автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.05, диссертация на тему:Совершенствование технологии преддефекационной обработки диффузионного сока

На правах рукописи

Клименко Лариса Леонидовна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРЕДДЕФЕКАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ 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, заслуженный изобретатель РФ Славянский Анатолий Анатольевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Жушман А.И. доктор технических наук, профессор Ермолаева Г.А.

Ведущая организация: АО "Сахарный завод "Грибановский" Защита состоится "24" декабря 1998 года в

jQse

часов в ауд. 302 на

заседании диссертационного совета Д.063.51.02. при Московском государственном университете пищевых производств по адресу: 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д.11.

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

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУ1111.

Автореферат разослан "Ж) " /¿¿¿¿¿•DZ- 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета .

кандидат технических наук, профессор М.С.Жигалов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Перспективы и основные пути развития сахарной промышленности раскрыты в Федеральной программе по увеличению производства сахара в Российской Федерации на 1995-2000 годы и на период до 2005 года. Одним из ее направлений является укрепление материально-технической базы сахарной промышленности, реконструкция и техническое перевооружение действующих и строительство новых заводов. Особое внимание Федеральная программа уделяет внедрению передовых технологий и снижению потерь сахара при переработке сахарной свеклы, что в значительной степени связано с работой сокоочистительных отделений сахарных заводов.

Очистка соков свеклы - один из важнейших технологических процессов, определяющих эффективность последующих операций и всей технологии в целом по выработке и выходу сахара-песка.

Важной технологической ступенью известково-углекислотной очистки диффузионного сока является его преддефекационная обработка. В ходе нее из диффузионного сока осаждаются вещества коллоидной степени дисперсности, высокомолекулярные соединения, улучшаются фильтрационно-седиментационные свойства сока и структура преддефекационного осадка. От полноты этих химических реакций на преддефекации зависит не только работа фильтрационного оборудования, эффект очистки, но и перераспределение продуктов в кристаллизационном отделении, количество оттеков и утфелей, выход и качество сахара-песка.

При снижении качества свеклы седиментационно-фильтрационные показатели преддефекованного сока и сока I сатурации ухудшаются, не обеспечивается полнота осаждения несахаров, снижается чистота очищенного сока и сиропа, а следовательно, и эффект очистки диффузионного сока в сокоочистительном отделении.

Так как тематика диссертационной работы направлена на совершенствование прогрессивной преддефекации, разработку новых способов проведения процесса при переработке свеклы различного качества ее актуальность не вызывает сомнений.

Цель и задачи исследования. Основной целью работы являлась разработка усовершенствованной технологии прогрессивной предварительной дефекации диффузионного сока, обеспечивающей высокие седиментационно-фильтрационные

показатели сока и эффект очистки в сокоочистительном отделении в целом при переработке свеклы различного качества.

Поставленная цель определила следующие задачи исследования:

- провести исследования по уточнению влияния работы предцефекации с промежуточным сатурированием и возвратом "на себя" отсатурированного преддефекованного сока в вертикальных и горизонтальных аппаратах на эффективность сокоочистительного и продуктового отделений;

- разработать и создать модельную установку на одном из свеклосахарных заводов для проведения исследований с промежуточным сатурированием преддефекованного сока;

- разработать технологию и устройства для сатурирования возвратов на преддефекацию и выдерживания "рН-паузы";

- определить количественные соотношения отсатурированного преддефекованного сока и возврата нефильтрованного сока I сатурации;

уточнить технологические условия проведения предцефекации с промежуточным сатурированием преддефекованного сока;

- провести исследования по уточнению влггяния на работу преддефекации совместного сатурирования преддефекованного сока с возвратами и установить рациональное соотношение их масс и условия перераспределения по зонам предцефекатора;

- отработать технологические условия для новых способов прогрессивной преддефекации и на их основе усовершенствовать технологию преддефекационной обработки диффузионного сока при переработке свеклы различного качества.

Научная новизна. На основе экспериментальных и научных исследований обоснованы новые способы прогрессивной преддефекации диффузионного сока и их использование в технологии при переработке свеклы различного качества.

Исследовано влияние промежуточного сатурирования преддефекованного сока на фильтрационно-седиментационные свойства в горизонтальных и вертикальных преддефекаторах и на перераспределение продуктов в продуктовом отделении.

Получено обобщенное эмпирическое уравнение влияния возвратов нефильтрованного сока I сатурации и отсатурированного преддефекованного сока на технологические параметры процесса преддефекации и седиментационные показатели сока, определены их количественные соотношения.

Обоснована возможность улучшения фильтрационно-седиментационных

показателей преддефекованного сока при совместном сатурировании с возвратом

-1 -

суспензии осадка сока II сатурации и ее оптимальное количество.

Получены эмпирические уравнения зависимости седиментационных свойств сока от массы суспензии осадка сока II сатурации.

Теоретически и экспериментально обоснованы новые технологические возможности преддефекационной обработки диффузионного сока, оптимальные технологические параметры, условия использования флокулянтов и их влияние на проведение процесса прогрессивной преддефекации.

Исследованы технологические возможности новых способов для усовершенствования прогрессивной преддефекации при переработке свеклы различного качества.

Практическая значимость. Отработаны технологические условия проведения прогрессивной преддефекации с промежуточной сатурацией в преддефекаторах различных конструкций и показана их эффективность.

Определены и рекомендованы промышленности оптимальные условия и технологические режимы для проведения преддефекации с промежуточным сатурированием преддефекованного сока.

Предложены эмпирические зависимости перераспределения возвратов на преддефекации, позволяющие установить оптимальное их количество для достижения высоких седиментационных показателей сока.

Разработан новый способ проведения прогрессивной преддефекации диффузионного сока на основе промежуточного совместного и раздельного сатурирования преддефекованного сока и возвратов ( патент РФ № 2100436 ). Экономический эффект от внедрения способа составил 303,8 млн. рублей ( в ценах 1995 г.).

Разработан новый способ прогрессивной преддефекации диффузионного сока с промежуточной сатурацией и применением флокулянтов и "рН-паузы" ( пол. реш. о выдаче патента по заявке № 97103917 от 14.10.97 г. ). Экономический эффект от внедрения способа составил 234 млн. рублей (в ценах 1996 г.).

Способы прошли производственную проверку на Грибановском сахарном заводе и внедрены в его технологическую схему.

