Курсовая работа: Выявление разумной схемы совместной переработки сахарной свеклы и сахара-сырца
Из теории реакторов известно, что наибольший прирост степени превращения целевого компонента имеет место при переходе от одно– к двухсекционному реактору одинакового полезного объема. Для реализации этого преимущества был разработан эффективный двухсекционный прямоточно–противоточной сатуратор, по принципу которого относительно легко модернизируются односекционные сатураторы путем разделения сокового объема аппарата на две секции с общим надсоковым пространством с помощью открытой сверху цилиндрической вставки с зоной высокой щелочности и гидродинамической, приближающейся к интенсивному пенному режиму. В первой секции такого сатуратора в зонах высокой щелочности повышен коэффициент использования СО2 ,образующий большой удельной поверхностью и максимальным адсорбционным эффектом. При этом обеспечиваюваются высокие эффекты адсорбционного удаления растворимых несахаров.
Однако эти конструкции многосекционные сатураторов пока не нашли применения в промышленности, потому, что не разработан эффективный автоматический промышленный аклкалиметр, с помощью которого можно было бы контролировать и регулировать степень карбонизации извести по секциям с соответствующим регулированием подачи сатурационного газа [6, 4].
Карбонизация и бикарбонизация в схеме известково–углекислотной очистки.
Схема с использованием карбонизации, бикарбонизации и «мгновенной сатурацией», является разработкой кафедры технологии сахаристых продуктов Кубанского Государственного Технологического университета. Данная схема включает проведение частичной карбонизации дефекованного сока (снижение щелочности на 0,1–0,2%), мгновенную сатурацию (рН 9,0–9,5), сатурирование смеси в заводском котле до оптимального рН и бикарбонизацию (рН 7,5 – 7,8) 5–7 кратного рециркулята на смешивание с частично карбонизированным соком в сборнике смесителе мгновенной сатурации. Смешивание дефекованного сока с бикарбонизированным – это по существу мгновенная сатурация, при которой можно ожидать максимального адсорбционного эффекта. Образующийся нерастворимый карбонат кальция ( Са(НСО3 )2 +Са(ОН)2 =2СаСО3 +Н2 О) по существу не имеет времени для кристаллизации с образованием микрокристаллического ядра и потому откладывается на поверхности всех частиц, имеющихся в смеси дефекованного и бикарбонизированного сока. При этом образуется большая адсорбционная поверхность, на которой в условиях щелочной среды и закрепляются как первичные ацидокарбонаты, как и их начальные конгламераты. Образующийся новый СаСО3 будет также откладываться на поверхности существующих частиц, закрепляя таким образом осажденные на них несахара.
Бикарбонизация сока после основной дефекации полностью устраняет недостатки классической схемы известково – углекислотной очистки (ИУО):
- доводит реакции осаждения малоростворимых солей кальция до конца, освобождая от этой работы адсорбцию карбонатом кальция и обеспечивая безнакипную работу теплообменной аппаратуры;
- бикарбонизация хорошо сочетается с адсорбционной очисткой при низких значениях рН;
-бикарбонизация является мощным средством повышения седиментационных – фильтрационных свойств осадка очищаемых растворов.
Прирост доброкачественности за счет бикарбонизации и мгновенной сатурации составляет 1,5–2% выше по сравнению с классической схемой ИУО.
Немаловажным обстоятельством является то, что включение частичной карбонизации и бикарбонизации в существующую схему очистки не требуется ее кардинальной переделки. Необходимые предварительный карбонизатор и бикарбонизатор достаточно компактны и легко монтируются у соответствующих заводских сатруторов, причем их эксплуатация не требует дополнительной рабочей силы. Все эти факторы способствуют дополнительному снижению себестоимости готовой продукции [4, 8, 6].
