,42 9,55 8,40 87,96 0,61 95Ö 45,72

Обробм сірчиста гшяот по pH 6,0-6,$ (ястрш». est дослід) 9.76 а,оо 81,96 12.72 9,72 8,40 86,42 0,72 1311 37,69

Підрозділ -3.4 присвячений дослідженню ефективності способів підготовки живильної води з вакористанням бісульфіту кальцпо та сульфату алюмінію у порівнянні з оар-обках? живильної води сірчистим газом до pH 6,0-6,5. В таблиці 2 приведено результат»; порівняльний досліджень використання різних способів підготовки живильної вода ДАХ екстрагування цукрози 3 бурякової стружки ІІОГІрІІІ£НОІ якості.

Аналіз одержаних результатів свідчить про те, що спосіб підготовки живильної води з використанням бісульфіту кальцію е найбільш ефективним, оскільки якісні показники дифузійних та очищенж соків найкращі, бісульфіт кальцію також є антабактерицндіїим реагентом, а присутність в живильній воді розчиненого іону кальцію сприяє покращенню пресування жому, крім того, вапно - та сірчистий газ більш доступні для використання цукровими заводами, ніж сульфат алюмінію і мають нижчу вартість.

РОЗДІЛ 4 'Використання додаткових хімічних реагентів на різних стадіях очищення дифузійного соку погіршеної якості” складається з чотирьох підрозділів.

Підрозділ 4.1 присвячений дослідженшо ефективності застосування гіпохлориту кальцію в процесах очищення дифузійного соку. Для проведення ркспсриментз.льних досліджень використовували хлорне вапно промислового виробництва з вмістом активного хлору 35-36 %. Оптимальне місце вводу реагенту визначали по якісним показникам очищених соків. Найкращі результати одержано при застосуванні гіпохлориту кальцію на гарячій стадії основної дефекації (при роботі по татовій схемі очищення дифузійного соку). Покращення якості очищеного соку відбувається за рахунок того, що при високій температурі гарячої дефекації проходить інтенсивний розклад гіпохлориту кальцію з виділенням активного хлору, який бере участь у руйнуванні довгих лакиюгів поліцукридів і переводі їх у низькомолекулярні сполуки, які більш повно адсорбуються на частинках- карбонату, кальцію. Крім того, хлор, ІДО Є СИЛЫШМ ОКЇІСІЇЇІКОМ, сприяє переводу забарвлених сполук у безбарвні, таким чином зменшуючи кольровість очищеного соку. Аналіз одержаних результатів свідчать про те, що оптимальні витрати СаОСІ2 складають 0,03-0,04% до маси соку (рис.З). Подальше збільшеїшя витрат гіпохлориту кальцію веде до погіршеній якості очищених соків. Використання оптимальних витрат реагенту дає можливість покращити якісні показники соку 2 сатурації (ефект очищення підвищується на 4 /о, а кольоровість знижується на 15-20%) , а також седиментаційні властивості соку 1 сатурації (швидкість відстоювання збільшується в 1,5-1,8 рази).

Підрозділ 4.2 присвячений дослідженню ефективності використання гіпохлориту натрію в процесах очищения дифузійного соку. Розчин гіпохлориту натрію не підлягає тривалому зберіганню, тому для проведення досліджень необхідну кількість реагенту отримували в ' лабораторних умовах шляхом взаємодії хлорного вапна та вуглекислого натрію. Одержаний розчин

Шд*я- мсппщ- стсювая* идск/х» Загоні* к*2 гфскз ОЧіГОЄ*- ял, */* Виїет сапск лзииніш Шї Коюьо-рсзіст», од. отгт гус?.

ІД « 5,4? 359

і,о а 0,47 349

Й..4 а г,іб ЇМ

0,8 4'і 0,43 319

0,7 39 9,4-1 11#

0,6 38 0,« 1»«

9.5 17 0.41 а?а

О -;а.гапьний ^-ефекточищеннії ©•лнияюсть „відстоювати ¿Ч-внест СОІІСИ капьцио

0,92 0,94 0,0« 0.01 0.10

Витріте хясугеяо аапна, % до каси іоку

Ряс. І Зілійсвзсіь акісгях покатахкіз казав від вяпрат

хяораого ватща на гарячу стідоа оеасвсої д?фсхяцЗ.