б

На основе новых способов разработана, испытана и предложена промышленности усовершенствованная технология прогрессивной предцефекации диффузионного сока для свеклы различного качества.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на конференции "Сложные ( биотехнические ) системы" ( г. Оренбург, 1996 г. ), международной научно-технической конференции, посвященной 65-летию МГАПП "Научное и инженерное обеспечение пищевых и перерабатывающих отраслей АПК" ( г. Москва, 1996 г. ), международной научно-теоретической конференции "Молодые ученые - пищевым и перерабатывающим отраслям АПК" ( г. Москва, 1997 г. ), Российской научно-практической конференции "Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования" ( г. Кемерово, 1997 г. ), ежегодной конференции молодых ученых и инженеров ( г. Оренбург, 1998 г. ).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 11 печатных работах, в том числе получены патент РФ и пол. реш. о выдаче патента РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций промышленности, списка литературы и приложений. Работа изложена на 155 страницах машинописного текста, содержит 28 рисунков и 22 таблицы. Список использованной литературы включает 158 наименований работ, из них 28 - зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении изложена характеристика современного состояния свеклосахарного комплекса России, обоснована актуальность темы диссертационной работы и ее цель, а также показана новизна и практическая значимость.

В первой главе проанализированы исследования отечественных и зарубежных авторов по совершенствованию технологии преддефекации, улучшению фильтрационно-седименгационных свойств преддефекованного сока, уточнены возможности преддефекации в решении этих вопросов при очистке диффузионного сока и ее влияние на выход и качество сахара-песка. Показана целесообразность преддефекационной обработки диффузионного сока с применением промежуточной сатурации. Определены основные направления проведения исследований. Сформулированы цели и задачи диссертационной работы, разработана и составлена общая схема исследований ( рис.1 ).

на основе оптимальной преддефекации

Исследование промежуточного сатурирования предцефекованного сока

Влияние усовершенствованной преддефекации на работу кристаллизационного отделения

Отработка оптимальных условий ее проведения

Количество нефильтрованного сока

I сатурации

1.

Количество преддефеко-ванного сока

с нефильтрованным соком I сатурации

Уточнение оптимальных условий

на основе прогрессивной преддефекации

Влияние усовершенствованной преддефекации на работу сокоочи-стительного отделения

Исследование эффективности введения дополнительного количества карбоната кальция в преддефекованный сок для сатурирования

Исследование эффективности использования фло-КУЛЯЯТОВ.

с суспензией осадка сока II сатурации

Разработка способа с введением флоку-лянтов и его аппаратурное оформление

Исследование перераспределения на преддефекацию суспензии осадка сока II сатурации

Количество суспензии осадка сока II сатурации

Температура процесса

Разработка способа с раздельным сатурированием суспензии осадка ; сока II сатурации в смеси с предде-

фекованным соком с различных стадий подщелачивания и его аппаратурное оформление ,

Разработка усовершенствованной технологии прогрессивной преддефекации диффузионного сока из свеклы различного качества

Рис.1. Общая схема исследований

Во второй главе изучена эффективность промежуточного сатурирования преддефекованного сока в вертикальных и горизонтальных предцефекаторах, влияние условий преддефекационной обработки диффузионного сока на работу продуктового отделения, отработаны условия проведения преддефекации с промежуточным сатурированием преддефекованного сока.

Производственные испытания на Алексеевском сахарном заводе очистки диффузионного сока чистотой 84,4-85,1 % показали, что работа преддефекации с промежуточной сатурацией по сравнению с типовой позволила улучшить скорость осаждения преддефекованного сока ( 85, см/мин ) в 2,5-3 раза, уменьшить объем осадка ( Уц, % ) в среднем на 28 %, фильтрационный коэффициент ( с/см2 ) снизить в среднем в 3,5 раза, чистота сока II сатурации возросла в среднем на 0,4 %, а общий эффект очистки в сокоочистительном отделении - на 3,3 %. При этом удалось повысить чистоту утфеля I кристаллизации с 90,3 % до 90,8 %, снизить его цветность с 40,5 до 36 усл. ед. и получить на 0,11 % более высокий выход сахара-песка.

Для проведения исследований по усовершенствованию преддефекации с промежуточной сатурацией нами была разработана и установлена в технологическом потоке Грибановского сахарного завода пилотная установка, состоящая из горизонтального шестисекционного преддефекатора I типа Бригель-Мюллера полезным объемом 262 л и выносного циркуляционного контура II для промежуточного сатурирования преддефекованного сока и перераспределения его возвратов по зонам преддефекатора. Схема установки с указанием ее основных элементов приведена на рис. 2.

В период испытаний диффузионный сок имел чистоту 85,5-86,6 %, содержание сухих веществ 10-12 %, рН 6,4 и температуру 40-45°С. Объем возврата нефильтрованного сока I сатурации варьировали от 50 до 150 % к массе диффузионного сока, отбор преддефекованного сока для сатурирования составлял 25, 37, 50, 62, 75 %. Предварительную дефекацию осуществляли в течение 20 мин при температуре 50-60°С.

На рис. 3 представлен характер изменения скорости осаждения ( Б}, см/мин ) преддефекованного сока и объема его осадка ( У25, % ) в зависимости от массы возврата преддефекованного сока, отсатурированного в циркуляционном контуре установки при работе с различным количеством возвращаемого на преддефекацию

Рис. 2. Схема пилотной установки для проведения ППД с промежуточной сатурацией: I - преддефекатор; II - циркуляционный контур

N

Рис. 3. Зависимость скорости осаждения (Ss, см/мин ) и объема осадка (Vis, % ) от количества ( Q, %) преддефекованного сока при промежуточном сатурировании и возврата нефильтрованного сока I сатурации в количестве, % к массе диффузионного сока: 1 ■ 50; 2 - 75; 3 -100; 4 -125; 5 -150

нефильтрованного сока I сатурации. Опыты показали, что лучшие результаты получаются при отборе на сатурирование 35-40 % преддефекованного сока и возврате 100-125 % нефильтрованного сока I сатурации. При работе в данном режиме скорость осаждения твердой фазы преддефекованного сока увеличилась на 21 %, показатели объема осадка и фильтрационного коэффициента снизились в среднем соответственно на 10 и 13 %. В результате" компьютерной обработки получена следующая функциональная зависимость и У2< от суммарного воздействия на них масс возвратов нефильтрованного сока I сатурации и отсатурированного преддефекованного сока:

2 4

Щх,, х2) = а0 + £ + £ акх{&{

]=\ к=Ъ

где У,«; - скорость осаждения преддефекованного сока, см/мин; У,- объем осадка преддефекованного сока, %; х/ - количество отсатурированного преддефекованного сока, %; Х2 - количество нефильтрованного сока I сатурации, %; ц - коэффициенты регрессионного уравнения; ] и к - индексы, принимающие к= 3-ь4. Коэффициент

корреляции уравнения - 0,83, относительная погрешность - 0,74 %.

