Оптимальная и прогрессивная предварительная дефекация
9-05-2017, 19:28
Этот способ заключается в том, что к диффузионному соку добавляют такое количество извести, которое, согласно Шпенглеру, обеспечивает величину рН сока 10,8...11,1 (в среднем 11,0). Это количество извести обычно составляет 0,2...0,3%. Именно при таком количестве извести наблюдаются оптимальное осаждение и коагуляция коллоидов диффузионного сока. При меньшем или большем количестве извести осадок получается менее плотный, труднее отфильтровывающийся.
Экспериментально подтверждено, что оптимальная предварительная дефекация способствует улучшению фильтрации, снижению цветности очищенного сока.
Однако практическая реализация этого способа связана с рядом затруднений - в первую очередь, определением величины оптимального количества извести. Дело в том, что оптимальное количество извести, обеспечивающее получение значения рН ~11, зависит от качества свеклы и может колебаться от 0,15 до 0,5%, и оно зависит главным образом от величины натуральной щелочности.
Недостатком оптимальной предварительной дефекации является и то, что даже при быстром прибавлении извести в емкости (дефекаторе) образуются зоны с различной величиной щелочности, что приводит к образованию частиц осадка различной степени дисперсности. При этом частицы меньшего размера в большей степени подвержены пептизации, чем более крупные.
Вследствие указанных недостатков этот способ был оставлен, и на смену ему пришел более эффективный способ прогрессивной предварительной дефекации.
Прогрессивная предварительная дефекация (ППД). Известно, что способ добавления извести к диффузионному соку оказывает большое влияние на коагуляцию коллоидов, размер частиц осадка, а следовательно, и на скорость фильтрации.
И. Дедек и И. Вашатко установили, что если постепенно добавлять известь к диффузионному соку, прогрессивно изменяя величину рН сока (так называемый прогрессивный способ преддефекации), то при ее избытке пептизация (растворение) осадка значительно меньше, чем при одноразовой даче. Это наглядно видно из данных рис. 10, на котором приведены кривые коагуляции в зависимости от способа добавления извести при температуре 70°С.
Прогрессивное добавление извести дает возможность получать осадок, который практически не растворяется при избыточном количестве извести. Это очень важно для получения высокого эффекта очистки, так как создаются условия для максимального удаления коллоидов и хорошей фильтрации. Причина меньшей растворимости ранее выпавшего осадка при избыточном количестве извести заключается в образовании более крупных частиц осадка. Скорость же его растворения зависит, при прочих равных условиях, от его поверхности. Поэтому растворение осадка, состоящего из крупных частиц и имеющего меньшую поверхность, будет идти медленнее, чем из мелких, с большей поверхностью.
Объяснение механизма прогрессивной предварительной дефекации, обеспечивающей получение более крупных частиц осадка, согласно И. Вашатко, базируется на положениях теории кристаллизации сахарных растворов о наличии метастабильной и лабильной зон пересыщения. Коагуляция коллоидов при прогрессивной преддефекации в зависимости от количества прибавляемой извести, согласно экспериментальным данным указанного выше автора, графически представлена на рис. 11.
При добавлении извести в качестве осаждающего реактива в количестве (участок АВ на рис. 11), соответствующем величине пересыщения в лабильной зоне, образуются зародышы коагулята, т. е. выпадает новая часть осадка несахаров (участок В'С). За счет этого суммарное количество осадка в соке (величина, соответствующая прямой ВС), будет складываться из вновь выпавшего (участок прямой B'С и находящегося ранее осадка (участок ВВ'), который мог быть образован путем добавления осаждающего реактива в сок или же введением готовых частиц осадка, например нефильтрованного сока I сатурации.
При наличии в соке зародышей осаждающий реактив (известь) следует добавлять уже таким образом, чтобы осаждение проходило в метастабильной области (на рис. 11 показано ступенчатой линией) и обеспечило получение крупных частиц осадка. Добавление осаждающего реактива проводится до тех пор, пока образуется осадок. Этому количеству добавленного реактива соответствует на рис. 11 участок AD, при котором осадится оптимальное количество несахаров. При дальнейшем увеличении количества извести осаждение несахаров уже не будет происходить.
При постепенном прибавлении извести коагуляция коллоидов происходит в метастабильной области, в которой образовавшиеся частицы увеличиваются в объеме без образования новых зародышей, поскольку в метастабильной области идет только наращивание уже имеющихся частиц осадка, что ведет к образованию осадка с большим размером частиц, которые затем в избытке извести растворяются весьма незначительно.
Величина рН при прогрессивном добавлении извести повышается постепенно. В этом случае создаются оптимальные условия для коагуляции различных коллоидов и несахаров сока, которые имеют несколько отличающиеся оптимумы коагуляции.
