| Главная » Файлы » Дипломные работы » Дипломные работы |
Жомопресова вода , як живильна вода для екстрагування сахарози.
| [ Скачать с сервера (437.6 Kb) ] | 11.08.2017, 13:01 |
| 1. Жомопресова вода , як живильна вода для екстрагування сахарози. 1.1. Механізм відокремлення жомопресової води при пресуванні жому. 1.2. Якість жомопресової води. 1.3.Кількість жомопресової води. 1.4.Існуючі способи підготовки і повернення жомопресової води. 1.5.Ефективність використання жомопресової води для живлення дифузійних установок. Висновки. Експерементальна частина 2. Дослідження якості жомопресової води при глибокому пресуванні жому. Висновки. Анотація Об’єкт дослідження – ефективність повернення жомопресової води на дифузійну установку. Предмет розроблення – вдосконалення технологічних прийомів підготовки і повернення в дифузійний апарат жомопресовой води. Мета роботи: довести ефективності повернення жомопресової води на дифузійну установку.Робота є актуальною оскільки глибоке пресування жому і повертання жомопресової води в дифузійний апарат є дієвим способом підвищення ефективності цукрового виробництва. При пресуванні жому можливо понизити витрати тепла на отримання сухого гранульованого жому, також збільшити вихід цукру у виробництві, збільшити продуктивність цукрового заводу і понизити витрати палива на технологічні потреби за рахунок зниження відкачування дифузійного соку і використання тепла жомопресової води. Ключові слова: жомопресова вода, пресування, дифузійний апарат, жом, цукор, жомові преси. Робота виконана на 36 сторінках, ілюстрована 4 таблицями і 5 рисунками, висновків, списку літературних джерел. Серед найважливіших народногосподарських задач промисловості особливо виділяється інтенсифікація економіки, всесвітннє підвищення ефективності різних сфер виробництва. Перед цукровою промисловістю країни поставлені великі завдання по підвищенню ефективності виробництва на основі прискорення науково-технічного прогресу, дбайливого витрачання наявних ресурсів і вдосконалення технологічних процесів, що проводяться. З метою підвищення ефективності виробництва нині на вітчизняних цукрових заводах впроваджується нове високопродуктивне жомопресове устаткування, що забезпечує пресування жому до 20 - 25 % сухих речовин. В той же час аналіз звітних даних про роботу промисловості показує, що на більшості цукрових заводів глибоке пресування і повернення жомопресової води в дифузійний процес внедря-ется украй повільно внаслідок затруднень, що виникають при готувані цієї води, а також у зв'язку із складнощами визначення оптимального технологічного режиму роботи дифузійних апаратів з використанням для екстракції цукру значної кількості (50 – 70% до маси буряка) цукровмісних вод. Це означає, що в реальних експлуатаційних умовах бурякоцукрового виробництва є значні резерви по підвищенню ефективності отримання товарного цукру за рахунок удосконалення технологічних процесів, що проводяться. Тому дуже актуальним є вдосконалення технологічних прийомів підготовки жомопресової води, що отримується і високого пресування жому, і технологічного режиму роботи дифузійних установок при використанні цієї води в процесі єкстракції цукру з бурякової стружки. Мета роботи полягає у вдосконаленні технологічних прийомів підготовки і повернення в дифузійний апарат жомопресовой води, що отримується при глибокому пресуванні жому, дослідженні і оцінені впливу використання цієї води на зміну якості продуктів по верстату цукрового заводу.