Фильтрование сока I сатурации

9-05-2017, 20:43

Отсатурированный сок I сатурации, т. е. выходящий из аппарата I сатурации, представляет собой разбавленную суспензию, содержащую примерно 5 % твердой фазы (осадок). Фильтрование такой суспензии на применяемых в настоящее время фильтрах непрерывного действия (вакуум-фильтрах) было бы продолжительным и малоэффективным. Для нормальной работы вакуум-фильтров необходимо, чтобы концентрация твердой фазы в фильтруемой суспензии была в несколько раз выше (20%). Поэтому отделение осадка из нефильтрованного сока I сатурации проводится в две ступени: вначале осадок сгущают на фильтрах-сгустителях (или отстойниках), а затем фильтруют сгущенную суспензию на вакуум-фильтрах.
Двухступенчатое отделение осадка представлено схематически на рис. 20.
Фильтрование сока I сатурации

Сгущение осадка проводится в многоярусных отстойниках отстаиванием или на фильтрах-сгустителях фильтрованием, которое более эффективно, чем отстаивание.
На отечественных сахарных заводах для сгущения осадка сока I сатурации фильтрованием применяются периодически действующие фильтры-сгустители ФиЛС (фильтр листовой саморазгружающийся).
Решение проблемы уменьшения количества возвратов возможно за счет оптимизации параметров отдельных технологических процессов и за счет применения более эффективного оборудования. Например, при применении фильтров-сгустителей требования к седиментационным свойствам сока значительно ниже, чем при применении отстойников. Вследствие этого при применении фильтров-сгустителей автоматически отпал вопрос о применении, например, флокулянта.
Применение механизированных фильтров-прессов позволяет отделять фильтрационный осадок с более низкими фильтрационными свойствами, так как они менее чувствительны к качеству фильтрационного осадка (нефильтрованного сока I сатурации), поскольку в них фильтрация происходит за счет большей движущей силы (разности давлений). Так, нормативная величина фильтрационного коэффициента (Fк), характеризующая качество фильтрационного осадка, для механизированных фильтров составляет 7 см • с-2. Эти фильтры могут работать и при больших значениях Fк.
Количество отделяемого на вакуум-фильтре фильтрационного осадка составляет примерно 10 кг на 100 кг свеклы (т. е. 10%). Влажность осадка 50%. Содержание сахара в фильтрационном осадке составляет 1,0%. Соответственно потери сахара в фильтрационном осадке равны 10•1/100 = 0,1 кг, или 0,1% к массе свеклы.
Достаточно точно количество фильтрационного осадка, отделяемого на различных фильтрах может быть рассчитано на основании заводских данных анализа по формуле:

где Мф.о - количество фильтрационного осадка, % к массе свеклы;
qCaO - расход извести на дефекацию, % к массе свеклы;
СВд.с - концентрация сухих веществ диффузионного сока, %;
СХд.с - содержание сахара в диффузионном соке, %;
W - влажность фильтрационного осадка, %;
А - величина откачки, %;
Е - величина эффекта очистки при помощи извести и углекислоты; СХф.о - содержание сахара в фильтрационном осадке, %.
Соответственно потери сахара в фильтрационном осадке (в % к массе свеклы) в этом случае определяются:

Из приведенного выше видно, что количество фильтрационного осадка зависит от ряда факторов, важнейшими из которых являются количество добавляемой извести на дефекацию и влажность осадка. Влажность осадка при отделении осадка на фильтр-прессах ниже, поэтому количество его в этом случае будет меньше.
Причины плохой фильтрации на вакуум-фильтрах и плохого обессахаривания осадка:
• перерабатывается подпорченная свекла;
• диффузионный сок сильно заражен микрофлорой;
• диффузия проводится при высокой температуре;
• на очистку дается недостаточное количество извести;
• на фильтрование поступает недосатурированный сок;
• низкая температура отсатурированного сока;
• фильтровальная ткань сильно «загорела»;
• сатурационный газ содержит повышенное количество СО;
• для получения извести используется известняк низкого качества;
• сатурация проводится при низкой температуре;
• фильтрационный осадок мелкодисперсный, мажущийся;
• в фильтрационном осадке содержится неполностью разложившийся углекальциевый сахарат;
• для обессахаривания используется вода с высоким содержанием углекислого аммония.
Одной из причин плохой фильтрации и обессахаривания (высолаживания) фильтрационного осадка является загорание (инкрустация) фильтровальной ткани. Это связано с тем, что промывная вода содержит углекислый аммоний (NH4)2CO3, а фильтрационный осадок - частички свободной извести - СаО. При высолаживании осадка частички извести растворяются. Растворенная известь с (NH4)2CO3 образует осадок карбоната кальция - СаСО3, частицы которого откладываются на фильтровальной ткани, вызывая ее загорание и делая ее грубой.
Эксплуатация барабанных вакуум-фильтров связана с большими расходами электроэнергии. Конструкция их не позволяет подавать на промывку воду в количестве, достаточном для обеспечения минимального содержания сахара в осадке.
Применение механизированных фильтр-прессов позволяет уменьшить расход извести на очистку, получить осадок с СВ 70 % и снизить потери сахара в нем до 0,04 % к массе свеклы.
Работа применяемых в настоящее время камерных или мембранных механизированных фильтров автоматизирована, поэтому их часто обозначают термином автоматизированные фильтр-прессы. Последние созданы на базе применявшихся в начале промышленного свеклосахарного производства камерных фильтр-прессов с вертикальными чугунными плитами, требовавших значительных затрат ручного труда. В современных механизированных фильтр-прессах фильтровальные плиты выполнены из термостойкого пропилена. В настоящее время механизированные фильтр-прессы изготавливает ряд зарубежных фирм (немецкие «Ritterhaus Blacher», «Eberhard Hoesch», «Putsch», итальянская «Diema», французская «Choquenet», чешская «Emzet»), a также стран СНГ - ООО «НПК-Восточная Украина» и завод «Прогресс» (Бердичев). Принцип действия камерных фильтр-прессов не претерпел существенных изменений, однако фильтр-прессы отдельных фирм имеют свои коструктивные особенности. Стадии фильтрования фильтр-пресса ЧМ «НПК-Восточная Украина» схематически представлены на рис. 21.