Результаты производственных испытаний показали ( табл. 1 ), что очистка диффузионного сока по схеме преддефекации с промежуточным сатурированием в рециркуляционном контуре 35 % преддефекованного сока существенно улучшает качественные показатели соков по сравнению с предцефекацией с отбором 75 % сока.

В третьей главе показана возможность улучшения фильтрационно-седиментационных свойств преддефекованного сока за счет перераспределения возвратов на преддефекации.

На рис. 4 представлена зависимость скорости осаждения и объема осадка преддефекованного сока при сатурировании его с нефильтрованным соком I сатурации и суспензией осадка сока II сатурации от глубины сатурирования сока и температуры преддефекации. Из рис. 4 видно, что лучшие седиментационные показатели достигаются при совместном сатурировании преддефекованного сока и суспензии осадка сока II сатурации. Скорость осаждения сока при этих условиях работы по сравнению с возвратом нефильтрованного сока I сатурации повышается в среднем на 24 %, а объем осадка снижается на 21,6 %. .

Установлена оптимальная глубина сатурирования преддефекованного сока и суспензии осадка сока II сатурации, равная рН 7,5-8,5. При этих значениях рН достигается более полная адсорбция несахаров на поверхности образующихся частиц

Таблица 1. Результаты очистки диффузионного сока по двум вариантам прогрессивной преддефекации с промежуточным сатурированием 75 % ( вариант 1) и 35 % ( вариант 2 )

преддефекованного сока

Диффузионный Преддефекованный сок Сок II сатурации

Вариант сок " Эффект

очистки рН2о ч,% рНго 85, см/мин У25,% Рк, с/см2 рН2о Ч,% очистки, %

6,0 85,7 11,2 2,7 23,9 10,1 9,2 89,4 • 28,9

( Отбор 6,0 85,8 11,2 2,9 22,6 9,3 9,2 89,5 29,1

75%) 6,0 85,8 11,3 3,0 20,5 8,4 9,3 89,6 29,9

Среднее зн а ч е н и е

6,0 85,7 11,2 2,9 22,3 9,2 9,2 89,5 29,3

; /2..-;- 6,1 85,9 11,1 3,6 18,5 7,2 9,2 89,9 31,5

( Отбор 6,0 85,7 11,2 3,2 19,8 8,5 9,3 89,6 30,4

35%) 6,1 85,8 11,2 3,5 19,3 7,6 9,2 89,8 31,4

Среднее зн ачение

6,1 85,8 11,2 3,4 19,2 7,8 9,2 89,8 31,1

^25» %

22.5 20 17.5

к

15 12.5

7 7.2 7.4 7.6 7.8 8 8.2 8.4 8.6 8.8 рН

Рис. 4. Влияние глубины сатурирования преддефекованного сока и температуры преддефекации (а-40; 6-50; в-60'С ) на скорость осаждения и объем осадка при сатурировании

с нефильтрованным соком I сатурации (-----) и суспензией

осадка сока II сатурации (—*)

СаСОз- Лучшие фильтрационно-седиментационные показатели были получены при возврате в преддефекованный сок 10-20 % к массе свеклы суспензии осадка сока II сатурации и температуре процесса 60°С.

Изменения скорости осаждения и объема осадка преддефекованного сока описываются квадратичной функцией:

£5 (х) = а + Ьх + сх2, У25(х) = а, + 62л: + с,х2,

где х - количество суспензии осадка сока II сатурации, %; а, а/, Ъ, Ь/, с, С/ - коэффициенты регрессионных уравнений. Адекватность модели проверялась по коэффициенту корреляции, критерию Стьюдента, критерию Фишера.

В ходе дальнейших исследований была рассмотрена возможность повышения эффективности промежуточной сатурации за счет перераспределения по зонам преддефекатора возврата суспензии осадка сока II сатурации. Для этого на пилотной установке, схема которой представлена на рис. 5, были проведены соответствующие эксперименты.

Диффузионный сок подвергали прогрессивной щелочной обработке по секциям горизонтального преддефекатора известковым молоком до достижения величины рН2о на выходе 10,8-11,6. Расход извести составлял 0,25-0,35 % к массе свеклы. Перед вводом суспензии осадка сока II сатурации ее делили на две равные части. Одну из частей суспензии осадка сока II сатурации смешивали с соком последней ступени подщелачивания с рН2о 10,8-11,6, а вторую - с соком стадии подщелачивания с рН2о 9,2-9,6. Затем эти смеси подвергали раздельному сатурированию при их прямоточном движении с сатурационным газом в трубе колонного сатуратора до достижения величины рН2о соответственно 7,8-9,6 и 7,4-8,8. Затем отсатурированные смеси суспензии осадка сока II сатурации с преддефекованным соком возвращали в преддефекатор в зоны с соответствующими им значениями рН и проводили подщелачивание до получения преддефекованного сока с рН2о 10,8-11,6. Преддефекованный сок отбирали на выходе из преддефекатора, анализировали, определяя ( см/мин ), У35 (%) и Рк (с/см2) по общепринятым методикам анализа.

Для сравнения параллельно проводили очистку диффузионного сока по следующему способу. Диффузионный сок подщелачивали известковым молоком до рН2о 10,9, смешивали с суспензией осадка сока II сатурации плотностью 1,19 г/см3 в количестве 0,8 % к массе свеклы и сатурировали в трубе колонного сатуратора до рН2о

Суспензия осадка сока II сатурации

Рис. 5. Схема перераспределения возврата суспензии осадка сока II сатурации на преддефекации с промежуточной сатурацией

8,0. Обработанный таким образом сок возвращали в преддефекатор, где прогрессивно подщелачивали до рН2о 10,9. Преддефекованный сок отбирали на выходе из предцефекатора и анализировали, как в предыдущих опытах. Дальнейшую очистку сока осуществляли по типовой схеме: основная дефекация в течение 10 мин до рН2о12,3 при 85°С, I сатурация до рН2011,2, фильтрование, II сатурация до рН20 9,2.