Виходу кристалічного цукру у виробництві і розробці рекомендацій промисловості по використанню жомопресової води при глибокому пресуванні жому у виробництві . Наукова новизна полягає в наступному: - встановлена емпірична залежність і діапазон можливої зміни якості отриманої жомопресової води від глибини висолоджєння бурякової стружки при різному вмісту сухих речовин в пресованому жомі; - встановлена закономірність зміни кількості клітинного соку у свіжому і пресованому жомі залежно від глибини знецукрення бурякової стружки і запропонована математична залежність для визначення кількості отриманої жомопресової води при різній ступені пресування жому; - уточнена закономірність зміни оптимальної точки введення в дифузійний апарат жомопресової води при різній глибині пресування жому залежно від умов роботи дифузійної установки; - уточнений вплив повернення жомопресової води в дифузійний процес на якість отриманого дифузійного соку і запропонована методика розрахунку зміни доброякісності дифузійного соку залежно від якості і кількості поверненої в дифузійний процес жомопресової води за різних умов роботи дифузійної установки; - експериментально визначений ефект вапняково-вуглекислого очищення жомопресової води залежно від початкової доброякісності її на підставі чого уточнено вплив повернення жомопресовой води в дифузійний процес на вихід кристалічного цукру у виробництві; - визначені критерії оцінки доцільності і умови допустимости повернення в дифузійний процес жомопресової води, отриманої при різній глибині пресування жому; - розроблені номограми визначення допустимої якості повертаючої в дифузійний процес жомопресової води, яка забезпечує підвищення виходу цукру у виробництві; - розроблений зразок нової техніки для очищення жомопресовой води при глибокому пресувані жому від мезги, на підставі використання якого опредєлєна раціональна схема і розроблена установка для підготовки і повернення води в апарат; - уточнена техніко-економічна ефективність використання у виробництві глибокого пресування жому і повернення отриманої жомопресової води за різними технологічними схемами. Практична цінність і реалізація результатів роботи. Висновки і пропозиції, знайшли практичне застосування і можуть бути використані для: - вдосконалення процесу підготовки і повернення жомопресовой води в дифузійний апарат і його апаратурного оформлення; - інтенсифікації процесу екстракції цукру з буряка за рахунок використання глибокого пресування жому і повернення отриманої води в дифузійний аппарат; - зниження втрат цукру в процесі знецукрення бурякової стружки і підвищення виходу цукру у виробництві; - уточнення і вдосконалення методик хіміко-технічного контролю і обліку бурякоцукрового виробництва. Апробація роботи. Основні положення дисертаційної роботи докладалися і обговорювалися на: - Всесоюзних науково-технічних конференціях молодих учених і фахівців цукрової промисловості "Питання підвищення эффективности бурякоцукрового виробництва" ; - Всесоюзному семінарі "Нове в техніці і технології сахарного виробництва по зниженню витрати паливно-енергетичних ресурсов" ; - нараді головних технологів виробничо-аграрних об'єднань і завідувачок груповими лабораторіями, що відбулося в м.Києві в серпні; - Республіканському семінарі "Завдання технологічних служб цукрових заводів з підвищення ефективності переробки буряка. Вдосконалення системи управління і автоматизації", відбулося в м.Києві ; а також були використані при розробці: - Методичні вказівки по поліпшенню роботи похилих шнекоих дифузійних апаратів типу ДДС : Утв. Минпищепромом СРСР 03.04.79г. -Киев, Видані ВНИИ цукровою пром-ти, 1979. - 45с.; - Інструкції по хіміко-технічному контролю і обліку сахарного виробництва : Утв.- Минпищепромом СРСР 27fJ) 7.8Ir. – Київ йзд-на ВНИИ цукровою пром-ти, 1983. - 476с; - Рекомендацій по прийманню, зберіганню і переробці буряка урожаю 1984 р. : Утв. Минпищепромом СРСР 29.08.84г. - Київ, Изд-ны ВНИИ цукровою пром-ти, 1984. - 15с.; - Інструкції про порядок обліку і відпустки жому на цукрових за-водах: Утв.