Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Влияние качества извести и известкового молока на эффективность очистки сахарсодержащих растворов 11
1.1. Критерии качества извести и известкового молока. Методы воздействия на физико-химические свойства известкового молока на стадии гашения извести 11
1.2. Теоретические аспекты процесса гашения извести 26
1.2.1. Тепловой баланс и тепловыделение при гашении извести 26
1.2.2. Расход воды на получение известкового молока 28
1.2.3. Механизм процесса гашения извести 30
1.3. Способы интенсификации очистки сахарсодержагцих растворов с применением активированного известкового молока 32
1.4. Выводы по главе, цель и задачи исследования 37
Глава 2. Обоснование достоверности результатов исследований 40
2.1. Характеристика исходных веществ 40
2.2. Методики экспериментальных исследований 41
2.2.1. Методики исследования показателей извести, известкового молока и процесса гашения 41
2.2.2. Методики определения технологических показателей сахарсодержащих растворов 43
2.2.3. Методика электрохимической активации воды 43
2.3. Проведение экспериментов и обработка экспериментальных данных 46
Глава 3. Исследование влияния некоторых факторов на растворимость гидроксида кальция 48
3.1. Влияние сахарсо держащих добавок на растворимость Са(ОН)2 48
3.2. Влияние добавок поверхностно-активных веществ на растворимость Са(ОН)2 53
3.3. Влияние электрохимической активации воды на растворимость Са(ОН)2 58
Выводы по главе 59
Глава 4. Исследование влияния некоторых факторов на продолжительность гашения и активность извести известкового молока 60
4.1. Исследование продолжительности гашения извести 60
4.1.1. Влияние массовой доли активной извести в негашёной извести на продолжительность её гашения 60
4.1.2. Влияние сахарсодержащих добавок на продолжительность гашения извести 61
4.1.3. Влияние добавок поверхностно-активных веществ на продолжительность гашения извести 65
4.1.4. Влияние применения электрохимически активированной воды на продолжительность гашения извести 69
4.2. Исследование активности извести известкового молока... 70
4.2.1. Влияние качества негашёной извести и температуры гашения на активность извести известкового молока 70
4.2.2. Влияние сахарсодержащих добавок на активность извести известкового молока 75
4.2.3. Влияние добавок поверхностно-активных веществ
на активность извести известкового молока 79
4.2.4. Влияние гашения извести электрохимически активированной водой на активность извести известкового молока 84
Выводы по главе 85
Глава 5. Исследование расслаиваемости и реологических свойств известкового молока 87
5.1. Исследование влияния некоторых добавок на расслаиваемость известкового молока 87
5.2. Исследование влияния некоторых добавок на реологические свойства известкового молока 91
Выводы по главе 95
Глава 6. Очистка сахарсодержащих растворов с применением активированного известкового молока 96
6.1. Разработка способа очистки диффузионного сока с применением фосфатидов растительного масла в процессе приготовления известкового молока 96
6.2. Разработка способа очистки клеровки сахара-сырца с применением сахарсодержащих растворов при гашении извести 103
6.3. Разработка способа очистки диффузионного сока с применением известкового молока, полученного гашением извести электрохимически активированной водой 107
Выводы по главе 110
Выводы и рекомендации 112
Библиографический список 115
Приложения 131
- Способы интенсификации очистки сахарсодержагцих растворов с применением активированного известкового молока
- Методики исследования показателей извести, известкового молока и процесса гашения
- Влияние добавок поверхностно-активных веществ на продолжительность гашения извести
- Исследование влияния некоторых добавок на реологические свойства известкового молока
Введение к работе
Актуальность работы. Для очистки соков свеклосахарного производства в качестве основного реагента используется известь, расход которой составляет 2 - 3 % к массе свеклы. Одним из путей совершенствования технологии очистки сахарсодержащих растворов является повышение реакционной способности известкового молока и снижение расхода извести. Качество известкового молока оценивается по таким показателям как активность, дисперсность извести, растворимость гидроксида кальция.
