способ прогрессивной преддефекации диффузионного сока

Формула изобретения

Способ прогрессивной преддефекации диффузионного сока, предусматривающий его подачу в преддефекатор, горизонтальный корпус которого разделен на секции, подвод в него извести и суспензии карбоната кальция для повышения рН сока в секциях, отбор части сока из секции преддефекатора, его сатурацию в трубчатом сатураторе и возврат отсатурированного сока в секцию, в которой рН сока соответствует рН отсатурированного сока, отличающийся тем, что отбор сока проводят одновременно из нескольких секций преддефекатора и сатурацию отобранного сока осуществляют в трубчатых сатураторах, корпус каждого из которых установлен наклонно, при этом его входная нижняя часть прикреплена к нижней части корпуса преддефекатора в соответствующих секциях, а выходная верхняя - к корпусу преддефекатора на уровне расположения сока в секциях.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сахарной промышленности и может быть использовано при проведении преддефекации диффузионного сока, полученного из сахарной свеклы пониженного качества.

Известен способ прогрессивной преддефекации диффузионного сока, включающий противоточное его подщелачивание в несколько стадий возвратом суспензии II сатурации и известковым молоком. Подщелачивание осуществляют в горизонтальной корытообразной емкости, разделенной на ряд секций не доходящими до дна перегородками. Противоточность подщелачивания и плавное повышение щелочности сока достигается при помощи поворотных заслонок, которые фиксируют под определенными углами и создают, тем самым, потоки рециркуляции сока из секции с более высокой щелочностью в секцию с меньшей щелочностью. Каждой неподвижной перегородке, разделяющей секции, соответствует поворотная заслонка, располагающаяся над нею. (Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. - М.: Колос, 1998. - С.48...150).

Недостатком способа является сложность создания режима плавного повышения щелочности сока и нестабильность этого режима при изменении потока диффузионного сока. В результате отсутствия прогрессивности повышения щелочности (рН) сока наблюдается неполное осаждение веществ коллоидной дисперсности в ходе преддефекации, а также ухудшение седиментационных и фильтрационных свойств преддефекованного сока и сока I сатурации. Это во многом является следствием неэффективной противоточной рециркуляции более щелочных потоков сока, которая в данном способе целиком определяется углами установки поворотных заслонок.

Кроме этого, при углах установки заслонок около 45° возможен нерегулируемый проскок части щелочного потока в смежную секцию вдоль стенки корпуса, например, из IV сразу во II, а не только в III секцию преддефекатора, как предполагается схемой подщелачивания. Это приводит к ускоренному повышению рН сока и получению гидратированного, неустойчивого осадка.

Эффективность подщелачивания диффузионного сока и создание прогрессивности профиля рН определяется гидродинамикой потоков между секциями преддефекатора. Для равномерного повышения щелочности по длине преддефекатора необходимо, чтобы объемы соков, поступающих для смешивания из предыдущей и последующей секций, были равны.

Значительное снижение эффективности преддефекации наблюдается при ошибочных углах установки поворотных заслонок, что ведет к неупорядоченной рециркуляции сока. При этом нарастание рН сока по стадиям подщелачивания происходит не плавно, а скачкообразно. Этому способствует и возврат суспензии карбоната кальция во II...III секции преддефекатора. В результате типичным нарушением прогрессивности является перещелачивание сока уже в I секции - при малых углах поворота заслонок рН сока в ней сразу достигает 9 и более.

Наиболее близким к предлагаемому является способ прогрессивной преддефекации, предусматривающий смешивание в несколько стадий диффузионного сока с суспензией карбоната кальция и известью при противоточном их движении в горизонтальном секционированном корпусе, отбор части сока со стадии, соответствующей рН 10,8...11,2, сатурацию этой части сока в трубчатом сатураторе и возврат полученного сока с рН 8...9 из верхней части этого сатуратора самотеком на стадию преддефекации с тем же рН (RU 2100436 С1, 27.12.1997).

