СПОСОБ ПРОГРЕССИВНОЙ ПРЕДДЕФЕКАЦИИ ДИФФУЗИОННОГО СОКА
METHOD FOR PROGRESSIVE PREDEFECATION OF DIFFUSION JUICE

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к процессам известково-углекислотной очистки диффузионного сока свеклосахарного производства.
Известен способ прогрессивной преддефекации диффузионного сока, предусматривающий смешивание диффузионного сока с известковым молоком и возвратами нефильтрованного сока первой ступени сатурации или сгущенной суспензии осадков сока первой или второй ступеней сатурации при постоянной скорости движения сока и плавном нарастании щелочности до оптимального значения рН 10,8-11,6 [Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. М.: Колос, 1998. - С. 148-150].
Недостатком указанного способа является неполное осаждение высокомолекулярных соединений в соке, особенно при переработке хранившейся и недостигшей технологической спелости сахарной свеклы, и как следствие, формирование преддефекованного осадка с невысокими фильтрационно-седиментационными свойствами и повышенной растворимостью на основной дефекации, что приводит к невысокому эффекту очистки и повышенному расходу извести.
Известен способ прогрессивной преддефекации диффузионного сока, предусматривающий смешивание диффузионного сока с известью и возвратом нефильтрованного сока первой ступени сатурации в количестве 50…150% к массе диффузионного сока при их противоточном движении в аппарате с повышением щелочности в несколько стадий до рН 10,8…11,6. Отбирают часть сока с рН 10,8…11,6 в количестве 25…75% к массе диффузионного сока и проводят ее сатурирование до рН 7,0…8,5, после чего возвращают на стадию преддефекации с соответствующим значением рН 7,7…8,5 для повторного подщелащивания. При этом проводят двукратный ввод пеногасителя, один из которых осуществляют в преддефекованный сок перед сатурированием, а второй - в процессе отделения отработавшего сатурационного газа от сока на выходе из сатуратора [Славянский А.А. Способ прогрессивной преддефекации диффузионного сока. Патент на изобретение RU 2170259 С1].
Недостатком этого способа является то, что с возвратом на преддефекацию отсатурированного сока, особенно при переработке хранившейся сахарной свеклы, вводятся адсорбированные высоко- и низкомолекулярные соединения, которые способствуют формированию структуры преддефекованного осадка с мелкодисперсными частицами, наименее устойчивыми к пептизации в щелочной среде, что в конечном итоге снижает общий эффект очистки.
Наиболее близким аналогом является способ прогрессивной преддефекации диффузионного сока, предусматривающий смешивание последнего с известью и суспензией сока первой ступени сатурации при противоточном их движении в аппарате преддефекации и введением при достижении рН 10,2…11,3 флокулянта - полиакриламида в количестве 0,0011…0,0080% к массе сухих веществ сока [Лосева В.А. Способ прогрессивной преддефекации диффузионного сока. Патент на изобретение SU 1100312 А1].
Недостатком этого способа является то, что в процессе прогрессивной преддефекации возможно сильное пенение, которое особенно проявляется при переработке хранившейся или не достигшей технологической спелости сахарной свеклы, содержащей повышенное количество поверхностно-активных веществ. Наличие пены в диффузионном соке существенно ухудшает условия протекания коагуляции и флокуляции высокомолекулярных соединений (ВМС), снижает эффективность действия флокулянта, и как следствие, отрицательно влияет на формирование фильтрационно-седиментационных свойств преддефекованного осадка.
Технический результат изобретения заключается в повышении фильтрационно-седиментационных свойств осадка преддефекованного сока за счет улучшения его структуры; увеличении эффекта очистки диффузионного сока, снижении расхода извести.
Этот технический результат достигается тем, что в предложенном способе прогрессивной преддефекации, протекающем при температуре 55…60°С и рН от 6,2 до 10,8…11,2 с расходом извести 0,25% СаО к массе сока и суспензии осадка сока второй ступени сатурации в количестве 10…20% к массе диффузионного сока, последовательно вводят пеногаситель и флокулянт. Из пеногасителей используют препарат марки Лапрол ПС (1-4), который вводят в диффузионный сок перед преддефекацией в количестве 5…15 г/т свеклы; из флокулянтов - Праестол (2440, 2540), который вводят в метастабильную зону преддефекации после порога коагуляции ВМС с рН 8,2…8,6 в количестве 2…5 г/т свеклы. Количество пеногасителя и флокулянта установлено опытным путем для условий переработки сахарной свеклы различного качества.
Способ прогрессивной преддефекации осуществляют следующим образом. Диффузионный сок нагревают до температуры 55…60°С, вводят пеногаситель в количестве 5…15 г/т свеклы, постепенно смешивают с известковым молоком, суспензией осадка сока второй ступени сатурации и при достижении рН 8,2…8,6 в сок вводят флокулянт в количестве 2…5 г/т свеклы и далее, продолжая вводить известковое молоко, проводят процесс преддефекации до рН 10,8…11,2.
