2.2. Технологические схемы диффузионных установок

2.2.1. Колонная диффузионная установка

2.2.1.1. Технологическая схема установки (рис. 2.1)

Наклонным ленточным конвейером (2), оборудованным ленточными весами (3), подают свекловичную стружку в загрузочную шахту ошпаривателя (1).

В ошпаривателе происходит денатурация протоплазмы свекловичной ткани горячим соком, и сокостружечную смесь насосом (12) подают в колонну (7). В колонне стружка обессахаривается и выгружается из верхней части колонны в желоб кольцевого скребкового транспортера. Обессахаренная стружка поступает в шнек-водоотделитель (6) и далее системой конвейеров ее подают в жомовые прессы.

Полученную при прессовании воду после специальной обработки подают в колонну через контрлопасти 17-го или 15-го ряда, а сульфитированную воду - через верхний ряд контрлопастей. В колонные дифаппараты типа КДА-15-58 сульфитированную воду подают через форсунки в выгрузочных лопастях, а жомопрессовую воду - через лопасти 12-го или 14-го ряда.

Сок из колонны проходит песколовушку (9) и разделяется на два потока. Один поток - 250 - 300% к массе перерабатываемой свеклы - через подогреватели (5) направляют в мешалку ошпаривателя для приготовления сокостружечной смеси. Второй, равный отбору сока, направляют на всасывающий трубопровод насоса сока поперечного потока (11) для возмещения количества сока, отбираемого на пеногаситель.

Сок поперечного потока насосами (11) через подогреватели (4) подают в распределительный коллектор ошпаривателя, а часть его (без подогрева) - на пеногаситель и в шахту ошпаривателя.

При переработке свеклы в холодный период года рекомендуется подавать в шахту ошпаривателя сок, нагретый в подогревателях поперечного потока (4).

Диффузионный сок через лобовое сито ошпаривателя отводят насосом (10) и подают на мезголовушку. Отделенную на ней мезгу (вместе с пеной) направляют в шахту или мешалку ошпаривателя.

При очистке песколовушки (9) часть сока с песком направляют в сборник разливов и выкачивают насосами (8) на преддефекацию.

Выгрузку жомоводяной смеси из колонны в конце производства или в случае аварийной остановки осуществляют насосом (12) на шнек-водоотделитель (6).

2.2.1.2. Технологические параметры и особенности ведения процесса

    1. Потери сахара с жомом, % к массе свеклы                  0,25 - 0,40

    2. Качество свекловичной стружки:

    - длина 100 г, м                                            10 - 13

    - содержание мезги и брака, %, не более                     3

    3. Отбор диффузионного сока, % к массе свеклы               120

    4. Расход воды для диффузионного процесса, % к массе свеклы 90 - 105

    5. Температурный режим, °C:

    - температура сока поперечного потока после подогревателя   78 - 80

    - температура башенного сока после подогревателя            78 - 80

    - температура сульфитированной воды                         65 - 70

    - температура жомопрессовой воды, возвращаемой в аппарат    70 - 75

    - средняя температура по колонне                            70 - 72

    6. Расход 40-процентного формалина, % к массе свеклы

(дачу производят по указанию лаборатории)                       0,01

Приведенный выше температурный режим является средним и уточняется в зависимости от качества сырья, поступающего в переработку, и эффективности обессахаривания стружки.

Температурный режим в колонной диффузионной установке регулируют количеством и температурой циркуляционного сока, температурой башенного сока, сульфитированной и жомопрессовой воды.

Важно систематически следить за величиной отбора диффузионного сока. Равномерный отбор его обеспечивает неизменную скорость потоков, благодаря чему достигается постоянная разность концентраций сахара в стружке и соке. В случае прекращения отбора сока из диффузионного аппарата он должен быть немедленно остановлен.

Для обеспечения равномерной работы и поддержания постоянной удельной нагрузки колонны стружкой необходимым условием является непрерывная подача стружки в шахту ошпаривателя. При непоступлении ее в течение 10 мин. работу колонны и ошпаривателя останавливают.

2.2.1.3. Пуск диффузионной установки

1. Перед пуском все оборудование диффузионной установки тщательно осматривают как с внешней, так и с внутренней стороны и проверяют:

- уровень масла в редукторах;

- систему подачи масла к подшипникам;

- исправность средств автоматизации;

- степень натяжения клиноременных передач на приводах колонны и насосов сокостружечной смеси.

2. Терморегулятор подогрева сульфитированной воды, подаваемой в колонну, устанавливают на заданную температуру.