Щадній сть *ікст©

с»/тв

2.2

Загвт* пі «ф*кгт очжкеа в і,*/*

зг

1.9

1.6

1.3

¡.0

0.7

36 35 ■ 34

33

32

Ежіс?

оотЬ

кьза-

С!Г1,

жлІЗСг

о* 1.0

0,9

0.8

0,7

0,6

0,5

Кіз тлО' рекет», сд «п

гусг

1300,

1200

1100

1000

900

800

■в-ШЕВДИСТЬ ЕІЛСТОКВНЕЯ« ^.СОЖГГ ОЧН-^ ІДСНЕІ /V кміст.сопет 1 г

{ ■■ к і■* /

1 Нкот тьоровк ть к </ г

А

Г—з і, ¿і 7> 12

% * *• £

1,0+ _

Витрати гіпохлориту натрію, % по маси соку

Ргл. 4 Зілсвсгіт» гкігшх п©к*зепкіз соків від ватрат гілохлорпту вітрім на гарячу стадію осеовяої д«фо:гізй. ,

гіпохлориту натрію ыкггать 71-100 ж/л активного хлору. Оптимальне місце вводу реагенту визначали по кхкним показникам очищених соків, враховуючи седиаіСіггацігЬіі властивості соку 1 сатурації. Аналіз одержаних результатів свідчить про те, що при роботі по типовій схемі очищення дифузійного соку цей реагент також найбільш доцільно використовувати на гарячій стадії основної дефекаті. Механізм дії гіпохлориту натрію аналогічний гіпохлориту кальцію. Оптимальні витрат» реагенту визначали виходячи з якісних показкихів очищених соків. Оптимальними є витрати 0,06 % МіСЮ до маси соку (ркс.4). Подальше збільшення витрат реагенту веде до погіршення якості соків.

Досліджено також ефективність використання гіпохлориту натрію при очищешіі дифузійного соку по схемі з відділенням осаду нецукрів до основної дефекації. Найкращі якісні показішки має очищении сік при введенні реагенту на попередіво дефекацію в зону pH 9,5. В цьому випадку ЫаСЮ сприяє більш лозному осадженню нецукрів на попередиш дефекації, а відділення осаду до основної дефекації виключає зворотній перехід у розчин осаджених нецукрів.

Підрозділ 4.3 присвячений порівнянню ефективності застосування хлорного валка та гіпохлориту натрію в процесах очищення дифузійного соку. Аналізуючи отримані результати (таблиця 3) зроблено висновок, що гіпохлорит натрію є більш ефективним реагентом, оскільки якісні показники очищених соків значно кращі, ніж у випадку застосування хлорного вапна.

Таблиця 3 Показники ефективності використання хлорного вапна та гіпохлориту натрію на гарячій стадії основної дефекації (чистота дифузійного соку 83,2 % ).

Доза реагенту Сіх 1 сатурації Сік 2 сатурації

Вміст сухих речо* вин,%> Шши ьісг* *д- СГМ1- аакгя см/кт &ПСТ сЬ*» ш»- Ксь« ІСйг СР ВІСТ*, ОД. оот. густ. Бкіст суяа речо- вин,0/» Вмст ІОГ.Р.- КИ,Л) Часто- тно ЕфЖТ ггч*- щснв»,% Вміст САМ« іАлацяо °і*с*о їоадСР Коллоро- екть, ОА«ГГ. густ.

0,04 % хлористе шмяяа 13,62 1,55 0,71 юбо І4.52 12,70 87.46 29,65 0,61 927

0.06 % гіпохлорету їм грію 10,75 2,00 0,65 1114 12,55 11,00 Й7.65 30,22 0,46 ш~

Тктм схема очауеикя 13,88 1,00 0,70 92І 14,55 12,50 86.92 25,48 О сг* 918

Підрозділ 4.4 присвячений вивченню можливості використання пери-кису водню на різних стадіях одержання та очищення дифузійного соку. Встановлено, що при обробці дифузійного соку первкнеом водню перед попередньою дефекацією (витрати реагенту 0.05 % перикису водню до маси

соку) кольровість очищеного соку зменшується на 30% порівняно з типовою схемою очищения дифузійного соку.

