Мало кто из потребителей сахара задумывается, что в его производстве используется негашёная известь — и в немалых количествах. Известь играет ключевую роль на стадии очистки диффузионного сока, удаляя из него несахара и осветляя раствор перед выпариванием и кристаллизацией. Этот процесс называют известково-углекислотной очисткой, а его центральные операции — дефекацию и сатурацию. Разберём, как и зачем сахарные заводы применяют известь.
Зачем в сахарном производстве нужна известь
Из сахарной свёклы (или тростника) сахар извлекают горячей водой, получая диффузионный сок — мутную жидкость, в которой кроме сахарозы растворено множество «несахаров»: белки, пектиновые и красящие вещества, органические кислоты и их соли, аминокислоты. Если не удалить эти примеси, сок будет плохо кристаллизоваться, а сахар получится тёмным и низкокачественным. Известь — главный реагент, который позволяет осадить и удалить большую часть несахаров.
Дефекация: обработка сока известью
Дефекация — это обработка диффузионного сока известковым молоком (суспензией гидроксида кальция). На этой стадии происходит сразу несколько процессов:
- Нейтрализация кислот. Известь нейтрализует органические кислоты сока, переводя их в кальциевые соли.
- Осаждение несахаров. Белки, пектины и красящие вещества коагулируют и выпадают в осадок под действием щёлочи и ионов кальция.
- Создание щелочной среды. Высокая щёлочность подавляет разложение сахарозы и подготавливает сок к следующей стадии.
Различают преддефекацию (мягкую обработку малыми порциями извести для оптимальной коагуляции коллоидов) и основную дефекацию (введение основной массы извести). Расход извести (в пересчёте на CaO) на этой стадии значителен и составляет проценты к массе перерабатываемой свёклы.
Сатурация: удаление избытка извести
После дефекации в соке остаётся избыток растворённого гидроксида кальция, который нужно удалить — иначе он будет мешать дальнейшей переработке. Для этого проводят сатурацию: через сок пропускают диоксид углерода (тот самый CO₂, который получают при обжиге известняка в известковой печи завода). Углекислый газ реагирует с гидроксидом кальция, образуя нерастворимый карбонат кальция:
Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O
Выпадающие мельчайшие кристаллы карбоната кальция работают как адсорбент: они захватывают остаточные красящие вещества и несахара, дополнительно осветляя сок. Образующийся осадок (дефекационная грязь, или фильтрационный осадок) отделяют фильтрованием. Обычно проводят две сатурации с промежуточной фильтрацией для максимальной очистки.
Замкнутый цикл «известь — углекислый газ»
Изящество технологии в том, что сахарный завод, как правило, имеет собственную известеобжигательную печь. В ней обжигают известняк, одновременно получая два нужных продукта: известь (для дефекации) и углекислый газ (для сатурации). Так на одном переделе обеспечиваются оба реагента очистки, а сырьём служит обычный известняк и топливо.
Требования к извести для сахарной промышленности
Качество извести напрямую влияет на чистоту сахара и расход реагентов:
- Высокая активность CaO — чтобы при меньшем расходе обеспечить нужную щёлочность.
- Чистота и низкое содержание примесей — кремнезём, оксиды железа и серы попадают в сок и ухудшают очистку.
- Мягкий, равномерный обжиг — для активной, хорошо гасящейся извести и чистого сатурационного газа.
- Достаточная концентрация CO₂ в печном газе — для эффективной сатурации.
Что делают с фильтрационным осадком
Дефекационный осадок (фильтрационная грязь) — это в основном карбонат кальция с органическими примесями. Его не выбрасывают: после обезвоживания он широко применяется в сельском хозяйстве как известковое удобрение (дефекат) для раскисления кислых почв, поскольку содержит кальций и остатки органики. Таким образом, известь в сахарном производстве используется максимально комплексно.
Частые вопросы
Сколько извести расходуется на производство сахара?
Расход извести на дефекацию измеряется процентами от массы перерабатываемой свёклы (в пересчёте на CaO), что делает сахарные заводы крупными потребителями извести.
Зачем нужны две стадии — дефекация и сатурация?
Дефекация известью осаждает несахара и создаёт щёлочную среду, а сатурация углекислым газом удаляет избыток извести и дополнительно осветляет сок выпадающим карбонатом кальция.
Куда девается известь после очистки?
Она переходит в карбонат кальция фильтрационного осадка, который используют как известковое удобрение (дефекат) для раскисления почв.
Источники
- «Утилизация отходов производства извести» // КиберЛенинка.
- «Модернизация шахтных пересыпных печей обжига известняка» // КиберЛенинка.
Материал носит ознакомительный характер; технологические параметры устанавливаются регламентами конкретного производства.
Похожие статьи
- Активность негашёной извести: что это и как определить по ГОСТ
- Расход и дозировка негашёной извести: расчёты для стройки и АПК
- Чем заменить известь: аналоги вяжущих и реагентов
Известь в сахарном производстве: купить оптом с доставкой
Тема статьи — известь в сахарном производстве. ООО «Уральское Карьероуправление» поставляет известь, микрокальцит, известняковую муку, щебень и инертные материалы оптом и в розницу с доставкой по Свердловской области и регионам России. Вся продукция сопровождается документами по ГОСТ. Свяжитесь с нами, чтобы узнать цену и оформить заказ.