Анализ результатов, представленных в табл. 2 показал, что по

усовершенствованному способу преддефекации ( варианты 1-6 ) в отличие от

приведенного для сравнения ( вариант 7 ) улучшились фильтрационно-i -Г

седиментационные свойства преддефекованного сока: скорость осаждения твердой

фазы сока возросла в 1,3-1,4 раза, объем осадка уменьшился на 11-28 %, а

фильтрационный коэффициент - в 1,4-1,7 раза. Очищенный по предлагаемому

варианту преддефекации диффузионный сок имел более высокую чистоту ( Ч, % ),

менее окрашен и содержал в полтора раза меньше солей кальция. При этом эффект

очистки сока на 1,9-3,3 % выше, чем по способу с введением в преддефекованный сок

0,8 % к массе свеклы суспензии осадка сока II сатурации.

В четвертой главе изучено влияние флокулянтов на улучшение фильтрационно-седиментационных свойств преддефекованного сока, отработана технология преддефекации с промежуточным сатурированием преддефекованного сока и использованием флокулянта.

Исследования по определению оптимальных условий применения флокулянтов проводились комплексно, с учетом влияния всех параметров на эффективность флокулянта, в соответствии с методом математического планирования эксперимента. На основании полученных экспериментальных и расчетных данных выбраны оптимальные диапазоны значений основных технологических факторов: температура процесса преддефекации - 60-65°С, доза флокулянта - 0,0075-0,025 % к массе свеклы, pH введения флокулянта - 8,2-9,3, интенсивность перемешивания - умеренная, не до полного разрушения флокул.

На основе математической обработки полученных экспериментальных результатов были получена математическая модель процесса седиментации преддефекованного сока:

Таблица 2. Технологические параметры и результаты преддефекационной обработки диффузионного сока с

перераспределением суспензии осадка сока II сатурации

Дяффузионпый сок

Вариант рН Чистота, % р(1 сока перед смешиванием с Г" частью ; суспензии ; рН смеси сока с 1ой частью .'/суспензии после ..... сатурирования рН Сока перед ■ смешйва- ; ниемсо 2"' " частью " . суспензии рН смсси сока ' со 2ой частью суспензии ■ . после / сатурирования рИ сока на . выходе из -предефе-катора . Температура, "С Расход извести, .'<;'•. массе свеклы 1

1 6,0 85,3 11,6 9,6 9,6 8,8 11,6 58 0,30 1

2 6,0 85,0 11,2 8,7 9,4 8,1 11,2 58 0,30

1 3 6,1 85,2 10,8 7,8 9а 7,4 10,8 58 0,25

I 4 6,0 85,2 11, 1 9,9 9,8 9,0 11,1 58 0,30

5 6,1 85,3 10,8 7,5 9,0 7,1 10,8 58 0,27

6 6,0 85,3 10,6 8,0 9,5 8,0 10,6 58 0,25

7 6,0 85,3 . 10,9 8,0 - 10,9 58 0,30

1 Прсддсфекованнын сок О, ■ Сок! сатурации Сок II сатурации

Вариант : 85, см/мин V«, % '; . С/СМ2 рн см/мин -' V», с/см Ч,% Цветность, усл. сд. ' Соли кальция, %СаО к массе сока Эффект , очистки, %

1 2,3 19,0 4,0 11,1 3,4 24,0 1,5 89,1 18,0 0,083 30,4

2 2,6 17,0 4,2 11,2 3,9 21,5 1,55 89,5 17,0 0,075 31,8

3 2,5 15,5 4,7 11,0 3,7 20,5 1,8 89,3 17,5 0,079 31,1

4 1,8 19,8 5,0 11,1 3,3 25,0 1,7 89,2 18,5 0,106 30,2

5 2,3 18,4 4,5 11,1 3,5 23,7 1,6 89,3 18,2 0,098 30,5

6 2,0 20,7 5,8 11,0 3,1 25,5 2,1 89,1 19,5 0,125 29,2

1,8 21.5 ' - ; 6-5 11,2 V : '2Л '-'':" 26,2 • 89,0 ■ / 19,5 0,188 28,5 г..

у - (~1,9S + 0,19- X> ~1,54' 10'S ~X¡)'(3'06 +198,05' ~3494>6S

3,863

x

(-2,96 + 1,59 X3- 0,09 Xj)- (2,44 +114 ■ X4 - 0,18 ■ X\ )

3,86}

где Yn - скорость осаждения предцефекованного сока, см/мин; X¡ - температура сока, °С; - доза флокулянта, % к массе свеклы; Л'з - рН сока; Х4 - условия перемешивания.

Исследована возможность проведения преддефекации с промежуточной сатурацией, использованием флокулянта и осуществлением "рН-паузы".

С этой целью диффузионный сок подвергали прогрессивной щелочной обработке известковым молоком в количестве 0,25 % к массе свеклы и нефильтрованным соком I сатурации щелочностью 0,11 % СаО в количестве 100 % к массе свеклы до достижения конечной величины рН2о 10,8-11,3. Преддефекованный сок с рН2о 10,8-11,3 делили на две части. Одну из частей сока направляли в вертикальный сатуратор установки, где сатурировали при прямоточном движении сока и газа до рН2о7,'5-9,0, и возвращали в преддефекатор в зону с соответствующим значением рН. Одновременно с отгазованным преддефекованным соком в зону с рН2о7,5-9,0 вводили часть активированного полиакриламида в количестве 0,055 % к массе сока или флокулянта TALOSEP А5 в количестве 0,005 % к-массе сока и выдерживали с соком при этих значениях рН в течение 1,0-8,0 мин. Затем проводили последующее прогрессивное подщелачивание по секциям преддефекатора до рН2о предцефекованного сока 10,8-11,3 и вводили в сок вторую часть активированного полиакриламида или TALOSEP А5 в количестве соответственно 0,055 и 0,005 % к массе сока. Температуру преддефекации выдерживали 60°С.

Параллельно проводили очистку диффузионного сока по известному способу преддефекации с . промежуточной сатурацией, в котором флокулянт вводили в сок на выходе из преддефекатора. Преддефекованный сок, полученный по двум вариантам преддефекации, подвергали дальнейшей очистке по типовой схеме.

