Потери сахара при экстракции и в жоме
24-05-2017, 13:26
Примерно половину производственных потерь составляют потери в жоме при экстракции сахара из стружки на диффузии. Эффективность экстрагирования сахара из стружки (соответственно и величина потерь) обусловлена главным образом двумя факторами: содержанием сахара в жоме и в мелассе. Эти два фактора взаимосвязаны - снижение содержания сахара в жоме приводит к увеличению потерь в мелассе.
Последнее обусловлено тем, что сахароза быстрее переходит в раствор в сравнении с катионами К+ и Na+ являющимися сильными мелассообразователями. Это происходит потому, что значительная часть катионов К+ и Na+ связана с анионами высокомолекулярных соединений (ВМС) свеклы (пектины, белки), находящимися в соке и мякоти свеклы.
Анионы ВМС сами почти не диффундируют из стружки и вместе с собой удерживают катионы К+ и Na+, связанные с ними силами электростатического притяжения (Доннановское равновесие).
Скорость диффузии ионов К+ и Na+, связанных с ВМС, примерно в 10 раз меньше скорости диффузии сахарозы. Вследствие этого при экстрагировании, например, 93...95% сахарозы, т. е. получении жома с содержанием сахара 0,5...1,0%, в диффузионный сок переходит только 70...85% К+ и Na+ сахарной свеклы. При экстрагировании более 95% сахарозы, что позволяет достичь содержания сахара в жоме примерно 0,3%, количество перешедших в диффузионный сок К+ и Na+ составляет уже примерно 90%.
Снижение содержания сахара в жоме ниже 0,2% приводит к дальнейшему переходу в сок щелочных металлов и, соответственно, увеличению потерь сахара в мелассе.
Потери сахара в жоме. Считается, что снижение содержания сахара в жоме ниже 0,2% нецелесообразно не только из-за увеличения потерь сахара в мелассе, но и увеличения откачки сока и соответственно расхода топлива.
Потери сахара в жоме, кроме технологических параметров экстрагирования, в значительной степени зависят от используемого оборудования в свеклоперерабатывающем отделении.
Так, раньше при работе на диффузионной батарее Роберта стремились обессахаривать жом до возможно минимальной величины содержания сахара - 0,15...0,25% к массе свеклы, так как при таком способе работы диффузионная вода выводилась из процесса и с ней терялся сахар. При этом чем меньше было содержание сахара в жоме, тем меньше его и в диффузионной воде и, соответственно, меньше были его потери.
Поскольку диффузионная вода выводилась из производства, то с ней удалялась и часть сильных мелассообразователей К+ и Na+. То есть влияние их на потери сахара в мелассе за счет их большего извлечения из свеклы было минимальным.
Иная картина имеет место на механизированных диффузионных установках с прессованием жома и возвратом жомопрессовой воды.
Прессование жома является обязательным элементом технологии производства сахара из свеклы, так как он позволяет наиболее дешевым механическим способом повысить концентрацию сухих веoеств в жоме и эффективность производства в целом.
Прессование жома связано с получением жомопрессовой воды, содержащей сахар. Если жомопрессовую воду не возвращать на диффузию, то это вызовет увеличение потерь сахара на диффузионной установке. С другой стороны, возврат жомопрессовой воды на диффузию связан с вводом в сок дополнительного количества несахаров, что может привести к увеличению содержания сахара в мелассе и практически свести к минимуму эффект возврата жомопрессовой воды.
На отечественных свеклосахарных заводах возврат жомопрессовой воды является скорее исключением по сравнению с зарубежными, где этот элемент позволяет получить низкие потери сахара с жомом при небольших значениях откачки.
Основное отличие прессования жома на зарубежных сахарных заводах состоит в том, что оно проводится до более высокого содержания сухих веществ в жоме благодаря использованию более мощных жомовых прессов.
Применение таких прессов позволяет подвергать прессованию сырой жом с более высоким содержанием сахара, имеющий более высокую доброкачественность жидкой фазы и за счет этого получать жомопрессовую воду более высокого качества, т. е. содержащую меньше несахаров.
