Введение к работе
Актуальность работы. Известково-углекислотная обработка производственных сахарных растворов является основным способом очистки диффузионного сока при переработке сахарной свеклы и клеровок сахара-сырца. Но именно этот участок технологии сахара следует отнести к одному из наиболее расточительных. Расход активной извести на очистку достигает 2,5-3,0, известкового камня — 7,0-7,5% и топлива на его обжиг до 0,5% к массе свеклы. Соответствующие показатели на заводах Западной Европы в 2-3 раза ниже. Такой результат является следствием лучшего качества свеклы по почвенно-климагическим условиям ее выращивания и переработки без хранения, а не лучшей технологии. Используемые технологические схемы на отечественных и зарубежных заводаг лежат в рамках классической технологии, которая осталась практически неизменной с конца прошлого века. Современные схемъ отличаются лишь в аппаратурном оформлении и по режимньш параметрам осуществления отдельных этапов. Достижения наукк в области технологии сахара в бывшем СССР не отстают от зарубежных, азо многом и превосходят их. Однако резервы совершенствования способов очистки при существенно меньших затратах, і рамках классической технологии во многом уже исчерпаны. Существенный прогресс в этом направлении может быть осуществле* лишь на основе критического анализа существующих представлений о химии, физико-химии и технологии очистки. Только на та кой основе могут быть найдены новые подходы к созданию эффек тивной ресурсосберегающей технологии известково-углекислот ной очистки в сахарном производстве.
Научная новизна. Впервые процессы известково-углекислот ной очистки сахарных растворов рассмотрены с учетом диссоциа ции гидроксида кальция в две ступени с образованием на первоі одноосновного комплексного иона гидроксикальция. Анализ с это! точки зрения имеющихся в литературе данных позволил высказат: представление о том, что решающую роль в растворимости гидро ксида кальция в воде и сахарных растворах и в соотношении межд; комплексным однозарядным ионом гидроксикальция и двухзаряд ным ионом кальция играет концентрация ионов гидроксида. Тео ретически обосновано и экспериментально подтверждено полно отсутствие в насыщенном известью сахарном растворе двухоснов ных ионов кальция.
Недоосаждеиие несахаров, образующих с двухзарядным ионом кальция малорастворимые соединения и соли, появление оптимальных значений рН на преддефекации, растворение части осажденных на преддефекации солей кальция на последующей основной дефекации объясняются тем, что осаждающим является лишь двухосновный ион кальция, а одноосновный ион гидроксикальция, подобно другим одноосновным ионам, обрззует лишь растворимые соли.
При карбонизации известкованных сахарных растворов при отсутствии двухзарядных ионов кальция образуются растворимые ацидокарбонаты гидроксикальция со все удлиняющейся цепочкой. Это ведет к возрастающей по мере карбонизации вязкости, которая может закончиться застудневанием системы. Так называемые уг-лекальциевые сахараты представляют собой частный случай аци-докарбонатов, где анионы сахарозы выполняют роль кислоты, образуя сахарокарбонаты гидроксикальция.
Образующиеся при частичной карбонизации ацидомонокарбо-наты гидроксикальция способны к агрегатированию с частицами карбоната кальция без свойственной этому процессу десорбции.
Проявляющийся при смешивании дефекованного раствора с глубоко пересатурированным эффект "мгновенной сатурации" является мощным средством повышения эффективности извесгково-углекислотной очистки сахарных растворов.
Практическая ценность. Для практического использования рекомендованы:
способ очистки растворов с предварительной карбонизацией известкованного раствора с последующей сатурацией в смеси с рецир-кулируемьш (заявка № 93025171, положительное решение от 05.05.94; патент № 1754781);
способ очистки диффузионного сока с глубоким пересатурированием сока после основной дефекации и его рециркуляцией на смешивание с дефекованным, позволяющий получить очищенный сок после котла I сатурации (патент № 2018538).
Эффективность способов подтверждена в производственных условиях.
Апробация работы. Основное содержание теоретической части работы докладывалось на научных конференциях КТИПП в 1992 и 1993 гг.; на региональном научно-техническом совещании "Химические проблемы пищевой технологии", Краснодар, КПИ, 1990 г.; на республиканской научно-технической конференции "Повы-
шение эффективности сахарного производства при минимальных капитальных затратах", Краснодар, 14 г.; на международной научной конференции "Прогрессивная технология и техника в пищевой промышленности", Краснодар, КГТУ, 1994 г.; представлено на международную научную конференцию "Научно-технический прогресс в пищевой промышленности", Москва, 1995 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 2 патента Российской Федерации.
Структура и объем работы. Диссертация включает введение, три части, выводы и рекомендации промышленности, список использованной литературы и приложения.
Работа изложена на 129 страницах, включая 1И"страниц основного текста. 4 рисунка, 8 таблиц. Библиография 139 источников, 6 страниц приложений.
