 |
Технологическая схема получения сахара-песка.
|
|
|
|
Состоит из следующих стадий:
1. доставка свеклы на завод и отделение примесей;
2. изрезывание свеклы в стружку;
3. получение диффузионного сока;
4. очистка диффузионного сока;
5. дефекация диффузионного сока;
6. сатурация диффузионного сока;
7. фильтрование сока;
8. сульфитация сока;
9. сгущение сока выпариванием;
10. уваривание сиропа;
Доставка свеклы на завод и отделение примесей. Из бурачной на завод свеклу подают по гидравлическому транспортеру, по которому она движется под давлением воды. Свекла содержит от 5 до 15% различных примесей (ботва, солома, песок, камни), которые, если их не удалить, ухудшают работу оборудования, могут вызвать его поломку, снижают качество диффузионного сока и выход сахара. Отделению примесей придается очень большое значение, и частичную мойку свекла проходит уже в гидравлическом транспортере. Однако окончательно свеклу моют в специальных моечных машинах, установленных в моечном отделении завода.
Затем чистую свеклу поднимают ленточным транспортером или ковшовым элеватором в верхнее помещение завода, где проводят ее электромагнитную очистку и взвешивают.
Изрезывание свеклы в стружку. Сахарозуизвлекают из свеклы диффузионным способом. Для этого свеклу измельчают в тонкую стружку желобчатой, пластинчатой, ромбовидной и другой формы в зависимости от качества самой свеклы и типа диффузионных аппаратов. Качество стружки оценивают длиной 100 г стружки в метрах (число Силина) или отношением массы стружки длиной более 5 см к массе стружки длиной менее 1 см (шведский фактор) и содержанием в ней брака. В непрерывнодействующих диффузионных аппаратах используют стружку, длина 100 г которой составляет 9..15 м, шведский фактор должен быть при этом не ниже 8. Допустимое количество брака в стружке не должно превышать 3%. Для получения свекловичной стружки используют центробежные, дисковые или барабанные свеклорезки.
|
|
|
Получение диффузионного сока. Получение диффузионного сока основано на явлении диффузии и подчиняется закону Фика, который оценивает связь между количеством экстрагируемого вещества и основными параметрами процесса.
В настоящее время извлечение сахарозы из свекловичной стружки производится в непрерывнодействующих аппаратах по схеме, представленной на рис.1
Схема противоточного обессахаривания свекловичной стружки:
С, С1, С2 - концентрации сахара в свекловичной стружке;
с, с1, с2 - концентрации сахара в диффузионном соке.
Стружка концентрацией сахарозы С2 поступает в головную часть (А) диффузионного аппарата и движется к хвостовой его части (В), отдавая сахарозу движущемуся навстречу растворителю. В хвостовой части аппарата находится стружка с очень малым количеством сахарозы, но так как сюда поступает чистая вода, то диффузия продолжается. Таким образом, разность концентраций сохраняется во всех частях аппарата, что обеспечивает максимальное извлечение сахарозы из стружки. Потери сахара составляют 0.25…0.3% к массесвеклы.
Очистка диффузионного сока. Полученный диффузионный сок содержит 15..16% сухих веществ, из них 14…15% сахарозы и около 2% несахаров. В число растворимых несахаров входят растворимые белки, аминокислоты, редуцирующие сахара, пектиновые вещества, слабые азотистые основания, соли органических и неорганических кислот, а также хлопья скоагулированного белка и мезга. Он имеет кислую реакцию (рН 6…6.5), очень темный, почти черный цвет и сильно пенится. Все несахара в той или иной степени задерживают кристаллизацию сахарозы, увеличивая потери сахара с мелассой. Чтобы избавиться от них, проводят очистку диффузионного сока известью (дефекация) с последующим удалением ее избытка диоксидом углерода (сатурация).
|
|
|
Дефекация диффузионного сока. Обработку диффузионного сока известью (дефекацию) проводят в два этапа: предварительная дефекация и основная дефекация. На преддефекации к массе свеклы добавляют 0.2…0.3%СаО. При этом рН сока медленно повышается до 10.8…11.6. На основной дефекации добавляют 2.5 …3% к массе свеклы СаО и рН сока повышается до 12.2…12.3.
Необходимость проведения дефекации в два этапа обусловлена тем, что небольшое количество извести оказывает коагулирующее действие на ряд веществ коллоидной дисперсности, содержащихся в соке.