1.3.4 Способы совместной переработки сахарнй свеклы и сахара-сырца
Переработка сахара-сырца совместно со свеклой – один из путей повышения эффективности сахарного производства: за счет снижения тепло- и энергозатарт, более эффективного использования оборудования и ряда других факторов. Такой способ переработки различного сырья может быть особенно эффективен при использовании свеклы пониженного технологического качества, недостаточном количестве перерабатываемой свеклы, что вынуждает завод работать с пониженной производственной мощностью или же при избыточной мощности продуктового отделения. Известны следующие способы совместной переработки свеклы и сырца:
1) Сульфитирование неочищенной клеровки сахара-сырца совместно со свекловичным сиропом, последующая фильтрация смеси и направление ее на уваривание утфеля 1 кристаллизации.Недостаток этого способа состоит в том, что в нем не происходит удаление несахаров сахара-сырца и все они остаются в смешанном сиропе, а это ухудшает его качество и вследствие этого получить белый сахар затруднительно.
2) Совместная аффинация желтого сахара III продукта и тростникового сахара-сырца.
Данный способ требует наличие достаточного количества аффинационных центрифуг, дополнительного оборудования для подачи сырца. Поскольку при аффинации происходит удаление только части несахаров, а именно, содержащихся в пленке на поверхности кристаллов сырца, то и в этом способе они удаляются лишь частично. Несахара, содержащиеся же внутри кристаллов, при этом не удаляются. В связи с тем, что среди этих несахаров большую часть составляют ВМС, которые интенсивно включаются в кристаллы сахара, то и этот способ не гарантирует получение сахара-песка хорошего качества [7].
3) Способ, основанный на добавлении клеровки сахара-сырца к диффузионному соку или в котел основной дефекации с последующей известково-углекислотной очисткой.
Данный способ нерационален, так как в дальнейшем резко увеличивается цветность продуктов и снижается качество белого сахара.
4) Способ совместной переработки свеклы и сахара-сырца с добавлением клеровки сахара-сырца в котел II сатурации.
Способ предусматривает введение в котел аппарата II сатурации клеровки сахара-сырца в количестве не более 2% к массе перерабатываемой свеклы. Этот способ дал хорошие результаты, однако стремление увеличить количество клеруемого сахара-сырца привело к повышению цветности продуктов и ухудшению качества белого сахара.
5) Очистка клеровки сахара-сырца на отдельной параллельной со свекловичной линией с подачей очищенной клеровки вместе со свекловичным сиропом на сульфитацию.
Очистка клеровки сахара-сырца при совместной переработке со свеклой по этому способу проводится на отдельной линии, состоящей из дефекатора и сатуратора. Очищенная профильтрованная клеровка сырца затем вместе с сиропом сульфитируется. Данный способ позволяет увеличить количество перерабатываемого сахара-сырца до 3-5% к массе свеклы.
6) Совместная известково-углекислотная очистка клеровки тростникового сахара-сырца и фильтрованного сока 1 сатурации в условиях 2 сатурации (Бугаенко И.Ф., Дешевая И.Ю.) данный способ предусматривает введение клеровки сахара-сырца в котел аппарата дефекации перед 2 сатурации. Добавление сырца на дефекацию перед 2 сатурацией увеличивает СВ раствора, что снижает время пребывания его в 1 корпусе ВУ и уменьшает потери сахарозы здесь, тем самым компенсируя увеличение потерь в последующих корпусах, им делает суммарные щелочно-термические потери сахарозы на ВУ с добавлением сырца и без сырца одинаковыми. Сироп, полученный по предложенному способу, содержит больше красящих веществ с меньшей молекулярной массой, практически полностью удаляемых в результате очистки, и больше меланоидинообразований, чем сироп, полученный без добавления сырца [11] .
1.4 Выбранные мероприятия для решения поставленной задачи. Описание технологической схемы реконструируемого завода
Опираясь на изученный материал, в данном курсовом проекте были внедрены следующие мероприятия:
- отделения осадка до основной дефекации;
- активация суспензии возвращаемой на ППД при помощи пред-дефекованного сока;
- использование частичной карбонизации и глубокого пересатури-рования;
-получение осадка кормового достоинства;
- выбор оптимального соотношения свекла: сахар-сырец;