Минпищепромом СРСР 05.05.84г. /у пресі/; - Рекомендацій по прийманню, зберіганню і переробці цукрового буряка урожаю 1985г.: Утв. Минпищепромом СРСР 21.08.85г. - Київ, Изд-ны ВНИИ цукровою пром-ти, 1985. - 15с; I. ЗНАЧЕННЯ І РОЛЬ ПОВЕРНЕННЯ ЖОМОПРЕСОВОЇ ВОДИ В ДИФУЗІЙНИЙ ПРОЦЕС I.I. Жомопресова вода, як поживна вода для дифузійних установок. Знецукрена бурякова стружка, що виходить з дифузійних апаратів (жом) містить до 25% приклеєної екстракційної рідини і біля 95% внутрішньої води (клітинного соку жому)/34,61/. Необхідною умовою ефективного використання жому є віджимання його на жомовіджимних пресах /49, 53, 88, 116, 117, 151, 152/. Отриманана внаслідок цього жомопресова вода є сумішю клітиного соку жому і деякої кількості екстракційної рідини. Кількість отримуваної жомопресової води визначається глубиною пресування жому. При віджимані жому до 10-12% сухих речовин кількість жомопресової води складає 20-30% до маси буряка, при звичайному пресувані жому до 16-18% сухих речовин кількість води складає 30-50% до маси буряка, а при глибокому пресуванні жому до 20-25% сухих речовин кількість води складає 50-70% до маси буряка /115/. Якість жомопресової води визначається кількістю содержащихся в ній зважених часток і розчинених сухих речовин і, в основному, залежить від типу вживаного жомопрессового обладнання і якості клітиного соку пресованого жому. Склад останього визначається агрохімічними і грунтово-кліматичними умовами произростания буряка, умовами її зберігання до промперероблення і встановленим технологічним режимом екстрагування цукрози з бурякової стружки в дифузійному апараті /І26, 138/. Окрім розчинених сухих речовин жомопресова вода містить деяку кількість мезги - суміші зважених абразивних часток тканини буряка, що пройшли з водою через отвори фільтруючих сит жомовіджимних процесів. Кількість мезги в жомопресовії воді залежить від властивостей пресованого жому, глибини його пресування, а також від типу використовуваних жомових пресів. При віджиму і звичайному пресуванні жому вміст мезги в жомопресовій воді складає від 13,6 до 19,6 г/літр води /59, 157/. На різних цукрових заводах, у кожному певному випадку ведення дифузійного процесу з використанням жомовіджимних пресів різних конструкцій, якість одержаної жомопресовоїводи може бути різним /152, 157/. Внаслідок вмісту значної кількості зважених і розчинених органічних речовин, що є сприятливим середовищем для розвитку мікроорганізмів, безпосередня утилізація жомопресової води пов'язана з рядом труднощів. Найбільш технично раціональним способом використання жомопресової води в технології бурякоцукрового виробництва є застосування її в якості поживної води для дифузійних апаратів. При цьому може бути досягнуте значне підвищення техніко-економічних показників процесу знецукрення бурякової стружки /25/. 1.2. Огляд способів підготовки і повернення жомопресової води в дифузійний апарат. Усі існуючі способи очищення поверненої в дифузійну установку води, отриманої при пресуванні жому, можна класифікувати на дві принципово різні групи: - до першої групи відносяться способи підготовки жомопресової води без використання хімічних реагентів, а саме: повернення води безпосередньо після жомових пресів, повернення води після очищення від великодисперстних часток мезги на пульполовушках і мілкодисперстних за рахунок седиментації (у відстійниках або на седиментаційних центрифугах) з нагрівом і термостаткуванням чи без нього, а також способи, що є різні комбінації перерахованих; - до другої групи відносяться способи очищення жомопресової води, що передбачають обробку її хімічними реагентами. Очищена різними способами жомопресова вода може подаватися в дифузійний апарат як спільно, так і окремо з чистою водою. Нижче розглянуто застосування різних способів очищення омопресової води (без використання добавок яких-небудь хімічних речовин і при обробці хімічними реагентами), а також способи подачі цієї води в дифузійний апарат. 1.2.1. Огляд способів підготовки жомопресеовой води без використання добавок хімічних речовин Як випливає з наявних літературних джерел по бурякоцукровому виробництву різні варіанти повернення пресово - дифузійной води в дифузійний процес без використання добавок хімічних речовин, як найбільш прості, широко застосовувалися і безперервно удосконалювалися на ряду вітчизняних і зарубіжних цукрових заводах [II, 13, 14, 28, 50, 91, 92; 137, 145, 154, 155,157, 176, 177]. При цьому було встановлено, що пресово-дифузійна вода, що містить цукор і інші органічні речовини, легко зброджує і внаслідок цього може зробити шкідливий вплив на процес сокодобування і збільшити невраховані втрати цукру у виробництві. Однією з необхідних умов використання пресово-дифузійної води без добавок яких - небудь хімічних речовин є скорочення тракту її обробки і транспортування, що сприяє зменшенню втрат тепла в довкілля і зниженню втрат цукру за рахунок його розкладання [ 91]. Тому Е.