Преддефекация, проводимая при оптимальном рН, обеспечивает выведение в осадок до 80% веществ коллоидной дисперсности и высокомолекулярных соединений сока, что составляет 30…40% всех несахаров, удаляемых при очистке сока.
Целью преддефекации являются также нейтрализация и осаждение кальциевых солей ряда кислот (лимонной, оксилимонной, яблочной, щавелевой и др), содержащихся в соке, и образование осадка, состоящего из крупных плотных частиц. Осадок хорошо фильтруется и устойчив к разрушающему действию ионов кальция в условиях высоких щелочности и температуры на основной дефекации.
На сахарных заводах преддефекацию проводят путем одновременного введения всей необходимой извести (оптимальная прддефекация) или постепенного ее введения в течение 20…30 мин (прогрессивная преддефекация). Температура сока также может меняться: при проведении холодной прддефекации известь вводят в сок температурой до 50°С, при проведении теплой – 50…60, а при горячей – 85…90°С. Выбор режима проведения преддефекаций зависит от качества перерабатываемой свеклы.
Основная дефекация диффузионного сока. Эту дефекацию проводят сразу же после преддефекации без предварительного фильтрования или подогрева сока. Основные процессы, происходящие при основной дефекации: разложение ряда органических несахаров сока (амидов кислот, солей аммония, редуцирующих веществ), а также омыление жиров, доосаждение анионов кислот и создание избытка извести, необходимого для получения достаточного количества СаСО3 на 1 сатурации.
|
|
|
Длительность основной дефекацию регулируется в зависимости от содержания несахаров в соке и способа проведения преддефекации. Обработку сока известковым молоком проводят при тем-рах ниже 50°С (холодная дефекация), в интервале температур 50…60°С (теплая) и 85…90°С (горячая основная дефекация).
Сатурация диффузионного сока.
Под сатурацией понимают обработку сока сатурационным газом, содержащим 30…34% диоксида углерода.
Сатурацию проводят в две стадии (1 и 2 сатурация) с промежуточным отделением осадка несахаров. Чтобы предотвратить обратный переход в раствор несахаров, выпавших в осадок на стадиях преддефекации и дефекации, 1 сатурацию заканчивают при наличии в растворе небольшого избытка извести, как на преддефекации (0.2…0.3% СаО).
1 сатурация может быть одно-, двух- и многоступенчатой. На большинстве сахарных заводов ее проводят одноступенчато в сатураторах.
2 сатурация проводится для снижения в соке концентрации растворимых солей кальция, т.к. неполное удаление кальциевых солей из сока приводит к образованию накипи в теплообменных аппаратах и увеличивает потери сахарозы. Сок перед 2 сатурацией подогревают до 85…92°С. Ее ведут до рН сока не ниже 9. продолжительность операции составляет 10 мин, коэф. использования сатурационного газа – 50%.
Фильтрование сока. Сок после 1сатурации содержит около 4…5% осадка. После сатурации сок направляют в отстойники, после которых 75…80% всего сока представляют собой жидкость, содержащую только легкую муть и практически лишенную осадка. После отстойников сок сразу же направляется на контрольное фильтрование. Вторую часть сока (20…25% общего его количества) – сгущенную суспензию, в которой содержится 18…20% осадка, направляют на вакуум-фильтры.
Для контрольного фильтрования сока 1и 2 сатурации применяют дисковые фильтры, работающие под избыточным давлением.
Сульфитация сока. Для снижения цветности и щелочности фильтрованный сок 2 сатурации обрабатывают диоксидом серы в оросительных или жидкостно-струйных сульфитаторах. Сульфитационный газ содержит 10…15% диоксида серы. При пропускании газа через диффузионный сок часть растворенного диоксида серы реагирует с водой, образуя сернистую кислоту. Последняя является хорошим восстановителем красящих веществ сока, превращая их в бесцветные соединения. Сернистая кислота также снижает щелочность сока, что облегчает процесс кристаллизации сахарозы, снижая ее потери с мелассой.
Сложный и многостадийный процесс очистки диффузионного сока обеспечивает удаление только 30…35% несахаров. При этом почти полностью удаляются белки, 40…45% безазотистых органических веществ и 10…12% зольных элементов. Очищенный сок содержит 12…14% СВ.
|
|
|