Потери сахара в жоме на диффузионной установке, как известно, колеблются от 0,20 до 0,40%. Величина этих потерь, при прочих равных условиях зависит от степени прессования и работы установки с возвратом и без возврата жомопрессовой воды. В этой связи рассмотрим несколько вариантов работы диффузионной установки.
Последнее обусловлено тем, что сахароза быстрее переходит в раствор в сравнении с катионами К+ и Na+ являющимися сильными мелассообразователями. Это происходит потому, что значительная часть катионов К+ и Na+ связана с анионами высокомолекулярных соединений (ВМС) свеклы (пектины, белки), находящимися в соке и мякоти свеклы.
Анионы ВМС сами почти не диффундируют из стружки и вместе с собой удерживают катионы К+ и Na+, связанные с ними силами электростатического притяжения (Доннановское равновесие).
Скорость диффузии ионов К+ и Na+, связанных с ВМС, примерно в 10 раз меньше скорости диффузии сахарозы. Вследствие этого при экстрагировании, например, 93...95% сахарозы, т. е. получении жома с содержанием сахара 0,5...1,0%, в диффузионный сок переходит только 70...85% К+ и Na+ сахарной свеклы. При экстрагировании более 95% сахарозы, что позволяет достичь содержания сахара в жоме примерно 0,3%, количество перешедших в диффузионный сок К+ и Na+ составляет уже примерно 90%.
Снижение содержания сахара в жоме ниже 0,2% приводит к дальнейшему переходу в сок щелочных металлов и, соответственно, увеличению потерь сахара в мелассе.
Потери сахара в жоме. Считается, что снижение содержания сахара в жоме ниже 0,2% нецелесообразно не только из-за увеличения потерь сахара в мелассе, но и увеличения откачки сока и соответственно расхода топлива.
Потери сахара в жоме, кроме технологических параметров экстрагирования, в значительной степени зависят от используемого оборудования в свеклоперерабатывающем отделении.
Так, раньше при работе на диффузионной батарее Роберта стремились обессахаривать жом до возможно минимальной величины содержания сахара - 0,15...0,25% к массе свеклы, так как при таком способе работы диффузионная вода выводилась из процесса и с ней терялся сахар. При этом чем меньше было содержание сахара в жоме, тем меньше его и в диффузионной воде и, соответственно, меньше были его потери.
Поскольку диффузионная вода выводилась из производства, то с ней удалялась и часть сильных мелассообразователей К+ и Na+. То есть влияние их на потери сахара в мелассе за счет их большего извлечения из свеклы было минимальным.
Иная картина имеет место на механизированных диффузионных установках с прессованием жома и возвратом жомопрессовой воды.
Прессование жома является обязательным элементом технологии производства сахара из свеклы, так как он позволяет наиболее дешевым механическим способом повысить концентрацию сухих веoеств в жоме и эффективность производства в целом.
Прессование жома связано с получением жомопрессовой воды, содержащей сахар. Если жомопрессовую воду не возвращать на диффузию, то это вызовет увеличение потерь сахара на диффузионной установке. С другой стороны, возврат жомопрессовой воды на диффузию связан с вводом в сок дополнительного количества несахаров, что может привести к увеличению содержания сахара в мелассе и практически свести к минимуму эффект возврата жомопрессовой воды.
На отечественных свеклосахарных заводах возврат жомопрессовой воды является скорее исключением по сравнению с зарубежными, где этот элемент позволяет получить низкие потери сахара с жомом при небольших значениях откачки.
Основное отличие прессования жома на зарубежных сахарных заводах состоит в том, что оно проводится до более высокого содержания сухих веществ в жоме благодаря использованию более мощных жомовых прессов.
Применение таких прессов позволяет подвергать прессованию сырой жом с более высоким содержанием сахара, имеющий более высокую доброкачественность жидкой фазы и за счет этого получать жомопрессовую воду более высокого качества, т. е. содержащую меньше несахаров.
Потери сахара в жоме на диффузионной установке, как известно, колеблются от 0,20 до 0,40%. Величина этих потерь, при прочих равных условиях зависит от степени прессования и работы установки с возвратом и без возврата жомопрессовой воды. В этой связи рассмотрим несколько вариантов работы диффузионной установки.