Потери сахара в фильтрационном осадке
24-05-2017, 13:44
Потери сахара в фильтрационном осадке на зарубежных сахарных заводах составляют 0,03...0,04% к массе свеклы, т. е. они примерно в 3...4 раза меньше, чем на отечественных заводах. Снижение этих потерь на отечественных заводах является одним из путей повышения выхода сахара.
Потери сахара в фильтрационном осадке зависят от ряда факторов:
• количества осадка, зависящего от количества извести, добавляемой на очистку в зависимости от качества перерабатываемой свеклы;
• оборудования, используемого для отделения садка и величины сухих веществ получаемого осадка;
• содержания сахара в фильтрационном осадке, обусловленное количеством воды, подаваемой на промывку.
Рассмотрим роль отдельных факторов.
Количество осадка. Считая, что влажность осадка 50 % и он содержит, кроме СаСО3, воды, еще 0,5 кг несахара и сахара, его количество будет равно
где Мфо - количество фильтрационного осадка, % к массе свеклы; MСао - количество извести, добавляемой на очистку, %.
Количество добавляемой извести в виде СаО, как известно, зависит от качества перерабатываемой свеклы, а точнее от доброкачественности диффузионного сока и составляет 70...100% СаО к массе несахаров диффузионного сока. При этом, чем выше Ч диффузионного сока, тем меньше расход извести. Обычно для диффузионного сока с Ч = 88 % и выше величина расхода СаО к массе несахаров диффузионного сока составляет 70...80%, а ниже - 80...100%.
Для диффузионного сока с Ч = 88% при расходе 80% СаО к массе несахаров диффузионного сока, количество СаО на очистку составит 1,7% СаО к массе свеклы.
Количество осадка, определенное по уравнению (38), составит
При содержании сахара в фильтрационном осадке 1,0%, потери сахара в фильтрационном осадке (в % к массе свеклы) составят
Для диффузионного сока Ч = 86% при расходе извести к массе несахаров 100%, количество СаО к массе свеклы будет 2,5%, а количество фильтрационного осадка в этом случае составит:
При содержании сахара в фильтрационном осадке 1,0%, потери в этом случае будут равны:
То есть за счет разного количества извести, добавляемой на очистку, разница при самых благоприятных условиях составляет 0,03 % к массе свеклы.
Если же учесть, что чем ниже Ч диффузионного сока (т. е. хуже его качество), тем хуже, как правило, и фильтрационные свойства осадка и, соответственно, выше в нем содержание сахара. Последнее связано с увеличением потерь.
Количество фильтрационного осадка, при прочих равных условиях, зависит от его влажности.
Применяемое на зарубежных сахарных заводах современное фильтрационное оборудование позволяет получить фильтрационный осадок с содержанием сухих веществ 65...70%.
Для рассмотренных выше примеров при таких же расходах извести, но с повышением содержания сухих веществ с 50 до 70%, количество фильтрационного осадка соответственно составит
При содержании сахара в фильтрационном осадке 1,0% потери составят соответственно 0,05 и 0,07% к массе свеклы.
Эти данные показывают, что получение фильтрационного осадка с более высоким содержанием сухих веществ позволяет снизить потери в фильтрационном осадке. Теоретический расход извести на очистку при переработке свеклы хорошего качества с Ч диффузионного сока 89% и выше составляет примерно 1,5% СаО к массе свеклы. При таком количестве извести на очистку масса фильтрационного осадка с СВ = 50% будет равна:
При содержании же сахара в осадке 0,8% потери составят
На потери сахара в фильтрационном осадке влияет содержание сахара в последнем.
Эта величина зависит:
• от количества воды, используемой для промывки осадка;
• от режима высолаживания осадка;
• от качества фильтрационного осадка.
Количество воды для высолаживания осадка. Для получения потерь сахара в осадке 0,03...0,05% к массе свеклы, содержание сахара в осадке с СВ = 70%, как было показано выше, должно быть 0,8% к массе осадка. Можно в принципе проводить и более глубокое высолаживание. Однако это связано со снижением доброкачественности промоя до 60...65%. Здесь можно провести аналогию с процессом прессования сырого жома: чем ниже содержание сахара в прессуемом сыром жоме, тем ниже доброкачественность жомопрессовой воды. По этой причине глубокое высолаживание не рекомендуется и не проводится.
Исходя их этого, основополагаюшим моментом при определении количества воды на промывку осадка, величина чистоты промоя должна быть не ниже чистоты диффузионного сока. То есть при переработке свеклы нормального качества она должна составлять 86...89%. Для достижения этого обычно при обессахаривании осадка с влажностью 50% обычно используют 100...120% воды к массе осадка.
