Основы ,технологии переработки, и очистки, диффузионного сока
Технологическая схема очистки диффузионного сока включает следующие основные операции: дефекация предварительная и основная; сатурация первая и вторая; фильтрация первая и вторая; сульфитация и контрольная фильтрация сока.
Подогретый до 85 — 90 ° С диффузный сок в дефектори дважды обрабатывается известковым молоком в количестве 0,25 — 0,3% от массы свеклы — предыдущая дефекация и 2,0 — 2,25% СаО — основная дефекация.
Под действием извести белки и другие вещества, которые содержатся в диффузионном соке в виде крупных мицелл, коагулируют. Объясняется это тем, что коллоидные частицы несут определенный электрический заряд, который можно нейтрализовать, введя в раствор электролита с противоположным электрическим зарядом. Коллоид, который потерял свой заряд, становится неустойчивым, переходит в нерастворимый состояние и коагулирует. Кроме того, в процессе дефекации происходят реакции между нецукрив диффузионного сока и ионами Са 2+ и ОН ~. При наличии иона кальция выпадают в осадок щавелевая, лимонная и оксикислоты, образуя нерастворимые соли кальция. Наряду с этим известь осаждает фосфорную кислоту и в незначительном количестве серную. Под влиянием гидроксильных ионов (ОН) происходят реакции осаждения солей алюминия, железа и магния в виде гидроокисей этих металлов.
Продолжительность процесса дефекации при нагревании сока до 80 — 90 ° С составляет 8-10 мин. Дефекацию сока осуществляют в специальных аппаратах — дефекатор непрерывного действия.
Следующей операцией очистки сока является процесс сатурации, который осуществляют в два приема (первая сатурация и после отделения осадка — вторая). Основная задача этого процесса в том, чтобы насыщением сока углекислым газом, который содержится в сатурационном газе, вызвать выпадение извести в осадок в виде углекислого кальция (СаСО3). Мел, которая образуется при этом в аппаратах-сатураторах, имеет очень тонкую структуру и активно впитывает различные органические вещества, особенно несахара, которые окрашивают сок. В результате этой реакции сок становится более светлым и прозрачным.
С дефекатора сок самотеком поступает в сатуратор — закрытого вертикального цилиндрического корпуса с коническим дном. Сок поступает в сатуратор сверху и, попадая на разбрызгивающими диск, равномерно стекает. Сатурационного газ (содержащий СО2) подается в нижнюю часть аппарата, предоставляет сока вращательного движения и хорошо с ним перемешивается. По трубе, установленной на уровне дна сатуратора, обработанный газом сок направляется к контрольному ящика, из которого откачивается насосом. Основная часть видгазованого сока первой сатурации после предварительного подогрева в решоферах до 90 ° С идет на фильтрацию.
Отфильтрованный сок, подогретый в решофери до 100 ° С, поступает на вторую сатурацию. Чрезмерное подогрева предотвращает образование двууглекислая солей на второй сатурации.
Задача второй сатурации заключается в максимальном осаждении и удалении извести и солей кальция, которые могут вызвать затруднения при уваривании сока и привести к образованию накипи на внутренних поверхностях нагревательных трубок.
Обрабатывают сок углекислым газом на второй сатурации до оптимальной щелочности, равной 0,015 — 0,020% СаО, или рН 8,8 — 9 Вторая сатурация проводится непрерывно в аппаратах, которые по своей конструкции не отличаются от аппаратов первой сатурации, но имеют несколько меньший об Объем. После второй сатурации сок вновь поступает на фильтрацию.
Фильтруют сок на фильтр-прессах и вакуум-фильтрах. Применяемые еще на ряде сахарных заводов фильтр-прессы являются массивными металлическими рамами с устоями, которые поддерживают два параллельных стержни. На эти стержни устанавливают поочередно рамы и плиты. На каждую раму натягивают фильтровальной ткани. После установки рам и плит их плотно сжимают гидравлическим прижимом. Соковым каналом сок под давлением поступает в рамы. Проходя дальше через фильтровальную ткань рифленой поверхностью, он попадает в соковый желоб.
По мере прохождения сока на рамах накапливается осадок (фильтр-прессовый грязь) и скорость фильтрации уменьшается. Фильтрпресовий грязь откладывается на фильтровальной ткани, содержит около 7 — 8% сахара, поэтому подачу сока периодически прекращают и пускают горячую воду для промывания осадка. Первую часть промывной воды (промыл) добавляют к соку, а остальные (примерно 2/3) используют для приготовления известкового молока.
Работа на фильтр-прессах связана с применением тяжелого ручного труда (очисткой рам от грязи и установлением их), а также с периодичностью использования. В связи с этим теперь применяют вакуум-фильтрационные установки, на которых работа осуществляется непрерывно, а все операции по фильтрации сока полностью механизированы.
Основным рабочим органом вакуум-фильтра является горизонтальный барабан, который все время вращается. Внешняя поверхность барабана обтянута фильтровальной тканью. Во внешней фильтровальной поверхностью барабана размещена внутренняя сплошная поверхность. Пространство между этими двумя поверхностями разделен перегородками на 24 ячейки. С помощью трубок глазки соединены с распределительной головкой фильтра, благодаря чему можно создать вакуум или воздушное давление в отдельных секциях.
Барабан частично погружен в корыто, в которое поступает сок. В этом положении нижние секции барабана автоматически соединяются с вакуумом и сок засасывается в секцию (зона фильтрации), а грязь откладывается извне фильтровальной ткани. Когда секции барабана выходят из сока, они попадают в зону осушения, а вакуум автоматически исключается. При дальнейшем движении барабана секции попадают в зону орошения, где с помощью оросителей происходит промывание осадка.
Вследствие автоматического включения вакуума внутрь барабана засасывается промыл, который присоединяется к отфильтрованного сока. Далее специальными скребками грязь снимается с поверхности барабана, а воздуходувки, которые включаются, подавая воздух изнутри под давлением, сдувают остатки грязи.
Сейчас освоено производство и начали применять автоматизированные установки для сгущения сока первой сатурации производительностью от 3 до 6 тыс. Т переработки свеклы в сутки. Принцип их действия основан на использовании листовых фильтров-сгустителей типов ФИЛС-60 и ФИЛС-100.
Для обесцвечивания и уменьшения вязкости отфильтрованный сок подвергают сульфитации, то есть обрабатывают сернистым газом. При пропускании газа в сок образуется сернистая кислота, которая является достаточно сильным восстановителем. Реагируя с водой, она частично переходит в серную кислоту с выделением водорода. Освобождающийся при этом водород восстанавливает органические окрашенные вещества, превращая их в бесцветные соединения. Кроме того, сульфитация снижает щелочность сока, способствуя уменьшению вязкости сиропа, облегчает кристаллизацию и отделение кристаллов сахара.
Сульфитацию сока осуществляют на специальных аппаратах-сульфат-татора. Сок в них поступает сверху и, разбрызгиваясь в виде дождя, падает вниз. Сернистый газ вентилятором отсасывается с сер-коспалювальнои печи и подается навстречу сока.