Вода в сахарной промышленности

В сахарной промышленности применяются многие технологические процессы (некоторые из которых аналогичны процессам, применяемым при переработке зерна). Как крупнейший водопотребитель в пищевой промышленности, сахарная промышленность с ее различными технологическими процессами может служить хорошим примером использования воды при производстве продуктов питания.

Поступающее на завод сырье загрязнено землей и мусором, оставшимися после уборки урожая. Эти загрязнения являются основным источником бактериальной инокуляции, так как наряду с микроорганизмами почвы в них в значительном количество присутствуют фекалии птиц, грызунов и других небольших животных, которые обитают на площадях, занятых под эти сельскохозяйственные культуры. Поэтому промывка является очень важной технологической операцией для подготовки сырьевого материала к следующему процессу экстракции. С другой стороны, промывка не должна быть чрезмерной, так как это может привести к потерям сахарозы с промывной водой.

После промывки проводят экстракцию сахарозы из сырья. На предприятиях по производству свекловичного сахара свеклу нарезают в виде стружки и выделяют сахарозу путем промывки водой в диффузионных аппаратах при температуре примерно 70 °С.

Таким образом, подготовка воды используется на следующих стадиях свеклосахарного производства:

промывка свеклы; рециркуляция загрязненной воды через отстойники со скребковыми механизмами (обработка воды для предупреждения роста водорослей, флокуляция полиэлектролитами);

диффузия свекловичной стружки (приготовление сырого сока); обработка конденсационной аммиачной воды на катионитовых фильтрах перед подачей ее в голову диффузионной батареи; обеззараживание хлором;

обработка жидких соков: выделение извести из сока второй сатурации (защита испарительных установок от образования накипи). Катионитовые фильтры регенерируют, как обычно, хлоридом натрия или по новому методу - низкосортными маточными сиропами после выделении извести из соков, что предотвращает образование регенерационных растворов, богатых минеральными солями»;

обессоливание соков по двухступенчатой схеме на катионитовых и анионовых фильтрах (для снижения уровня мелассы);

снижение цветности соков фильтрованием через активный уголь или смолы-сорбенты;

концентрирование соков, кристаллизация сахара: кондиционирование сока в выпарных аппаратах;

обработка подпиточной воды котлов при незначительной рециркуляции конденсата (важно для сахарозаводов, включающих цех патоки или перегонную установку);

обработка низкосортных продуктов (маточные сиропы или меласса) для снижения уровня сахара мелассы:

обработка маточных сиропов на катионитовых фильтрах, регенерированных хлори­дом магния (Quentinprocess). Замещение ионов Na и К ионами Mg снижает количество сахара, оставшегося в мелассе;

обессоливание маточных сиропов или мелассы с помощью ионного обмена, иногда с дополнительной очисткой для получения жидкого сахара.

Отметим, что применение этих процессов часто обусловливает необходимость об­работки регенерационных растворов перед их сбросом. Экономичность такой обработ­ки может быть повышена концентрированием стоков и реализацией извлеченных про­дуктов (солей аммония и калия, аминокислот).

Рафинирование сахара. При очистке растворенного желтого сахара или жидкого сахара используются методы снижения цветности фильтрованием через активный уголь или полимерные адсорбенты.

На заводах в больших количествах используется пар, поэтому котельные играют важную роль в обеспечении рентабельности производства сахара. На многих сахарных заводах работают промежуточные котлы с наддувом и имеются турбогенераторы для производства электроэнергии; пар из регулируемого отбора турбины обеспечивает ра­боту выпарных аппаратов, испарителей и кристаллизаторов; часть пара турбины неред­ко направляют в конденсатор. Охлаждающая вода из конденсаторов турбины и испари­тели может быть потом использована в качестве технологической воды.

Поскольку при работе многокорпусных испарителей образуется большее количест­во воды в виде конденсата, чем ее расходуется в виде водяного пара, то всегда имеется избыток конденсата, который можно использовать в качестве котловой воды. Этот кон­денсат нередко создает специфические проблемы, так как он, вероятно, содержит мно­го аммиака и периодически в его составе появляется сахароза. При вводе сахара в котел быстро образуется кислая среда, поэтому в целях защиты котлов важно тщательно кон­тролировать содержание сахара в системе конденсата.