Вопросами развития теории и совершенствования технологии известко- во-углекислотной очистки сахарсодержащих растворов занимались И. Вашат- ко, А.Р. Сапронов, М.И. Даишев, Л.Д. Бобровник, В.М. Перелыгин, В.А. Лосева, Н.М. Подгорнова, В.А. Голыбин и другие ученые. Однако до настоящего времени закономерности изменения физико-химических свойств известкового молока в зависимости от условий его приготовления изучены не достаточно полно и влияние различных факторов на качество известкового молока не используется в полной мере для совершенствования технологии очистки сахарсодержащих растворов. Поэтому в работе проведены исследования по разработке способов повышения реакционной способности известкового молока, что позволит улучшить его качество, увеличить эффект очистки и выход сахара, уменьшить расход извести.
В связи с этим тема диссертационной работы актуальна как с теоретической, так и с практической точек зрения.
Научная новизна работы заключается в том, что
теоретически обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность применения новых активирующих добавок для улучшения физико-химических свойств известкового молока и повышения эффективности очистки сахарсодержащих растворов;
изучены растворимость гидроксида кальция, скорость гашения извести, активность, реологические свойства и расслаиваемость известкового молока от температуры, концентрации добавок ФРМ, аффинационного оттека сахара-сырца и рН ЭХА воды;
исследовано влияние параметров известкового молока, активированного ЭХА водой, ФРМ, аффинационным оттеком сахара-сырца на показатели качества очистки сахарсодержащих растворов (цветность, чистоту, содержание солей кальция);
получены регрессионные уравнения, адекватно описывающие процесс активации известкового молока.
Практическая значимость и реализация результатов работы. По результатам научных исследований для практического использования предложен ряд новых способов активации известкового молока и очистки соков, прошедших апробацию в заводских условиях.
Предложен метод подбора наиболее эффективных добавок, проведены выбор и обоснование параметров реагентной активации известкового молока на основе применения схем комбинаторной математики в планировании эксперимента с качественными факторами.
Предложен способ активации известкового молока путем гашения извести раствором аффинационного оттека сахара-сырца (положит, решение о выдаче пат. РФ по заявке 2001106757/13).
Реализованы в производственных условиях разработанные способы активации известкового молока с добавкой ФРМ в процессе приготовления известкового молока (положит, решение о выдаче пат. РФ по заявке 2001108749/13) и с использованием ЭХА воды для гашения извести (заявка 2001118666/13).
Определены рациональные условия очистки сахарсодержащих растворов с применением активированного известкового молока.
Предложен новый ускоренный метод контроля качества известкового молока по содержанию в нем активной извести (заявка 2001110354/13).
Диссертационная работа выполнена в рамках госбюджетной научно- исследовательской работы ВГТА № 01970000492 государственной регистрации по теме «Разработка новых и совершенствование существующих технологий, оборудования и методов контроля сахарного производства». Результаты научных разработок используются в учебном процессе на кафедре технологии сахаристых веществ ВГТА при чтении лекций и выполнении лабораторных работ.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных отчетных научных конференциях Воронежской государственной технологической академии 1998 - 2000 годов; Ш-й Международной научной конференции студентов и аспирантов «Техника и технология пищевых производств» (Могилев, 2001); научно- практической конференции «Экологически безопасные технологии производства сахара в России: настоящее и будущее» (Курск, 2001); Международной юбилейной научно-практический конференции «Пищевые продукты XXI века» МГУПП (Москва, 2001).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 работ, получено два положительных решения о выдаче патентов РФ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, библиографического списка и приложений. Работа изложена на 145 страницах, содержит 18 рисунков, 24 таблицы. Библиографический список включает 164 источника.
МЕТОДЫ АКТИВАЦИИ ИЗВЕСТКОВОГО МОЛОКА
Рис. 1. Методы активации известкового молока
Способы интенсификации очистки сахарсодержагцих растворов с применением активированного известкового молока
Во многих случаях активность извести принято оценивать по величине её скорости гашения [13, 156]. Скорость гашения зависит от многих факторов: размер кусков негашёной извести; наличие перемешивания гасящейся массы; величина кристаллов оксида кальция; наличие ошлакованной извести; наличие недожога в негашёной извести; температура и продолжительность обжига известняка; температура воды, подаваемой на гашение; количество воды, подаваемой для гашения; концентрация Са(ОН)2 в растворителе или в реакционной среде; наличие примесей и добавок в реакционной среде.
