Дипломная работа: Товарознавча характеристика і конкурентоспроможність цукру та організація торгівлі ним в торгівельних
· перша сатурація;
· друга сатурація;
· сульфітація.
В процесі очищення дифузійного соку на усіх етапах здійснюється контроль. Від очистки соку залежить якість готового цукру. Процес преддефекації включає введення вапна для очистки соку. При додаванні до дифузійного соку невеликої кількості вапна спостерігається коагулююча її дія на такі нецукри, як колоїдні речовини та високомолекулярні сполуки. Введення вапна сприяє збільшенню лужності соку, він стає більш густим, а сік, який виділяється, прозорішим.
Для того, щоб краще осадити колоїдні речовини і не дозволити здійснитися пептизації осаду, який швидко утворюється при нарощуванні лужності дифузійного соку, процес дефекації проводять в два етапи. На першому етапі до слабокислого соку додають 0,15–0,35% СаО (до маси буряка), рН поступово зростає і значна частина колоїдних речовин коагулює. На другій стадії в преддефкації в сік додають 2,5– 2,8% СаО (до маси буряка) і під дією високої лужності проходить розщеплення ряду нецукрів.
На цукровому заводі проводиться як холодна, так і гаряча преддефекація. Під час холодної преддефекації дифузійний сік без підігріву змішується з вапном, а при гарячій преддефекації сік спочатку нагрівається до 85–90 0 С і потім до нього додають вапно.
На преддефекації повністю закінчуються реакції нейтралізації
дифузійного соку, коагуляція і осадження колоїдних речовин, а також реакції осадження великої кількості аніонів фосфорної, щавлевої, оцтовоі, лимонної, яблучної, винної кислот і катіонів солей магнію, алюмінію, заліза. Але реакції розпаду ряду органічних нецукрів, що містяться в дифузійному соці, через недостатність концентрації гідроксильних іонів тільки починаються. Для їх завершення потрібно багато часу, високі значення рН і температури.
Основна дефекація проводиться відразу після преддефекації без проміжного фільтрування. Головною метою основної дефекації є розклад амідів кислот, солей амонію, пектину, доосадження аніонів кислот, а також створення надлишку вапна, необхідного для отримання достатньої кількості СаО3 на першій сатурації. Розрізняють холодну, теплу і гарячу дефекацію, тобто обробку соку вапняним молоком при температурі відповідно 50, 50–60 і 85–90 0 С. На основній дефекації додається така кількість вапняного молока щільністю 1,19–1,20, щоб воно було еквівалентно 100–120% маси нецукрів дифузійного соку, тобто приблизно 3% СаО до маси буряка.
Управління якістю цукру передбачає проведення періодично контролю за температурою, тривалістю основної дефекації і дозуванням вапняного молока. Від якості переробляємого буряка залежить процес основної дефекації. На цьому етапі необхідно досягнути якнайбільш повного розпаду нецукрів. Якщо реакції не будуть завершенні в сокоочисному відділі, то, продовжуючись в наступних етапах технологічної схеми, вони будуть знижувати якість сиропу і цукру. Цей процес безпосередньо впливає на якість готового цукру і знаходиться під постійним контролем служб систем якості.
Очистка соку адсорбцією є основною метою сатурації. В процесі дефекації здійснюється хімічна очистка соку, осадження і коагуляції нецукрів, а на першій сатурації – додатково фізико-хімічна очистка шляхом адсорбції.
Дефекований сік разом зі всіма наявними в ньому осадами направляється на першу сатурацію. Тут через сік пропускають вуглекислий газ, за рахунок чого вапно випадає в осад у вигляді СаСО3 . На поверхні частинок цього осаду адсорбується деяка кількість нецукрів, що знаходяться в розчинному стані. Особливо помітна адсорбція забарвлених високополімерів – продуктів розпаду редукуючих речовин. Це здійснюється тому, що високополімери негативно заряджені, а частинки СаСО3 несуть позитивний заряд.
Кристалічний осад вуглекальцієвої солі, полегшує фільтрацію соку. Якщо для виробництва цукру використовують буряки поганої якості, то потрібно додавати більше вапна для очистки соку, а це погіршує його фільтрацію.
В розчині після першої сатурації залишається 0,09% вапна, який необхідно виділити з соку. Для цього здійснюють другу сатурацію. В процесі другої сатурації зменшується вміст вапна і солей кальцію в соці до мінімальної межі, що підвищує його чистоту. Якщо вапно і вапняні солі не видалити достатньо повно, то це приведе до швидкого утворення осадів при отриманні сиропу. Крім того, наявність вапняних солей викликає труднощі при уварюванні, збільшує вихід меляси.
Щоб запобігти утворенню бікарбонату кальцію сік перед другою сатурацією нагрівають до температури кипіння (1020 С). Однак зберегти таку високу температуру не вдається, тому що при продуванні газом сік охолоджується до температури 93–95 0 С. Тобто друга сатурація проходить фактично при температурі нижчій за температуру кипіння соку. Враховуючи це, на цукровому заводі в цілях економії тепла сік перед другою сатурацією нагрівають лише до 85-90 0 С. Зниження температури практично не впливає на розчинність бікарбонату кальцію.