Преимуществом прогрессивной предварительной дефекации является также более легкий ее контроль, так как при этом процессе не требуется строго определенная величина рН, равная 11, как оптимальной предварительной дефекации.
Экспериментально подтверждено, что оптимальная предварительная дефекация способствует улучшению фильтрации, снижению цветности очищенного сока.
Однако практическая реализация этого способа связана с рядом затруднений - в первую очередь, определением величины оптимального количества извести. Дело в том, что оптимальное количество извести, обеспечивающее получение значения рН ~11, зависит от качества свеклы и может колебаться от 0,15 до 0,5%, и оно зависит главным образом от величины натуральной щелочности.
Недостатком оптимальной предварительной дефекации является и то, что даже при быстром прибавлении извести в емкости (дефекаторе) образуются зоны с различной величиной щелочности, что приводит к образованию частиц осадка различной степени дисперсности. При этом частицы меньшего размера в большей степени подвержены пептизации, чем более крупные.
Вследствие указанных недостатков этот способ был оставлен, и на смену ему пришел более эффективный способ прогрессивной предварительной дефекации.
Прогрессивная предварительная дефекация (ППД). Известно, что способ добавления извести к диффузионному соку оказывает большое влияние на коагуляцию коллоидов, размер частиц осадка, а следовательно, и на скорость фильтрации.
И. Дедек и И. Вашатко установили, что если постепенно добавлять известь к диффузионному соку, прогрессивно изменяя величину рН сока (так называемый прогрессивный способ преддефекации), то при ее избытке пептизация (растворение) осадка значительно меньше, чем при одноразовой даче. Это наглядно видно из данных рис. 10, на котором приведены кривые коагуляции в зависимости от способа добавления извести при температуре 70°С.
Прогрессивное добавление извести дает возможность получать осадок, который практически не растворяется при избыточном количестве извести. Это очень важно для получения высокого эффекта очистки, так как создаются условия для максимального удаления коллоидов и хорошей фильтрации. Причина меньшей растворимости ранее выпавшего осадка при избыточном количестве извести заключается в образовании более крупных частиц осадка. Скорость же его растворения зависит, при прочих равных условиях, от его поверхности. Поэтому растворение осадка, состоящего из крупных частиц и имеющего меньшую поверхность, будет идти медленнее, чем из мелких, с большей поверхностью.
Объяснение механизма прогрессивной предварительной дефекации, обеспечивающей получение более крупных частиц осадка, согласно И. Вашатко, базируется на положениях теории кристаллизации сахарных растворов о наличии метастабильной и лабильной зон пересыщения. Коагуляция коллоидов при прогрессивной преддефекации в зависимости от количества прибавляемой извести, согласно экспериментальным данным указанного выше автора, графически представлена на рис. 11.
При добавлении извести в качестве осаждающего реактива в количестве (участок АВ на рис. 11), соответствующем величине пересыщения в лабильной зоне, образуются зародышы коагулята, т. е. выпадает новая часть осадка несахаров (участок В'С). За счет этого суммарное количество осадка в соке (величина, соответствующая прямой ВС), будет складываться из вновь выпавшего (участок прямой B'С и находящегося ранее осадка (участок ВВ'), который мог быть образован путем добавления осаждающего реактива в сок или же введением готовых частиц осадка, например нефильтрованного сока I сатурации.
При наличии в соке зародышей осаждающий реактив (известь) следует добавлять уже таким образом, чтобы осаждение проходило в метастабильной области (на рис. 11 показано ступенчатой линией) и обеспечило получение крупных частиц осадка. Добавление осаждающего реактива проводится до тех пор, пока образуется осадок. Этому количеству добавленного реактива соответствует на рис. 11 участок AD, при котором осадится оптимальное количество несахаров. При дальнейшем увеличении количества извести осаждение несахаров уже не будет происходить.
При постепенном прибавлении извести коагуляция коллоидов происходит в метастабильной области, в которой образовавшиеся частицы увеличиваются в объеме без образования новых зародышей, поскольку в метастабильной области идет только наращивание уже имеющихся частиц осадка, что ведет к образованию осадка с большим размером частиц, которые затем в избытке извести растворяются весьма незначительно.
Величина рН при прогрессивном добавлении извести повышается постепенно. В этом случае создаются оптимальные условия для коагуляции различных коллоидов и несахаров сока, которые имеют несколько отличающиеся оптимумы коагуляции.
Преимуществом прогрессивной предварительной дефекации является также более легкий ее контроль, так как при этом процессе не требуется строго определенная величина рН, равная 11, как оптимальной предварительной дефекации.