Курсовая работа: Выявление разумной схемы совместной переработки сахарной свеклы и сахара-сырца

Сырой сок после отделения пульпы стекает в сборник, откуда насосом подаётся на пластинчатые теплообменники, а затем в преддефекатор фирмы «Putsch»,работающий по принципу «Бригель- Мюллер». Диффузионный сок с t=45-60ºС из сборника насосами подается в первую секцию преддефекатора. В последнюю секцию вводят известковое молоко в количестве (0,2—0,3% СаО к массе свеклы), обеспечивающим выход преддефекованного сока с рН=10,8—11,2. Одновременно в первую секцию аппарата возвращается вся сгущенная суспензия сока II сатурации, а во вторую и третью секции аппарата - часть (50%) суспензии сока I сатурации. Возвращаемая суспензия активируется небольшим количеством преддефекованного сока, что способствует образованию осадка с хорошими седиментационно-фильтрационными свойствами. Продолжительность преддефекации составляет 25—30 минут.

Преддефекованный сок подвергается пересатурированию до рН=7,4—7,8 в бикарбонизаторе, после чего направляется в отстойник, для отделения осадка. Сгущенная суспензия осадка подается на вакуум-фильтр, а осветленный сок и фильтрат из вакуум-фильтра направляют в сборник осветленного сока. Со сборника сок насосом подают в аппарат холодной дефекации, где он обрабатывается известью в количестве 0,9-1,0% СаО к массе сока. Целью и назначением холодной ступени дефекации является повышение растворимости извести в соке. Чем ниже температура сока, тем больше в нем растворено извести, а чем выше концентрация извести в соке, тем менее окрашенными получаются продукты разложения РВ и сам сок, а чем ниже цветность сока, тем легче получить из него белый сахар-песок.

Далее сок насосом подается до t = 85 – 88⁰ С и поступает в аппарат горячей дефекации. Длительность процесса составляет 7 – 12 минут.

Из аппарата горячей дефекации сок самотеком поступает в карбонизатор, где частично( на 20–30 % СаО к массе сока) снижается щелочность, т.е. до щ = 0,6 – 0,7 %СаО.

Карбонизированный сок самотеком направляется в сатуратор, где смешивается с 3 – 5 кратным количеством пересатурированного до pH 7,0 – 7,5 сарурационного сока и сатурируется до pH, соответствующему минимальному содержанию солей кальция (рН=8,8–9,2). При смешении частично карбонизированного и пересатурированного сока разнозаряженные ацидокарбонаты гидроксикальция, образующийся при карбонизации, и карбонат гидроксикальция легко связываются друг с другом, образуя конгломераты. Этот процесс агрегатирования не требует образования СаСО₃ и не связан с десорбцией. При большой кратности рециркуляции конгломераты увеличиваются в размерах, создавая условия для легкой фильтрации. Эффективность процесса тем выше, чем быстрее он осуществляется. Смешивание карбонизированного с бикарбонизированным соком приводит к мгновенной сатурации, при которой достигается максимальный адсорбционный эффект. Образующийся СаСО₃ не имеет времени для кристаллизации и откладывается на поверхности всех частиц, при этом образуется большая адсорбционная поверхность.

3—5 частей отсатурированного сока отбирается на бикарбонизатор, а одна часть из сатуратора через контрольный ящик поступает в сборник, откуда насосом качается на подогреватель, при этом температура продукта на выходе из него составляет 80 – 85⁰ С. Далее сок поступает в сборник нефильтрованного сока и далее насосом подается в фильтры-сгустители TF. Часть суспензии (50%) с TF направляется на фильтр-прессы, а остальная суспензия подается на преддефекацию. Фильтрованный сок I сатурации направляется в сборник, после чего насосом направляется через 3 последовательно нагревающих теплообменника, где нагревается до температуры 126 градусов, а затем в первый корпус выпарной станции.

После третьего корпуса выпарной станции сироп c СВ=50—55% поступает в сборник, туда же подается клеровка сахара-сырца с СВ=55—60%. Сахар-сырец со склада поступает в клеровочную мешалку, где клеруется сатурированным соком, подогретым до t=90°C и рН=8,5. Полученная смесь насосом качается на теплообменник, где охлаждается t=85–87⁰ С. Далее смесь направляется на дефекацию, куда дается известковое молоко в количестве 0,5% СаО к массе свеклы, длительность процесса дефекации составляет 5 минут.

Затем дефекованный сироп самотеком поступает в карбонизатор, где на 20–30% снижается щелочность, и перетекает в сатуратор, где смешивается с 3 – 5 кратным количеством пересатурированного до pH 7,0 – 7,5 сиропа и отгазовывается до pH 9,0 – 9,2, соответствующему минимальному количеству Са-солей. 3-5 кратное количество сиропа к массе основного потока пересатурируется и рециркулирует в сатуратор, а оставшийся сироп нагревается до t = 85 – 90⁰ С и поступает на фильтры-сгустители TF. Суспензия с фильтров насосом подается в 1-ю и 2-ю зону преддефекатора, а фильтрованный сироп в сборник фильтрованного сиропа и далее через теплообменник, где подогревается до t=85—90°C, в 4 корпус выпарной станции. Полученный сироп направляют в сборник сиропа после МВУ, далее насосом на сульфитацию и затем на патронные фильтры. Очищенный сироп самотеком подается в сборник сиропа, затем насосом на напорный сборник перед вакуум-аппаратами.

2 . Расчетная часть

2.1 Расчет количества и состава продуктов

2.1.1 Расчет количества и состава продуктов отделения очистки

Расход активной извести на преддефекацию (, % к массе свеклы) рассчитывается по формуле 1.

, (1)

где – откачка диффузионного сока, % к массе свеклы;

10 – количество возвращаемой суспензии, %

– плотность диффузионного сока, т/м³ ;

– щелочность преддефекованного сока, % СаО. Задаемся = 0,20

Количество инертной примеси (, % к массе свеклы) находится по формуле 2.

(2)

где – активность извести, % СаО. Нормативы = 90 %

Количество активной извести, нейтрализуемой на пересатурации (, % к массе свеклы), рассчитывается по формуле 3.

, (3)

где – щелочность пересатурированного сока, %СаО. Задаемся = 0,001

Содержание инертной примеси (, % к массе свеклы) находится по формуле 4.

(4)