Введение к работе
Актуальность темы. Сахарная промышленность Российской Федерации ( РФ ) ежегодно потребляет условного топлива до 42 % от общего его расхода в пищевой промышленности. Расход условного топлива на сахарных заводах России составляет около 5 % к массе перерабатываемой свеклы, что на і % и более превышает показатели работы заводов Европы.
Одной из причин неоправданно высокого расхода условного топлива на переработку сахарной свеклы на российских заводах является интенсивное накипеобразование в теплойспользующем оборудовании, приводящее к увеличении термического сопротивления теплопередаче и снижении эффективности использования тепловой энергии. Особое место в этом плане занимавт выпарные установки.
Существующие технологические приемы очистки диффузионных соков не позволяют получить очищенные соки с низкой на-кипеобразувщей способностью, а известные способы предотвращения накипеобразования при сгущении соков свеклосахарного производства практического применения на сахарных заводах России не нашли или используются не в полной мере. 3 результате этого сахарные заводы в середине производственного сезона вынуждены останавливаться на выварку выпарки, что связано с большими потерями производственного времени, перерасходом условного топлива и химических реагентов.
Подобное положение дел делает актуальным задачу разработки нових способов предотвращения накипеобразования на выпарных установках сахарных заводов. Решение этой задачи долано идти по двум направлениям: разработка новых технологических приемов очистки диффузионных соков, позволяющих
снизить концентрацию накипеобразователей в очищенных соках, и разработка новых способов предотвращения накипеобразования при выпаривании соков свеклосахарного производства.
Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка способов снижения концентрации накипеобразователей в очищенных соках и способов снижения накипеобразования при выпаривании соков свеклосахарного производства. Поставленная цель определила и конкретные задачи исследования:
исследование механизма воздействия порошкообразных материалов на накипеобразование и интенсификацию .теплопередачи при выпаривании соков свеклосахарного производства;
исследование физических и химических свойств конкретных порошкообразных материалов и их влияния на качество получаемых в их присутствии сиропов;
исследование растворимости силикатов в известковосахар-ных растворах в зависимости от рН;
исследование пересатурирования сока второй сатурации и его влияния на качество очищенных соков и их накипеобразующув способность;
разработка и внедрение в производство способов: выпаривания соков в присутствии фильтроперлита и пересатурирования сока второй сатурации.
Научная новизна. Исследовано влияние порошкообразных материалов на накипеобразование и интенсификацию теплопередачи при выпаривании соков свеклосахарного производства. Изучен механизм воздействия порошкообразных материалов на отлагающуюся накипь. Установлено, что частички порошков, добавленных в выпариваемый сок,служат дополнительной поверхностью для отложения накипи, в сотни раз превышающей поверхность нагрева
* 2
выпарной установки. Являясь центрами парообразования они интенсифицируют теплопередачу. В качестве порошкообразных материалов предложено использовать филыроперлит и керамзитовую пыль.
Исследована растворимость силикатов в известковосахарных растворах в зависимости от рН. Полученная зависимость объясняет растворимость силикатов в известковом молоке, дефекованном и преддефекованном соках, а также неполноту осаждения их на стадиях очистки диффузионного сока.
Подтверждено, что ион кальция гидро карбоната, образующийся при пересатурировании сока второй сатурации, приводит к дополнительному осаждению малорастворимых солей кальция, в том числе силикатов. Массовое выпадение осадка карбоната кальция, происходящее при смешивании рециркулирующего пересатурированного сока второй сатурации с щелочным соком первой сатурации, сопровождается дополнительной адсорбцией малорастворимых солей кальция сока первой сатурации. Суммарный эффект осаждения и адсорбции, достигаемый рециркуляцией пересатурированного сока второй сатурации, выражается в повышении чистоты очищенного сока и сниаении его накипеобразующей способности.
Практическая значимость и реализация результатов работы. Для практической реализации в промышленности разработа-.ны следующие способы снижения накипеобразования при выпаривании соков свеклосахарного производства:
способ получения сиропа свеклосахарного производства ( а.с. 1377295);
способ получения сиропа свеклосахарного производства
( а.с 1520099 ).
Способ пересатурирования сока второй сатурации, позволяющий снизить концентрацию накипеобразователей в очищенном соке и повысить его чистоту.
Способ выпаривания соков свеклосахарного производства в присутствии фальтроперлита и способ пересатурирования сока второй сатурации внедрены в производство с экономическим эффектом 155 тыс. руб ( в ценах 1990 года \.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на конференциях молодых ученых Краснодарского политехнического института С І9Ь7- 1988 гг. ), на Всесоюзном семинаре "Внедрение новой техники и прогрессивной технологии в сахарной промышленности" в Приволжском Доме научно-технической пропаганды С г. Пенза, 1969 г.), на научно-практической конференции главных инженеров и главных технологов Северного Кавказа ( г. Краснодар, 1990 г.)» на региональном научно-техническом совещании главных инженеров и главных технодо- гов Северного Кавказа ( Малороссийский сахарный завод Крас-нодарскоюо края, 1991 г.). В полном объеме работа доложена на расширенном заседании кафедры технологии сахаристых веществ Краснодарского политехнического института в апреле 1993 года.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 2 авторских свидетельства.
Структура и обьем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 92. страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц, 13 рисунков, 6 приложений. Список литературы включает 171 наименование, из которых 5 на иностранном языке.