Результаты исследований показали, что дополнительное введение части флокулянта в зону возврата отсатурированного преддефекованного сока и выдерживание в ней "рН-паузы" значительно улучшило фильтрационно-седиментационные характеристики соков по сравнению со способом преддефекации с введением флокулянта в преддефекованный сок только на выходе из преддефекатора. Так, скорость осаждения твердой фазы преддефекованного сока повысилась на 28-

33,7 %, а объем осадка и фильтрационный коэффициент снизились соответственно в 1,25-1,35 и 1,2-1,35 раза. Увеличилась чистота очищенного сока на 0,2 - 0,4 %, снизились содержание солей кальция в нем на 8,3 -10,4 % и цветность на 5,5 - 5,8 %, а эффект очистки возрос на 2,1-2,4 %. При этом оптимальная длительность "рН-паузы" составила 1-5 мин.

Пятая глава посвящена разработке и внедрению усовершенствованной технологии преддефекации диффузионного сока из свеклы различного качества.

Усовершенствованная технология позволяет в зависимости от качества свеклы работать по различным вариантам преддефекационной обработки диффузионного сока. При переработке свеклы хорошего технологического достоинства, но при нарушении технологического режима предцефекационная обработка диффузионного сока может быть усилена промежуточным сатурированием предцефекованного сока в сатурационно-рециркуляционном контуре. В некоторых случаях можно улучшить очистку диффузионного сока возвратом в преддефекованный сок перед сатурированием суспензии осадка сока .II сатурации в количестве 0,5-1,0 % к массе свеклы.

При ухудшении качества свеклы и получении из нее сока чистотой не ниже 82,0 % целесообразно увеличить массу возвращаемой суспензии осадка сока II сатурации до 10-20 % к массе свеклы. Фильтрационно-седиментанионные свойства ггреддефекованного сока улучшатся, если осуществлять на преддефекации с промежуточной сатурацией введение флокулянта в два этапа. Одну часть флокулянта при этом необходимо вводить в зону возврата отсатурированного преддефекованного сока и выдерживать в этой зоне "рН-паузу", а вторую - в готовый сок на выходе из преддефекатора.

Поступление на очистку диффузионного сока низкого качества ( чистота ниже 82,0 % ) требует более тщательного подхода к технологии предварительной его обработки. Лучшие результаты очистки в этом случае дает способ преддефекации с промежуточной сатурацией и перераспределением по зонам преддефекатора суспензии осадка сока II сатурации с подключением второго сатурационно-рециркуляционного контура.

Усовершенствованная технология преддефекации диффузионного сока позволяет достичь высоких фильтрационно-седиментационных характеристик соков и максимально возможного эффекта очистки в целом. Кроме того, исследование

влияния различных вариантов преддефекации на технологию очистки диффузионного сока показало на возможность улучшения работы продуктового отделения. Это особенно важно при ухудшении качества перерабатываемой свеклы. Реализация в производстве предлагаемой технологии сопряжена с некоторыми дополнительными расходами. Но ее применение при ухудшении качества сырья или нарушениях в технологии позволяет обеспечить выработку сахара-песка стандартного качества. При изменении качества свеклы по усовершенствованной технологии не сложно перейти с одного на другой вариант преддефекационной обработки диффузионного сока.

Выводы и рекомендации промышленности

Проведенные исследования в направлении усовершенствования преддефекационной обработки диффузионного сока позволили сформулировать следующие выводы:

- в ходе исследований в производственных условиях подтверждена возможность повышения эффективности вертикальных и горизонтальных конструкций преддефе-каторов при проведении в них преддефекации с промежуточным сатурированием и рециркуляцией "на себя" преддефекованного сока;

- установлено, что преддефекация с промежуточной сатурацией позволяет ускорить осаждение частиц преддефекованного сока почти в 2 раза при снижении фильтрационного коэффициента на 1/4. Прирост чистоты сока II сатурации при этом составляет 0,4-0,5 %, а эффекта очистки диффузионного сока - в среднем около 3,8%;

- определены оптимальные количественные соотношения возвратов на преддефе-кацию отсатурированного преддефекованного сока и нефильтрованного сока I сатурации. Установлено, что оптимальными являются отбор 35-40 % преддефекованного сока и возврат нефильтрованного сока I сатурации в количестве 100-125 % к массе диффузионного сока. При этом получены эмпирические зависимости их совместного влияния на седиментационные свойства преддефекованного сока;

- установлено, что прогрессивная преддефекация с промежуточной сатурацией улучшает работу не только сокоочистительного, но и кристаллизационного отделения. По сравнению с типовой схемой очистки достигается более экономичное перераспределение продуктов кристаллизаций, что позволяет уменьшить количество оттеков и утфелей, обеспечить более высокое их истощение в процессе уваривания и

кристаллизации. Повышается выход сахара-песка на 0,11 % и улучшается его гранулометрический состав и другие физико-химические показатели качества;

- установлено, что фильтрационно-седиментационные свойства предцефекованного сока улучшаются, если подвергать его сатурационной обработке вместе с возвратами сатурационных осадков. Лучшие результаты обеспечиваются при промежуточном сатурировании на преддефекации вместе с преддефекованным соком суспензии осадка сока II сатурации в количестве 10-20 %;

- определены оптимальные условия сатурационной обработки части преддефеко-ванного сока в смеси с возвратами, которые достигаются при глубине их сатурирования в диапазоне рН 7,5-8,5 и температуре проведения преддефекации 60°С;

- разработан способ прогрессивной преддефекации с промежуточным сатурированием преддефекованного сока и перераспределением возврата суспензии осадка сока II сатурации и отработаны условия его осуществления ( патент № 2100436 ). Способ повышает скорость осаждения твердой фазы преддефекованного сока в 1,3-1,4 раза, снижает объем осадка и фильтрационный коэффициент, соответственно, на 11-28 % и 1,4-1,7 раза. Эффект очистки диффузионного сока возрастает на 3,5 % по сравнению с типовой очистки;

- показана возможность улучшения фильтрационно-седиментационных свойств преддефекованного сока при добавлении в него после промежуточного сатурирования на преддефекации флокулянта;

- разработан способ прогрессивной преддефекации, включающий промежуточное сатурирование части преддефекованного сока, добавление в зону его возврата на преддефекацию флокулянта и выдерживание "рН-паузы" (пол. реш. о выдаче патента по заявке № 97103917/13 от 14.10.97 г.). Способ позволяет улучшить фильтрационно-седиментационные показатели преддефекованного сока по сравнению со способом, предусматривающим введение флокулянта в сок на выходе из преддефекатора: скорость осадка увеличивается на 28-33 %, объем осадка и фильтрационный коэффициент снижаются в 1,2-1,3 раза;

- на основе новых способов разработана усовершенствованная технология преддефекационной обработки диффузионного сока из свеклы различного качества. Эта технология позволяет включать и выключать различные варианты преддефекационной обработки диффузионного сока при изменении качества перерабатываемого

сырья, повышая при этом скорость осаждения преддефекованного сока в 2,2 раза при снижении фильтрационного коэффициента на 20-30 % по сравнению с типовой.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Усовершенствование предцефекационной обработки диффузионного сока / А.А.Славянский,. А.М.Гаврилов, Л.Л.Клименко, В.И.Купреева // Сахарная промышленность. - 1996. - №1. - С. 17-20.