Введение в диффузионный сок вначале пеногасителя за счет перевода системы из трехфазной (жидкость-твердое тело-газ) в двухфазную (жидкость-твердое тело) путем ликвидации пены с удалением пузырьков воздуха создает условия для более эффективного протекания дальнейших стадий процесса преддефекации: подготовки высокомолекулярных соединений к коагуляции при повышении щелочности системы за счет ввода известкового молока, образования коллоидных частиц жесткой структуры при введении центров коагуляции с суспензией сока второй ступени сатурации, увеличения размера коллоидных частиц и повышения их активности к флокуляции. Введенный в систему флокулянт ускоряет процессы образования хлопьев коллоидных частиц и их осаждения, способствует уплотнению агрегатов, при этом формируется слабогидратированный, крупнодисперсный, хорошо структурированный преддефекованный осадок с высокими фильтрационно-седиментационными свойствами, устойчивый к пептизации в щелочной среде.
Пример 1.
Способ преддефекации проводят по предложенному способу. Диффузионный сок чистотой 87,9% и рН 6,2 нагревают до температуры 60°С, при перемешивании вводят пеногаситель Лапрол ПС-1 в количестве 7 г/т свеклы, постепенно смешивают с известковым молоком до достижения рН 7,2, затем, не прекращая вводить известковое молоко, добавляют суспензию осадка сока второй ступени сатурации в количестве 15% к массе диффузионного сока. При достижении рН 8,4 в сок вводят флокулянт Праестол 2540 в количестве 3 г/т свеклы и продолжают при медленном перемешивании равномерно вводить оставшееся количество известкового молока при общем его расходе 0,25% СаО к массе сока до значения рН 11,2. Длительность процесса преддефекации 15 мин. Затем проводят комбинированную тепло-горячую основную дефекацию: в преддефекованный сок с температурой 60°С вводят известковое молоко в количестве 1,15% СаО, выдерживают при этой температуре 12 мин, далее сок подогревают до 85°С и выдерживают 5 мин. Затем проводят первую ступень сатурации углекислым газом до рН 10,9 и отделение осадка фильтрованием. Полученный фильтрат подогревают до температуры 92°С, проводят дефекацию сока перед второй ступенью сатурации продолжительностью 5 мин при расходе извести 0,3% СаО и далее сок подвергают второй ступени сатурации до рН 8,9 и фильтрованию.
Пример 2.
Способ преддефекации проводят по аналогу. В диффузионный сок чистотой 87,9% и рН 6,2 при температуре 39°С постепенно вводят известковое молоко до достижения рН 8,5, затем добавляют суспензию сока первой ступени сатурации в количестве 10% к массе сока и при медленном перемешивании продолжают равномерно вводить известковое молоко до рН 10,2. Затем в сок вводят флокулянт полиакриламид в количестве 1 г/т свеклы и при перемешивании доводят рН сока известковым молоком до значения 11,0 при общем его расходе 0,25% СаО к массе сока. Далее сок подогревают до температуры 86°С. Затем проводят основную дефекацию с расходом 1,7% СаО в течение 10 мин, первую ступень сатурации углекислым газом до рН 11,1 и фильтруют. Фильтрат подогревают до температуры 90°С, вводят 0,3% СаО и проводят вторую ступень сатурации и фильтрование.
Пример 3.
Способ осуществляют аналогично примеру 1. При этом флокулянт Праестол 2540 вводят в количестве 3 г/т свеклы в зону преддефекации с рН 10,2.
Результаты анализов полуфабрикатов разных стадий известково-углекислотной очистки диффузионного сока по предлагаемому способу и аналогу представлены в таблице.
Из представленных в таблице результатов видно, что предложенный способ по сравнению с аналогом позволяет получить преддефекованный сок, обладающий наилучшей фильтрационно-седиментационной способностью. Так, скорость осаждения осадка преддефекованного сока в 2,1 раза выше, а фильтрационный коэффициент и объем осадка ниже, соответственно, в 1,5 и 2 раза в сравнении с аналогом. При этом эффект очистки диффузионного сока выше на 16,6%, а расход извести ниже на 0,55% СаО. Введение флокулянта в зону преддефекации с рН 10,2 (пример 3) позволило незначительно повысить качество полуфабрикатов очистки диффузионного сока по сравнению со способом-аналогом.
Таким образом, предлагаемый способ не только улучшает фильтрационно-седиментационные свойства осадка на преддефекации, но и обеспечивает повышение эффективности всей известково-углекислотной очистки диффузионного сока.