Mechanické extraktory

Mechanické extraktory • věžové (BMA, Buckau-Wolf) • žlabové (DDS, DC, KDP) • bubnové - rotační (RT, Silver) • skrápěcí (de Smet) • se spařováním řízků (BMA, RT) • bez spařování (žlabové)

© P.Kadlec - Technologie oboru I cukr - P2

1

Věžový extraktor BMA

voda

vyslazené řízky řízkolisová voda

sladké řízky

72°C tepelný výměník

věžový extraktor

78 °C surová šťáva

horká směs řízků a šťávy spařovací míchadlo (majška) © P.Kadlec - Technologie oboru I cukr - P2

2

Spařovací míchadlo (majška)


3

Hřídel s lopatkami

Rozměry extraktoru

Věžový extraktor BMA

Doba extrakce 75-100 min

Průměr 3-7 m

Teplota středu věže 70-72 °C

Výška 18-21 m

Braunschweigische Maschienenbauanstalt, D


4


5

Žlabový extraktor DDS

řízkolisová voda voda

vyslazené řízky

sladké řízky

60°C

74 °C

74°C

70°C

řízkolis lisované řízky surová šťáva © P.Kadlec - Technologie oboru I cukr - P2

6

Schématické uspořádání bubnového extraktoru RT 5

sladké řízky 10 °C

vyslazené řízky

extrakce

formalín

výměna tepla

70 – 75 °C

surová šťáva 73 °C

voda 75 °C

doba průchodu řízků 90-100 min odtahovaná surová šťáva 115 %, 30 °C

obsah cukru ve vyslaz. řízcích 0,3-0,5 %


7

Bubnový extraktor RT


8


9


10


11

měření ATP


12


13

dithiokarbamáty (30-40%ní roztoky), dávka 1-2,5 kg/100 t ř., 10x účinnější než formalín biocidy – kvartérní amoniové soli © P.Kadlec - Technologie oboru I cukr - P2

14


15


16

Vlákninové tablety • vhodný doplněk redukčních diet • doplňují nedostatek vlákniny • mají pozitivní účinek při snižování nadváhy • podporují činnost střev a působí tak proti zácpě • díky obsahu pektinu ve vláknině snižují hladinu krevního cholesterolu


17


18

Vertikální řízkolis


19

Studijní materiál, obr. 2.8


20


21


22

U sušáren vytápěných zemním plynem lze docílit významného snížení paliva současným spalováním bioplynu z čistírny odpadních vod

čistírna odpadních vod v cukrovaru Dobrovice produkuje 11 000 m3 bioplynu za den


23

vzduch nasycený vodní párou

mokré řízky S=18-22 % vzduch 20 °C

teplá barometrická voda

ohřátý vzduch 50-55 °C předsušené řízky S=40-45 %


24

Bubnová sušárna řízků


25


26


27

Pelety lisovaných sušených řízků


28


29

voda vstup

zcezená voda drť © P.Kadlec - Technologie oboru I cukr - P2

30

Výroba vápna a saturačního plynu termický rozklad vápence CaCO3 = CaO + CO2 •·

probíhá za přívodu tepla  H = 178 kJ/mol, které se získává spalováním paliva

• na vypálení 100 kg vápence je zapotřebí 8-8,5 kg koksu • spotřeba vápence 2 – 3 % n.ř. •· •· •· •·

disociace vápence závisí na teplotě a tlaku rozklad začíná při teplotě 900 °C optimální teplota disociace je 1100 °C při teplotách nad 1150 °C dochází k přepalování a spékání CaO


31

chemické reakce při spalování koksu: ·

spalování uhlíku na CO a CO2

·

redukce CO2 uhlíkem

·

oxidace CO na CO2

·

redukce vody uhlíkem C + ½ O2 = CO C + O2 = CO2 C + CO2 = 2 CO CO + ½ O2 = CO2 C + 2 H2O = CO2 + 2 H2 © P.Kadlec - Technologie oboru I cukr - P2

32

Skipový výtah

Válcová vápenka

dávkování vápence a koksu doprava nad vápenku plnění vápenky

Plnicí komora Dvojitý uzávěr – zvon Indikátory hladiny

pásmo: předehřívací 800 °C

1100 °C

Vyprazdňovací zařízení pohyblivé rošty talířové podavače vyhrnovací lopatky vibrační talíře © P.Kadlec - Technologie oboru I cukr - P2

50-100°C

disociační

chladicí

33

Saturační plyn (uhelka) 30 - 34 % CO2 1,5 - 2,5 % O2 Vlastnosti CO a CO2 

CO - je toxický a technologicky škodlivý



koncentrace 0,001 % v ovzduší - toxické účinky



koncentrace 0,13 % je smrtelná



CO2 je nedýchatelný



koncentrace 4 % CO2 v ovzduší - bolesti hlavy, bušení srdce



koncentrace 8 - 10 % - bezvědomí, smrt nutná kontrola přítomnosti CO a CO2 v ovzduší v areálu vápenky a kolem trasy potrubí saturačního plynu © P.Kadlec - Technologie oboru I cukr - P2

