Пенообразование и борьба с ним
9-05-2017, 17:05
Одним из препятствий для нормальной работы диффузионных аппаратов является пенение диффузионного сока, так как вспененный сок имеет меньшую плотность (примерно 0,85 г/см3). Кроме того, пена, обволакивая стружку, уменьшает ее поверхность и затрудняет процесс диффузии сахарозы.
Пенообразование в технологии сахара обусловлено главным образом тем, что сахарная свеклы и продукты ее переработки содержат поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые понижают поверхностное натяжение раствора.
Основным пенообразователем в сахарном производстве являются сапонин, белки, пектиновые вещества, ряд органических кислот и продуктов термического разложения сахарозы.
Пенообразующая способность веществ зависит от их природы и оценивается несколькими методами. Вспениваемость растворов определяется путем барботирования газов через слой жидкости, встряхиванием в закрытых мерных цилиндрах, перемешиванием жидкости и т. д.
Устойчивость пен зависит от концентрации пенообразователей. Увеличение концентрации пенообразователей, содержащихся в продуктах сахарного производства, приводит к повышению устойчивости пен.
Пены могут образовываться и в чистых жидкостях при пропускании через них газа или встряхивании. Однако впоследствии они крайне неустойчивы и образуются при скорости пропускания газа через жидкость равной 0,7...1,3 м/с.
Пенообразование на диффузии зависит от ряда факторов:
• качества перерабатываемой свеклы;
• технологического режима проведения процесса экстракции;
• правильности эксплуатации оборудования.
Содержание пенообразователей в диффузионном соке зависит от качества перерабатываемой свеклы. С ухудшением ее качества их содержание увеличивается. Поэтому к концу производственного сезона пенообразование на диффузии обычно в два раза выше.
Отклонения в технологическом режиме на диффузии, в частности повышение температуры и величины рН питательной воды, приводит к увеличению содержания пектиновых веществ и соответственно к более сильному пенению.
Повышение микробиологической зараженности диффузионного аппарата приводит к большому выделению газов, что также способствует пенообразованию.
Нарушение режима работы мезголовушек также может способствовать пенообразованию на диффузии.
Разрушение пены можно проводить при помощи пеногасителей или механическим путем.
В первом случае для гашения пены в жидкость вводят вещества, способные вытеснить пенообразователи из поверхностного слоя пузырьков пены. В результате этого происходит разрушение пузырьков пены, что способствует быстрому вытеканию жидкости из пленок.
В качестве пеногасителей можно использовать растительные масла, животные жиры, кремнийорганические полимеры (полиметилсилоксаны).
Для механического разрушения пен можно использовать вращающиеся с большой частотой (около 3000 мин-1) мешалки, крыльчатки и другие приспособления.
Пузырьки пены разрушают также струей воздуха или при помощи пара. Выбор способа разрушения пены зависит от свойств пенообразутошей среды.
Эффективным мероприятием нормализации и интенсификации работы наклонных шнековых диффузионных аппаратов является применение ПАВ, добавление которых способствует восстановлению и поддержанию устойчивого противотока в диффузионных аппаратах.
В НИИСП установлено, что ввод ПАВ в хвостовую часть диффузионного аппарата (совместно с питательной водой) нецелесообразен, так как в этом случае не обеспечивается необходимое снижение величины поверхностного натяжения сока, что не приводит к изменению гидродинамических условий экстрагирования в аппарате.
Наиболее оптимальным является ввод ПАВ в одну точку диффузионного аппарата, расположенную в первой его половине. Это значит, что ПАВ нужно вводить лишь непосредственно в точку «пробкования», если она имеется.
В сахарной промышленности РФ для предотвращения ценообразования и для гашения пены на диффузионных установках при переработке свеклы незрелой, пораженной гнилями и церкоспоронозом, можно применять пеногасители:
• фуза маслобойной промышленности;
• олеиновая кислота;
• растительное масло;
• говяжий жир;
• силиконовые пеногасители;
• соапсток - отход маргаринового производства.
Соапсток применяется в виде водяной эмульсии с разбавлением 1:5...1:10 с добавлением 1% хозяйственного мыла для стабилизации эмульсии. Расход пеногасителя - 0,01 % к массе свеклы. Специальный пеногаситель ПГ-1 (расход около 0,005 % к массе свеклы).
Добавление ПАВ на диффузию в количестве 0,015 % к массе свеклы не влияет на количество сока.
На Украине для пеногашения Ивано-Франковский завод тонкоорганического синтеза выпускает пеногасители Пронинол Б-400 и Проксанол ЦЛ-3, имеющие коэффициенты пенопредотврашения 63...67% и пеногашения 40...55%.
Ряд препаратов для предупреждения образования и уничтожения пены предлагают зарубежные фирмы «Бритиш Петролиум» (Англия), «Штозаузен» (Германия) и Институт тяжелого органического синтеза (Польша), а также Букман-Лаборатория (США). Эта фирма выпускает пеногасители под торговым названием Бубреак (Bubreak) нескольких марок - 448, 456, 4217, 4218. Указанные препараты обладают высоким пеногасящим действием в кислых и щелочных средах. В сахарной промышленности для гашения пены в транспортерно-моечной воде и экстракции сахара предназначен препарат Бубреак 456, который представляет собой жидкость темно-коричневого цвета плотностью 0,98 г/мл с незначительным запахом животного жира. Его можно применять в непосредственном виде или в виде эмульсии. Расход этого препарата составляет 20...50 г на 1 т перерабатываемой сахарной свеклы.