Т.Ковалем, А. Я.Загорулько і А.А.Ліпецем була запропонована і випробувана на цукровому заводі ім. Куйбишева спрощена схема підготовки і повернення жомопресової води в дифузійний процес. За цією схемою жом з жомомішалки, розташованою біля ротаційного апарату, подавали насосом на водовідділювач, який знаходиться в жомосушці. З водовідділювача жом прямував шнеком-розподілювачом на жомові преси і далі в жомссушку. Вода з водовідділювача потрапляла самоплино назад в заводську жомо-мішалку,а жомопресова вода - на ротаційну пулъполовушку і далі в збірник, звідки після підігрівання в трубчастому теплообміннику до температури 75-80°С подавалася насосом в ротаційний дифузійний апарат [59]. Дослідженнями, проведеними на Куйбишовському цукровому заводі, було встановлено, що підготовка води за пропонованим методом з незначним часом перебування її на тракті схеми разом з грівом до 80-85°С, забезпечує стерилізацію води і запобігає нарощуванню кількостям редуціруючих речрвин і падіння рН води, що очищається, тобто втрата цукру за рахунок розкладу практично відсутні. Проте при цьому не виключена небезпека погіршення роботи дифузійного апарату і наступних станцій цукрового заводу внаслідок введення з поверненою жомопресовою водою не впійманих на ротаційних пульполовушках мілкодисперсних часток мезги, які не виносяться з жомом, а повністю переходять в дифузійний сік і можуть погіршувати його якість. Е.Т.Ковалем, А.Я.Загорулько і А.А.Ліпєцом була вивчена можливість уловлювання мілко дисперсних часток мезги з жомопресової води за рахунок її фільтрації, центрифугування і відстоювання. Дослідження показали, що перші два способи не можуть бути використані як промислові із-за незадовільної фільтрації жомопресової води через перегородку фильтра, що фільтрує або центрифуги внаслідок забивання її мілкодисперсними частинами мезги.Було встановлено, що найбільш рациональним способом видалення мілкодисперсних часток мезги з жомопресової води являється її відстоювання[59]. У розвиток цього способу А.А.Липецем і И.М.Литваком [77] була запропонована схема підготовки жомопресової води, передбачаюча її відстоювання і термостаткування з метою повнішої дезинфекції в спеціальному відстійнику. Згідно із запропонованою схемою (мал. І.І) жомопресова вода після віджимних пресів поступає в збірку 6. Із збірника вода насосом подається на циклонну пульполовушку 7, розташовану над водовідділювачом 2. Мезга у вигляді згущеної фракції поступає на шар жому на водовідділювач. Жомопресова вода,яка повертається назад, очищена від мезги, відводиться на нагрів. Першу стадію нагріву вона проходить в трубчастому теплообміннику 8, де теплоносієм є жомопресова вода, що поступає в дифузійний апарат з температурою 90°С. З теплообмінника вода прямує в підігрівач бойлерного типу 9, де вона нагріваєтся до 90 С. Нагріта вода самоплино поступає у відстійник 10. Після відстоювання і повної стерилізації при 90°С протягом 10 хв. жомопресова вода насосом подається в трубчастий теплообмінник 8 для охолодження до температури 70-75°С, а потім в дифузійний апарат I [77]. Надалі в запропонованій схемі циклонна пульполовушка була замінена на серійно виготовлені ротаційні пульполовушки з пресом для очищення жомопресової води типу ПП- І5 - 58 і ПП-25/30-66. У такому виконанні запропонована А.А.Ліпецом і І.М.Литваком схема підготовки і повернення жомопресової води в дифузійний апарат була прийнята як типова і знайшла широке поширення на вітчизняних цукрових заводах. В той же час, в ході виробничої експлуатації було об- Мал. І.