- •Л е к ц і я 7 Застосування хімічних реагентів, мембранних та елетротехнологій у цукровому виробництві
- •7.1. Перспективність застосування сучасних піногасників, ефективних антисептиків, флокулянтів-коагулянтів, інгібіторів накипоутворення та пар
- •До пар в буряках відносяться: сапонін, білки та пектинові речовини, галактуронова кислота.
- •Руйнування піни може бути досягнуте механічною дією в результаті деформації окремих бульбашок, фізичними методами або додаванням спеціальних піногасильних речовин, які викликають руйнування піни.
- •7.2. Мембранні технології: суть, ефективність та їх застосування під час виробництва цукру з буряків
- •7.3. Застосування електротехнологій для підвищення ефективності бурякоцукрового виробництва
- •Питання для самоперевірки
7.2. Мембранні технології: суть, ефективність та їх застосування під час виробництва цукру з буряків
Можливість і ефективність використання мембранних процесів - електродіалізу, зворотного осмосу, мікро- і ультрафільтрації у виробництві цукру доведені давно, але над цією проблемою продовжують працювати в багатьох країнах світу, що виробляють цукор. Наприклад, англійські учені вважають, що технологія отримання цукру з цукрового буряка в перспективі складатиметься з наступних процесів: подрібнення буряка, екстрагування сахарози, освітлювання соку за допомогою мембран, випаровування і трьохступінчатої кристалізації сахарози.
У вітчизняній цукровій промисловості фундаментальні дослідження виконані в області очищення цукрових розчинів електродіалізом. Накопичений теоретичний і експериментальний по застосуванню мікро- і ультрафільтрації зворотного осмосу дає підстави зробити вивід про те, що це може принести певні технологічні, експлуатаційні і економічні вигоди.
Відомо, що напівпроникна мембрана - це пориста перегородка, що володіє властивістю переважно пропускати певні компоненти рідкої суміші, проникнення яких залежить від їх розмірів. Ультрафільтраційні мембрани відокремлюють макромолекули і частинки розміром 0,001-0,1 мкм, молекулярна маса їх знаходиться в межах 1000-100000. У дифузійному соку міститься значна кількість колоїдних речовин, молекули яких мають розмір більше 0,1 мкм. Вони можуть закупорити пори мембрани і тим самим істотно понизити продуктивність процесу. Тому для повнішого використання фільтруючій здатності ультрафільтраційної мембрани необхідно заздалегідь їх видалити. Для цього можуть бути використані відомі технології з відділенням преддефекованого осаду.
7.3. Застосування електротехнологій для підвищення ефективності бурякоцукрового виробництва
Один з можливих шляхів вирішення проблеми раціонального природовикористання в майбутньому - застосування методів електротехнології як на основних стадіях процесу виробництва цукрового буряка, так і при переробці відходів. Очевидну перевагу при цьому мають електрофізичні методи, коли електричним полем впливають безпосередньо на сировину біологічного походження, нприклад - цукровий буряк.
При зміні режимів дії на оброблюваний об’єкт - щільність струму, напруга, тривалість дії і ін. - можна тонко і направлено регулювати основні фізико-хімічні, тепломасообмінні і мікробіологічні процеси, що виникають при переробці буряка.
До теперішнього часу промисловість має науково-виробничу базу для комплексного вирішення питань, пов'язаних з екологічною безпекою виробництва. У дослідженні мікробіологічного стану вод І і ІІ категорії при рециркуляції розроблений новий спосіб знезараження вод гіпохлоритом натрію, отримуваним електролізом розчину куховарської солі. Про результати очищення води методом електрофлотації свідчать наступні дані: вміст зважених речовин, ХПК і БПК в транспортно-мийній воді понижений на 97,6; 68,8 і 63,5% відповідно, загальна кількість мікроорганізмів скоротилася приблизно в 100000 разів.
Зниження кількості стоків при очищенні транспортерно-мийних вод понизить витрату свіжої води на миття і скидання брудних стоків на поля фільтрації.
Високу ефективність має метод електроплазмолізу бурякової стружки. Встановлено, що при високому градієнті потенціалу - понад 1800 В/см - відбувається селективний нагрів плазматичних оболонок буряка, що підкоряється закону Джоуля-Ленца. В результаті відбувається швидкий плазмоліз бурякових кліток перед екстрагуванням цукру.
Широкого поширення в даний час набув метод електрохімічної активації (ЄХА). Механізм дії процесу ЄХА на складні капілярно-пористі системи, до яких належить бурякова стружка, імовірно зводиться до перебудови структури екстрагента - водно-сольового розчину, що виражається в істотній зміні сукупності фізичних і електрохімічних властивостей. Зміна в'язкості, оптичної щільності, електропровідності, діелектричної проникності, поверхневого натягнення, а також адсорбційній і коагулюючій здатності екстрагента в цілому виявляється в його підвищеній екстракції і розчинювальній здатності.
Обробка бурякової стружки методом ЄХА призводить до збільшення модуля пружності стружки в середньому на 35%. Вищі значення цього показника одержані при обробці стружки католітом сульфату алюмінію.
Відомо, що при поверненні жомопресової води на дифузійну установку скорочується витрата свіжій води на соковидобування більш ніж в 3 рази і майже в двоє скорочується кількість шкідливих стічних вод. Очищення жомопресової води при переробці буряків, що містять значну кількість трудновидаляємих азотистих речовин, у виробничих умовах викликає утруднення. У пропонованій схемі жомопресова вода обробляється в анодній камері електролізу до рівня рн 5,0-6,0 і 0,35 -0,44В для стерилізації і коагуляції білкових пектинових речовин і повертається на екстрагування.
Таким чином, використання методів електротехнології на окремих етапах бурякоцукрового виробництва дозволить скоротити втрати цукру, а також істотно понизить кількість стічних вод і витрати хімічних реагентів на
електрогідравлічного удару для знезараження бурякової стружки та активації вапняного молока,
електроплазмолізу під час екстрагування цукрози,
мікрохвильового нагрівання утфеля,
ультрафіолетової стерилізації дифузійного соку та транспортерно-мийних вод.