Такой расход воды обеспечивает получение количества промоя, необходимого для гашения извести (в пересчете на СаО фильтрационного осадка) и вытеснения сока из пор фильтрационного осадка по возможности без десорбции несахаров из фильтрационного осадка (это имеет место при увеличении количества промывной воды и связанном с этим снижением доброкачественности промоя).
Десорбирование при высолаживании фильтрационного осадка несахара имеет пониженное сродство к карбонату кальция, т. е. они адсорбируются в меньшей степени по сравнению с другими несахарами.
Повторное их возвращение на станцию очистки приводит к увеличению их концентрации в очищаемом соке, что является вредным с технологической точки зрения.
Режим высолаживания. На содержание сахара в осадке влияет и режим высолаживания: продолжительность процесса, температура воды и давление, с которым она подается. Эти факторы, в свою очередь, зависят от конструктивных особенностей используемого на заводах фильтрационного оборудования.
Качество фильтрационного осадка. Этот фактор влияет на содержание сахара в осадке и количество воды, используемой для высолаживания.
Качество фильтрационного осадка зависит от многих факторов: качества перерабатываемой свеклы, параметров процесса экстрагирования сахара, количества извести, используемой на очистку. Изменение этих факторов приводит к ухудшению качества фильтрационного осадка, что затрудняет его высолаживание.
Одним из факторов, оказывающих значительное влияние на степень высолаживания осадка, является недосатурирование сока. Это связано с тем, что в фильтрационном осадке такого сока содержатся комплексные соединения извести и сахарозы (так называемые углекальциевые сахараты, которые обычно схематически изображают как (СаО)х(сахароза)y(СаСO3)z В этих комплексных соединениях сахароза достаточно прочно связана. Таких соединений в недосатурированном соке тем больше, чем выше щелочность и ниже температура сатурирования.
Обессахаривание такого осадка связано, как правило, с определенными затруднениями и повышенным расходом воды. Во избежании этого затруднения необходимо выдерживать технологический регламент процесса сатурирования.
Из приведенного выше следует, что за счет применения автоматизированных фильтр-прессов, обеспечивающих получение фильтрационного осадка с содержанием сухих веществ 70%, имеется возможность получать потери сахара с фильтрационным осадком 0,03...0,05% к массе свеклы, что примерно на 0,1% ниже по сравнению с фильтрационным оборудованием, применяемым в настоящее время на отечественных сахарных заводах.
Потери сахара в фильтрационном осадке зависят от ряда факторов:
• количества осадка, зависящего от количества извести, добавляемой на очистку в зависимости от качества перерабатываемой свеклы;
• оборудования, используемого для отделения садка и величины сухих веществ получаемого осадка;
• содержания сахара в фильтрационном осадке, обусловленное количеством воды, подаваемой на промывку.
Рассмотрим роль отдельных факторов.
Количество осадка. Считая, что влажность осадка 50 % и он содержит, кроме СаСО3, воды, еще 0,5 кг несахара и сахара, его количество будет равно
где Мфо - количество фильтрационного осадка, % к массе свеклы; MСао - количество извести, добавляемой на очистку, %.
Количество добавляемой извести в виде СаО, как известно, зависит от качества перерабатываемой свеклы, а точнее от доброкачественности диффузионного сока и составляет 70...100% СаО к массе несахаров диффузионного сока. При этом, чем выше Ч диффузионного сока, тем меньше расход извести. Обычно для диффузионного сока с Ч = 88 % и выше величина расхода СаО к массе несахаров диффузионного сока составляет 70...80%, а ниже - 80...100%.
Для диффузионного сока с Ч = 88% при расходе 80% СаО к массе несахаров диффузионного сока, количество СаО на очистку составит 1,7% СаО к массе свеклы.
Количество осадка, определенное по уравнению (38), составит
При содержании сахара в фильтрационном осадке 1,0%, потери сахара в фильтрационном осадке (в % к массе свеклы) составят
Для диффузионного сока Ч = 86% при расходе извести к массе несахаров 100%, количество СаО к массе свеклы будет 2,5%, а количество фильтрационного осадка в этом случае составит:
При содержании сахара в фильтрационном осадке 1,0%, потери в этом случае будут равны:
То есть за счет разного количества извести, добавляемой на очистку, разница при самых благоприятных условиях составляет 0,03 % к массе свеклы.
Если же учесть, что чем ниже Ч диффузионного сока (т. е. хуже его качество), тем хуже, как правило, и фильтрационные свойства осадка и, соответственно, выше в нем содержание сахара. Последнее связано с увеличением потерь.
