Технология производства сахара из сахарной свеклы

Технология производства сахара из сахарной свеклы

 

1.ОБОСНОВАНИЕ  ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

 

1.1.ПРИЕМКА САХАРНОЙ СВЕКЛЫ

 

Производство  сахара-песка на свеклосахарных заводах  осуществляется по типовым технологическим  схемам или по схемам, к ним приближающимся.Типовые технологические схемы разрабатываются на основе современных достижений науки и техники при условии получения вырабатываемого продукта высокого качества.Для выполнения отдельных операций в технологической схеме применяется типовое технологическое оборудование.

При уборке и транспортировке свеклы кроме  зелени, прилипшей к свекле, к  ней примешиваются мелкие и тяжелые  примеси. При приемке сахарной свеклы на завод, сырьевая лаборатория проводит анализ получаемой свеклы. Технологическое  качество сахарной свеклы характеризуется  рядом показателей, из которых основными  являются сахаристость и чистота  свекловичного сока свеклы, они взаимосвязаны: с увеличением сахаристости повышается и его чистота.

Приемку сахарной свеклы, отбор образцов, определение  загрязненности и сахаристости проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 17421-82 "Свекла сахарная для промышленной переработки.Требования при заготовках ",договора, контракции и инструкции по приемке, хранению и учету сахарной свеклы.

Большое значение имеет температура и влажность как для прорастания, так и для развития микроорганизмов. Поддержание температуры 1-2 С, газового состава воздуха в межкорневом пространстве, влажности с помощью принудительного вентилирования кагатов, ликвидация очагов гниения способствуют сохранению корнеплодов сахарной свеклы от гниения, прорастария.

Минимальные потери сырья обеспечивают хранение его на комплексных гидромеханизированных  складах.

Гидромеханизированные склады с твердым покрытием, оборудованной  системой гидроподачи и вентилирования позволяют резко сократить потери свекломассы и сахара, но и значительно  повысить эффективность использования  всего комплекса технических  средств и операций при разгрузке, складировании, хранении и подачи свеклы в переработку.

В поступающей  свекле содержится земля, травянистые  примеси, ботва и свекловичный бой, которые, попадая в кагат, уплотняют  его пространство,ухудшают аэрацию. Кроме того, попавшие в кагат мелочь и бой легко поражаются микроорганизмами, тем самым способствуя массовому гниению сырья.

Одно из радикальных  средств снижения загрязненности - гидравлический способ очистки корнеплодов  и последующее их хранение в мытом  виде. Хорошие результаты обеспечивает установка на буртоукладочной машине устройства для выдувания сорняков, ботвы и соломы. На некоторых сахарных заводах в настоящее время используют способ очистки свеклы с помощью грохотов-очистителей с дальнейшим извлечением свекломассы из отходов очистки.

 

 

 

При уборке и транспортировке свеклы кроме  земли, прилипшей к свекле, к ней  примешиваются легкие и тяжелые  примеси - ботва, солома, песок, шлак, камни  и даже отдельные металлические  предметы. В случае попадания этих примесей в свеклорезку, ножи тупятся  и повреждаются, что ведет к  ухудшению качества свекловичной стружки. Для получения стружки высокого качества необходимо более полно  отделять от свеклы легкие и тяжелые  примеси. Для этого по тракту подачи свеклы в завод устанавливают  соломоботволовушки и камнеловушки, песколовушки.

Перед поступлением свеклы на мойку важно как можно  полнее отделить транспортерную воду и примеси от нее.Это осуществляется на дисковых и ротационных водоотделителях.

 

На ротационных  водоотделителях, установленных до свекломоек,от массы свеклы вместе с транспортерной водой отделяются камни, песок, обломки и хвостики корней, а также частично ботва и солома. Для того, чтобы повторно использовать воду для транспортировки свеклы, ее необходимо очистить и осветлить.

Чтобы обломки  и хвостики свеклы направить в  производство или использовать на корм скоту, их необходимо уловить.Это производится на установке, состоящей из хвостикоулавливателя и классификатора КХЛ-6. Хвостики, бой свеклы и легкие примеси из хвостикоулавливателя сортируют в специальном устройстве.Хвостики и кусочки свеклы скатываются из устройства в специ_ альную мойку для боя и хвостиков, а ботва, черешки листьев и мелкие кусочки свеклы поступают на транспортер и далее в жомохранилище или на реализацию.

Отсортированные хвостики и бой свеклы из свекломойки  насосом подают в открытый лоток  и шнеком-водоотделителем направляют на элеватор, которым вместе со свеклой  транспортируют к свеклорезкам.

Такой тракт  подачи наиболее эффективен, так как  здесь наибольший эффект отделения  примесей от свеклы, наименьшие потери свеклы при очистке и транспортировке  и не происходит потерь хвостиков  и боя, которые в противном  случае составили бы примерно 3%.

 

1.4. М О Й К А   С В Е К Л Ы.

