Свекловичная стружка
диффузионный сок вода (С1=0)
Очистка диффузионного сока. Полученный диффузионный сок содержит 15-16 % сухих веществ, из них 14-15 % сахарозы и около 2 % несахаров. В число растворимых несахаров входят растворимые белки, аминокислоты, редуцирующие сахара, пектиновые вещества, соли органических и неорганических кислот, хлопья скоагулированного белка и мезга. Он имеет кислую реакцию (рН 6,0-6,5), черный цвет, сильно пенится. Все несахара в той или иной степени задерживают кристаллизацию сахарозы, увеличивая потери сахара с мелассой. Чтобы избавиться от них проводят очистку диффузионного сока известью (дефекация) с последующим удалением ее избытка диоксида углерода (сатурация).
Дефекация диффузионного сока. Обработку диффузионного сока известью (дефекацию) проводят в два этапа: предварительная дефекация и основная дефекация. На преддефекации к массе свеклы добавляют 0,2-0,3 % СаО. При этом рН сока медленно повышается до 10,8…11,6. На основной дефекации добавляют 2,5-3 % к массе свеклы СаО и рН сока повышается до 12,2-12,3. необходимость проведения дефекации в два этапа обусловлена тем, что небольшое количество извести оказывает коагулирующее действие на ряд веществ коллоидной дисперсности, содержащихся в соке. Преддефекация, проводимая при оптимальном рН, обеспечивает выведение в осадок до 80 % веществ коллоидной системы и высокомолекулярных соединений сока, что составляет 30-40 % всех несахаров, удаляемых при очистке сока. Оптимум рН на преддефекации – величина непостоянная, зависящая от состава несахаров сока. Целью преддефекации является также нейтрализация и осаждение кальцевых солей ряда кислот (лимонной, оксилимонной, яблочной, винной, щавелевой и др.), содержащихся в соке, и образовании осадка, состоящего из крупных плотных частиц. Осадок хорошо фильтруется и устойчив к разрушающему действию ионов кальция в условиях высокой щелочности и температуры на основной дефекации.
На сахарных заводах преддефекацию проводят путем одновременного введения всей необходимой извести (оптимальная преддефекация) или постепенного ее введения в течение 20-30 минут (прогрессивная преддефекация). Температура сока также может меняться: при проведении холодной преддефекации известь вводят в сок температурой до 50 0С, при проведении теплой – 50-60 0С, а при горячей преддефекации – 85-90 0С. Выбор режима зависит от качества перерабатываемой свеклы.
Преддефекация диффузионного сока. Оптимальная преддефекация осуществляется при температуре 85-90 0С. В качестве источника извести используется смесь нормально отсатурированного нефильтрованного сока I сатурации (100-150 % к массе свеклы) и дефекованного сока (15-30 % к массе свеклы), что обеспечивает оптимальное значение рН и улучшает фильтрационные свойства осадка. В диффузионный сок поступают положительно заряженные частицы СаСО3, которые служат центрами коагуляции для отрицательно заряженных несахаров: белков, пектиновых веществ и других высокомолекулярных соединений. На последующей стадии очистки сока – сатурации – эти частицы также будут являться центрами кристаллизации СаСО3 и органические несахара окажутся внутри кристаллов СаСО3. Образуется большое количество хорошо фильтруемого осадка, идет дальнейшая физико-химическая очистка сока.
Основная дефекация диффузионного сока. Эту дефекацию проводят сразу же после преддефекации без предварительного фильтрования или подогрева сока. Основные процессы, проходящие при основной дефекации: разложение ряда органических несахаров сока (амидов кислот, солей аммония, редуцирующих веществ), а также омыления жиров, доосаждение анионов кислот и создания избытка извести, необходимого для получения достаточного количества СаСО3 на I сатурации.
Длительность основной дефекации регулируется в зависимости от содержания несахаров в соке и способа проведения дефекации. Обработку сока известковым молоком проводят при температуре ниже 50 0С (холодная дефекация), в интервале температур 50-60 0С (теплая дефекация) и 85-90 0С (горячая основная дефекация). Продолжительность холодной основной дефекации 20-30 минут, горячей 15-20 минут. Комбинированная холодно-горячая дефекация позволяет провести достаточно полное разложение несахаров и получить менее окрашенный сок. При этом первая ступень – холодная дефекация (при температуре ниже 50 0С) – 20-30 минут, вторая горячая (при температуре 85 0С) – 10-15 минут.
Сатурация диффузионного сока. Под сатурацией понимают обработку сока сатурационным газом, содержащим 30-34 % СО2.
Сатурацию проводят в две стадии (I и II стадии) с промежуточным отделением осадка несахаров.
I сатурация. Диффузионный сок температурой 80-850С поступает сразу же после дефекации в одноступенчатый непрерывно действующий сатуратор. Отсатурированный сок делится на две части:
- одна идет на проведение предварительной дефекации,
- вторая – на фильтрование и последующую обработку.
II сатурация. Проводится для снижения в соке концентрации растворимых солей кальция, так как не удаление кальциевых солей из сока приводит к образованию накипи в теплообменных аппаратах и увеличивает потери сахарозы. Сок перед II сатурацией подогревают до 85-92 0С. II сатурацию ведут до рН сока не ниже 9,0 (≈ 9,25). Продолжительность операции 10 минут.
Фильтрование сока. Сок после сатурации содержит ~ 4-5 % осадка, поэтому его направляют в отстойники, после которых 75-80 % всего сока представляют собой жидкость, содержащую только легкую муть и практически лишенную осадка. Далее сок направляется на контрольное фильтрование. Вторую часть сока (20-25 % общего его количества) – сгущенную суспензию, в которой содержится 18-20 % осадка направляют на вакуум-фильтры.
Сульфитация сока. Для снижения цветности и щелочности фильтрованный сока II сатурации обрабатывают диоксидом серы в оросительных или жидкостно-струйных сульфитаторах (газ содержит 10-15 % диоксида серы).
Состав очищенного сока: процесс очистки диффузионного сока обеспечивает удаление только 30-35 % несахаров; почти полностью удаляются белки; 40-45 % безазотистых органических веществ и 10-12 % зольных элементов. Очищенный сок содержит (%): 12-14 сухих веществ, из них 10-12 сахарозы, 0,5-0,7 азотистых веществ, 0,4-0,5 безазотистых органических веществ, 0,5 % золы. Чистота сока 86-92 %.