34

Chlazení a čištění saturačního plynu ·

teplota saturačního plynu odcházejícího z vápenky 50 - 500 oC

· · · ·

chlazení vodou na 30 - 35 oC současné vyčištění a odstranění prachu, popílku a dehtových částic snížení objemu dopravovaného plynu rozpouštění CO2 ve studené vodě: při 30 oC --- 1,2 g CO2 v 1 litru při 10 oC --- 2,3 g CO2 v 1 litru

spotřeba vody l/m3 Lavér 6 Proudový čistič 1 © P.Kadlec - Technologie oboru I cukr - P2

efekt čištění % 80 90 - 95 35

Hašení vápna - příprava vápenného mléka CaO + H2O = Ca(OH) 2 H = - 61,1 kJ/mol  = 1145 - 1180 kg/m3 18,3 - 22,5 oBé 17,0 - 21,0 % CaO doba hašení kratší než 15 min teplota při hašení vyšší než 85 °C Čištění vápenného mléka


36

rozdružovadlo

výstup

hydrocyklon

vstup výstup

vstup

Kořánův separátor

výstup © P.Kadlec - Technologie oboru Icukr - P2

vstup písek

37 písek


38

Čištění šťávy - epurace Hlavní cíl: 1) odstranit maximální podíl necukrů (30 - 40 %) 2) neutralizovat kyselou reakci surové šťávy 3) minimalizovat rozklad sacharosy 4) dezinfikovat šťávu 5) odstranit částice pevných látek K epuračnímu procesu se používá: ·

vápenné mléko (suspenze Ca(OH)2 a CaO ve vodě)

·

saturační plyn (obsahující 30-34 % obj. CO2) © P.Kadlec - Technologie oboru I cukr - P2

39

Teorie epurace Dubourg –

tvorba sacharátů

Vašátko – Dědek – progresivní předčeření Smolenski – saturace, adsorpce barevných látek během srážení uhličitanu vápenatého

cukrokarbonáty © P.Kadlec - Technologie oboru I cukr - P2

40

Epurační postup má splňovat tyto požadavky: 1) Vysrážení komplexu vysokomolekulárních necukrů pektin, hemicelulosy, bílkoviny, araban, galaktan 2) Vysrážení aniontů solí kyselin fosforečné, sírové, citronové, jablečné, šťavelové 3) Odbourání invertního cukru, galaktosy, galakturonové kyseliny vznik kyseliny mléčné, mravenčí, octové při aerobních podmínkách - aldehydy Maillardova reakce Streckerova reakce 4) Zmýdelnění glutaminu, asparaginu - probíhá neúplně, k úplnému zmýdelnění dochází při 110 °C po 20 min 5) Adsorpce barevných látek na CaCO3 a na kalových částicích 6) Zabránění chemickému a mikrobiologickému rozkladu sacharosy 7) Získání dobře sedimentujícího a filtrujícího kalu © P.Kadlec - Technologie oboru I cukr - P2

41

Účinek vápna při epuraci 1) Neutralizace kyselé reakce surové šťávy a zastavení inverze sacharosy 2) Vysrážení a koagulace necukrů 3) Rozklad necukrů 4) Mechanický účinek 5) Dezinfekce surové šťávy Celkový přídavek vápna na epuraci: 1,1 - 2,0 % CaO n.ř.


42

Účinek Ca++ Ca++ + 2 A- --- CaA2 1) nerozpustné vápenaté soli · rozpustnost méně než 0,001 g/100 g - uhličitan, siřičitan, fosforečnan, šťavelan · rozpustnost až 0,1 g/100 g - vinnan, citran, křemičitan, síran, hydrogenuhličitan 2) málo rozpustné 0,5 až 1 g/100 g - váp. soli organických kyselin (glykolan, glyoxylan, malonan, jantaran, jablečnan, adipan, trikarballylan, hydroxycitran) 3) dobře rozpustné více než 10 g/100 g mravenčan, máselnan, propionan, asparagan, glutaman, chlorid, dusičnan © P.Kadlec - Technologie oboru I cukr - P2

43

Účinek OH1) Reakce se solemi Al3+, Mg2+, Fe3+

2) Oxalogenní reakce


44

3) Rozklad amidů


45

Blokové schéma čištění šťáv Surová štáva, Q=89-92 % Vápenné mléko

Předčeření - pH 11

Vápenné mléko

Čeření – pH 12,5

Saturační plyn – CO2

1. saturace – pH 11

30-34 % CO2

Zahušťování kalu Filtrace Saturační plyn – CO2

2. saturace – pH 9-9,5

Saturační kal P<1 %; S=60-65 %

Filtrace Lehká šťáva, Q=92-94 % © P.Kadlec - Technologie oboru I cukr - P2

46

Předčeření

Koagulační předčeřovací křivka

0,25 - 0,30 % CaO n.ř. - odstranění koloidně dispergovaných

a-křivka rozpustnosti bílkovin

látek - vysrážení nerozpustných vápenatých solí - vysrážení a dehydratace sraženiny Progresivní předčeření - postupné a plynulé zvyšování pH k hodnotě 11

b-hranice metastabilní oblasti

- probíhá srážení, dehydratace, koagulace - stabilizace kalových částic - repeptizace koloidů