РОЗДІЛ 5 “Промислові випробування технологічних схсм підготовки живильної води з використанням хімічних реагентів” складається з двох підрозділів.

У підрозділі 5.1 викладена розробка промислової схеми підготовки живильної води для екстрагування цукрози з бурякової стружка з використанням сульфату алюмінію на Селищ енському цукровому ваво#.

Дослідно-промислова технологічна схема була впроваджена в 1994 році на базі часткової реконструкції бурякопсреробкого відділення. Запропонована схема складається з таких технологічних процесів: живильна вода поступає в пароконтаоткнй иідігрівач, нагрівається до температури 75°С, після чого направляється s збірник живильної води , потім насосом , у всмоктувальний патрубок якого підводиться розчин сульфату алюмінію (0,1% A12(S04)3 до маси буряків), живильна вода подасться в напірний збірник , а звідти - а екстрактор . Після обробки сульфатом алюмінію pH живильної вода складало 5,0. Для підготовки розчину реагенту твердий сульфат алюмінію з бункера шнеком завантажується в мішалку, виготовлену з кислотостійкого матеріалу, де розчиняється барометричною водою до концентрації 8-10 % і викачується насосом у напірний збіршік , а потім самопливом через дозатор подається у всмоктувальний патрубок насосу живильної води. Решта схеми екстрагування цукрози лишається без змін.

Для проведення порівняльних досліджень ефективності запропонованої та існуючої на заводі схем підготовки живильної води були вибрані виробничі періоди з надходженням у переробку сировини однакової якості (таблиця 4).

Таблиця 4 Технологічні показники соків Селищаножого цукрового заводу при підготовці живильної води з використанням сульфату алюмінію.

X* п/п Чветот» кл»тядо&гэ соку, % Чистот» дафрияшто соку % Ёфект оч в-% Сік 2 carypii m

Чистоті, % Вміст солей кмшга, 100<Р Колаоро- саст», едлгст.г^т Зішші аДеят очл- ' М| t

1. 03,75 05,19 9,85 &$,45 0,33 414 39,21

1 84,13 06,97 ïùtf 9Ô37 <ш 4ÜÏ 44,81 1

І. Підготовка живильної води по заводській схемі.

2. Підготовка живильної води по схемі з використанням сульфату алюмінію.

Комісія встановила, що випробувана схема підготовки живильної води з використанням сульфату алюмінію є більш ефективною, ніж існуюча на за-

воді, оскільки ефект очищення в процесі екстрагування при цьому підвищується на 10,7 %, вміст солей кальцію в соці 2 сатурації знижується на 0,1 % СаО, а загальний ефект очищення підвищується на 5,6 %, при цьому витрати ьап;іа на очищення дифузійного соку знижуються на 0,48 /о СаО до маси бурихіа. Акт промислових випробувань в дисертації додається.

У підрозділі 5.2 викладена розробка промислової схеми підготовки живильної води для екстрагування цукрози а бурякової стружки з застосуванням бісульфіту кальцію ка Березяиському цукровому заводі.

Дослідно-ізрошіслова технологічна схема була впроваджена в 1995 році . на базі часткової реконструкції бурякопереробного віддалення. Відмінним елементом запропонованої схеми (рис.5) є введення бісульфіту кальцію в дифузійний апарат разом з живильною водою з метою підвищення ефекту очищення дифузійного соху. Вапняне молоко з дозатора 5 в кількості 0,1% СаО до маси буряків по трубопроводу надходить у всмоктувальний патрубок насосу живильної води 6. Живильна вода із збірника 1 подається на нагрівання в парохонтактннй підігрівам 3 до температури 70°С, а звідти, після обробхн в ага ішим ыолокоы направляється на дна послідовно з’єднані струмігаїі сульфітатори 4, де проходить нейтралізація вапна зкішиль-ної водн до pH 4,5-5,0 і утворення бісульфіту кальцію. Після другого сульфітатора живильна вода поступає на живлеіаія дифузійного апарату. Решта схеми екстрагування цукроза лишається без змін. Для порівняння ефективності запропонованої та існуючої на заводі схем підготовки живильної води були вибрані виробничі періоди з надходженням у переробку сировини однакової якості (таблиця 5),

Таблиц* 5. Технологічні показники соків Березинського цукрового заводу при підготовці живильної води з використанням бісульфіту кальцію.

