Двухступенчатое озонирование в технологии очистки диффузионного сока

Для очистки соков свеклосахарного про­изводства в качестве основных реагентов используют известь и диоксид углерода. Один из путей совершенствования техно­логии очистки сахарсодержащих раство­ров — использование окислителей как до­полнительных реагентов очистки с целью повышения показателей качества получае­мых продуктов, а также снижения расхода извести и диоксида углерода [3].

Вместе с тем одна из проблем развития современных технологий — проблема эко­логии. Применение различных химических препаратов на всех стадиях производства приводит к постепенному их накоплению в окружающей среде и в конечном счете к отрицательному воздействию на качество продукции [1].

Озон как естественное природное ве­щество с этой точки зрения экологически безопасен. Он не накапливается в окружа­ющей среде, активно вступает в реакции с различными группами соединений и бы­стро разлагается на молекулярный и ато­марный кислород. Продукты реакций озо­на, в основном окислы, также не являются токсичными или вредными соединениями, как, например, большинство хлороргани-ческих соединений, при этом данный окис­литель способен разлагать такие вещества, как пестициды и другие химикаты, до бо­лее безопасных форм [2]. По действию на живые объекты озон может проявлять как стимулирующую, так и биоцидную направленность, а также способен замед­лять процессы метаболизма живой клетки.

Ранее нами были проведены иссле­дования воздействия озонирования на качественные показатели очистки при об­работке сока основной дефекации. Опыты проводили по классической известково-углекислотной схеме с включением эле­мента озонирования. Установлено, что це­лесообразно проведение комбинированной очистки диффузионного сока с применени­ем озона при температуре 80''С, его кон­центрации в озоно-воздушной смеси 7 г/м^ и расходе 3,25 м^ смеси на 1 м³ сока [5, 6].

Такая одноступенчатая обработка не позволяет в полной мере удалить крася­щие вещества, поскольку в процессе даль­нейшей очистки образуются новые темно-окрашенные соединения, а также другие растворимые несахара. В связи с этим проведены исследования по разработке способа очистки диффузионного сока с использованием двукратного введения озона: на горячей ступени основной де­фекации и на дополнительной дефекации перед II сатурацией.

Предусмотренное количество озоно-воз­душной смеси 0,5-3,0 м³ на I м³ сока с кон­центрацией в ней озона 3-10 г/м^ делили на две равные части и подавали на горячую ступень основной дефекации и на дополни­тельную дефекацию перед II сатурацией.

Диффузионный сок направляли на прогрессивную преддефекацию до рН 10,8-11,2 при температуре 54...56 °С, комбинированную основную дефекацию с расходом извести 2,0-2,5 % к массе сока, в процессе проведения горячей ступени основной дефекации сок обрабатывали одной частью диспергированной озоно-воздушной смеси. Далее осуществляли I сатурацию при температуре 85...90 °С до конечного значения рН 10,8-11,2, отделе­ние осадка путем фильтрования, дефека­цию перед II сатурацией продолжительнос­тью 4-6 мин при температуре 80...85 °С и расходе извести 0,2-0,3 % к массе сока. В процессе дефекации перед II сатурацией сок обрабатывали второй частью дисперги­рованной озоно-воздушной смеси. Далее проводили II сатурацию при температу­ре 85...90 °С до конечного значения рН 9,0-9,5 и отделение осадка путем филь­трования. Полученный сок анализирова­ли. Результаты представлены в таблице.

Примечание. Чистота диффузионного сока 86,6%.

При обработке сока озоно-воздушной смесью в процессе основной дефекации происходит интенсивное разложение мо­носахаридов, продукты распада которых в щелочной среде окисляются с образова­нием постоянных бесцветных соединений вместо того, чтобы конденсироваться в вы­сокомолекулярные красяище вещества. Но процессы образования красящих веществ активно продолжаются в щелочной среде

на дефекации перед II сатурацией, что при­водит к снижению эффекта, достигнутого при озонировании. Эту проблему позволя­ет избежать обработка сока озоном в две ступени: в процессе основной дефекации и в процессе дефекации перед II сатураци­ей. Таким образом, снижается цветность и предотвращается ее образование не только на основной дефекации, но и на дефекации перед II сатурацией [4].

Озонирование сока в процессе основ­ной дефекации неразрывно связано с воз­действием окислителя на значительную массу осадка, в связи с этим дополни­тельное количество озона расходуется на окисление органической части коагулята. В результате происходит пептизация осаж­денной массы и часть несахаров перехоз^т обратно в раствор, снижая чистоту сока. Двухступенчатая обработка озоно-воз­душной смесью позволяет снизить объем продуваемого газа на основной дефекации, что сопровождается более низкой степе­нью пептизации несахаров. На второй ступени, при озонировании в процессе де­фекации перед II сатурацией, происходит дополнительное окисление несахаров с образованием сложных промежуточных соединений, которые в процессе II сатура­ции адсорбируются на осадке карбоната кальция, повышая чистоту сока.

Таким образом, комбинированная очистка диффузионного сока с обработ­кой сока озоном в две ступени достаточно эффективна, так как при этом повышается эффект очистки на 7,4 %. Предложенный способ обеспечивает увеличение чистоты очищенного сока на 0,95 %, снижение его цветности на 22,1 % по сравнению с клас­сической схемой очистки.