Продолжительность гашения извести может изменяться в десятки раз в зависимости от значений перечисленных параметров. В производственных условиях высокая скорость гашения извести - важный фактор, обеспечивающий полноту гашения извести и получение известкового молока хорошего качества. Кроме того, при высокой скорости гашения, как правило, наблюдается высокая степень пересыщения дисперсионной среды, т. е. содержание извести в растворённой форме. Поэтому осуществление гидратации извести с высокой скоростью способствует получению известкового молока хорошего качества [110]. Неполная гидратация в гасителе и попадание не погасившихся частиц извести в известковое молоко приводит к тому, что процесс гашения продолжается на стадии очистки, например на фильтрах, приводя к порче фильтровальной ткани. Поэтому рассмотрим подробнее влияние некоторых параметров на скорость гашения извести.
Установлено, что скорость гашения извести зависит от фракционного состава кусков. Чем меньше куски извести, тем больше реакционная поверхность и тем интенсивнее идёт гашение [14, 90]. Молотая известь гасится значительно быстрее, чем комовая [13]. В строительстве перед гашением часто прибегают к помолу извести с целью интенсификации процесса гашения и получения более качественного продукта гашения [20, 26].
Перемешивание гасящейся массы интенсифицирует процесс гашения потому что облегчает доступ воды к извести [13, 90,153].
На то, что скорость гидратации зависит от размеров кристаллов исходного оксида кальция, указывал ещё Вурер [164], писавший, что скорость гидратации кристаллов СаО размером 0,3 мкм приблизительно в 120 раз выше скорости гидратации кристаллов СаО размером 10 мкм, а кристаллы оксида кальция размером 1 мкм гидратируются в 20 раз быстрее, чем кристаллы размером 10 мкм.
A.B. Волженский и Б.Н. Виноградов установили, что при температуре среды 30 - 50 С продолжительность полной гидратации кристаллов СаО диаметром 5 мкм не превышает 30 мин; для кристаллов диаметром 10 мкм - 2 часов. Более крупные кристаллы оксида кальция диаметром 20, 40, 100 и 150 мкм гидратируются соответственно за 4,5, 10, 30 и 50 часов [27].
Таким образом, чем меньше размеры кристаллов негашёной извести, тем быстрее осуществляется её гидратация. Однако В.В. Тимашев и JI.В. Калашников [139] установили, что после достижения степени дисперсности извести определённой величины, её дальнейшее повышение не влияет на скорость процесса. Реакция гидратации СаО такой дисперсности вероятнее протекает в кинетической области.
Наличие пережога в обожжённой извести замедляет её гидратацию. В этом случае поры в кусках извести заполнены, а поверхности кусков частично покрыты шлаком. Корка шлака препятствует проникновению воды к поверхности и в поры кусков извести [13]. Наличие недожога в обожжённой извести также замедляет её гидратацию [135].
Размер кристаллов извести, наличие в ней пережога и недожога, а также средняя плотность и другие показатели извести, влияющие на скорость гидратации, во многом определяются температурой и продолжительностью обжига известняка [135, 136, 139].
Повышение температуры обжига до определённой величины, характерной для данной карбонатной породы, ведёт к увеличению скорости гидратации. Последнее обстоятельство обусловлено наличием недожога в извести, обожжённой при низких температурах. Например, М.М. Столовицкая и Ю.М. Асилов [135] изучали скорость гашения извести, обожжённой при различных температурах (800, 1000, 1100 С и выше) и установили, что при 800 С наблюдается наименьшая скорость гашения.
Повышение температуры обжига сверх определённой величины, характерной для данной карбонатной породы, ведёт к снижению скорости гашения извести, что связано с нежелательными явлениями, провоцируемыми высокотемпературным обжигом (рост, спекание и «заживление» кристаллов СаО). Оптимальная температура обжига, обеспечивающая наибольшую скорость гашения извести в зависимости от карбонатной породы обычно лежит в интервале от 950 до 1200 С.
Повышение температуры при гашении увеличивает скорость гидратации СаО [13, 21, 90, 111]. Имеется в виду температура воды, подаваемой на гашение, температура извести и температура самой гасящейся массы. Наиболее сильно влияет на скорость гашения температура воды.
Скорость гидратации извести зависит и от количества воды, подаваемой для гашения. При увеличении количества воды процесс гашения замедляется [13].
Скорость взаимодействия извести с водой зависит также от времени и условий хранения извести после обжига. Свежеобожжённая известь гасится быстрее. Это связано с тем, что при долгом лежании на воздухе происходит самопроизвольное гашение за счёт влаги воздуха [14].
