Повышение эффективности очистки сахарсодержащих растворов в условиях инжекторно-барботажной сатурации

• Автор: Тарабанов, Вячеслав Николаевич
• Шифр специальности: 05.18.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 203 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОСУЩЕС1ВЛЕНИЯ I САТУРАЦИИ аналитический обзор литературы.

1.1. Существующие способы проведения процесса I сатурации.

1.2. Электрокинетический механизм адсорбции несахаров поверхностью карбоната кальция.

1.3. Способы интенсификации сатурации.

1.3.1. Оптимальные условия процесса I сатурации

1.3.2. Получение структуры осадка с высокими седиментационнофильтрационными свойствами.

1.3.3. Способы повышения утилизации диоксида углерода из сатурационного газа

1.4. Аппаратурное оформление I сатурации

1.5. Цель и задачи исследования.
Глава 2. ОБОСНОВАНИЕ ДОСТОВЕРНОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ методики и экспериментальные установки
2.1. Характеристики основных реагентов
2.2. Описание и методика работы на экспериментальных установках
2.2.1. Экспериментальная инжекторнобарботажная установка.
2.2.2. Пилотная инжекторнобарботажная установка
2.3. Методика экспериментального исследования инжекторнобарботажной сатурации.
2.4. Установка для измерения величины потенциала СаСОз.
2.5. Методика определения коэффициента использования СОг
2.6. Математическая обработка результатов исследований
Глава 3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ИНЖЕКТОРНО
БАРБОТАЖНОЙ САТУРАЦИИ
ЗЛ. Определение скорости поглощения СО2 дефекованным соком
3.2. Эффект адсорбционной очистки сахарсодержащего раствора в зависимости от электрокинетического потенциала СаСОз
3.3. Дисперсионный анализ сатурационных осадков.
3.4. Технологические режимы инжекторнобарботажной сатурации
дефекованного сока.
3.5. Инжекторнобарботажная сатурация клеровки сахарасырца
Глава 4. ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА В ИНЖЕКТОРНО
БАРБОТАЖНОМ САТУРАТОРЕ
4.1. Обоснование степени карбонизации на инжекторной ступени.
4.2. Влияние противодавления на эффективность инжекторной сатурации
4.3. Влияние геометрических параметров инжектора на гидродинамическую обстановку.
Глава 5. РАЗРАБОТКА АППАРАТУРНОГО ОФОРМЛЕНИЯ ДЛЯ
ИНЖЕКТОРНОБАРБОТАЖНОЙ САТУРАЦИИ
5.1. Аппаратурное оформление инжскториобарботажных сатураторов
5.2. Принципы снижения карбонатных отложений в инжекторных устройствах
ОСНОВНЫЕ вывода И РЕЗУЛЬТАТЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Наличие в молекуле меланинов карбоксильных групп и азота дает возможность образования ими с ионом кальция комплексных соединений. Степень удаления этой группы красящих веществ при последующей обработке их известью и диоксидом углерода на II сатурации снижается и это объясняется тем, что в молекулах при пересатурировании вследствие окислительных процессов под действием кислорода воздуха происходят дальнейшие структурные и конформационные изменения. Фенолсодержащие красящие вещества, не удаленные на I сатурации карбонатом кальция, подвергаются в дальнейшем полимеризации, в результате которой снижается их способность адсорбироваться карбонатом кальция. Таким образом, можно сделать обоснованный вывод, что пересатуриро-вание сока I сатурации улучшает фильтрационные и седиментационные свойства сока I сатурации, но ухудшает его качество. В этой связи применение пере-сатурирования сока I сатурации, как считает Бугаенко И. Ф., является крайней мерой для улучшения седиментационно-фильтрационных показателей сока I сатурации. Данные представления согласуются с работой [], в которой сделан вывод о том, что важно избегать пересатурирования на I сатурации, поскольку местная пересатурация уменьшает адсорбционную способность осадка, которую нельзя восстановить при последующем добавлении известкового молока к пересатурированному соку (дефекация перед II сатурацией). Способ одновременной десЬекосатурации характеризутся тем, что в этом способе известь и углекислый газ подают одновременно, благодаря чему в течение всего процесса сатурации можно поддерживать определенную требуемую величину pH [, , 2]. Проведение I сатурации таким способом позволяет исключить высокую щелочность, что положительно влияет на фильтрационные свойства осадка и качество соков. При этом получается хорошо отфильтровываемый осадок. Поскольку дефекацию и сатурацию проводят одновременно, обычно при опти-мальной щелочности, то концентрация ионов Са и СОз~ сравнительно невелика. В таком случае СаСОз кристаллизуется из менее пересыщенных растворов и в течение более продолжительного времени, что приводит к образованию равномерных кристаллов СаСОз больших размеров. Более низкая щелочность приводит также к меньшему разложению редуцирующих веществ, в результате чего сок получается с меньшей цветностью, но недостаточно термоустойчив. Вторым приемом данного способа является использование осевого (центробежного) насоса для организации 5- кратной рециркуляции сатурированной клеровки за счет распыления ее форсунками в наджидкостном пространстве сатуратора [, , 1]. Данный способ позволяет исключить в сатураторе зоны с различной щелочностью, получить более однородные кристаллы СаСОз и в результате улучшить фильтрационные свойства осадка, а также повысить степень утилизации С при сатурировании клеровки сахара-сырца. Кроме того, многократная рециркуляция сока способствует более полному растворению Са(ОН)2 и затем превращению растворенной извести в СаСОз, что важно для уменьшения содержания свободной извести в фильтрационном осадке []. Способ двухступенчатой фракционированной сатурации основан на том, что при фракционированном (ступенчатом) использовании адсорбента эффективность адсорбции примесей выше, чем при одноступенчатой []. Одним из реальных способов повышения адсорбции несахаров является проведение сатурации в две ступени с добавлением извести на каждую ступень без промежуточной фильтрации. Двухступенчатая фракционированная I сатурация в сравнении с одноступенчатой обеспечивает получение той же величины эффекта очистки при меньшем расходе извести []. Уменьшение расхода извести на очистку диффузионного сока при фракционированной двухступенчатой I сатурации связано с более полным использованием адсорбционной способности карбоната кальция. Кроме того, двухступенчатая фракционированная I сатурация обеспечивает получение осадка с лучшими фильтрационными свойствами. Простейшим вариантом двухступенчатой I сатурации является проведение процесса в двух последовательно работающих аппаратах, причем щелочность сока поддерживается на выходе из первого аппарата 0,- 0, % СаО, из второго соответствующая рН2о = ,0.