Количество  прилипших к свекле загрязнений  составляет при ручной уборке (1-3)% от массы свеклы и при поточной механизированной уборке комбайном (10-12)%. Микроорганизмы заносятся с почвой, оставшейся на корнях свеклы.

Следовательно, свеклу необходимо отмыть от прилипшей  к ней почвы, во-первых, для предохранения  ножей в резке от их притупления  и, во-вторых, для предупреждения загрязнения  диффузионного сока.

Земля и глина  лучше всего отмываются при трении корней друг о друга. Поэтому в  начальной стадии мойки свекла должна находиться в скученном состоянии, т.е. вначале происходит отмывание  свеклы в барабанной свекломойке  типа Ш25-ПСБ-3. Принцип работы свекломойки  заключается в том, что свекла в барабане не отмывается от грязи  водой, а грязь оттирается от свеклы в суспензии определенной плотности. Степень отмывания земли от свеклы до 70%. Расход свежей воды до 30% к массе  свеклы. Преимущество свекломоек барабанного  типа заключается в том, что эффективность  при очистке сильно загрязненной свеклы более высокая, постоянное удаление примесей, низкий процент повреждения  свеклы. В комплексе с барабанной мойкой работает ополаскиватель Ш25-ПОС-3.

После барабана свекла поднимается в ополаскиватель. Из него свекла поднимается двумя  шнеками. Внизу ополаскивателя имеется  камнеловушка. Всплывшие в ополаскивателе легкие примеси удаляются ситчатым транспортером. После ополаскивателя свекла дополнительно очищается  в гидрокамнепескоулавливателе.

После барабанной свекломойки и ополаскивателя свекла поступает в корытную свекломойку  типа Ш1-ПМД-2. Свекломойка состоит  из отделения с низким уровнем  воды и отделением с высоким уровнем  воды.

В первой части  отделения мойки с низким уровнем  воды происходит интенсивное механическое удаление поверхностных загрязнений  свеклы при недостатке воды, во второй части этого отделения свекла частично отмывается при наличии  незначительного объема воды. Во втором отделении при наличии избытка  воды завершается отмывание свеклы и отделение примесей.

Чистая свекла выводится шнековыми конвейерами, в верхней части которых установлены  форсунки для подачи чистой хлорированной  воды для ополаскивания свеклы.

Потери сахара в транспортерно-моечной воде зависят  от качества свеклы и времени года. До наступления морозов размер потерь определяется в зависимости от качества свеклы, доставляемой железнодорожным  транспортом, и находится в пределах (0.17-0.35)% от массы свеклы.

Чтобы потери сахара были в допустимых пределах, необходимо, чтобы температура воды при мойке здоровой свеклы была не более (15-18)оС, а при мойке мороженой  свеклы была такой, чтобы свекла не смерзлась в аппарате. В случае повышения температуры воды потери сахара увеличиваются.

Поступающая в свекломойку вода должна содержать  минимальное количество микроорганизмов.

После отмывания  свеклы, вода от свекловодяной смеси  отделяется на дисковых водоотделителях.

Отмытую свеклу из свекломойки элеватором, после  которого установлен контрольный ленточный  транспортер с подвесным электромагнитным сепаратором, направляют в бункер перед  свеклорезками.

Для удаления из массы свеклы ферромагнитных примесей, неуловимых на предыдущих стадиях очистки, применяются электромагнитные сепараторы типа ЭП2М.

Наличие двух свекломоек в моечном отделении  необходимо для более высокого эффекта  отмывания свеклы от загрязнения, и  для повышения чистоты диффузионного  сока.

 

1.5. П О  Л У Ч Е Н И Е С В  Е К Л О В И Ч Н О  Й С Т Р У Ж К И И Д И Ф Ф У З И О Н Н О Г О С О К А.

 

Более жесткий  температурный режим в аппаратах  непрерывного действия вызвал применение более грубой стружки и необходимость  подавления микробиологических процессов. Для регулирования температуры  применяют воду для экстракции стружки  с t=70oC и pH 6,2-6,5. Повышение микробиологических процессов повлекло за собой неучтенные потери сахара и коррозию аппаратов. _

При соблюдении оптимального технологического режима, в первую очередь температуры, когда  деятельность микроорганизмов подавлена, неучтенные потери не превышают 0,13% к  массе свеклы. Когда режим нарушен, или поступает свекла низкого  качества с большим содержанием  обломков, зараженной бактериями, грибами; жизнедеятельность микроорганизмов интенсифицируется и неопределена, потери сахарозы возрастают до 0,5% и более, что отрицательно сказывается не только на работе диффузионной установки, но и на работе всего завода, так как каждая из 0,1% неучтенных потерь сахарозы приводит к снижению выхода сахара на (0,2-0,25)% к массе свеклы.

Так как в  головной и хвостовой частях аппарата часто бывает температура 60оС и ниже, то для подавления микрофлоры в точку, расположенную на 1/4 активной длины  диффузионного аппарата, от места  подачи свежей воды, через каждые два  часа вводят 40%-ый раствор формалина (10л на 100 т свеклы).

