Величина эффекта очистки диффузионного сока
24-05-2017, 09:15
Показателем эффективности известково-углекислотной очистки является степень удаления несахаров диффузионного сока, характеризуемая величиной эффекта очистки, показывающей количество удаленных несахаров по отношению к несахарам очищаемого раствора, выраженное в процентах.
Удаление несахаров в процессе известково-углекислотной очистки происходит в результате их осаждения, коагуляции и адсорбции. Величина эффекта очистки рассчитывается на основании данных чистоты очищаемого раствора (Ч1) и очищенного раствора (Ч2) из уравнения, получаемого на основании данных загрязненности указанных выше растворов, соответственно З1и З2. Загрязненность, как известно, представляет собой величину, обратную величине т мелассобразовательного коэффициента, (т. е. количество несахара, приходящегося на одну часть сахара) или З = 1/m. В соответствии с этим, З1 =100-Ч1/Ч1 и З2 = 100-Ч2/Ч2, а величина эффекта очистки Е = 100 • (З1-З2/З1 Подставим вместо З1 и З2 приведенные выше их выражения и получим
Величина эффекта очистки зависит от многих факторов и в первую очередь от чистоты диффузионного сока. Это связано с тем, что в процессе известково-углекислотной очистки только часть несахаров удаляется практически полностью. Степень же удаления отдельных групп несахаров диффузионного сока зависит от природы и свойств последних. По данным Р. Бретшнайдера, удаление основных групп несахаров составляет, %:
Из этих данных следует, что чем больше несахаров в диффузионном соке, т. е. чем ниже его чистота, тем больше будет концентрация неудаляемых несахаров в очищенном соке и соответственно ниже величина эффекта очистки. Средние значения величин эффекта очистки в зависимости от чистоты диффузионного сока приведены ниже:
Кроме чистоты диффузионного сока, величина эффекта зависит от параметров проведения процесса очистки - расхода извести на очистку, величины рН и температуры проведения процесса I сатурации, а также применяемой схемы очистки.
Расход извести на очистку. Величина расхода извести на очистку является важнейшим из этих факторов. С увеличением количества добавляемой извести величина эффекта возрастает, но не в линейной зависимости.
Считается, что в среднем при переработке свеклы хорошего качества при расходе извести 1,5% СаО эффект очистки составляет 30%. При увеличении расхода извести с 1,5 до 2,0% эффект очистки возрастает до 35%, а с 2,0 до 2,5% - 37%.
Согласно последним исследованиям, расход извести на очистку в настоящее время должен составлять порядка 0,85 кг СаО на кг несахаров диффузионного сока. В соответствии с этой величиной расход извести на очистку в зависимости от чистоты диффузионного сока приведен ниже:
Из приведенных выше данных следует, что при снижении чистоты диффузионного сока на 1 % расход извести возрастает примерно на 0,15% СаО к массе свеклы. В этой связи повышение технологического качества сахарной свеклы, а тем самым и чистоты диффузионного сока, является важным фактором снижения расхода извести на очистку и повышения эффекта очистки.
Величина щелочности и рН сатурации. Эффект очистки зависит от величины рН на сатурации. Так, К. Буковым установлено, что при рН 10,7 величина эффекта очистки составила 32%, в то время как при рН 11,1 она равнялась 36%. При более высоком значении рН величина эффекта ниже, что связано с пептизацией осадка.
Температура. Температура процесса сатурации не оказывает существенного влияния на количество удаляемых в процессе известково-углекислотной очистки несахаров. По экспериментальным исследованиям, величина эффекта очистки при снижении температуры с 90 до 70°С увеличивается примерно на 2%.
Некоторое повышение удаления несахаров при более низкой температуре объясняется образованием частиц СаСО3 меньшей дисперсности, имеющих большую поверхность адсорбции, а тем самым способных адсорбировать большее количество несахаров.
Максимальный эффект очистки при применении схем очистки без отделения преддефекованного осадка, как показано в настоящее время теоретически и подтверждено экспериментально, составляет не более 40%.
Отделение преддефекованного осадка. Одним из реальных и важнейших путей првышения величины эффекта очистки является отделение преддефекованного осадка. Это позволяет избежать пептизации осадка на дефекации, уменьшить тем самым растворение осадка и переход несахаров осадка в сок и за счет этого повысить величину эффекта очистки. Повышению эффекта очистки в этом случае также способствует меньшее разложение белковых веществ на дефекации.