Пенообразование в технологии сахара обусловлено главным образом тем, что сахарная свеклы и продукты ее переработки содержат поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые понижают поверхностное натяжение раствора.
Основным пенообразователем в сахарном производстве являются сапонин, белки, пектиновые вещества, ряд органических кислот и продуктов термического разложения сахарозы.
Пенообразующая способность веществ зависит от их природы и оценивается несколькими методами. Вспениваемость растворов определяется путем барботирования газов через слой жидкости, встряхиванием в закрытых мерных цилиндрах, перемешиванием жидкости и т. д.
Устойчивость пен зависит от концентрации пенообразователей. Увеличение концентрации пенообразователей, содержащихся в продуктах сахарного производства, приводит к повышению устойчивости пен.
Пены могут образовываться и в чистых жидкостях при пропускании через них газа или встряхивании. Однако впоследствии они крайне неустойчивы и образуются при скорости пропускания газа через жидкость равной 0,7...1,3 м/с.
Пенообразование на диффузии зависит от ряда факторов:
• качества перерабатываемой свеклы;
• технологического режима проведения процесса экстракции;
• правильности эксплуатации оборудования.
Содержание пенообразователей в диффузионном соке зависит от качества перерабатываемой свеклы. С ухудшением ее качества их содержание увеличивается. Поэтому к концу производственного сезона пенообразование на диффузии обычно в два раза выше.
Отклонения в технологическом режиме на диффузии, в частности повышение температуры и величины рН питательной воды, приводит к увеличению содержания пектиновых веществ и соответственно к более сильному пенению.
Повышение микробиологической зараженности диффузионного аппарата приводит к большому выделению газов, что также способствует пенообразованию.
Нарушение режима работы мезголовушек также может способствовать пенообразованию на диффузии.
Разрушение пены можно проводить при помощи пеногасителей или механическим путем.
В первом случае для гашения пены в жидкость вводят вещества, способные вытеснить пенообразователи из поверхностного слоя пузырьков пены. В результате этого происходит разрушение пузырьков пены, что способствует быстрому вытеканию жидкости из пленок.
В качестве пеногасителей можно использовать растительные масла, животные жиры, кремнийорганические полимеры (полиметилсилоксаны).
Для механического разрушения пен можно использовать вращающиеся с большой частотой (около 3000 мин-1) мешалки, крыльчатки и другие приспособления.
Пузырьки пены разрушают также струей воздуха или при помощи пара. Выбор способа разрушения пены зависит от свойств пенообразутошей среды.
Эффективным мероприятием нормализации и интенсификации работы наклонных шнековых диффузионных аппаратов является применение ПАВ, добавление которых способствует восстановлению и поддержанию устойчивого противотока в диффузионных аппаратах.
В НИИСП установлено, что ввод ПАВ в хвостовую часть диффузионного аппарата (совместно с питательной водой) нецелесообразен, так как в этом случае не обеспечивается необходимое снижение величины поверхностного натяжения сока, что не приводит к изменению гидродинамических условий экстрагирования в аппарате.
Наиболее оптимальным является ввод ПАВ в одну точку диффузионного аппарата, расположенную в первой его половине. Это значит, что ПАВ нужно вводить лишь непосредственно в точку «пробкования», если она имеется.
В сахарной промышленности РФ для предотвращения ценообразования и для гашения пены на диффузионных установках при переработке свеклы незрелой, пораженной гнилями и церкоспоронозом, можно применять пеногасители:
• фуза маслобойной промышленности;
• олеиновая кислота;
• растительное масло;
• говяжий жир;
• силиконовые пеногасители;
• соапсток - отход маргаринового производства.
Соапсток применяется в виде водяной эмульсии с разбавлением 1:5...1:10 с добавлением 1% хозяйственного мыла для стабилизации эмульсии. Расход пеногасителя - 0,01 % к массе свеклы. Специальный пеногаситель ПГ-1 (расход около 0,005 % к массе свеклы).
Добавление ПАВ на диффузию в количестве 0,015 % к массе свеклы не влияет на количество сока.
На Украине для пеногашения Ивано-Франковский завод тонкоорганического синтеза выпускает пеногасители Пронинол Б-400 и Проксанол ЦЛ-3, имеющие коэффициенты пенопредотврашения 63...67% и пеногашения 40...55%.
Ряд препаратов для предупреждения образования и уничтожения пены предлагают зарубежные фирмы «Бритиш Петролиум» (Англия), «Штозаузен» (Германия) и Институт тяжелого органического синтеза (Польша), а также Букман-Лаборатория (США). Эта фирма выпускает пеногасители под торговым названием Бубреак (Bubreak) нескольких марок - 448, 456, 4217, 4218. Указанные препараты обладают высоким пеногасящим действием в кислых и щелочных средах. В сахарной промышленности для гашения пены в транспортерно-моечной воде и экстракции сахара предназначен препарат Бубреак 456, который представляет собой жидкость темно-коричневого цвета плотностью 0,98 г/мл с незначительным запахом животного жира. Его можно применять в непосредственном виде или в виде эмульсии. Расход этого препарата составляет 20...50 г на 1 т перерабатываемой сахарной свеклы.