Введение к работе
Актуальность темы. Перспективы и основные пути развития сахарной промышленности раскрыты в Федеральной программе по увеличению производства сахара в Российской Федерации на 1995-2000 годы и на период до 2005 года. Одним из ее направлений является укрепление материально-технической базы сахарной промышленности, реконструкция и техническое перевооружение действующих и строительство новых заводов. Особое внимание Федеральная программа уделяет внедрению передовых технологий и снижению потерь сахара при переработке сахарной свеклы, что в значительной степени связано с работой сокоочистительных отделений сахарных заводов.
Очистка соков свеклы - один из важнейших технологических процессов, определяющих эффективность последующих операций и всей технологии в целом по выработке и выходу сахара-песка.
Важной технологической ступенью известково-углекислотной очистки диффузионного сока является его преддефекационная обработка. В ходе нее из диффузионного сока осаждаются вещества коллоидной степени дисперсности, высокомолекулярные соединения, улучшаются фильтрационно-седиментационные свойства сока и структура преддефекационного осадка. От полноты этих химических реакций на преддефекации зависит не только работа фильтрационного оборудования, эффект очистки, но и перераспределение продуктов в кристаллизационном отделении, количество оттеков и утфелей, выход и качество сахара-песка.
При снижении качества свеклы седиментационно-фильтрационные показатели преддефекованного сока и сока I сатурации ухудшаются, не обеспечивается полнота осаждения несахаров, снижается чистота очищенного сока и сиропа, а следовательно, и эффект очистки диффузионного сока в сокоочистительном отделении.
Так как тематика диссертационной работы направлена на совершенствование прогрессивной преддефекации, разработку новых способов проведения процесса при переработке свеклы различного качества ее актуальность не вызывает сомнений.
Цель и задачи исследования. Основной целью работы являлась разработка усовершенствованной технологии прогрессивной предварительной дефекации диффузионного сока, обеспечивающей высокие седиментационно-фильтрационные
4 показатели сока и эффект очистки в сокоочистительном отделении в целом при переработке свеклы различного качества.
Поставленная цель определила следующие задачи исследования:
провести исследования по уточнению влияния работы преддефекации с промежуточным сатурированием и возвратом "на себя" отсатурированного преддефекованного сока в вертикальных и горизонтальных аппаратах на эффективность сокоочистительного и продуктового отделений;
разработать и создать модельную установку на одном из свеклосахарных заводов для проведения исследований с промежуточным сатурированием преддефекованного сока;
разработать технологию и устройства для сатурирования возвратов на преддефекацию и выдерживания "рН-паузы";
- определить количественные соотношения отсатурированного преддефе
кованного сока и возврата нефильтрованного сока I сатурации;
уточнить технологические условия проведения преддефекации с промежуточным сатурированием преддефекованного сока;
провести исследования по уточнению влггяния на работу преддефекации совместного сатурирования преддефекованного сока с возвратами и установить рациональное соотношение их масс и условия перераспределения по зонам преддефекатора;
отработать технологические условия для новых способов прогрессивной преддефекации и на их основе усовершенствовать технологию преддефекационной обработки диффузионного сока при переработке свеклы различного качества.
Научная новизна. На основе экспериментальных и научных исследований обоснованы новые способы прогрессивной преддефекации диффузионного сока и их использование в технологии при переработке свеклы различного качества.
Исследовано влияние промежуточного сатурирования преддефекованного сока на фильтрационно-седиментационные свойства в горизонтальных и вертикальных преддефекаторах и на перераспределение продуктов в продуктовом отделении.
Получено обобщенное эмпирическое уравнение влияния возвратов нефильтрованного сока I сатурации и отсатурированного преддефекованного сока на технологические параметры процесса преддефекации и седиментационные показатели сока, определены их количественные соотношения.
Обоснована возможность улучшения фильтрационно-седиментационных показателей преддефекованного сока при совместном сатурировании с возвратом суспензии осадка сока II сатурации и ее оптимальное количество.
Получены эмпирические уравнения зависимости седиментационных свойств сока от массы суспензии осадка сока II сатурации.
Теоретически и экспериментально обоснованы новые технологические возможности преддефекационной обработки диффузионного сока, оптимальные технологические параметры, условия использования флокулянтов и их влияние на проведение процесса прогрессивной преддефекации.
Исследованы технологические возможности новых способов для усовершенствования прогрессивной преддефекации при переработке свеклы различного качества.
Практическая значимость. Отработаны технологические условия проведения прогрессивной преддефекации с промежуточной сатурацией в преддефекаторах различных конструкций и показана их эффективность.
Определены и рекомендованы промышленности оптимальные условия и технологические режимы для проведения преддефекации с промежуточным сатурированием преддефекованного сока.
Предложены эмпирические зависимости перераспределения возвратов на преддефекации, позволяющие установить оптимальное их количество для достижения высоких седиментационных показателей сока.
Разработан новый способ проведения прогрессивной преддефекации диффузионного сока на основе промежуточного совместного и раздельного сатурирования преддефекованного сока и возвратов ( патент РФ № 2100436 ). Экономический эффект от внедрения способа составил 303,8 млн. рублей ( в ценах 1995 г.).
Разработан новый способ прогрессивной преддефекации диффузионного сока с промежуточной сатурацией и применением флокулянтов и "рН-паузы" ( пол. реш. о выдаче патента по заявке № 97103917 от 14.10.97 г. ). Экономический эффект от внедрения способа составил 234 млн. рублей (в ценах 1996 г.).
Способы прошли производственную проверку на Грибановском сахарном заводе и внедрены в его технологическую схему.
На основе новых способов разработана, испытана и предложена промышленности усовершенствованная технология прогрессивной предцефекации диффузионного сока для свеклы различного качества.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на конференции "Сложные ( биотехнические ) системы" ( г. Оренбург, 1996 г. ), международной научно-технической конференции, посвященной 65-летию МГАПП "Научное и инженерное обеспечение пищевых и перерабатывающих отраслей АПК" ( г. Москва, 1996 г. ), международной научно-теоретической конференции "Молодые ученые - пищевым и перерабатывающим отраслям АПК" ( г. Москва, 1997 г.), Российской научно-практической конференции "Образование в условиях реформ: опыт, проблемы, научные исследования" ( г. Кемерово, 1997 г. ), ежегодной конференции молодых ученых и инженеров (г. Оренбург, 1998 г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 11 печатных работах, в том числе получены патент РФ и пол. реш. о выдаче патента РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов и рекомендаций промышленности, списка литературы и приложений. Работа изложена на 155 страницах машинописного текста, содержит 28 рисунков и 22 таблицы. Список использованной литературы включает 158 наименований работ, из них 28 - зарубежных авторов.
