Отчет по практике на Лискинском сахарном заводе

Свекловичная стружка после взвешивания из свеклорезок подается в диффузионный аппарат ДС-10 ленточным конвейером, на котором установлены автоматические ленточные весы. В диффузионном аппарате сахароза извлекается из стружки экстракцией, которая заключается в противоточной обработке стружки горячей водой. В современной технологической схеме применяют колонный диффузионный аппарат типа ВМА.

Выходящий из диффузионного аппарата свежий жом прессуют с глубоким отжатием жома на жомовых прессах марки Сторд до содержания сухих веществ 12…22 %.

Режим работы диффузии меняется в зависимости от количества сырья, которое поступает в аппарат. Придерживаются примерно следующего режима:

длина стружки, м                                               11-12;

сухих веществ (СВ), %                                  16.5-16.8;

 рН                                                                       6,2-7;

процент брака, не более                                        6;

процент брака в начале сезона, не более             3;

потери в жоме, %                                                  0,3;

температура,0С                                                    65-75.

Отклонение от этих норм ведёт к плохой работе диффузии:

малое обессахаривание стружки из-за ее неправильной формы, выделение пектиновых веществ при высокой температуре. Пептизация зависит также от кислотности: в интервале рН=5,5-6,3 протопектин меньше всего переходит в сок. Из диффузионного аппарата выходит диффузионный сок, который очищается от мезги на пульполовушке. Он представляет собой жидкость серого цвета, в которой из 12…16 % сухих веществ, 2,0…2,5 % составляют несахара, которые необходимо удалить. Поэтому диффузионный сок подвергают  очистке.

Из свеклы в сок переходит почти вся сахароза  и растворимые несахара  
(90 %), а также в соке содержаться мелкие частицы свеклы.

Из такого сока без очистки трудно выделить сахарозу, так как несахара замедляют скорость кристаллизации и увеличивают содержание сахарозы в мелассе.

 

2.2. Отделение очистки диффузионного  сока.

 

 Чтобы получить высокий выход  сахара-песка и низкий выход  мелассы, из диффузионного сока необходимо максимально удалить несахара. Для этого применяют физико-химические методы очистки на преддефекаторе.

Преддефекованный сок из преддефекатора с одновременно поступающим известковым молоком в количестве 1,0…1,8 СаО к массе свеклы или 85-120% в зависимости от содержания несахаров (НСх) в диффузионном соке без подогрева самотеком проходит на холодную ступень основной дефекации. Целью основной дефекации является обеспечение получения термоустойчивого очищенного сока, а термоустойчивость зависит от содержания в нем редуцирующих веществ. Поэтому главная задача основной дефекации – разложение редуцирующих веществ (РВ), амидов кислот, солей аммония, омыление жиров, доосаждение анионов кислот, а также создание избытка извести, необходимой для получения достаточного количества карбоната кальция на I сатурации.

Уровень сока в аппарате изменяется в зависимости от содержания РВ в диффузионном соке и достижения распада основной части РВ при низких температурах.

Расход извести на основную дефекацию примерно ⅔ всей извести, предназначенной для очистки диффузионного сока. Проведение холодной ступени основной дефекации позволяет при повышенной растворимости извести в мягких условиях осуществлять процесс разложения несахаров с образованием менее вредных продуктов распада.

 В результате этих реакций  происходит увеличение содержания  солей кальция, в растворе повышается вязкость, более интенсивно образуется накипь при выпаривании сока, ухудшается кристаллизация сахарозы и увеличивается выход мелассы.

Интенсивно подвергаются разложению редуцирующие вещества. Присутствующие в соке жиры омыляются, при этом образуются глицерин и нерастворимые кальциевые соли кислот. Под действием извести редуцирующие вещества разлагаются на пектин или растворимый пектин и арабан. Пектин соединяется с ионом кальция и образует пектинат кальция, который выпадает в осадок и хорошо фильтруется.

Опорожнение дефекатора  производят по окончании производства через спускной вентиль в нижней части.

рН сока основной дефекации 12,0-12,5, щёлочность сока по фенолфталеину при СВ диффузионного сока: 13..15% - 0,9…1,0; 14…15% - 1,0…1,1; 15…16% - 1,1…1,2; щёлочность сока по метилоранжу - 2,0…2,4.

Режимы ПД

• Холодная t 40-45°С,продолжительность до 30 мин
• теплая t 55-60°С, 12-20 мин
• горячая t 80-85°С, 5-10 мин

режим выбирается в зависимости от качества свеклы.

Станция современной очистки должна быть с прогрессивной предварительной дефекацией с применением фильтр прессов автоматических камерных.

