Анализ возможных способов проведения технологических процессов и аппаратурного оформления в соответствии с последними достижением науки и техники

1.3 Анализ возможных способов проведения технологических процессов и аппаратурного оформления в соответствии с последними достижением науки и техники

1.3.1 Отделение преддефекационного осадка

Отделение предсатурационного и прддефекационного осадка направлено на то, чтобы не допустить переход несахаров из образовавшихся осадков обратно в раствор.

Схема с отделением осадка до основной дефекации была смонтирована на Малороссийском сахарном заводе. По схеме диффузионный сок подвергался прогрессивной предварительной дефекации с возвратом сгущенной суспензии сока второй сатурации, пересатурированного до pH 7,8 – 8,2 в быстродействующем противоточном каскадном сатураторе, затем сок подщелачивался до pH 9,0 – 9,5 известковым молоком и поступал в гравитационные сепараторы. Декантат из сепараторов подавался на основную дефекацию и далее обрабатывался по типовой схеме. Полное отделение на гравитационных сепараторах пульпы и основной массы осадка предварительной стадии обработки до основной дефекации позволяет увеличить прирост чистоты очищенного сока на 3,2 % по сравнению с типовой схемой. Полученные результаты свидетельствуют о значительном снижении расхода известкового молока на технологические нужды завода при эксплуатации схемы очистки с пересатурацией преддефекованного сока [1, 2, 3].

1.3.2 Способы активации суспензии осадка сока II сатурации

Существует несколько способов активации осадка II сатурации.

Одним из таких способов является активация осадка II сатурации всем количеством извести, расходуемым на преддефекацию (0,24% СаО к массе свеклы) и его прогрессивная подача на преддефекацию. Эффект от такого возврата незначительный, а при переработке свеклы плохого качества вообще становился отрицательный. Недостатками такого способа является местное перещелачивание сока в местах ввода суспензии осадка II сатурации на преддефекацию, которая ухудшает структуру получаемого осадка.

Также существует способ активации осадка II сатурации кратковременной обработкой известью в количестве 0,15% СаО к массе свеклы, способствующий значительному повышению эффекта адсорбции несахаров при возврате осадка в диффузионный сок для осуществления преддефекации. Было установлено, что активированные осадки, независимо от того, при каком значении рН они были отработаны для активации, способствуют более полному удалению из преддефекованного сока как анионов кислот, так и белков. Недостатком способа в том, что при разовом вводе в сок суспензии осадка II сатурации, которая содержит примерно половину извести, расходуемой на преддефекацию, происходит нарушение прогрессивности преддефекации [3].

Еще одним из способов активации осадка II сатурации, значительно улучшающим фильтрационно-седиментационные свойства сока, является способ, предусматривающий глубокое пересатурирование суспензии осадка II сатурациит до рН 7,0 – 8,0. При пересатурировании в растворе образуется гидрокарбонат кальция, с накоплением которого концентрация ионов кальция возрастает, что приводит к увеличению заряда поверхности частиц осадка СаСО₃, следствием чего является возрастание их адсорбционной способности, но без увеличения рН среды. Значительное количество гидрокарбоната кальция в возвращаемой на преддефекацию суспензии осадка сока II сатурации, позволяет дополнительно осадить коллоиднодиспергированные несахара диффузионного сока, и тем самым повысить чистоту очищенного сока. Осадок II сатурации, активированный пересатурированием его суспензии, можно возвращать, как в преддефекованный сок в зону рН 8 – 10, так и в диффузионный сок. Недостаток способа является необходимость осуществления дополнительных материальных затрат на оборудование для пересатурирования.

Одним из эффективных способов активации осадка II сатурации является смешивание его суспензии с преддефекованным соком в соотношении 1:1 соответственно, в течении 5 минут. Установлено, что преддефекованный сок содержит достаточное количество ионов кальция для достижения необходимой степени активации осадка СаСО₃. Смешивание суспензии осадка сока II сатурации, что позволяет улучшить фильтрационно-седиментационные свойства преддефекованного сока и сока I сатурации, более полно удалить несахара диффузионного сока и тем самым повысить доброкачественность очищенного сока и эффект очистки диффузионного сока. Достоинством способа является то, что он не требует больших затрат на аппаратурное оформление, так как активация проводится в обычной мешалке [8].