В результаті очистки дифузійного соку на стадіях преддефекації, дефекації і сатурації з нього виділяється: 25–30% нецукрів, майже всі білки, аміачний азот, 5–8% амінного азоту, 40–45% безазотистих органічних речовин і 10–12% зольних елементів. Відсутність цих елементів в дифузійному соку позитивно впливає на загальний вихід цукру і на його якість.
Процес сульфітації включає обробку цукрових розчинів діоксидом сірки. Основною метою сульфітації є знебарвлення соку шляхом переходу барвникових речовин в безбарвні лейкосполуки. При цьому частина сірчистої кислоти перетворюється в сірчану, здійснюється зниження лужності і в’язкості сиропу. Безбарвність соку після другої сатурації знижується до 12–20%. Доброякісність соку при сульфітації не знижується
Після проведення сульфітації здійснюють фільтрацію соку для відокремлення осаду від рідини шляхом пропускання її через перегородку, що затримує осад. Сік фільтрують декілька разів: після першої і другої сатурації для відокремлення значної кількості осадів, та тонкої мутності, що залишається після грубої фільтрації; сироп після випарки для усунення осадів, що утворюються під час випарювання. Якість фільтрації залежить від осаду, тиску, температури і тривалості фільтрації. Процес фільтрації впливає на якість готового цукру, тому в системі якості є точки контролю на цих етапах[68].
Очищений сульфітований сік – це ненасичений розчин цукрози і невеликої кількості не цукрів, які не виводяться шляхом очищення. Такий сік згущують. Згущення соку відбувається в 2 етапи:
1. Згущення в випарній установці.
2. Згущення в вакуум-апараті.
Розподіл процесу згущення соку випарюванням на два етапи зумовлено тим, що на першому етапі в'язкість соку ще не велика і є можливість проводити згущення соку в багатокорпусних випарних установках, що оснащені розвиненою теплообмінною поверхнею. Це дає можливість знизити витрати палива в 2,5 рази в порівнянні з однократним випарюванням, відводячи при цьому частину другорядного пару на технологічні потреби. Крім того, зі збільшенням концентрація сухих речовин в соку відбувається зменшення розчинності солей кальцію і випадення осаду. Бікарбонати кальцію перетворюються в карбонати, підвищується кольорність і вміст редуючих речовин. Тому перед подачею сиропу в вакуум-апарати його сульфітують і фільтрують, а це можливо тільки при концентрації сухих речовин до 70%, тобто коли сироп володіє доброю текучістю.
Від роботи випарної установки залежить продуктивність заводу, витрати палива, втрати і вихід цукрози, якість товарного цукру.
Сироп після підігрівання і фільтрації надходить на уварювання в вакуум-апараті, де відбувається подальше випаровування з нього води, причому розчин стає вже перенасиченим і цукор виділяється у вигляді кристалів. Тож метою уварювання є викристалізація цукру.
При згущенні соку в вакуум-апараті, коли настає перенасичення, частина цукрози викристалізовується і утворюється суміш кристалів цукрози і міжкристальної рідини (туфель). Утфель містить біля 7,5% води і 55% цукру, що викристалізувався. Міжкристальна рідина - в'язкий розчин, що містить всі нецукри і насичений розчин цукру. За своєю консистенцією утфель є доволі густою і в'язкою сумішшю кристалів і міжкристальної рідини. Концентрація сухих речовин всуміші не перевищує 70% - це контрольна точка визначення сухих речовин в сиропі в системі якості.
Кристалізація цукру - це завершаючий етап виробництва. На цьому етапі виділяють практично чисту цукрозу. Утфель 1 кристалізації, отриманий з вакуум-апарату подається в мішалку (міксер), звідки його спрямовують в центрифуги, де під дією ценробіжної сили в обертаючому дирчатому барабані (1000 об/хв) кристали цукру відокремлюються від міжкристальної рідини. Міжкристальна рідина є зеленим відтінком, який містить всі нецукри і концентрований розчин цукру. Чистота зеленого відтінку (75-78%) значно нижча чистоти утфелю, тому велика кількість цукру виділяється у вигляді кристалів.
Для отримання з центрифуги білого цукру, кристали пробілюють - промивають невеликою кількістю гарячої води. При пробілюванні частина цукру розчиняється у воді, тому з центрифуги відходить відтік більш високої чистоти (білий відтік).
Отже, на 1 кристалізації отримують: зелений відтік, білий відтік, білий цукровий пісок. Білий цукровий пісок очищують від домішок заліза та від комків.
Білий відтік збирають в вакуум-апарат в кінці уварювання утфеля 1 кристалізації. Зелений відтік уварюється в вакум-апараті 2 кристалізації. Цей утфель поступово охолоджується до температури 40 0 С, при цьому утворюється додатково деяка кількість цукру. Утфель 2 кристалізації надходить до ценрифуги, де від кристалів цукру відокремлюється міжкристальна рідина - меляса (відходи цукрового виробництва).