І. Схема очищення і повернення жомопресової води (I - диф-фузійний апарат, 2 - грабельний транспортер жому, 3 - розподільчий транспортер, 4 - жомовіджимні преси, 5 - стрічковий транспортер для пресованого жому, 6 - збірник жомопресової води, 7 - циклонна пульполовушка, 8 - трубчастий теплообмінник, 9 - підігрівник, 10 - відстійник, II - насос для формаліну В той же час, в ході виробничої експлуатації було виявлено ряд властивих цій схемі недоліків. Зокрема, використання для першого ступеня підігрівання жомопресової води трубчасті 2-х або 4-х ходові теплообмінники, як правило, забиваються мезгою, що міститься у воді, що робить неможливим їх подальшу експлуатацію. Внаслідок цього на цукрових заводах вказані теплообмінники з схеми скасовуються, а грів жомопресової води здійснюється усього лише до 72-78°С, що безумовно призводить до погіршення якості повертаної в дифузійний апарат води. Окрім цього, на ряду цукрових заводів було виявлено систематичне порушення режиму очищення ("продувки") відстійників жомопресової води від зібраної в них мезги, яка розкладається у відстійнику і також погіршує якість води. Слід також відмітити, що пропонований спосіб спорожнення відстійника за рахунок періодичного скидання зібраної мезги в канал вод третьої категорії є нераціональним, оскільки припускає додадкові втрати цукру з попутнім скидом жомопресової водои. Внаслідок перерахованих недоліків виникла необхідність визначення раціональнішої схеми і способу підготовки і повернення жомопресової води в дифузійний апарат. Особливо це актуально зараз, коли у вітчизняному цукровому виробництві починає широко впроваджуватися глибоке пресування жому, при якому утворюється значна кількість жомопресової води. 1.2.2. Огляд способів підготовки жомопресової води з використанням хімічних реагентів Як випливає з даних наявних літературних джерел, на вітчизняних і зарубіжних бурякоцукрових заводах широко застосовують різні способи обробки пресово-дифузійних вод хімічними реагентами : вапном [28] вапном і вуглекислим[ 94, 174], вапном, деревним вугіллям і окислом цинку [91], вапном і сірчаною кислотою [І79], сірчаною кислотою[81], промоями фільтрпресів [50],фільтпресовим брудом і вапном [48, 67, 68, 69, 70, 139, 141], хлором[ 137, 81]. З перерахованих слід зазначити спосіб очищення пресово-дифузійної води, розроблений Всесоюзним науково-дослідним інститутом цукру (спосіб ВНИСа), який полягав в наступному, : дифузійну воду, очищену від мезги, змішували з фільтпресовим брудом )1% до маси буряка( і вапном)0,02% до маси буряка( і після подвійної декантації у відстійниках подавали в дифузійну батарею. Цей спосіб в 30-х роках був досить повно вивчений і рекомендований, як типовий, для використання на усіх вітчизняних цукрових заводах. Проте, як показав досвід роботи промисловості, розроблений ВНИС спосіб підготовки жомопресової води не знайшов широкого поширення. В. М. Приймаком[ 105] в 1964-1966 р. була запропонована і введена на декількох цукрових заводах Краснодарського краю комплексна схема (мал. 1.2) підготовка жомопресової води з використанням антисептичних і кислотних властивостей сірчистого ангідриду. По цій схемі жомопресова вода поступає в зрошувальний сульфітатор 5, де вона насичується сірчистим ангідридом і стерилізується, при цьому значення рН води знижується до 2,5 - 3,5. Далі закислена жомопресова вода змішується з барометричною і амиачною в напірному збірнику 15, розділеному перегородкою 14, звідки суміш цих вод прямує в дифузійний апарат. Проте, через сильного корозійного зношування обладнання схеми внаслідок значного закислення води, громіздкої системи автоматичною контролю і регулювання процесом обробки води і нестабильності якісних параметрів обробленої води, запропонована В. М. Приймаком схема не набула широкого поширення на вітчизняних цукрових заводах. Мал1.2. Комплексна схема підготовки води на дифузію І - сірчиста піч, 2, 6, 12, 16 - автоматичний клапан, З - субліматор, 4 - вентилятор, 5 - сульфітатор, 7, 10 - датчик