4.5. Витрата вапна на очищення та способи її зменшення

Чистота дифузійного соку та відповідно склад і кількість його не цукристих речовин суттєво впливають на ефективність роботи всіх наступних відділень цукрового заводу, витрату хімічних реагентів та палива. Приведу декілька прикладів. Так:

• з підвищенням чистоти дифузійного соку з 85% до 91% швидкість фільтрування соку І карбонізації зростає з 2,7 до 5,8 л/хв.. Це пояснюється значним зменшенням переходу нецукрів з буряків у дифузійний сік та більш повним використанням адсорбційної здатності частинок карбонату кальцію в умовах І карбонізації, а також покращанням структури та фізичних властивостей утворених при цьому агрегатів;

• збільшення чистоти дифсоку на 2 одиниці тривалість карбонізації соку І карбонізації можна скоротити більше ніж у двічі;

• підвищення чистоти дифсоку з 84 до 90% сприяє збільшенню чистоти соку ІІ карбонізації на 3,9%, зниженню забарвленості з 3,4 до 8,3 ^оШт, зменшенню витрат активного вапна з 2,5% до 1,6% СаО до маси буряків, тобто підвищення Дб_д.с. на 2% зумовлює зменшення витрат вапна на 0,3% СаО до м.б.;

• за однієї і тієї ж дигестії буряків підвищення чистоти дифузійного соку з 84 до 91% зумовлює до збільшення виходу цукру з 10,2 до 14,3% до м.б., а вихід меляси зменшується на 4,2% до м.б.

Тому чистота дифузійного соку, котра суттєво залежить від якості цукрових буряків, значно впливає як на ефективність всіх подальших процесів, так і на якість та вихід цукру-піску.

Величина витрати вапна на очищення є одним з найважливіших факторів підвищення його підвищення. Зі збільшенням кількості добавленого вапна величина ефекту очищення зростає, але не в лінійній залежності. Вважається, що в середньому за переробки буряків доброї якості при витраті вапна 1,5% СаО ефект очищення складає близько 30%. За збільшення витрати вапна з 1,5 до 2,0% ефект очищення зростає до 35%, а з 2,0 до 2,5% - до 37%.

Витрата вапна залежить, як відомо від якості дифузійного соку, а отже в достатній мірі від якості цукрових буряків. Вважається, що в середньому витрата вапна повинна складати 85% СаО до кількості не цукристих речовин дифузійного соку. Так, за чистоти дифузійного соку 85% за теоретичної витрати вапна 85% до кількості нецукрів його кількість на основне вапнування складе 2,10% СаО до кількості буряків, а за чистоти 88% - 1,59% СаО. Можна вважати, що за зниження чистоти дифузійного соку на 2% витрата вапна на очищення збільшується в середньому на 0,33% СаО до маси буряків.

Другим фактором з точки зору зменшення витрат вапна, окрім активності вапняного молока, слід вважати величину відкачки та кількість повернень на попередню дефекацію. Так, для підтримання лужності соку основного вапнування 1,0% СаО по фенолфталеїну на кожні 100 т соку необхідно добавити 1 т чистого СаО , що складає 4,9 т вапняного молока густиною 1,19, в якому 3,9 т – це просто вода. Якщо ж разом з повертаннями кількість соку стане 150 т, то для підтримання такої ж лужності необхідно добавити 1,5 т чистого СаО, що складає 7,35 т вапняного молока, з яким в сік буде введено 5,85 т води. Таким чином на кожні 10% повертань приходиться додатково добавляти вапна в кількості 0,1% СаО до к. б. , що становить 0,49% вапняного молока, в якому 0,39% води. В реальних цифрах це значить, що на кожні 10% повертань (чи збільшення відкачки) для заводу А=3000т/д на верстат за добу додатково лише з вапняним молоком вливається 11,7 т води, а для 50% повертань це становить додатково 58,5т води за добу. Для випаровування 10 т води за кратності випаровування 2,5 необхідно затратити 4 т пари, на утворення якої потрібно спалити 360 м³ природного газу. Тобто для випаровування 58,5 т води потрібно додатково спалити 2106 м³ газу, або 0,7 м³ на 1т перероблених буряків.

Але приведені дані справедливі для вапняного молока густиною 1,19 г/см³, котрого реально на заводах майже немає через слабку його транспортабельність (текучість), а як правило застосовується молоко густиною 1,16…1,17 г/см³. Це значить, що кількість води реально збільшується ще на 5…8 т на добу та витрата газу – до 1 м³ на 1 т буряків.

Завдяки дослідженням вчених та практика передових західноєвропейських цукрових заводів показали, що за останні 20 років витрата вапна на очищення знизилась майже на 50%, що стало можливим в першу чергу за рахунок підвищення якості цукрових буряків та завдяки регенерації частини фільтраційного осаду. Теоретично доказано, що для ефективного очищення дифузійного соку з точки зору повноти проходження реакцій розкладу, осадження та адсорбції достатньо 1,0% СаО до маси буряків. Але проблеми з відділенням карбонізованих осадів змушують підняти ці витрати на 50%.

Важливим показником котрий характеризує якість процесу очищення, є вміст солей кальцію в очищеному соку. Встановлено, що при витраті вапна менше 1,5% до маси буряків вміст солей кальцію збільшується. А от розклад інверту при дозах більше 1% СаО не залежить від додатково добавленого вапна.

Забарвленість соку ІІ карбонізації зі збільшенням витрат вапна зменшується, наприклад при збільшенні витрати з 1% до 2% СаО колірність соку ІІ сатурації зменшується майже вдвічі, що можна пояснити не тільки більш повним розкладом амідів та РР, але й адсорбцією продуктів розкладу на вдвічі більшій кількості утвореного адсорбенту (частинок карбонату кальцію).

Тому основним критерієм загальної витрати вапна на очищення слід вважати швидкість седиментації та фільтрації соку І карбонізації, коті залежать як від якості цукрових буряків. Так і від отриманої якості дифузійного соку.