Методики исследования показателей извести, известкового молока и процесса гашения
Будем понимать под активацией известкового молока технологический приём (или совокупность технологических приёмов), используемый в технологии приготовления известкового молока (на стадии гашения и после гашения) с целью улучшения его технологической ценности.
Научной основой активации известкового молока служат современные представления о процессе гидратации извести, исследования закономерностей и механизма формирования физико-механической структуры и физико- химических свойств известкового молока.
В литературе описаны различные методы активации. Существующие методы можно разбить на следующие группы: - механические (механическое диспергирование частиц гасящейся массы и др.); - физические (электрохимическая, магнитная, ультразвуковая обработки, облучение и др.); - химические (реагентные) (добавление при гашении извести или в гашёную известь определённых химических веществ - диспергаторов, стабилизаторов суспензии, веществ, ускоряющих гашение и т. д.). Механическая активация. В.Ф. Горский, A.A. Мазур и В.А. Тихонов [33], предложили специальное устройство, которое механически измельчает твёрдые частицы при приготовлении известкового молока. Во ВНИИСП А.Ф. Немчиным и др. разработан метод кавитационнй активации известковой суспензии [95, 96, 121]. Авторы предложили устройство - гидродинамический кавитационный активизатор извести. Работа устройства основана на диспергировании частиц извести кумулятивными высокоскоростными (до 1000 м/с) микроструйками, образовавшимися при схло- пывании кавитационных пузырьков, заполненных смесью газа и пара. Интенсификация процесса гашения извести в кавитационном активизаторе происходит благодаря наложению на обычные процессы макроперемешивания и диспергирования кавитационно-кумулятивного воздействия от схлопываю- щих микропузырьков. Применение устройства в условиях сахарных заводов позволяет за счёт кавитационно-кумулятивной обработки известкового молока повысить массовую долю свободной извести и снизить расходы известнякового камня на очистку соков примерно на 10 %. Физические методы активации применяются для улучшения гидратации вяжущих и качества готовых строительных материалов [41, 66, 91]. Есть сведения о положительных результатах при применении в строительстве для гашения извести воды, активированной магнитной обработкой [54], и воды, активированной электрохимической обработкой [1]. При применении активированной таким образом воды для гашения извести увеличивается скорость гидратации по сравнению со скоростью гидратации, наблюдаемой при использовании для гашения обычной воды. Кроме того, в продукте гашения уменьшается число непогасившихся зёрен. A.A. Калныня и соавторы [54] установили, что магнитной обработкой можно воздействовать на структуру гашёной извести. Известковое молоко, полученное гашением извести омагниченной водой, отличается более высокой концентрацией активного оксида кальция. Сокращается количество отходов гашения [69]. В сахарной промышленности физические методы активации не нашли применения. Хотя, вероятно, основываясь на имеющихся в литературе многочисленных сведениях об огромном влиянии этих воздействий на поверхностные свойства веществ, процессы кристаллизации солей, структуру растворов, можно предположить перспективность применения этих методов для активации известкового молока и для сахарной промышленности. Химическая (реагентная) активация. Заметное влияние некоторых примесей на процесс гашения и свойства гашёной извести (на скорость гашения, растворимость Са(ОН)2, степень дисперсности кристаллов гидроксида кальция и т. д.) обуславливают перспективность применения реагентных методов для управления процессом гидратации извести и качеством продукта гашения. Увеличение растворимости Са(ОН)2 при добавлении в воду для гашения или в известковую суспензию различных добавок послужило основой различных методов активации известкового молока в сахарной промышленности [2, 3, 4, 72, 101, 113, 160 и др.]. Словацкие исследователи [160] предложили в известковое молоко, поступающее на очистку диффузионного сока, вводить жёлтый сахар. Показано повышение эффективности действия известкового молока, активированного жёлтым сахаром. Г.П. Волошаненко и соавторы [113] предложили и испытали в производственных условиях схему очистки, в которой предусмотрено гасить известковое молоко нефильтрованным соком I сатурации. В.А. Лосева и A.A. Самагин [4] разработали способ очистки сахарсо- держащего раствора, предусматривающий приготовление известкового молока гашением извести водой с добавкой мелассы в количестве 0,1 - 7,0 % к массе извести. Очистка диффузионного сока при введении мелассы в процессе гашения извести показала, что лучший эффект достигается с использованием 0,4 - 0,5 % мелассы. При этом чистота сока II сатурации повышается в среднем на 1,5 - 2,1 %. Введение мелассы более 1 % вызывает пенообразова- ние во время очистки сока. Технологический эффект достигается за счёт повышения растворимости гидроксида кальция, увеличения активности извести известкового молока и увеличения степени дисперсности частиц известковой суспензии в присутствии мелассы [70].