№ п/п Частот* клгпвдюго соку, о/ 70 Чистота дмфуїі&юто сояу % БфОГГ очждаия % Сік 2 сатурації

Чистота, % Вмкт солеі ш>йію, * ІОСіСР Коллоро- *£Т», OA-OÜTJyCT 3<**аьли£і ефехт очи-

1. 85,67 66,27 9,32 90,25 0,36 447 38,44

2. 1W Єї,84 21,55 91,34 Ö3Ö 439 46,27

1. Підготовка живильної води по заводській схемі.

2. Підготовка живильної води з використанням бісульфіту кальцію.

пар а !

ч__/

“7і

J3p=

вапняне

молоко

SQ

е

на

жив-

лення

дифу-

зійного

апа-

рату

Рнс.5 Теяшолоіічиа схсма гадг®товкн швзттж©ї події з вшсврак

Комісія встановила, що запропонована схема підготовки живильної води з використанні™ бісульфіту кальцію є більш ефективною, ніж існуюча на заводі, оскільки ефект очищення в процесі екстрагування лідвищуєся на 12,23 %, крім того, вміст солей кальцію в очищеному соці знижується на

0,06 % СаО, а загальний ефект очищення підвищується на 7,83 %. Витрати вапна на очищення дифузійного соку знижуються на 0,47 % СаО до маси буряків. Акт промислових випробувань в дисертації додається.

ВИСНОВКИ

В результаті проведених експериментальних досліджень отримано слідуючі результати.

1. Встановлено, що використання »давильної води, обробленої сульфатом алюмінію, зі зниженим значенням pH (4,5-5,0) дає можливість підвищити ефект очищення соку в процесі екстрагування цукрози з бурякової

стружки в два рази , підвищити загальний ефект очищення на 7,5 %, знизити вміст солей кальцію та кольоровість соху 2 сатурації 30%. Оптимальні витрати сульфату алюмінію складають 0,1% до маси буряків. При цьому витрати вапна на очнщеиш дифузійного соку зменшуються на 0,5 % СаО до маси буряків.

2. Досліджено можливість використання нового коагулянту -дигідроксосульфату алюмінію для підготовки живильної вюди. Встановлено, що дигідроксосульфаг алюмінію є більш ефективним для підготовки живильної води, ніж сульфат алюмінію. При використанні для підготовки живильної води 0,06 % дигідроксосульфату алюмінію до маси буряків ефект очищення в процесі екстрагування підвищується в два рази, а загальний ефект очищення - на 10,5 %, крім того вміст солей кальцію та кольоровість соку 2 сатурації знижуються на 30 %. При використанні оптимальних витрат реагенту для підготовки живильної води (0,06 /о до маси буряків) значення pH живильної води знаходиться в нормативних межах (6,2-6,5).

3. При порівнянні ефективності використання сульфату алюмінію в процесах одержаюія та очищення дифузійного соку кращі результати отримані при використанні Ab(SO-<)j для тдготовгш живильної води.

4. Розроблено новий спосіб використанням бісульфіту кальцію при підготовці живильної води для екстрагування цукрози з бурякової стружки, в якому живильна вода обробляється 0,1-0,20 % СаО до маси буряків з наступною сульфітацією до pH 4,5-5,0. Застосування способу підготовки живильної води з використанням бісульфіту кальцію дає можливість підвищити ефект очищення дифузійного соку в процесі екстрагування в два рази, загальний ефект очищення - на 10,5 %, знизити вміст солей кальцію та кольоровість соку 2 сатурації відповідно на 30 та 15 % та зменшити витрати вапна на очищення дифузійного соку ка 0,5 % СаО до маси буряків.

5. Досліджено використання гіпохлориту кальцію в процесах очищеная дифузійного соку при переробці сгіровніш погіршеної якості. Встановлено, що гіпохлорит кальцію найбільш доцільно використовувати на гарячій стадії основної дефекації. Оптимальні витрати СаСІОг - 0,03-0,04 % до маси соку. При цьому швидкість відстоювання соку 1 сатурації збільшується в 1,51,8 рази, ефект очищення підвищується на 4 %, а кольоровість знижується на 15-20 %.

