Застосування електротехнологій для підвищення ефективності бурякоцукрового виробництва

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.

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

1. електрогідравлічного удару для знезараження бурякової стружки та активації вапняного молока,

2. електроплазмолізу під час екстрагування цукрози,

3. мікрохвильового нагрівання утфеля,

4. ультрафіолетової стерилізації дифузійного соку та транспортерно-мийних вод.

Дата добавления: 2014-01-07