Однако в мелассе содержится значительное количество вредных несахаров: окрашенных веществ, органических кислот, аминосоединений, золы, - возврат которых в производство ведёт к загрязнению клеровки и ухудшению эффективности очистки. Кроме того, меласса является ценным сырьём для спиртовой и комбикормовой промышленностей. Использование её в качестве активирующей добавки при гашении извести не рационально и мало эффективно. Поэтому проблема замены мелассы другой активирующей добавкой весьма актуальна. Возможные направления замены: другие сахарсодержащие добавки, электролиты, поверхностно-активные вещества.
В.А. Лосева, И.С. Наумченко и В.М. Перелыгин [2, 3, 72] предложили активировать известковое молоко добавками при гашении извести следующих соединений: HCl, или NH4NO3, или СН3СООН в количестве 0,002155 - 0,37093 %; или NH4CI в количестве 0,00133 - 0,1924 %; или NaCl, KCl, NaN03, KNO3, Nal, KI, NaBr, KBr в количестве 0,0105 - 0,2100 % к массе извести. Актирующее действие объясняется повышением растворимости гид- роксида кальция в присутствии указанных электролитов в этих диапазонах концентраций [72].
Н.М. Подгорнова, А.И. Ситников, В.М. Перелыгин [101] предложили добавлять в воду для гашения извести поверхностно-активное вещество (ПАВ): ацетилированный моноглицерид стеариновой кислоты (АМГС-100), или лецитин, или фосфатиды растительного масла (ФПМ), или оксиэтилиро- ванные высшие жирные спирты (ОЭЖС), в количестве 1 - 5 % к массе извести. Механизм действия ПАВ, как веществ, улучшающих качество известкового молока (увеличивающих растворимость и активность извести) при гашении извести, объясняется следующим образом. Процесс гашения извести заключается в растворении кристаллов СаО и последующей кристаллизации из образующегося пересыщенного раствора новообразования - кристаллов Са(ОН)2 [12. Стр. 97]:
Влияние добавок поверхностно-активных веществ на продолжительность гашения извести
Наиболее сильно увеличивают вязкость известкового молока добавки ПАВ. ФРМ и АМГС, будучи гидрофобными поверхностно-активными веществами, адсорбируются на. поверхности твёрдых частиц известковой суспензии и уменьшают толщину слоя гидратной воды, обеспечивающего эффект смазки между твёрдыми частицами суспензии. Поэтому чем больше ПАВ в известковом молоке, тем больше его вязкость.
Известен способ активации известкового молока с добавкой поверхностно-активного вещества (ФРМ или АМГС) в количестве 1 - 5 % к массе извести при гашении СаО [101]. Однако при применении ФРМ или АМГС в этом количестве, вязкость известкового молока значительно увеличивается. Нами разработан способ активации известкового молока, предусматривающий введение фосфатидов растительного масла в количестве 0,03 - 0,12 % к массе извести в известковое молоко, поступающее на основную и предварительную дефекации [49].
Вязкость известкового молока, приготовленного по способу [49] в 1,6 - 2,0 раза меньше вязкости известкового молока, приготовленного по известному способу [101]. Активность и растворимость извести в известковом молоке, приготовленном по обоим способам, одинакова.