3. Колонну и ошпариватель типа "0" наполняют горячей водой до тех пор, пока манометр в верхней части мешалки ошпаривателя не покажет давление 0,025 МПа (2,5 м вод. ст.), что составляет ориентировочно 1/2 высоты колонны. При этом открывают задвижку на трубопроводе башенного сока, у мешалки ошпаривателя. По достижении заданного уровня воды поступление ее прекращают. Пневматически управляемая задвижка на трубопроводе башенного сока реагирует на колебания уровня в ошпаривателе и автоматически поддерживает уровень постоянным.

4. Включают с пульта управления электродвигатели приводов оборудования в следующей последовательности: маслонасоса, шнека и мешалки ошпаривателя, кольцевого конвейера выгрузки жома, транспортной системы, насосов поперечного потока и сокостружечной смеси. После выполнения указанных операций управление диффузионной установкой переключают на электрическую блокировку.

5. Полностью открывают задвижки на насосе сокостружечной смеси, дроссель сокостружечной смеси прикрывают на 1/3, а задвижку перед пеногасителем открывают на 1/2.

6. Включают в работу подогреватели и настраивают терморегуляторы на требуемую температуру. Приоткрывают вентили аммиачных оттяжек и полностью (но постепенно) - паровые вентили. Включают насосы конденсата.

7. Количество сока (воды) поперечного и башенного потоков определяют по расходомерам и регулируют с помощью запорной арматуры.

8. Когда на всех участках установки будет достигнута температура, заданная по оптимальному режиму, аппарат подготовлен к работе.

9. Приборы, контролирующие нагрузку мешалки ошпаривателя и нагрузку диффузионной колонны, должны быть отрегулированы на максимально допустимую величину, при превышении которой включается световая и звуковая сигнализация.

10. Счетный механизм ленточных весов устанавливают на нулевое положение, включают самопишущие приборы переработки свеклы и терморегуляторов. Подают сигнал для ввода в работу свеклорезок.

11. В начале производственного сезона при пуске диффузионной установки, ранее уже действовавшей, рекомендуется начинать работу с производительностью, не превышающей 75% номинальной. При пуске новой установки производительность ее не должна превышать 60% номинальной.

12. После подачи стружки в диффузионную установку регулируют уровень сока в шахте ошпаривателя на заданную величину. Клапан на трубопроводе башенного сока у мешалки ошпаривателя регулируют таким образом, чтобы манометр в верхней ее части показывал давление около 0,025 МПа (2,5 м вод. ст.). Регулировку продолжают до тех пор, пока из диффузионной колонны не появится жом.

13. Частоту вращения шнека ошпаривателя и трубовала колонны регулируют дистанционно (с пульта управления), в зависимости от производительности. Частота вращения трубовала колонны для аппарата КДА-25-59 и унифицированных диффузионных аппаратов типа КДА-66 - 0,3 - 0,4 оборота в минуту, а для КДА-58 и Букау-Вольф - 0,5 об./мин.

14. При достижении массовой доли сухих веществ в соке 8% включают насос диффузионного сока. Вентиль сока на производство открывают настолько, чтобы отбор сока составлял 120% к массе свеклы. Одновременно включают насос подачи воды в диффузионную колонну.

15. После начала выгрузки жома из колонны вентиль сульфитированной воды открывают полностью, и с этого момента поступление воды в колонну регулируется автоматически. Нормальный уровень жидкости в колонне должен быть на 250 - 300 мм ниже переливной кромки выгрузочных окон.

16. В нормальных условиях работы диффузионной установки вентиль на трубопроводе диффузионного сока, направляемого в отделение очистки, открывают настолько, чтобы массовая доля сухих веществ в соке была на 1 - 2% ниже сахаристости свекловичной стружки. Задвижки перед пеногасителем регулируют так, чтобы в пеногаситель поступало сока на 5 - 10% больше, чем отбиралось на производство.

17. При отсутствии дефектов в работе диффузионной установки постепенно увеличивают переработку свеклы до заданной величины.

2.2.1.4. Правила эксплуатации колонной диффузионной установки

1. Уровень сока в шахте ошпаривателя регулируют пневматическим регулятором. Для ошпаривателя типа "0" считается нормальным, если он находится на 50 - 100 мм ниже нижней кромки сливного отверстия из пеногасителя в шахту. Если стружка слабо погружается в шахте ошпаривателя, несколько снижают уровень сока с помощью датчика пневматического регулятора.

2. Частота вращения шнека в зависимости от количества перерабатываемой свеклы должна находиться в следующих пределах: для ошпаривателя типа "О" - 0,6 - 0,9 об./мин., для ошпаривателя типа "ОС" - 2,0 - 2,5 об./мин.