2. Славянский A.A., Гаврилов A.M., Клименко Л.Л. Совершенствование технологии прогрессивной преддефекации диффузионного сока: Тезисы докл. Междун. науч.-техн. конф. "Научное и инженерное обеспечение пищевых и перерабатывающих отраслей АПК. - М.: МГАПП, 1996. - 1 ч. - С.154.

3. Клименко Л.Л., Славянский A.A., Гаврилов A.M. Усовершенствование технологии прогрессивной преддефекации: Тез. докл. конф. "Сложные системы". - Оренбург: ОГАУ, 1996.-С.100.

4. Славянский А.А„ Гаврилов A.M., Клименко Л.Л. Установка для сатурирования сока прогрессивной преддефекации в сахарном производстве: Тез. докл. Рос. науч.-техн. конф. "Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования Кемерово: КемТИПП, 1997. - 1 ч. - С.162.

5. Патент РФ № 2100436. Способ преддефекации диффузионного сока / А.А.Славянский, А.М.Гаврилов, Л.Л.Клименко. - Опубл. в Б.И. 27.12.97 г. - Бюл.№ 36.

6. Полож. реш. о выдаче патента РФ по заявке № 97103917 от 14.03.97 г. "Способ преддефекации диффузионного сока" / А.А.Славянский, А.М.Гаврилов, Л.Л.Клименко.

7. Усовершенствование прогрессивно-противоточной преддефекации диффузионного сока / Л.Л.Клименко, А.А.Славянский, А.М.Гаврилов, С.П.Гольденберг //Сахарная промышленность. - 1997. - № 5. - С.14-17.

8. Клименко Л.Л., Славянский A.A., Гаврилов A.M. Прогрессивная преддефекация диффузионного сока с промежуточной сатурацией //Сахарная промышленность. -1998. -№ 1.-С.19-21.

9. Клименко Л.Л., Дмитриев Ю.В. Совершенствование технологии оптимальной преддефекации: Тез. докл. Междунар. науч.-теорет. конф. "Молодые ученые - пищевым и перерабатывающим отраслям АПК". - М.: МГУПП, 1997. - С.29.

10. Клименко Л.Л., Маттоха C.B. Интенсификация технологии прогрессивной преддефекации на основе применения флокулянтов: Тез. докл. ежегод. конф. мол. ученых и инженеров. - Оренбург: ОГАУ, 1998. - Ч. 2. - С.42.

11. Славянский A.A., Гаврилов A.M., Клименко Л.Л. Интенсификация технологии ППД на основе применения флокулянтов: Сб. науч. работ. - Кемерово: КемТИПП, 1998.-С.72.

Improvement the technology of preliming treatment of diffusion juice

Summary

The research work is devoted to improvement of technology for preliming treatment of diffusion juice with intermediate saturation.

An author has found the technological conditions of preliming treatment with intermediate saturation of diffusion juice in different apparatus were elaborated. The paper shows influence is shown of preliming with intermediate saturation on work juice clearing and crystal department.

The conditions for preparation of return saturation slurry and application of flocculants have been investigated.

Two new methods for preliming were elaborated.

The improvement technology was elaborated for preliming treatment of diffusion juice that was received from the different duality beet.

Типография ООО «Телер» 125299, Москва, ул. Космонавта Волкова, 12

Подписано в печать 18.11(1998 г. Формат 60x90/16. Тираж 101 экз. Бумага ZOOM. 1,2 печатных листа. Заказ 148.

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПИЩЕВЫХ

ПРОИЗВОДСТВ

Клименко Лариса Леонидовна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРЕДДЕФЕКАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ДИФФУЗИОННОГО СОКА

Специальность 05.18.05 - Технология сахара

и сахаристых веществ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

На правах рукописи

УДК.664.126.1.038.2

Научный руководитель -доктор технических наук профессор А.А.Славянский

Москва - 1998

Оглавление

Введение............................. 4

Глава 1. Обзор литературы..................... 8

1.1. Влияние основных факторов на технологические свойства преддефекованного сока и его осадка..................8

1.1.1. Качество поступающей в переработку свеклы и способы подщелачивания получаемого из нее диффузионного сока......8

1.1.2. Температура сока и продолжительность преддефекации.....12

1.1.3. Возврат сатурационных соков и их осадков

на преддефекацию........................14

1.1.4. Роль аппаратурного оформления преддефекации........23

1.1.5. Физико-химическое воздействие дополнительных

реагентов............................25

1.2. Влияние сатурирования преддефекованного сока и рециркуляции в преддефекаторе на структуру преддефекационного осадка.........27

1.3. Способы доосаждения несахаров и устройства

для их осуществления на преддефекации .................39

1.4. Влияние способов доосаждения на преддефекации на очистку сока,

выход и качество сахара-песка.....................44

Общие выводы и задачи исследования................48

Глава 2. Проведение преддефекации с промежуточным сатурированием преддефекованного сока..............................51

2.1. Эффективность сатурирования преддефекованного сока на стадии преддефекации....................................51

2.2. Влияние условий преддефекационной обработки сока на работу кристаллизационного отделения..........................64

2.3. Отработка технологии промежуточного сатурирования преддефекованного сока..............................69

2.3.1. Разработка пилотной установки для осуществления

преддефекации.................................69

2.3.2. Определение количества возврата нефильтрованного сока

I сатурации...................................72

2.3.3. Отработка количества сатурируемого преддефекованного сока на преддефекации.................................73

2.3.4. Оценка эффективности работы сокоочистительного отделения с промежуточным сатурированием преддефекованного сока........82

Глава 3. Отработка технологии преддефекации с перераспределением и сатурированием возвратов.............................87

3.1. Влияние сатурационной обработки возвратов на эффективность преддефекации....................................87