Для достижения более длительного действия антисептика  и уменьшения его расхода, эту  дозу формалина можно разделить  на несколько частей и вводить  одновременно и быстро в разные точки  диффузионного аппарата.

На диффузии сахарозы переходит на 98% в диффузионный сок, солей кальция на 80%, солей  натрия на 60%, белковых веществ на 30%.

Выходящий из диффузионного аппарата свежий жом  прессуют до содержания сухих веществ 22%, что дает возможность возвращать жомопрессовую воду на диффузию.

Жомопрессовую воду перед возвращением в диффузионный аппарат подвергают очистке: фильтрации, тепловой стерилизации и т.д. Схема  работает следующим образом. Жомопрессовая  вода через мезголовушку поступает  в сборник исходной воды и оттуда насосом подается в одноходовой  пароконтактный подогреватель I ступени, где нагревается паром самоиспарения отработанной воды. Из подогревателя вода проходит через гидрозатвор с высотой столба жидкости около 9 м и поступает в одноходовой пароконтакный подогреватель II ступени, где вторичным паром IV или III ступени выпарной установки подогревается до температуры (85-90)оС. Из подогре_ вателя вода поступает в цилиндрический отстойник, где в течении (10-12) мин осветляется, стерилизуется и направляется в охладитель. Очищенная жомопрессовая вода, охлажденная до (70-75)оС, поступает в сборник жомопрессовой воды.

Использование аммиачных конденсатов в качестве питательной воды весьма выгодно. Но для того, чтобы использовать ее на диффузии, ее необходимо подготовить.

1.6. О Ч  И С Т К А Д И Ф Ф У З И О Н Н О Г О С О К А.

 

Диффузионный  сок - поликомпонентная система. Он содержит сахарозу и несахара, представленные растворимыми белковыми, пектиновыми  веществами и продуктами их распада, редуцирующими сахарами, аминокислотами и др.

Все несахара в большей или меньшей мере препятствуют получению кристаллической  сахарозы и увеличивают потери сахарозы с мелассой. Поэтому одной из важнейших  задач технологии сахарного производства является максимальное удаление несахаров  из сахарных растворов. Для решения  этой задачи применяются физико-химические процессы очистки. Несахара диффузионного  сока различны по химической природе  и в силу этого обладают широким  спектром физико-химических свойств, что  обуславливает различную природу  реакций, приводящих к удалению их из осадка. При использовании в качестве реагентов для очистки гидроксида кальция и диоксида углерода осуществляются реакции коагуляции, осаждения, разложения, гидролиза, адсорбции и ионообмена.

Эти мероприятия  направлены на решение двух основных задач: повышение общего эффекта  очистки, который до настоящего времени  не превышает 40%, и сокращение расхода  реагентов.

Очищенный в  пульполовушках диффузионный сок поступает  в подогреватели для нагрева  до температуры (85-90)оС и затем направляется в котел прогрессивной преддефекации. В последнюю секцию вводится молоко в количестве (0.2-0.3)% к массе свеклы, обеспечивающим выход сока из него с pH 10.8-11.6. На преддефекации, где сок достигает метастабильного состояния pH 8.5-9.5, вводится вся сгущенная суспензия сока II сатурации, а также 150% к массе свеклы сока I сатурации (нефильтрованного). Холодная преддефекация (температура до 50оС) длится (20-30) минут, теплая (температура 50-60оС) - 15 минут.

Из преддефекатора сок без подогрева поступает  в аппарат на холодную (теплую) основную дефекацию, где смешивается с  известковым молоком (1-1.8)% CaO массы свеклы. Оптимальная длительность холодной дефекации (20-30) минут, теплой - 15 минут.

После холодной дефекации сок нагревается до температуры (85-90)оС в подогревателях и подается в дефекатор (горячая  дефекация), где выдерживается 10 минут. На выходе из дефекатора к соку добавляется  известковое молоко (0.5-0.7)% СаО к  массе свеклы для повышения фильтровальных свойств сока I сатурации. Далее дефекованный сок поступает в циркуляционный сборник _, где смешивается с (5-7) кратным количеством сока I сатурации, рециркулируемого по внешнему контуру, и в аппарате I сатурации сатурируется в течение 10 минут до pH 10.8-11.6. Затем сок самотеком поступает в сборник и насосом через подогреватель перекачивается в напорный сборник, расположенный примерно на высоте 6 м над листовыми фильтрами.

В ФИЛСах сок  I сатурации разделяется на фильтрат и сгущенную суспензию. Достоинствами ФИЛС являются: простота конструкции, малая металлоемкость, малая занимаемая площадь, в (3-5) раз меньше затрат времени на фильтрование, а так же более высокое (в 1.5-2 раза) содержание твердой фазы в суспензии, что повышает производительность вакуум-фильтров.