С целью обеспечения нормальной загрузки ошпаривателя стружкой и максимального удаления из нее воздуха устанавливают по возможности меньшую частоту вращения. Уменьшение частоты вращения шнека лимитируется повышением трения стружечной массы, вызванным увеличением степени наполнения объема ошпаривателя стружкой.

Последнее приводит к превышению номинальной мощности, потребляемой приводом шнека.

3. Периодически (1 - 2 раза в смену) песколовушки ошпаривателя типа "0" очищают от скопившегося песка.

4. Чтобы сокостружечную смесь можно было транспортировать центробежным насосом, она должна содержать не более 28% стружки.

5. Следует поддерживать высокую удельную нагрузку стружкой диффузионного аппарата, так как лишь в этом случае предотвращается перемешивание ее по высоте колонны, ведущее к смешению слоев стружки с разной концентрацией сахарозы и тем самым ухудшающее процесс обессахаривания. Для диффузионных установок типа КДА нормальная нагрузка рабочего диффузионного пространства колонны стружкой должна составлять не менее 700 кг/куб. м по массе свежей стружки.

Если через смотровое стекло колонны видны отдельные стружинки, свободно плавающие в соке в разных направлениях, то удельная нагрузка диффузионного пространства стружкой слишком мала и не превышает 500 кг/куб. м.

Удельную нагрузку можно считать нормальной, если частицы стружки лежат настолько плотно, что в волнообразном движении могут лишь совместно подниматься и опускаться в момент прохождения лопасти (около 700 кг/куб. м).

Если частицы стружки в смотровом стекле имеют спрессованный вид, то удельная нагрузка колонны стружкой превышает 750 кг/куб. м.

О величине удельной нагрузки колонны стружкой можно косвенно судить по значению условного крутящего момента на лопастном валу колонны, который определяется показанием амперметра. Каждому значению удельной нагрузки колонны стружкой соответствует определенная величина условного крутящего момента на лопастном валу. Поэтому в установке КДА-25-59 и унифицированных диффузионных аппаратах типа КДА-66, оборудованных приводом с плавным изменением частоты вращения лопастного вала колонны, можно удерживать величину удельной нагрузки и крутящего момента на заданном уровне, регулируя частоту вращения лопастного вала при изменении производительности.

Удельную нагрузку колонны стружкой при постоянной производительности и постоянной частоте вращения лопастного вала можно увеличивать или уменьшать путем изменения уровня жидкости в колонне. Снижение уровня ведет к увеличению удельной нагрузки - и наоборот. Вместе с тем, снижение уровня жидкости в колонне приводит к уменьшению активного объема диффундирования.

Удельная нагрузка колонны стружкой при постоянной производительности возрастает с уменьшением оборотов лопастного вала, увеличением длины перерабатываемой стружки и ухудшением ее качества, повышением температуры в ошпаривателе и в колонне, снижением упругих свойств стружки и уровня жидкости в колонне.

Рационально варьируя абсолютные значения перечисленных факторов, можно поддерживать в колонне оптимальную удельную нагрузку.

6. Необходимо непрерывно следить за качеством поступающей в переработку свекловичной стружки и не допускать получения стружки с большим содержанием брака и различной по толщине.

7. По изменению содержания сухих веществ жидкой фазы в контрольной точке по высоте колонны оперативно корректируют отбор диффузионного сока для достижения заданного содержания сахара в жоме.

8. За состоянием сита в колонне систематически следят по показаниям перепада давления сока над и под ситом. Если перепад составляет более 0,01 МПа (1 м вод. ст.), принимают меры к его уменьшению.

9. Необходимо принимать меры по борьбе с микроорганизмами (п. 2.7).

10. При прекращении подачи стружки в диффузионный аппарат на 10 мин. и более его останавливают. Однако отбор сока, хотя и медленно, продолжают. В случае прекращения отбора сока на производство более чем на 10 мин. останавливают работу диффузионной установки.

2.2.1.5. Остановка и консервация колонной диффузионной установки

1. Стружку, находящуюся в колонне, обессахаривают до содержания в отбираемом диффузионном соке массовой доли сухих веществ 1,0%. Затем содержимое колонны через штуцер аварийной выгрузки насосом сокостружечной смеси подают в шнек-водоотделитель, откуда жом поступает на отжимные прессы.

2. Когда жом из колонны удален, установку тщательно промывают чистой водой и удаляют через нижние люки колонны и ошпаривателя остатки жома и другие примеси.

3. После просушки внутренних частей колонны и ошпаривателя очищенную поверхность покрывают антикоррозионной смазкой.