В решении проблемы отделения преддефекованного осадка в последние годы достигнуты определенные успехи, выразившиеся в разработке и реализации в производственных условиях ряда способов.
Отделение преддефекационного осадка стало возможным в результате применения предсатурации как элемента схемы очистки, способствующего улучшению структуры осадка, а тем самым фильтрационно-седиментационных его свойств. Существуют две разновидности предсатурации: предсатурация, проводимая по способу одновременной дефекосатурации с многократной внутрикотловой рециркуляцией сока, и предсатурация преддефекованного сока с добавлением или без добавления дополнительного количества извести и сатурированием до нормальной щелочности или пересатурированием. Применение предсатурации по схеме очистки сока позволяет получить обработанные соки с хорошими фильтрационными свойствами даже без использования рециркуляции нефильтрованного сока I сатурации (сгущенной суспезии), что важно с точки зрения повышения эффекта очистки. На указанных выше элементах и базируются разработанные в последние годы схемы очистки диффузионного сока с отделением преддефекованного осадка перед основной дефекацией.
Активация фильтрационного осадка I и II сатурации. На повышение эффекта очистки направлено и предложение К. Вукова, заключающееся в активации фильтрационного осадка после I и II сатурации.
По данным автора, за счет более эффективного удаления несахаров при применении активированного осадка содержание несахаров в мелассе уменьшается примерно на 10%.
Повышение адсорбционной способности активированного осадка, по мнению специалистов, связано с тем, что в процессе обработки сатурационного осадка гидроксидом кальция (активации) вследствие адсорбции на частицах осадка ионов Са++ происходит их перезарядка. Вследствие этого осадок приобретает положительный заряд и поэтому повышается его адсорбционная способность по отношению к отрицательно заряженным несахарам диффузионного сока.
Величина эффекта очистки на отдельных ступенях в среднем составляет, %: на преддефекации - 21...27, на основной дефекации - 3...5,1 сатурации - 8...9,11 сатурации - 3...4.
На практике определяют обычно суммарный эффект очистки, так как величины на отдельных ступенях очистки являются ориентировочными и их точность в значительной степени зависит от неудаленной извести.
Удаление несахаров в процессе известково-углекислотной очистки происходит в результате их осаждения, коагуляции и адсорбции. Величина эффекта очистки рассчитывается на основании данных чистоты очищаемого раствора (Ч1) и очищенного раствора (Ч2) из уравнения, получаемого на основании данных загрязненности указанных выше растворов, соответственно З1и З2. Загрязненность, как известно, представляет собой величину, обратную величине т мелассобразовательного коэффициента, (т. е. количество несахара, приходящегося на одну часть сахара) или З = 1/m. В соответствии с этим, З1 =100-Ч1/Ч1 и З2 = 100-Ч2/Ч2, а величина эффекта очистки Е = 100 • (З1-З2/З1 Подставим вместо З1 и З2 приведенные выше их выражения и получим
Величина эффекта очистки зависит от многих факторов и в первую очередь от чистоты диффузионного сока. Это связано с тем, что в процессе известково-углекислотной очистки только часть несахаров удаляется практически полностью. Степень же удаления отдельных групп несахаров диффузионного сока зависит от природы и свойств последних. По данным Р. Бретшнайдера, удаление основных групп несахаров составляет, %:
Из этих данных следует, что чем больше несахаров в диффузионном соке, т. е. чем ниже его чистота, тем больше будет концентрация неудаляемых несахаров в очищенном соке и соответственно ниже величина эффекта очистки. Средние значения величин эффекта очистки в зависимости от чистоты диффузионного сока приведены ниже:
Кроме чистоты диффузионного сока, величина эффекта зависит от параметров проведения процесса очистки - расхода извести на очистку, величины рН и температуры проведения процесса I сатурации, а также применяемой схемы очистки.
Расход извести на очистку. Величина расхода извести на очистку является важнейшим из этих факторов. С увеличением количества добавляемой извести величина эффекта возрастает, но не в линейной зависимости.