47

Průběh srážení při předčeření vápenné mléko předčeřená šťáva

surová šťáva křemičitany citrany siřičitany, fosforečnany bílkoviny, fosforečnany pektin, fosforečnany

alkalita

Předčeřič Brieghel- Müller


48

Hlavní čeření (dočeření) cíl: rozložit amidy aminokyselin, redukující látky, oxalogenní látky · přídavek vápenného mléka: 1,0 - 1,6 % CaO n.ř. · teplota 85 – 90 °C · doba 10 - 15 min · pH vyšší než 12 zařízení · malaxéry · čeřicí kolony Čeřená šťáva obsahuje: ve sraženině: Ca(OH)2 , nerozpustné vápenaté sole, sacharát vápenatý, bílkoviny, barevné látky, koloidní látky v roztoku: Ca(OH)2 , KOH, rozpustné vápenaté sole, sacharosa na chemické vyčištění šťávy by stačila poloviční dávka vápenného mléka přebytek vápna zajistí rychlejší separaci kalu stejný účinek má recirkulace saturačního kalu ve formě kalné saturované šťávy nebo zahuštěného podílu z dekantéru, který se vrací do předčeřiče


49

1. saturace Hlavní cíl - vysrážet krystalický uhličitan vápenatý, na jehož povrchu se adsorbují barevné látky, povrchově aktivní látky a další necukry Doplňkové fyzikálně chemické čištění Základní srážecí reakce Ca(OH)2 + H2CO3 ---> CaCO3 + 2 H2O Hydratace CO2 CO2 + H2O --> H2CO3 --> H+ + (HCO3)- nezávisí na pH CO2 + OH- --> (HCO3)- --> H+ + (CO3) 2- závisí na pH nejpomalejší hydratace CO2

· ·

při pH 9,0 při koncentraci sacharosy 17 %


50

Průběh srážecí reakce a neutralizace při 1.saturaci přímka ACF chemický průběh neutralizace Ca(OH)2 a H2CO3 křivka ABCDEF skutečný průběh alkality úsek A-B alkalita šťávy se nemění, sraženina nevzniká úsek B-C-D prudký pokles alkality, do sraženiny se strhává volné vápno oblast CDEF sraženina, ve které je vázán CaO, Ca(OH)2, sacharáty, cukrokarbonáty


51

Cukrokarbonáty ¨

komplexní sloučeniny obsahující sacharosu, vápno a uhličitan

vápenatý C12H21O11-Ca-CO3-Ca-C12H21O11 

objemná sraženina



rozklad cukrokarbonátů v konečné fázi saturace


52

Chemické a fyzikálně chemické procesy saturace · · · ·

reakce mezi hydroxidem vápenatým a kyselinou uhličitou rozpouštění plynného CO2 v kapalné fázi, absorpce CO2 rozpouštění tuhého Ca(OH)2 krystalizace CaCO3

dokonalé promíchání kapalné a plynné fáze maximální využití CO2 dm/d = k * A *(c1 - c0) dm/d rychlost absorpce CO2 přestupujícího z plynné fáze do kapalné A mezní plocha fází, součet povrchových ploch bublin saturačního plynu v roztoku k koeficient přestupu látek, závisí na teplotě c1 koncentrace CO2 v plynné fázi c0 koncentrace CO2 v kapalné fázi © P.Kadlec - Technologie oboru I cukr - P2

53

Podmínky 1.saturace · ·

·

doba - 15 - 20 min, kontinuální provoz teplota - 80 - 82 °C pod 80 °C - světlé šťávy, nízké zavápnění, pomalá filtrace, pěnění nad 82 °C - vyšší zabarvení alkalita - 0,08 - 0,10 g CaO/100 ml, pH 11

nedosaturovaná šťáva - 0,12 - 0,15 g CaO/100 ml pomalá filtrace, ztráty cukru v kalu, komplexy cukrokarbonátů a sacharátů, světlé šťávy, dobrá čistota přesaturovaná šťáva - 0,05 - 0,07 g CaO/100 ml dobrá filtrace, vysoké zavápnění, tmavá barva, nízká čistota automatické řízení alkality - provozní pH metry © P.Kadlec - Technologie oboru I cukr - P2

54

Zařízení - saturák · · · · · ·

probublávaná kolona rozdělovač plynu průměr saturáku 2-4m výška 11 - 12 m výška hladiny šťávy 5-6m volný prostor nad hladinou šťávy pěnění


55

Mechanické extraktory

Recommend Documents