рівня, 8 - збірник аміачної води, 9, ІЗ - електродна станція виміру рН, II - термо-електричний датчик, 14 - перегородка, 15 - збірник, 17 – підігрівач. На ряду зарубіжних цукрових заводів була випробовувана і довгий час застосовувалася схема очищення жомопресової води, по якій воду, очищену від мезги, нагрівають до 75 - 80°С і обробляють хлором у кількості 4-10 мг. на літр води. У Швеції[159] очищену від мезги воду підкисляють сірчаною кислотою до рН 3,5 - 4,0. Осаджені органічні речовини відділяють на сепараторові і додають до віджатого жому разом з мелясою. Витрата концентрованої сірчаної кислоти складає 0,025% до маси буряка,кількість отриманого осаду - 0,03-0,04% до маси буряка. Потім закислену воду нейтралізують конденсатом до рН 5,5-6,0, що захищає апаратуру від корозії. На ряду зарубіжних цукрових заводів для очищення жомопресової води застосовують іонообмінні смоли [81]. А.А.Ліпіцем, І.А.Олейник і А.І.Фельдманом [35,78 - 83,98]на основі проведених досліджень по вивченню впливу використання сірчанокислого алюмінію на процес знецукрення бурякової стружки і якість отриманого дифузійного соку була запропонована схема очищення жомопресової води за допомогою сірчанокислого глинозему (мал. 1.3), що полягає в наступному: жомопресова вода із збірника після пресів 20 подається на грабельний транспортер видалення жому 13, де фільтруючись через його шар частково очищається від грубих домішок, а потім потрапляєє в пульполовушку 17 і збірник-відстійник 18 для подальшого очищення від мезги. Після відділення грубих домішок жомрпресова вода потрапляє в змішувач 4, де підкислюється сірчанокислим глиноземом до рН 4,5. Сірчанокислий глинозем заздалегідь розчиняється в мішалці I і подається в збірник-накопичувач 3, звідки через регулюючий клапан, пов'язаний з Рн-метром 12,потрапляє в змішувач. З цього змішувача жомопресова вода прямує в ємкість 5, де змішується з аміачними конденсатами, а у разі їх недостачі і з деякою кількістю барометричної води так, щоб рНсуміші складало 5,8-6,0. Мал.І.З. Схема обробки жомопресової води, аміачних конденсатів і барометричної води сірчанокислим глиноземом і повернення їх в дифузію (I – мішалка для приготування концентрованого розчину глинозему, 2, 7, 10, 19, 21 -насоси, 3 - збірник-дозатор розчину глинозему, 4,5-змішувачі, 6 - мішалка вапняного молока, 8 - відстійник, 9 - підігрівач, II - дифузійний апарат, 12 - рНметр, 13, 14 ,15 - транспортери жому, 16 - прес для жому, 17 - пульполовушка, 18,20 – збірник жомопресової води). Для забезпечення значення рН суміші 5,8-6,0 передбачається також підлужування її вапняним молоком, яке подається в другий змішувач 5 через регулюючий клапан, пов'язаний з рН-метром 12. Оброблена таким чином суміш відстоюється в декантаторі 8, а потім нагрівається в струменевому підігрівачі 9 і подається в дифузійну установку. Приведена схема була випробувана на Сатанівському і Кам'янець-Подільському цукрових заводах у виробничий сезон 1974 року [103]. Надалі, як розвиток цього способу, було запропоновано адсорбційною властивістю гідроокисню алюмінію, вводити не шляхом розчинення сірчанокислого алюмінію, що міститься в глиноземі, а за рахунок електролізу, тобто шляхом пропускання постійного електричного струму через алюмінієві електроди, поміщені у водний розчин. За запропонованою схемою (мал. 1.4) жомопресова вода після механічного очищення прямує в змішувач I, до якого підведені аміачна і барометрична вода. У цьому змішувачі за рахунок обробки суміші сірчистим ангідридом або двуокиснем вуглецю рН суміші знижується до заданої величини (5,0-6,0). Потім вода поступає в электроагулятор 3, де обробка води з температурою 50-60°С виробляється електричним струмом протягом 5-10 хвилин (при щільності струму, що пропускається, 0,15 А(дм2)). Оброблена вода потрапляє у відстійник 4, а потім після підогріва струменевому підігрівачі 5 подається на живлення дифузійної установки[ 111, 112]. | |
| Просмотров: 1041 | Загрузок: 33 | Рейтинг: 0.0/0 | |
| Всего комментариев: 0 | |