3.2. Исследование условий дозирования и сатурирования суспензии

осадка сока II сатурации на преддефекации....................93

3.3. Усовершенствование способа прогрессивной преддефекации

с промежуточным сатурированием преддефекованного сока...........98

Глава 4. Исследование влияния флокулянтов на эффективность преддефекации с промежуточным сатурированием преддефекованного сока.........................................106

4.1. Флокулянты и их значение для улучшения фильтрационно-седиментационных свойств преддефекованного сока..............106

4.2. Отработка условий применения флокулянтов при проведении преддефекации с промежуточной сатурацией..................109

4.3. Отработка технологии преддефекации с промежуточной сатурацией и использованием флокулянта............................117

Глава 5. Разработка и внедрение усовершенствованной технологии

преддефекации диффузионного сока из свеклы различного качества.....128

Выводы и рекомендации промышленности..................140

Список литературы................................143

Приложения....................................156

ВВЕДЕНИЕ

Свеклосахарный комплекс России переживает в настоящее время нелегкие времена. Отмена государственного заказа на свеклу, условия закупки, бедственное финансовое положение свеклосеющих хозяйств резко снизили закупки уборочной техники, удобрений, средств защиты растений и семян. В период с 1991 по 1995 гг. резко сократились посевные площади сахарной свеклы, до 16,9 т/га уменьшилась урожайность свеклы с одновременным ухудшением ее качества [22 ].

Износ основных фондов сахарной промышленности превышает 50 %, действующее технологическое и энергетическое оборудование морально и физически устарело, что отрицательно сказалось на технологическом и техническом состоянию производства. По-прежнему высокими ( до 10 % ) остаются потери сахара в сырье, из-за чего ежегодно сахарная отрасль недополучает от 200 до 300 тыс. т сахара-песка [ 130 ]. Это положение еще более усугубляется высокими закупочными ценами на сырье, ростом цен на энергоносители, вспомогательные материалы и другие расходы, что увеличивает себестоимость сахара-песка.

В настоящее время наметились сдвиги на выход отечественной сахарной промышленности из критического состояния.

Перспективы и основные пути развития сахарной промышленности раскрыты в Федеральной программе по увеличению производства сахара в Российской Федерации на 1995-2000 годы и на период до 2005 года [ 114 ]. Одним из ее направлений является укрепление материально-технической базы сахарной промышленности, реконструкция и техническое перевооружение действующих и строительство новых заводов. Особое внимание Федеральная программа уделяет внедрению передовых технологий и снижению потерь сахара при переработке сахарной свеклы.

Это обусловлено тем, что в последние годы вопрос качества сахарной свеклы является весьма актуальным. В значительной степени он вызван переходом на механизированную уборку свеклы без ручной доочистки. Наряду с этим в стандарте на сахарную свеклу отсутствуют требования к ее загрязненности. Механизированная уборка эффективна при выращивании односемянных сортов

сахарной свеклы. Односемянные сорта по сравнению с многосемянными менее урожайны, более чувствительны к болезням, недостатку влаги, заморозкам, подвержены цветушности, их корнеплоды хуже хранятся. Получаемый из нее сок имеет более низкую чистоту, содержит почти в 2 раза больше общего азота и имеет повышенное содержание редуцирующих веществ. Такой сок плохо обрабатывается, имеет низкие фильтрационно-седиментационные свойства и поэтому требует дополнительных затрат и способов для его очистки.

Ухудшение важнейших показателей сахарной свеклы также во многом обусловлено постепенным истощением в зонах свеклосеяния черноземных и близких им по плодородию почв, длительным хранением и несоблюдением режимов и технологии хранения свеклы в кагатах. Эти факторы приводят к появлению низкосахаристых, с нарушенным балансом органических веществ, а также поврежденных корнеплодов, что отрицательно сказывается на технологии их переработки, требует включения дополнительных мероприятий и затрат на операции по очистке соков из такой свеклы и доведения их до получения сахара-песка.

Поэтому очистка соков свеклы механизированной уборки - один из важнейших технологических процессов, определяющих эффективность последующих операций и всей технологии в целом по выработке и выходу сахара-песка [ 72 ].

Актуальность темы. Одной из наиболее важных технологических операций очистки при известково-углекислотной обработке диффузионного сока является его преддефекационная обработка. В ходе нее из диффузионного сока осаждаются вещества коллоидной степени дисперсности, высокомолекулярные соединения, улучшаются фильтрационно-седиментационные свойства сока и структура преддефекационного осадка. От полноты этих химических реакций на преддефекации зависит не только работа фильтрационного оборудования, эффект очистки, но и перераспределение продуктов в кристаллизационном отделении, количество оттеков и утфелей, выход и качество сахара-песка.

Однако при снижении качества свеклы седиментационно-фильтрационные показатели преддефекованного сока и сока I сатурации ухудшаются, не обеспечивается полнота осаждения несахаров, снижается чистота очищенного

сока и сиропа, а следовательно, и эффект очистки диффузионного сока в сокоочистительном отделении.

Так как тематика диссертационной работы направлена на совершенствование прогрессивной преддефекации, разработку новых способов проведения процесса при переработке свеклы различного качества, ее актуальность не вызывает сомнений.

Цель и задачи исследования. На основе критического анализа литературы необходимо было изучить условия получения преддефекованного и сатурационных соков с высокими фильтрационно-седиментационными свойствами.

Основной целью работы являлась разработка усовершенствованной технологии прогрессивной предварительной дефекации, обеспечивающей высокие седиментационно-фильтрационные показатели сока и эффект очистки диффузионного сока в сокоочистительном отделении в целом при переработке 1 свеклы различного качества.

Научная новизна. На основе экспериментальных и научных исследований обоснованы новые способы прогрессивной преддефекации диффузионного сока и их использование в технологии при переработке свеклы различного качества.

Исследовано влияние промежуточного сатурирования преддефекованного сока на фильтрационно-седиментационные свойства в горизонтальных и

ч

вертикальных преддефекаторах и на перераспределение продуктов в продуктовом отделении.

Получено обобщенное эмпирическое уравнение влияния возвратов нефильтрованного сока I сатурации и отсатурированного преддефекованного сока на технологические параметры процесса преддефекации и фильтрационно-седиментационные показатели сока, определены их количественные соотношения.

Обоснована возможность улучшения филырационно-седиментационных показателей преддефекованного сока при совместном сатурировании с возвратом суспензии осадка сока II сатурации и ее оптимальное количество.

Получены эмпирические уравнения зависимости фильтрационно-седиментационных свойств сока от массы суспензии осадка сока II сатурации.