1.3.3 Способы повышения эффективности сатурационной обработки соков

Непрерывная сатурация

Одним из способов повышения эффективности сатурационной обработки соков является применение непрерывной сатурации, где обеспечивается постепенное снижение щелочности дефекованного сока до нормально отсатурированного, подобное режиму периодической сатурации, с максимальным адсорбционным эффектом очистки [10].

Из теории реакторов известно, что наибольший прирост степени превращения целевого компонента имеет место при переходе от одно– к двухсекционному реактору одинакового полезного объема. Для реализации этого преимущества был разработан эффективный двухсекционный прямоточно–противоточной сатуратор, по принципу которого относительно легко модернизируются односекционные сатураторы путем разделения сокового объема аппарата на две секции с общим надсоковым пространством с помощью открытой сверху цилиндрической вставки с зоной высокой щелочности и гидродинамической, приближающейся к интенсивному пенному режиму. В первой секции такого сатуратора в зонах высокой щелочности повышен коэффициент использования СО₂,образующий большой удельной поверхностью и максимальным адсорбционным эффектом. При этом обеспечиваюваются высокие эффекты адсорбционного удаления растворимых несахаров.

Однако эти конструкции многосекционные сатураторов пока не нашли применения в промышленности, потому, что не разработан эффективный автоматический промышленный аклкалиметр, с помощью которого можно было бы контролировать и регулировать степень карбонизации извести по секциям с соответствующим регулированием подачи сатурационного газа [6, 4].

Карбонизация и бикарбонизация в схеме известково–углекислотной очистки.

Схема с использованием карбонизации, бикарбонизации и «мгновенной сатурацией», является разработкой кафедры технологии сахаристых продуктов Кубанского Государственного Технологического университета. Данная схема включает проведение частичной карбонизации дефекованного сока (снижение щелочности на 0,1–0,2%), мгновенную сатурацию (рН 9,0–9,5), сатурирование смеси в заводском котле до оптимального рН и бикарбонизацию (рН 7,5 – 7,8) 5–7 кратного рециркулята на смешивание с частично карбонизированным соком в сборнике смесителе мгновенной сатурации. Смешивание дефекованного сока с бикарбонизированным – это по существу мгновенная сатурация, при которой можно ожидать максимального адсорбционного эффекта. Образующийся нерастворимый карбонат кальция ( Са(НСО₃)₂+Са(ОН)₂=2СаСО₃ +Н₂О) по существу не имеет времени для кристаллизации с образованием микрокристаллического ядра и потому откладывается на поверхности всех частиц, имеющихся в смеси дефекованного и бикарбонизированного сока. При этом образуется большая адсорбционная поверхность, на которой в условиях щелочной среды и закрепляются как первичные ацидокарбонаты, как и их начальные конгламераты. Образующийся новый СаСО₃ будет также откладываться на поверхности существующих частиц, закрепляя таким образом осажденные на них несахара.

Бикарбонизация сока после основной дефекации полностью устраняет недостатки классической схемы известково – углекислотной очистки (ИУО):

- доводит реакции осаждения малоростворимых солей кальция до конца, освобождая от этой работы адсорбцию карбонатом кальция и обеспечивая безнакипную работу теплообменной аппаратуры;

- бикарбонизация хорошо сочетается с адсорбционной очисткой при низких значениях рН;

-бикарбонизация является мощным средством повышения седиментационных – фильтрационных свойств осадка очищаемых растворов.

Прирост доброкачественности за счет бикарбонизации и мгновенной сатурации составляет 1,5–2% выше по сравнению с классической схемой ИУО.

Немаловажным обстоятельством является то, что включение частичной карбонизации и бикарбонизации в существующую схему очистки не требуется ее кардинальной переделки. Необходимые предварительный карбонизатор и бикарбонизатор достаточно компактны и легко монтируются у соответствующих заводских сатруторов, причем их эксплуатация не требует дополнительной рабочей силы. Все эти факторы способствуют дополнительному снижению себестоимости готовой продукции [4, 8, 6].

Похожие работы

Сельскохозяйственная кооперация

Скачать

445240

22

15

... положительных результатов кооперативного предпринимательства в зарубежных странах. 2.         Как происходят процессы перестройки в кооперативном предпринимательстве в различных странах. 3.         Каковы особенности сельскохозяйственной кооперации в различных странах. 4.         Сформулируйте основные проблемы развития сельского хозяйства в Европейских странах и странах Юго-Восточной Азии. ...