Недостатками способа являются интенсивное пенообразование, которое периодически проявляется при переработке сырья пониженного технологического качества, а также недостаточная стабильность прогрессивного повышения щелочности сока.

Технический результат изобретения заключается в улучшении фильтрационных и седиментационных свойств сока и повышение эффекта его очистки.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе прогрессивной преддефекации диффузионного сока, включающем его подачу в преддефекатор, горизонтальный корпус которого разделен на секции, подвод в него извести и суспензии карбоната кальция для повышения рН сока в секциях, отбор части сока из секции преддефекатора, его сатурацию в трубчатом сатураторе и возврат отсатурированного сока в секцию, в которой рН сока соответствует рН отсатурированного сока, предусмотрено то, что отбор сока проводят одновременного из нескольких секций преддефекатора и сатурацию отобранного сока осуществляют в трубчатых сатураторах, корпус каждого из которых установлен наклонно, при этом его входная нижняя часть прикреплена к нижней части корпуса предефекатора в соответствующих секциях, а выходная верхняя - к корпусу преддефекатора на уровне расположения сока в секциях.

Предложенный способ поясняется технологической схемой, изображенной на фиг.1, и схемой распределения потоков в преддефекаторе, изображенной на фиг.2.

Одновременный отбор сока из нескольких секций с высокой щелочностью, его сатурация и последовательный возврат отсатурированного сока в секции с соответствующими значениями рН заменяет рециркуляцию сока, которая в известном способе организуется за счет переустановки поворотных заслонок. Данный способ предполагает отбор сока на сатурацию из секций с высокими значениями рН (11,2...9,5), что позволяет после сатурации иметь ряд возвратов сока с рН 10...8 и перераспределять их в соответствующие по рН секции преддефекатора. Поэтому сок отбирают из трех-четырех хвостовых секций преддефекатора отдельно в каждый трубчатый сатуратор. Сами сатураторы (три и более) располагают наклонно в ряд вдоль корпуса преддефекатора. Наклонное положение трубчатых сатураторов обеспечивает более полное отделение отработавшего газа от сока, облегчает его удаление из верхней части сатуратора и снижает интенсивность пенообразования.

Объем отбираемых частей сока определяется на основе материального баланса в каждой секции, обеспечивающего плавное повышение рН. Он составляет 100-250% от объема диффузионного сока, поэтому диаметры трубчатых сатураторов могут быть различными для каждой сатурируемой части сока.

Входные нижние части наклонных трубчатых сатураторов подключены к нижним частям соответствующих секций корпуса преддефекатора, а верхние выходные верхние части установлены по линии уровня сока в соответствующих по рН секциях преддефекатора. Такое подключение создает необходимый перепад высоты для работы трубчатого сатуратора как гидравлического подъемника. Высота слоя сока в наклонных трубах сатуратора составляет 1,5...2 м, что обеспечивает одновременно плавный подъем и перемещение сокогазовой смеси в направлении секций с низкой щелочностью и, соответственно, снижение рН сока. Это позволяет в выходных верхних частях трубчатых сатураторов получать сок с рН на 0,5...1,5 ед. меньше, чем во входных нижних частях, при отборе сока из секций. Глубина сатурации сока может регулироваться изменением расхода сатурационного газа в каждом сатураторе. Учитывая небольшую высоту слоя сока в трубчатых сатураторах и малую буферность обрабатываемого сока, для сатурации может быть использован не только свежий, но и отработавший газ после I сатурации.

Расположение выходных верхних частей трубчатых сатураторов по уровню сока выполнено для снижения до минимума пенообразования в преддефекаторе. При заглублении этих участков создается дополнительное гидравлическое сопротивление, и пенение сока значительно возрастает. Кроме этого, снижается полезная высота слоя сока в трубах сатураторов.

При подключении выходных верхних частей сатураторов выше уровня сока падение сока с некоторой высоты в преддефекатор также ведет к возникновению пены, что нерационально. Выбранное подключение трубчатых сатураторов обеспечивает сохранение структуры образующихся частиц преддефекованного сока при минимальном пенообразовании.