Теоретически и экспериментально обоснованы новые технологические возможности преддефекационной обработки диффузионного сока, оптимальные технологические параметры, условия использования флокулянтов и их влияние на проведение процесса прогрессивной преддефекации.

Исследованы технологические возможности новых способов для усовершенствования прогрессивной преддефекации при переработке свеклы различного качества.

Практическая значимость. Отработаны технологические условия проведения прогрессивной преддефекации с промежуточной сатурацией в преддефекаторах различных конструкций и показана их эффективность.

Определены и рекомендованы промышленности оптимальные условия и технологические режимы, количество возвратов преддефекованного сока для повышения эффективности процесса преддефекации.

Предложены эмпирические зависимости для перераспределения возвратов на преддефекации, позволяющие установить оптимальное их количество для достижения высоких седиментационных показателей сока.

Разработан новый способ проведения прогрессивной преддефекации диффузионного сока на основе промежуточного совместного и раздельного сатурирования преддефекованного сока и возвратов ( патент РФ № 2100436 ). Экономический эффект от внедрения способа составил 303,8 млн. рублей.

Разработан новый способ прогрессивной преддефекации диффузионного сока с промежуточной сатурацией и применением флокулянтов и "рН-паузы" ( пол. реш. о выдаче патента по заявке № 97103917 от 14.10.97 г. ). Экономический эффект от внедрения способа составил 234 млн. рублей.

Способы прошли производственную проверку на Грибановском сахарном заводе и внедрены в его технологическую схему.

На основе новых способов разработана, испытана и предложена промышленности усовершенствованная технология прогрессивной преддефекации диффузионного сока для свеклы различного качества.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Влияние основных факторов на технологические свойства преддефекованного сока и его осадка

Условия предварительного известкования диффузионного сока оказывают значительное влияние на работу сокоочистительного отделения и особенно на фильтрационно-седиментационные свойства сока I сатурации и его очистку, а значит, влияют на качество и выход сахара-песка.

Основной целью известково-углекислотной очистки диффузионного сока является максимально полное удаление его несахаров при формировании устойчивой структуры их осадка, обеспечивающей хорошие фильтрационно-седиментационные свойства соков при минимальном расходе извести [ 110, 115].

Высокая скорость осаждения при минимальном объеме осадка и устойчивость его структуры обусловлены образованием крупных и плотных частиц в результате коагуляции и осаждения несахаров диффузионного сока. Ввиду различной природы имеющихся в соке несахаров процессы их осаждения известью на преддефекации и формирования осадка с хорошими седиментационно-фильтрационными свойствами зависят от ряда факторов.

1.1.1. Качество поступающей в переработку свеклы и способы подщелачивания получаемого из нее диффузионного сока

Значительную роль в образовании преддефекационного осадка играет качественный и количественный состав несахаров диффузионного сока, определяемый технологическим состоянием свеклы. Известно, что 50-60 % несахаров удаляется на преддефекации в процессе коагуляции, а остальные удаляются из диффузионного сока при осаждении, расщеплении и адсорбции. Высокомолекулярные соединения, называемые веществами коллоидной дисперсности, составляют примерно 80 % всех несахаров и представляют собой сложную смесь белковых, пектиновых соединений, арабана, галактана, сапонина [ 19, 24, 148 ]. Наиболее важным с точки зрения очистки диффузионного сока,

является растворимый белково-пектиновый комплекс, который определяет качество диффузионного сока и оказывает влияние на структуру осадка и его фильтрационную способность [ 24, 109, 153 ].

Белковые вещества на преддефекации удаляются на 70-90 %, максимум осаждения которых в зависимости от состава несахаров находится при оптимальном значении рН 10,8-11,6 [ 110 ]. Известно также, что повышенное содержание в соке аминокислот, особенно при переработке свеклы пониженного качества, снижает эффект удаления белков. Это обусловлено ухудшением структуры осадка [ 117 ] вследствие адсорбции аминокислот на частицах коллоидов и усиления их гидратации. Установлено, что при равных условиях полнота коагуляции белков больше, чем продуктов их деструкции, и составляет соответственно около 80-83 % и 50 % [ 65, 103 ]. Причиной этого авторы считают различную степень гидратации молекул этих двух групп соединений, что влияет на их устойчивость в растворе. Причем в присутствии продуктов деструкции степень коагуляции белковых веществ снижается. Поскольку продукты деструкции белков участвуют в реакции образования меланоидинов, способствуя увеличению содержания красящих веществ [ 124 ], белки целесообразнее удалять в процессе очистки с отделением осадка до основной дефекации [ 62, 89 ].

Не перешедшие в осадок пектиновые вещества и продукты разложения инвертного сахара в щелочной среде вызывают увеличение фильтрационного коэффициента Fk сока I сатурации, снижение скорости седиментации и фильтрования [ 124, 153 ], увеличение вязкости, содержания солей кальция и цветности соков [ 68 ]. При этом седиментационно-фильтрационные показатели ухудшаются прямо пропорционально их концентрации. Кроме того, ухудшается работа кристаллизационного отделения, увеличивается продолжительность уваривания утфелей вследствие повышенной вязкости, а также потери сахара с мелассой [ 24, 153 ].

Наличие в соке таких полисахаридов, как декстран и леван, особенно при переработке вялой и подмороженной свеклы, значительно ухудшает условия очистки [ 29, 129, 142, 150 ]. Повышая вязкость диффузионного сока при

растворении, эти вещества снижают фильтрационно-седиментационные свойства соков. Увеличивается содержание в диффузионном соке редуцирующих веществ, что приводит к повышению цветности очищенного сока и значительному ухудшению его качества [ 115, 134, 139 ]. В присутствии декстрана и левана образуется мелкодисперсный осадок СаС03, так как скорость образования зародышей карбоната кальция выше, чем скорость их роста [ 24 ]. Кроме того, замедляется кристаллизация, увеличивается вязкость мелассы и потери с ней сахарозы [ 134 ].

Из органических кислот, составляющих 50 % всех растворимых органических безазотистых несахаров свеклы, в результате преддефекации осаждается 87 % щавелевой кислоты, 75 % винной и только 30 % лимонной ( в условиях холодной преддефекации ) [ 110, 124 ]. Неудаленные анионы кислот увеличивают накипеобразование на поверхности теплообменного оборудования, ухудшают работу кристаллизационного отделения, что приводит к увеличению потерь сахара и снижению его качества.

Экс