Считается, что в среднем при переработке свеклы хорошего качества при расходе извести 1,5% СаО эффект очистки составляет 30%. При увеличении расхода извести с 1,5 до 2,0% эффект очистки возрастает до 35%, а с 2,0 до 2,5% - 37%.
Согласно последним исследованиям, расход извести на очистку в настоящее время должен составлять порядка 0,85 кг СаО на кг несахаров диффузионного сока. В соответствии с этой величиной расход извести на очистку в зависимости от чистоты диффузионного сока приведен ниже:
Из приведенных выше данных следует, что при снижении чистоты диффузионного сока на 1 % расход извести возрастает примерно на 0,15% СаО к массе свеклы. В этой связи повышение технологического качества сахарной свеклы, а тем самым и чистоты диффузионного сока, является важным фактором снижения расхода извести на очистку и повышения эффекта очистки.
Величина щелочности и рН сатурации. Эффект очистки зависит от величины рН на сатурации. Так, К. Буковым установлено, что при рН 10,7 величина эффекта очистки составила 32%, в то время как при рН 11,1 она равнялась 36%. При более высоком значении рН величина эффекта ниже, что связано с пептизацией осадка.
Температура. Температура процесса сатурации не оказывает существенного влияния на количество удаляемых в процессе известково-углекислотной очистки несахаров. По экспериментальным исследованиям, величина эффекта очистки при снижении температуры с 90 до 70°С увеличивается примерно на 2%.
Некоторое повышение удаления несахаров при более низкой температуре объясняется образованием частиц СаСО3 меньшей дисперсности, имеющих большую поверхность адсорбции, а тем самым способных адсорбировать большее количество несахаров.
Максимальный эффект очистки при применении схем очистки без отделения преддефекованного осадка, как показано в настоящее время теоретически и подтверждено экспериментально, составляет не более 40%.
Отделение преддефекованного осадка. Одним из реальных и важнейших путей првышения величины эффекта очистки является отделение преддефекованного осадка. Это позволяет избежать пептизации осадка на дефекации, уменьшить тем самым растворение осадка и переход несахаров осадка в сок и за счет этого повысить величину эффекта очистки. Повышению эффекта очистки в этом случае также способствует меньшее разложение белковых веществ на дефекации.
В решении проблемы отделения преддефекованного осадка в последние годы достигнуты определенные успехи, выразившиеся в разработке и реализации в производственных условиях ряда способов.
Отделение преддефекационного осадка стало возможным в результате применения предсатурации как элемента схемы очистки, способствующего улучшению структуры осадка, а тем самым фильтрационно-седиментационных его свойств. Существуют две разновидности предсатурации: предсатурация, проводимая по способу одновременной дефекосатурации с многократной внутрикотловой рециркуляцией сока, и предсатурация преддефекованного сока с добавлением или без добавления дополнительного количества извести и сатурированием до нормальной щелочности или пересатурированием. Применение предсатурации по схеме очистки сока позволяет получить обработанные соки с хорошими фильтрационными свойствами даже без использования рециркуляции нефильтрованного сока I сатурации (сгущенной суспезии), что важно с точки зрения повышения эффекта очистки. На указанных выше элементах и базируются разработанные в последние годы схемы очистки диффузионного сока с отделением преддефекованного осадка перед основной дефекацией.
Активация фильтрационного осадка I и II сатурации. На повышение эффекта очистки направлено и предложение К. Вукова, заключающееся в активации фильтрационного осадка после I и II сатурации.
По данным автора, за счет более эффективного удаления несахаров при применении активированного осадка содержание несахаров в мелассе уменьшается примерно на 10%.
Повышение адсорбционной способности активированного осадка, по мнению специалистов, связано с тем, что в процессе обработки сатурационного осадка гидроксидом кальция (активации) вследствие адсорбции на частицах осадка ионов Са++ происходит их перезарядка. Вследствие этого осадок приобретает положительный заряд и поэтому повышается его адсорбционная способность по отношению к отрицательно заряженным несахарам диффузионного сока.
Величина эффекта очистки на отдельных ступенях в среднем составляет, %: на преддефекации - 21...27, на основной дефекации - 3...5,1 сатурации - 8...9,11 сатурации - 3...4.
На практике определяют обычно суммарный эффект очистки, так как величины на отдельных ступенях очистки являются ориентировочными и их точность в значительной степени зависит от неудаленной извести.