Количество фильтрационного осадка, при прочих равных условиях, зависит от его влажности.
Применяемое на зарубежных сахарных заводах современное фильтрационное оборудование позволяет получить фильтрационный осадок с содержанием сухих веществ 65...70%.
Для рассмотренных выше примеров при таких же расходах извести, но с повышением содержания сухих веществ с 50 до 70%, количество фильтрационного осадка соответственно составит
При содержании сахара в фильтрационном осадке 1,0% потери составят соответственно 0,05 и 0,07% к массе свеклы.
Эти данные показывают, что получение фильтрационного осадка с более высоким содержанием сухих веществ позволяет снизить потери в фильтрационном осадке. Теоретический расход извести на очистку при переработке свеклы хорошего качества с Ч диффузионного сока 89% и выше составляет примерно 1,5% СаО к массе свеклы. При таком количестве извести на очистку масса фильтрационного осадка с СВ = 50% будет равна:
При содержании же сахара в осадке 0,8% потери составят
На потери сахара в фильтрационном осадке влияет содержание сахара в последнем.
Эта величина зависит:
• от количества воды, используемой для промывки осадка;
• от режима высолаживания осадка;
• от качества фильтрационного осадка.
Количество воды для высолаживания осадка. Для получения потерь сахара в осадке 0,03...0,05% к массе свеклы, содержание сахара в осадке с СВ = 70%, как было показано выше, должно быть 0,8% к массе осадка. Можно в принципе проводить и более глубокое высолаживание. Однако это связано со снижением доброкачественности промоя до 60...65%. Здесь можно провести аналогию с процессом прессования сырого жома: чем ниже содержание сахара в прессуемом сыром жоме, тем ниже доброкачественность жомопрессовой воды. По этой причине глубокое высолаживание не рекомендуется и не проводится.
Исходя их этого, основополагаюшим моментом при определении количества воды на промывку осадка, величина чистоты промоя должна быть не ниже чистоты диффузионного сока. То есть при переработке свеклы нормального качества она должна составлять 86...89%. Для достижения этого обычно при обессахаривании осадка с влажностью 50% обычно используют 100...120% воды к массе осадка.
Такой расход воды обеспечивает получение количества промоя, необходимого для гашения извести (в пересчете на СаО фильтрационного осадка) и вытеснения сока из пор фильтрационного осадка по возможности без десорбции несахаров из фильтрационного осадка (это имеет место при увеличении количества промывной воды и связанном с этим снижением доброкачественности промоя).
Десорбирование при высолаживании фильтрационного осадка несахара имеет пониженное сродство к карбонату кальция, т. е. они адсорбируются в меньшей степени по сравнению с другими несахарами.
Повторное их возвращение на станцию очистки приводит к увеличению их концентрации в очищаемом соке, что является вредным с технологической точки зрения.
Режим высолаживания. На содержание сахара в осадке влияет и режим высолаживания: продолжительность процесса, температура воды и давление, с которым она подается. Эти факторы, в свою очередь, зависят от конструктивных особенностей используемого на заводах фильтрационного оборудования.
Качество фильтрационного осадка. Этот фактор влияет на содержание сахара в осадке и количество воды, используемой для высолаживания.
Качество фильтрационного осадка зависит от многих факторов: качества перерабатываемой свеклы, параметров процесса экстрагирования сахара, количества извести, используемой на очистку. Изменение этих факторов приводит к ухудшению качества фильтрационного осадка, что затрудняет его высолаживание.
Одним из факторов, оказывающих значительное влияние на степень высолаживания осадка, является недосатурирование сока. Это связано с тем, что в фильтрационном осадке такого сока содержатся комплексные соединения извести и сахарозы (так называемые углекальциевые сахараты, которые обычно схематически изображают как (СаО)х(сахароза)y(СаСO3)z В этих комплексных соединениях сахароза достаточно прочно связана. Таких соединений в недосатурированном соке тем больше, чем выше щелочность и ниже температура сатурирования.
Обессахаривание такого осадка связано, как правило, с определенными затруднениями и повышенным расходом воды. Во избежании этого затруднения необходимо выдерживать технологический регламент процесса сатурирования.
Из приведенного выше следует, что за счет применения автоматизированных фильтр-прессов, обеспечивающих получение фильтрационного осадка с содержанием сухих веществ 70%, имеется возможность получать потери сахара с фильтрационным осадком 0,03...0,05% к массе свеклы, что примерно на 0,1% ниже по сравнению с фильтрационным оборудованием, применяемым в настоящее время на отечественных сахарных заводах.