Добавки мелассы и аффинационного оттёка концентрацией 0,1 и 1,0 % уменьшают, а 2,0, 3,0 и 5,0 % к массе извести - увеличивают вязкость известкового молока по сравнению с молоком, приготовленным без добавок. Эффект снижения вязкости известковой суспензии в присутствии небольших (менее 1,0 %) количеств мелассы и аффинационного оттёка можно объяснить следующим образом. Известковое молоко - коллоидно-дисперсная система (суспензия) с высоким содержанием твёрдой фазы. Вязкость таких систем зависит от толщины слоя воды, адсорбированной на поверхности твердых частиц. Чем больше толщина этого слоя, тем меньше вязкость таких систем. В сырцовой мелассе и аффинационном оттёке сахара-сырца содержится до 10 % моносахаридов, которые, будучи гидрофильными поверхностно- активными веществами, адсорбируются на поверхности твердых частиц известкового молока и способствуют образованию слоя гидратной воды, обеспечивающего эффект смазки между частицами суспензии. Другими словами, эффект уменьшения вязкости известкового молока, приготовленного с добавками мелассы и аффинационного оттёка можно объяснить образованием гидрофильного слоя на поверхности кристаллов гидроксида кальция [112].
Применение для гашения извести ЭХА воды не отражается на эффективной вязкости известкового молока. Таким образом: - изучено влияние некоторых реагентов при гашении извести на реологические свойства известкового молока; - установлены области (условия) положительного и отрицательного влияния добавок при гашении извести на эффективную вязкость известкового молока. Стабильность известкового молока зависит от условий его приготовления, в частности от применяемых при гашении извести добавок. Изучена рас- слаиваемость и вязкость известкового молока, модифицированного фосфати- дами растительного масла, сахарсодержащими добавками и приготовленного гашением извести электрохимически активированной водой. Скорость расслаивания при гашении извести ЭХА водой такая же, как при гашении извести обычной водой без добавок. ПАВ замедляют скорость расслаивания в 2,4 - 14,3 раза, а меласса и аффинационный оттек - в 1,5 - 9,0 раза по сравнению с этим показателем у известкового молока, приготовленного без добавок. Установлено, что вязкость известкового молока существенно зависит от применяемых при гашении извести добавок. Наиболее сильно увеличивают вязкость известкового молока добавки ПАВ. Вязкость известкового молока, приготовленного с добавками ФРМ в количестве 1 - 5 % к массе извести в 1,8 - 3,0 раза больше вязкости известкового молока, приготовленного без добавок. Введение мелассы концентрацией 0,1 и 1,0 % уменьшает, а 2,0, 3,0 и 5,0 % к массе извести увеличивает вязкость известкового молока по сравнению с вязкостью известкового молока, приготовленного без добавок. Применение для гашения извести ЭХА воды не отражается на эффективной вязкости известкового молока. Среди исследованных неионогенных поверхностно-активных веществ наиболее всего увеличивают растворимость гидроксида кальция фосфатиды растительного масла (ФРМ) [101], Поэтому при разработке способа очистки сахарсодержащих растворов была проверена эффективность использования фосфатидов растительного масла в процессе приготовления известкового молока.
ФРМ (пищевой фосфатидный концентрат) - отход производства масла из растительного сырья, состоит из сложных эфиров многоатомных спиртов с фосфорной кислотой, представляющих собой гидрофобные поверхностно- активные вещества (ПАВ). Механизм действия ПАВ, как веществ, улучшающих качество известкового молока (увеличивающих растворимость и активность извести) при гашении извести, объясняется следующим образом. Процесс гашения извести заключается в растворении кристаллов СаО и последующей кристаллизации из образующегося пересыщенного раствора новообразования - кристаллов Са(ОН)2 [12]. Образовавшиеся кристаллики гидроксида кальция начинают расти. ПАВ адсорбируются на поверхности кристаллов Са(ОН)2, препятствуя их росту и обеспечивая тем самым мелкодисперсную структуру известкового молока. Мелкодисперсная известковая суспензия быстрее и полнее растворяется в очищаемом сахарсодержащем растворе, способствуя более полному протеканию реакций известково- углекислотной очистки. Кроме того, чем меньше размеры кристаллов вещества, тем больше его растворимость [21, 100], а соответственно, и реакционная способность известкового молока. Мелкодисперсная суспензия труднее расслаивается - она более стабильная.
Исследование влияния некоторых добавок на реологические свойства известкового молока
Разработан способ реагентной активации известкового молока путем гашения извести раствором аффинационного оттёка сахара-сырца массовой долей 0,07 - 0,7 % к массе извести. Применение известкового молока, активированного этой добавкой, для очистки клеровки сахара-сырца показало, что чистота очищенной клеровки увеличивается на 0,3 - 0,9 %, а ее цветность снижается на 0,012 - 0,025 Б/100 % СВ по сравнению с традиционным способом приготовления известкового молока.