6. Встановлено, що при роботі по типовій схемі очищешш дифузійного соку гіпохлорит натрію необхідно давати на гарячу стадію основної дефекації з оптимальними витратами реагенту - 0,06 /о до маси соку. При цьому швидкість відстоювання соку 1 сатурації збільшується в два рази, ефект очищення підвищується ва 5 %, вміст солей кальцію та кольоровість соку 2 сатурації знижуються відповідно ка 30 та 10%.

7. При роботі по схемі з відділенням осаду нецукрів до основної дефекації гіпохлорит натрію в кількості 0,06% до маси соку необхідно давати на

попередню дефекацію в зону pH 9,5. В цьому випадку швидкість

відстоювання соку І сатурації збільшується в 2,5-2,8 рази, ефект очищення підвищується на 5-6%, а вміст солей кальцію знижується на 30-40%.

Прн порівнянні ефективності використання гіпохлориту кальцію та гіпохлориту натрію перевагу надано останньому.

8. Промислові випробування схеми підготовки живильної води для екстрагування цукрози з бурякової стружки з використанням сульфату алюмінію на Селищанському цукровому заводі показали, що ефект очищення дифузійного соку в процесі екстрагування підвищуєтьсяся в два рази, вміст солей кальцію в очищеному соці знижується на 0,1 % СаО, а загальний ефект очищения підвищується на 5,6 % порівняно з застосуванням існуючої на заводі схеми підготовки живильної води. Загальні витрати вапна на очищення дифузійного саку знижуються на 0,48 % СаО до маси буряків. Економічний ефект від впровадження способу підготовки живильної води з використанням 0,1% A12(S04)3 на цукровому заводі потужністю 2000 т переробки буряків на добу складає 29769,8 гри. у цінах 1996 року.

9. Впровадження в промислових умовах схеми підготовки живильної води для екстрагування цукрози з бурякової стружки з використанням бісульфіту кальцію на Березинському цукровому завода показали, що ефект очищення дифузійного соку в процесі екстрагування підвищується в два рази, вміст солей кальцію в очищено*^ соці знижується на 0,06 % СаО, а загальний ефект очищення підвищується на 7,83 % порівняно з застосуванням існуючої на заводі схеми підготовки живильної води. Крім того, загальні витрати вапна на очищення дифузійного соку знижуються на 0,47 % СаО до маси буряків. Економічний ефект від впровадження способу підготовки води з використанням бісульфіту кальцію на цукровому заводі потужністю 2000 т переробки буряків на добу складає 78441,1 грн. у цінах 1996 року.

По теш лвсертаїт епгблжов&ві роботи:

1. Ефект очищення соку на дифузії при знижених величинах pH живильної води, обробленої сульфатом алюмінію / Рева А.П., Ліпєц A.A., Вмговський В.Ю., Навроцький Ю.Б., Лисгунова О.І. // Цукор України.-1996.-№4,- с.18-19.

2. О способе подготовки питательной воды для диффузионных установок с использованием бисульфита кальция / Демченко А.И., ГоловнякЮ.Д., Рева Л.П., Липец А.А., Листунова Е.И., ВиговскийВ.Ю., НавроцкииЮ.Б. // Сахарная промышленность.- 1997.- №3,- с. 18-19.

3. Використання дигідроксосульфату алюмінію в процесі екстрагу-

вання цукрози з бурякової стружки / Рева Л.П., ЛіпєцА.А., Виговсь-кийВ.Ю., Навроцький Ю.Б., Листуноза О.І. // Експрес новини: наука,

техніка, виробнніугао,- 1996.- N22.- с.9-10.

4. Рева Л.П., Лілєц A.A., Лисгунова О.І. Ефективність використання гіпохлоритів кальцію та натрію в прцесах очищення дифузійного соку // Експрес новини: наука, техніка, виробництво.-1996,- N22.-c.lQ-H.

5. Патент України № 17262 А Спосіб підготовки води для дифузійних установок / Рева Л.П., Лішц A.A., Виговсккй В.Ю., Навроцький Ю.Б., Листунюва О.І. - від 01.04.97.