Из верхней части аппарата сок подаётся на батарею подогревателей, где он подогревается до температуры 85…90ºС и качается в аппарат горячей дефекации. Продолжительность горячей дефекации составляет 10 минут.

Режимы  ОД

• холодная 40-50°С,до 30 мин
• теплая 50-60°С, 15-20 мин
• горячая 85-90°С, 5-10 мин
• холодно-горячая
• тепло-горячая

На заводе предпочитают холодно-горячую ОД т.к. совмещение двух ступеней улучшают очистку дефекованного сока( при низких температурах обеспечивается высокая растворимость СаО, а при высоких температурах повышается скорость протекания реакций).

Сок из дефекатора горячей ступени самотеком поступает в аппарат I сатурации, где сатурируется диоксидом углерода (содержание СО2 28…36 %) до оптимальной щелочности 0,08…0,10% СаО (рН20=10,8…11,6). Длительность I сатурации 8…10 минут, температура – 85…90ºС. Цель I сатурации состоит в очистке сока методом адсорбции максимального количества НСх и получении осадка CaCO3 c хорошими фильтрационными и седиментационными свойствами.

На I сатурации не всю известь превращают в карбонат кальция, а часть ее оставляют в соке, чтобы не допустить растворения уже осажденных на преддефекации несахаров..

         В соке  при температуре 850С В растворе находится около 0,22%СаО, а в осадке около 2%.

          I сатурация выполняется в сатураторе с коническим дном и расширенной верхней частью для пены. Дефекованный сок поступает в верхнюю часть аппарата по трубе и распределительной переливной тарелке, а отсатурированный сок уходит по трубе в сборник.Сатурационный газ движится вверх, в противотоке с соком. Чтобы газ не ушёл быстро, предусмотрены перегородки-решётки с круглыми отверстиями, которые расположены в шахматном порядке. Из отработанного газа, уходящего вверх, улавливаются брызги сока специальным отражательным зонтом и ловушкой. При сатутировании сока необходимой щёлочности добиваются регуляцией подачи нужного количества СО2 . Щёлочность сока отвечает за его седементационную и фильтрующую способность. В современной схеме применяют сатуратор с двойным контуром циркуляции.

              Из сатуратора нефильтрованый  сок поступает в контрольный ящик, откуда определённую его часть при необходимости направляют для возврата на преддефекацию.  

             Фильтрование сока I сатурации проводят в две ступени: на первой ступени отсатурированный сок разделяют в отстойниках на декантат и сгущенную суспензию плотностью 1,17…1,24 г/см3, на второй ступени сгущенную суспензию фильтруют в вакуум-фильтрах. Основную часть подают насосом через подогреватель (температура- 850С) в отстойник системы Гипрониисахпрома, где под действием силы тяжести происходит его разделение на декантат и грязь. Декантат направляют в сборник, а грязь в коллектор сгущённой суспензии перед вакуум-фильтрами со сходящим полотном. На отстойниках необходимо при помощи регулирования положения стаканов в контрольных ящиках добиться наименьшего содержания взвесей в деконтате в избежание нарушения работы дисковых фильтров.

Сок после фильтрования на фильтрах направляется на дефекацию перед II сатурацией при температуре 92…95ºС. Технологический эффект от этого очень высок. Оптимальное осуществление дефекации достигается при расходе извести 0,4…0,5% СаО к массе свеклы и продолжительности процесса 5 минут. При этом общий эффект очистки возрастает до 10%; цветность сока снижается на 30%; редуцирующие вещества – на 90%, что увеличивает термоустойчивость сиропа и утфелей.

На II сатурацию поступает подвергнутый дефекации сок I сатурации, содержащий в растворе сахарозу, гидроксид кальция, гидроксид калия и другие несахара. Здесь он обрабатывается до оптимальной щелочности 0,02…0,03% СаО (рН20=9,0…9,5), определяемой по оптимальному содержанию солей кальция и направляется в сборник нефильтрованного сока II сатурации. На II сатурации необходимо поддерживать следующие параметры: щёлочность сока фильтрованного по Ф-Ф 0,022-0,025; щёлочность нефильтрованного сока по метилоранжу- 0,3-0,4.