Выбраны условия применения фосфатидов растительного масла для улучшения технологической ценности известкового молока, предусматривающие введение ФРМ в количестве 0,03 - 0,12 % к массе извести в известковое молоко, поступающее на предварительную и основную дефекации.
Разработан способ активации известкового молока путём гашения извести электрохимически активированной водой с параметрами: 1изв = 70 - 80 С; рН 5 - 7 (анолитная фракция).
Разработанные способы активации известкового молока прошли проверку в производственных условиях на Елецком сахарном заводе Липецкой области и подтвердили свою эффективность (см. приложение 2). Проверка в производственных условиях показала, что применение активированного известкового молока при очистке диффузионного сока позволяет увеличить чистоту очищенного сока на 0,8 - 1,2 ед., снизить его цветность на 0,030 - 0,055 D/100 % СВ по сравнению с гашением извести аммиачной водой. 1. На основании анализа научных и практических разработок в области получения известкового молока установлена возможность повышения активности извести введением некоторых реагентов в процессе его приготовления. 2. Предложен метод выбора наиболее эффективных добавок, способов их ввода и других параметров реагентной активации известкового молока на основе применения схем комбинаторной математики в планировании эксперимента с качественными факторами. 3. Разработан новый метод ускоренного определения качества известкового молока на основе аналитического определения содержания активной извести. 4. Показано, что введение добавок аффинационного оттека сахара- сырца, ФРМ, ЭХА-воды влияет на физико-химические свойства известкового молока: растворимость гидроксида кальция, активность, вязкость, стабильность, скорость гашения извести. 5. Изучена растворимость и активность извести в зависимости от температуры и массовой доли добавок фосфатидов растительного масла, аффинационного оттека сахара-сырца и рН электрохимически активированной воды. Определены области концентраций добавок, обеспечивающие наиболее высокую растворимость и активность: для ФРМ - не менее 0,010 %, аффинационного оттека - 0,12 - 0,28 % СВ. Гашение извести ЭХА водой с рН 5-7 повышает растворимость в 1,2 - 1,5 раз по сравнению с традиционным способом гашения. 6. Установлено, что в присутствии поверхностно-активных веществ (ФРМ и АМГС) значительно замедляется процесс гашения извести. Добавки сахарсодержащих растворов (мелассы и аффинационного оттека сахара- сырца) в области массовых долей менее 0,2 % ускоряют, а более 0,2 % замедляют процесс гашения. Использование ЭХА воды ускоряет процесс гашения извести при рН от 4 до 12. 7. Изучена расслаиваемость и вязкость известкового молока, модифицированного фосфатидами растительного масла, сахарсодержащими добавками и приготовленного гашением извести электрохимически активированной водой. Скорость расслаивания при гашении извести ЭХА водой такая же, как при гашении извести обычной водой без добавок. ПАВ замедляют скорость расслаивания в 2,4 -14,3 раза, а меласса и аффинационный оттек - в 1,5 - 9,0 раза по сравнению с этим показателем у известкового молока, приготовленного без добавок. 8. Установлено, что вязкость известкового молока существенно зависит от применяемых при гашении извести добавок. Наиболее сильно увеличивают вязкость известкового молока добавки ПАВ. Добавки мелассы концентрацией 0,1 и 1,0 % уменьшают, а 2,0, 3,0 и 5,0 % к массе извести увеличивают вязкость известкового молока по сравнению с вязкостью известкового молока, приготовленного без добавок. Применение для гашения извести ЭХА воды не отражается на эффективной вязкости известкового молока. 9. Разработан способ реагентной активации известкового молока путем гашения извести раствором аффинационного оттека сахара-сырца массовой долей 0,07 - 0,7 % к массе извести. Применение известкового молока, активированного этой добавкой, для очистки клеровки сахара-сырца показало, что чистота очищенной клеровки увеличивается на 0,3 - 0,9 %, а ее цветность снижается на 0,012 - 0,025 Б/100 % СВ по сравнению с традиционным способом приготовления известкового молока. 10. Выбраны условия применения фосфатидов растительного масла для улучшения технологической ценности известкового молока, предусматривающие введение ФРМ в количестве 0,03 - 0,12 % к массе извести в известковое молоко, поступающее на предварительную и основную дефекации.