6.. Про ефективність застосування нетрадиційних реагентів в процесах екстрагування цукрози та очищенні дифузійного соку / Рева Л.П., ЛіпєцД.А., Виговськіш В.Ю., НавроцькийЮ.Б., Лисгунова О.І. // Тези доп. Всеукраїнської науково-технічної конференції "Розробка та впровадження прогресивних технологій та обладнання в харчову та переробну проми-

словість'-1995.-17-20 жовтня .-К.:УДУХТ - 1995.

7 . Чопа Н.М., Рева Л.П., Лисгунова О.І. Дослідження змін технологічна* показників соку в дифузійному апараті // Тези доп. 62-ї наукової конференції УДУХТ 16-18 квітня 1996 року.- К: УДУХТ 1996,- с.212.

Лвстувовя 0.1. Розробка вясогос^еткеннк способів одержаним

та очищення днфузінаого секу з сіїкзркстаингіа додаткові« реагентів.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук по спеціальності 05.18.05.-Технологія цукру та цукристих речовин. Український державний університет харчових технологій, Київ, 1997.

Заміщається 6 наукових праць та один патент України, що містять теоретичні та експериментальні дослідження ефективності використання додаткових реагентів в процесах одержання та очищення дифузійного соку. Досліджена ефективність використання живильної води зі зниженим значенням pH, обробленої сульфатом алюмінію та ефективність використання .днгідрохсосульфата алюмінію для підгогкн живильної води. Запроновако новий спосіб підготовки живильної води з використанням бісульфіту кальцію. Визначено оптимальні витрати та місце вводу гіпохлоритів кальцію та натрію в процесах очищеннях дифузійного соку зниженої якості. Розроблено та випробувано в заводських умовах способи підготовки живильної води з використанням сульфату алюмінію та бісульфату кальцію. Приводяться дані про ефекти виїсть» способів у виробництві.

Ключові слова: екстракція, коагуляція, окисник.

Ляпунова Е.И. Разработка аысожоеффегепшиыя способов получения и очистки дяф^тзаошФГО cessa с всвольгомшеа дсшмяшиЬ' пых реагентов.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.05. - Технология сахара н сахаристых веществ, Украинский государственный университет пищевых технологий , Киев, 1997.

Защищается 6 научных работ и один патент Украины, которые содержат теоретические и експериментальные исследования еффективности использования дополнительных реагентов в процессах получения и очистки диффузионного сока. Исследована еффективиость применения питательной воды со снижении значением pH , обработаиой сульфатом алюминия, и ефективность применения дигндроксосульфата алюминия для подготовки питательной воды. Предложен новый способ подготовки питательной воды с использованием бисульфита кальция. Определены оптимальные расходы и место ввода гипохлоритов кальция и натрия а процессах очистки диффузионного сока пониже! юго качества. Раэроботаны и опробованы в заводских условиях способы подготовки питательной воды с использованием сульфата алюминия н бисульфита кальция. Приводятся данные об еффективности способов в производстве.

Ключевые слова: экстракция, коагуляция, окислитель.

Lisbbbov* Y.I. Developtaeat of high-effective ways of reteptioa and porificatioa cradle joice sse additional reageats.-Manuscript.

The disertation for a scientific degree of the candidate of technical sciences on a speciality 05.18,05 - Techology of sugar and sugary substancts. Ukrainian State university of food technologies, Kiev, 1997.

Is protected 6 scientific work and one patent of Ucraine, which contain theoretical and experimental research of effeciency use additional reagents during reception and purification crude juice. Efficiency of application of nutritious ■water, processed by aluminium sulphate with decrease of meaning pH and efficiency of application aluminium digydrosulphate for preparation of nutritious water is investigated. A new way of preparation of nutritious water with use calcium bisulphit is offered. The optimym charges and pieces of input sodium hypochlorite and calcium hypochlorite are determined by their use during purification crude juice of lowerd quality. Are developed and ways of preparation of nutritious water with aluminium sulphate and calcium bisulphit are tested in industrial conditions. Data on effeciency of ways in manufacture are brought.

Key words: extraction, coagulation, oxidator.