После II сатурации сок из сборника насосом подают в отстойники сока II сатурации. Сок после контрольного фильтрования поступает в сборник, откуда насосом направляется на сульфитацию. Сульфитируют сок диоксидом серы до рН=8,5…8,8. Сульфитатор жидкостноструйный состоит из цилиндрического корпуса, выполняющего роль гидравлического затвора и препятствующего попаданию сульфитационного газа в сливной трубопровод. К корпусу соосно присоединен сепаратор, представляющий собой циклон с внутренним цилиндром и предназначенный для отделения капель жидкости от отработавшего газа. К корпусу также тангенциально присоединена камера смешения с патрубком для подвода сульфитационного газа. В неё через диск с отверстиями под давлением не ниже 0,25 МПа поступает продукт и распыляется, создавая разрежение. Под действием разрежения в камеру смешения втягивается сульфитационный газ и смешивается с продуктом.

Цель сульфитации: обесцвечивание соков путём восстановления красящих веществ в бесцветные соединения; снижение щёлочности (pH) и вязкости сиропа путём замены карбоната калия на сульфит; основной эффект состоит не в уменьшении видимой цветности растворов, а в снижении образования красящих веществ.

 

Серный газ получают на заводе путём сжигания в печи серы в присутствии кислорода воздуха:

 Полученный газ содержит 15%  SО2, а остальное -  воздух- 75 %.

Суспензию сока II сатурации подают в Преддефекатор, а Сульфитированный, фильтрованный на дисковых фильтрах сок нагревают до температуры кипения 126…129ºС и сгущают выпариванием в многокорпусной выпарной установке.

Эффект очистки на дефекосатурации составляет 22,2 %.

 

2.3. Продуктовое отделение.

 

Выпаривание сульфитированного сока проводят в пятиступенчатой выпарной установке. Температурный режим на установке поддерживается подачей пара в греющую камеру I корпуса. По мере отложения накипи давление греющего пара повышают. Температура вторичных паров должна обеспечивать нормальную работу потребителей. По соку корпуса ступени работают последовательно, по пару – параллельно, с неполным использованием конденсатов. III корпус выпарной установки современный - пленочный.

 В современной схеме применяется  также 5 корпусная установка, с использованием циркулирующих пленочных аппаратов с подачей сока на III корпус, с полным само использованием конденсатов.

При выпаривании в соке происходят химические превращения: изменение pH (снижение), разложение сахарозы (0,04…0,06%) и моносахаридов (около 30%), образование красящих веществ (повышение цветности ) и выпадение осадков (накипеобразование). Цветность сиропа нарастает в результате разложения РВ и их взаимодействия с амино-соединениями, а также карамелизации сахарозы. Интенсивность этих реакций зависит от рН, температуры, концентрации реагентов, продолжительности выпаривания.Температура кипения сока и давление в корпусах понижаются от первого к последнему.

Температура сокового пара и конденсата по корпусам следующая:

• соковый пар,0С:

I-125; II-116; III-102; IV-85; V-65;

• конденсат,0С:

           I-130;   II-122,5;    III-113;    IV-99;    V-82.

Образующийся в выпарных аппаратах конденсат отводится в сборники.

После выпарной установки сироп с СВ=60-65 % поступает непосредственно в сборник на площадке перед вакуум-аппаратами

Разрежение в концентраторе и в вакуум-аппаратах создают с помощью двухступенчатой вакуум-конденсационной установки.

          Перед кристаллизацией сироп смешивают с клеровкой желтого сахара и сульфитируют до рН 7,8…8,2. При этом тормозится образование красящих веществ в процессе его дальнейшей обработки.

Сироп с клеровкой фильтруют на пяти дисковых фильтрах ФД-150 при избыточном давлении 0,15…0,20 МПа. Для улучшения условий фильтрования, особенно мутных низкокачественных сиропов, используют вспомогательные фильтрующие материалы (кизельгур). При фильтровании сиропов с СВ менее 60% фильтрующие порошки намывают на поверхность фильтровальной ткани, а густые сиропы фильтруют с фильтрующим порошком, непрерывно добавляя его в сироп.

Кристаллизация сахара – завершающий этап в его производстве. Она проводится из кипящих перенасыщенных растворов в вакуум-аппаратах при низкой температуре (под разряжением) для снижения разложения сахарозы и образования красящих веществ.

По рациональной технологической схеме в продуктовом отделении должно быть столько ступеней кристаллизации, чтобы суммарный эффект кристаллизации составил 30…33%.

Типовая схема Лискинского сахарного завода включает в себя три ступени кристаллизации с аффинацией жёлтого сахара III продукта (используется при выработке сахара по ГОСТ 21-94 или при работе завода на сахаре-сырце). По данной схеме сироп с клеровкой желтых сахаров II и III продуктов с СВ=55…60% поступает в вакуум-аппараты I продукта и уваривается до содержания сухих веществ 92,5%,содержание кристаллов составляет около 55%.