Лекція 3 підвищення ефективності отримання дифузійного соку
Обґрунтування факторів впливу окремих чинників на ефективність отримання дифузійного соку з цукрових буряків. Способи підвищення якості дифузійного соку. Застосування додаткових реагентів в процесі екстрагування цукрози з бурякової стружки. Величина відкачки та її вплив на техніко-економічні показники роботи заводу. Підготовка живильної води. Мікробіологічні процеси на дифузії. Можливості впливу на ступінь пресування сирого жому. Визначення кількості сирого та пресованого жому. Ефективні способи підготовки жомопресової води.
3.1. Обґрунтування факторів впливу окремих чинників на ефективність отримання дифузійного соку з цукрових буряків
Видалення цукрози з бурякової тканини проводиться способом екстракції (дифузією), який був запропонований у 1833 р. Нашим співвітчизником Д.А.Давидовим, а широкого практичного застосування набув у 1864 р. завдяки винаходу чеха Юліуса Роберта – конструкції дифузора і дифузійної батареї періодичної дії.
Безперервно діючі дифузійні установки стали вагомим досягненням техніки цукробурякового виробництва. Вони забезпечили значний ріст продуктивності праці, відсутності такого відходу як дифузійна вода. Проте технологічно вони не так досконалі, як дифузійні батареї, що пов’язано в першу чергу з необхідністю роботи з більш товстою стружкою. Необхідна ступінь знецукрення стружки за оптимальної відкачки забезпечується шляхом збільшення тривалості процесу та віджиманням жому з обов’язковим повертанням на дифузію ж/п води.
Дифузія є тим важливим технологічним процесом цукрового виробництва, від правильного проведення котрого залежать вихід та якість готової продукції та проходження подальших окремих технологічних процесів. Сама ж технологічна якість дифузійного соку залежить в основному від кількості ВМС, що перейшли з клітинного соку в дифузійний. Останні мають сильний вплив на різні процеси очищення та уварювання соків, але превалюючим є в’язкість очищуваного соку, що не тільки істотно впливає на фільтраційну здатність карбонізованих соків, але й на швидкість уварювання та центрифугування утфелів. І хоча частина ВМС видаляється в процесі очистки, але залишкова кількість їх істотно впливає на в’язкість, особливо під час переробки підморожених чи підгнивших буряків. Одним із найшкідливіших ВМС є пектин, молекули котрого у порівнянні наприклад з декстрином менші, але вони мають здатність до утворення асоційованих компонентів соку, що значно підвищує в’язкість.
Дифузійний процес залежить від ряду факторів, найвагомішими з котрих є:
кількість води, що подається в апарат, та величина відкачки;
якість живильної води;
температура процесу;
тривалість дифузії.
3.2.1. Відкачка
Відкачка (або кількість дифузійного соку у відсотках до кількості перероблених буряків) відіграє одну з найважливіших ролей в дифузійно-екстракційному процесі. Вона впливає не тільки на втрати цукру з жомом, але й на витрату палива на виробництво, на вихід та якість цукру-піску. Величина відкачки у % до кількості буряків розраховується за рівнянням
А = 100[Дг –Втр]/ Цд.с..
Згідно рівняння П.М. Сіліна ступінь вилучення цукрози з бурякової стружки підвищується зі збільшенням величини відкачки дифузійного соку. Відкачка соку визначається певним ступенем знецукрення бурякової стружки і залежить від різних факторів: товщини стружки, температурного режиму, тривалості екстрагування, гідродинамічних умов в апараті. З точки зору економії паливних матеріалів, відкачку соку необхідно тримати найбільш можливо низькою, що пов’язано з додатковим витратами палива для випарювання води з цукрових розчинів.
В УкрНДІЦП провели розрахунки та виразили графічно вплив величини відкачки на техніко-економічні показники виробництва.
∆НЕСдс – додатковий перехід нецукрів у дифузійний сік,% до к.б.;
∆СаО - додаткова витрата вапна на очищення, % до к.б.,
∆САХбс – вміст цукрози у товарному білому цукрі, % до к.б.;
∆αту - додаткова витрата палива на випаровування води, т/100 т б.;
∆САХбс+САХм – додаткова кількість цукру в мішку та в мелясі;
∆Э - додаткова економія від зниження втрат цукру в жомі, у.о/100 т б.;
Х - втрати цукру в жомі, до к.б.;
∆Жт - додатково вироблений товарний жом, на 100 т б.
Аналіз графіка показує, що підвищення відкачки з 120 до 135% призведе до додаткової витрати умовного палива на 0,19%, додатковій витраті вапнякового каменю на 0,16%, що навряд чи окупиться збільшенням виходу білого цукру на 0,055%.
Ступінь знецукрення визначається величиною так званих врахованих втрат при екстрагуванні. Під цим розуміють вміст сахарози, який залишається у жомі. Дослідження показали, що порції соку, одержані з надмірно знецукреної стружки, містять велику кількість нецукрів, що негативно впливає на технологічні процеси під час очищення дифузійного соку та кристалізації сахарози, тим самим спричинюючи підвищений вміст сахарози у мелясі. Підвищений вміст нецукрів пов’язаний з тим, що швидкість їх екстрагування, знижена при високій цукристості, поступово підвищується порівняно зі швидкістю екстрагування сахарози. Внаслідок цього знижується чистота соку. Тому були визначенні оптимальні межі знецукрення стружки і рекомендовані як нормативні у межах 0,3-0,35%.