Пример. Проводят прогрессивную преддефекацию диффузионного сока в горизонтальном аппарате типа Бригель-Мюллера, подщелачивая сок в VI секции 0,35% СаO к массе сока. Сок с рН 11,2 из VI секции отбирают в количестве 250% к массе диффузионного сока (поток А) и направляют во входную нижнюю часть наклонного трубчатого сатуратора. Выходная верхняя часть сатуратора выведена в IV секцию преддефекатора на линию уровня сока. Сок сатурируют до рН 10.

Сок из V секции с рН 10,6 отбирают в количестве 200% (поток В) во входную нижнюю часть отдельного трубчатого сатуратора, выходная верхняя часть которого выведена на уровень сока в III секции. Сок сатурируют до рН 9,5 по мере его движения по наклонной трубе сатуратора из V в III секцию.

Сок из IV секции преддефекатора отбирают в количестве 150% (поток С) во входную нижнюю часть соответствующего трубчатого сатуратора. Сок сатурируют до рН 8,5 и возвращают во II секцию через выходную верхнюю часть сатуратора также на уровень сока в этой секции.

В I секцию поступает 100% диффузионного сока и 100% возвращаемого при помощи поворотной заслонки сока из II секции. В результате смешивания потоков получают 200% сока с рН 7. Далее сок поступает во II секцию, где смешивается с потоком С, возвращаемым по внешнему контуру, то есть наклонному трубчатому сатуратору, из секции IV. В результате смешивания во второй секции устанавливается рН 7,9.

В III секцию из II поступает 250% сока и смешивается с возвращаемым из V секции потоком В (200%). В результате выравнивания в III секции устанавливается рН 8,6.

Поскольку в IV-VI секциях производят отбор сока на трубчатые сатураторы (потоки А, В, С), для прогрессивного повышения рН должны быть сохранены потоки из V в IV и из VI в V секции, создаваемые при помощи поворотных заслонок.

В IV секцию поступает 450% сока из III секции и 50% сока с рН 10,5 возвращается из V секции при помощи поворотной заслонки. Кроме этого, из VI секции в IV возвращается поток А (250%). Отбор сока из этой секции на трубчатый сатуратор составляет 150% (поток С). В итоге в IV секции устанавливается рН 9,3.

В V секцию поступает поток из IV секции и отбираются поток В и поток, возвращаемый поворотной заслонкой (50%). Повышение щелочности создается потоком из VI секции, также создаваемым поворотной заслонкой. рН в V секции составляет 10,6.

В VI секцию поступает 400% сока для смешивания с известковым молоком. После смешивания 100% преддефекованного сока подают на основную дефекацию, 250% сока направляют для сатурации в наклонный трубчатый сатуратор, а остальное количество отводится поворотной заслонкой в V секцию. Сок, выходящий из VI секции, имеет рН 11,2.

В преддефекованном соке измеряют показатели качества и проводят очистку далее до II сатурации. Одновременно на соке того же качества проводят прогрессивную преддефекацию согласно прототипу. Полученный сок подвергают очистке до II сатурации в сопоставимых условиях.

Результаты очистки диффузионного сока по известному и предлагаемому способу приведены в таблице.

В результате испытания предложенного способа на заводских соках установлено устойчивое повышение седиментационно-фильтрационных свойств соков и эффекта очистки. Результаты приведены в табл.1, из которой видно, что скорость осаждения суспензий осадков преддефекованного сока и сока I сатурации по сравнению с прототипом возросла на 35-40%. Объем осадка преддефекованного сока уменьшился на 30%, а для сока I сатурации этот показатель снизился на 20-22%. Фильтрационный коэффициент сока I сатурации уменьшился в 1,7 раза. Способ обеспечивает повышение чистоты очищенного сока в среднем на 0,7-0,8 ед.