Дифузійні апарати
Призначені для отримання сахарози з бурякової стружки методом гарячої водної екстракції.
Вимоги до конструкції.Дифузійні апарати повинні забезпечувати:
мінімальні втрати сахарози у жому;
висока якість дифузійного соку;
суворий протитік води та стружки;
необхідну температуру та тривалість процесу;
повну автоматизацію всіх технологічних процесів.
Похилі дифузійні апарати (С-17, ДДС, ПДС).Апарати цього типу являють собою похилий під кутом 11º до горизонту металевий корпус, який складається з двох напівциліндрів. У корпусі від двох приводів у різні боки обертаються два стрічкові шнеки.
Стружка надходить стружка надходить у нижню, а поживна вода у верхню частину. Крім того, у верхній частині апарату є колесо, що викидає, з кишенями для видалення жому. У нижній торцевій частині апарата біля торцевої стінки є сита, через які проводиться відбір дифузійного соку. Сита очищаються від стружки ножами, що кріпляться на валах. У нижній частині апарату є чотири парові камери, через які проводиться обігрів апарату парою третього корпусу випарки. Температура соко-стружкової суміші у першій камері 68 ºС, у другій – 72 ºС, у третій – 72 ºС, у четвертій – 70 ºС. Шнеки обертаються синхронно, що забезпечується електричним та механічним пристроєм.
Температура живильної води – 66 ºС.
Кількість води - 120% до маси стружки.
Втрати цукру в жому – 0,3%.
Питоме навантаження – 700 кг стружки/м3 об'єму.
Відкачування - 115-120% до маси стружки.
Приблизне перебування стружки в апараті – 70 хв.
Навантаження на двигун при нормально завантаженомуапараті – 220А.
Швидкість обертання шнеків – 0-1,1 об/хв.
Для зручності монтажу шнеків в апараті вони виготовлені роз'ємними і складаються і п'ять секцій кожен. Секції з'єднані між собою фланцями та проміжними котушками. Проміжні котушки укладаються в підшипники ковзання, мастило підшипників проводиться централізовано.
Перед пуском апарату в роботу проводиться його внутрішній огляд, потім апарат на малих обертах випробовується на холостому ході. Після цього апарат заповнюється водою до рівня на 200 мм нижче за стрічку нижнього шнека. Вода, що подається в апарат, в цей час має температуру 70 ºС. Після наповнення апарату водою включається обігрів апарату через парові камери, після того як температура в апараті підніметься до 72 ºС, починається подача стружки при мінімальних обертах, що відповідає 70% оптимального навантаження апарата. Через 30 - 40 хв починається соку, збільшують кількість обертів і кількість стружки, що подається.
Робота апарату повністю автоматизована, обслуговуючий персонал контролює якість і кількість стружки, поживної води, втрати цукру в жомі, температурний режим по камерах, навантаження на двигун.
Основна ненормальність у роботі апарату- високі втрати сахарози в жому. Причини:
погана якість стружки;
недостатній час перебування стружки в апараті;
недостатня кількість поживної води;
низька температура поживної води;
низька температура в апараті.
низький рівень соко-стружкової суміші в апараті;
неправильне складання шнеків;
висока рН поживної води.
зручність в обслуговуванні та ремонті;
повна автоматизація роботи.
транспортуючі елементи апарату – шнеки незабезпечують однаковий час перебування всіх порцій стружки апараті, тобто. одна частина стружки
знаходиться в апараті 65 хв, а інша - 110 випускаються марки RT різних продуктивностей англійською фірмою Dunkanstuart.
Вони являють собою горизонтальний барабан, що обертається на чотирьох роликах, довжиною 26,5 м і діаметром 5 м, який обертається зі швидкістю 18-32 об/год. Усередині барабана вварена листова гвинтова поверхня з кроком витка 930 мм, яка ділить барабан на 33 секції. У центрі барабана витки цієї поверхні не доходять до осьової лінії, утворюючи квадратний отвір. Усередині цього отвору вставлена перегородка з напрямними, а барабан розділений діаметральною сітчастою перегородкою по всій довжині на дві частини. Крім того, установка забезпечена ошпарювачем, який надходить стружка і рециркулюючий дифузійний сік у кількості 450-500% до маси буряків.
Ошпаренная стружка разом із соком надходить у головну частину барабана, захоплюється діаметральною сітчастою перегородкою і переміщається у верхнє положення. Там стружка звалюється з перегородки, надходячи в квадратний отвір, де за допомогою похилих лопаток прямує в наступні секції, а сік проходить крізь отвори сита і потрапляє в нижню частину барабана.
Поживна вода надходить у хвостову частину апарату, але жомо-пресова та барометрична вода подаються у різні секції. Зі збірки соку 120% його направляється на очищення.
Довжина 100 г стружки – 9-12 м.
Втрати цукру в жому – 0,3-0,35%.
Відкачування - 120% до маси буряка.
низька чутливість до якості стружки;
забезпечує отримання соку найвищої якості, т.к. завдяки вдалій системі транспортування практично всі порції стружки знаходяться в апараті одне і те жчас.
низький коефіцієнт заповнення апарату соко-стружкової сумішшю (0,3) і, як наслідок цього, велика корозія (кислотна) внутрішніх частин апарату, тому за кордоном корпус апарату корпус апарату повністю виготовляється з нержавіючої сталі;
Колонний дифузійний апарат (КДА). Установки цього типу випускаються в Україні марки КДА, за кордоном BMA і Буккау-Вольф і т.д.
насос соко-стружкової суміші;
насос відбору соку для очищення;
насос соку поперечного потоку;
Стружка надходить у шахту ошпарювача, у ньому шнеком пересувається до змішувача і цьому шляху ошпаривается соком поперечного потоку, температура якого 78 ºС. З змішувача соко-стружкова суміш насосом подається в нижню частину колони. Сік з колони через сита і нижні контр-лопаті (ситчасті) відбирається до збірки, потім насосом прокачується через підігрівач і його у вигляді баштового соку надходить у змішувач і - сік поперечного потоку, яким ошпарюється стружка. Сік із ошпарювача, віддавши тепло стружці, йде на очищення. Час перебування стружки в ошпарювачі - 8-10 хв, швидкість обертання шнека - 8 об/хв, діаметр ошпарювача - 3 м.
Колона є вертикальним циліндричним металевим корпусом, що складається з окремих секцій. Усередині колони обертається порожнистий трубоподібний діаметром 2 м, до якого по гвинтовій лінії кріпляться лопаті, що переміщають стружку знизу - вгору. Усього 12 рядів, у кожному з яких по 10 лопатей.
Соко-стружкова суміш надходить у колону через розподільник, який обертається разом із валом над ситом. Передня частина розподільника нагадує ножа бульдозера, який очищає сита від стружки і піднімає її вгору. А задня частина розподільника виконана у вигляді кришки, що відкривається під тискомсоко-стружкової суміші, що притискаються до розподільника пружиною.
Для запобігання обертанню стружки в апараті до внутрішньої поверхні корпусу між лопатями закріплені контр-лопаті, верхні та нижні ряди яких виконані ситчастими, через верхню в апарат подається поживна вода, а через нижню проводиться частковий відбір соку. Жом викидається з колони у верхній частині через вікна і видаляється кільцевим скребковим транспортером.
Привід – електродвигун постійного струму, редуктора та двох черв'ячних редукторів. Швидкість обертання валу – 0,2-0,6 об/хв, відкачування – 120-130%, втрати сахарози в жомі 0,2-0,3 %, повний обсяг колони 210 м 3 , довжина 100 г стружки – 10-12 м, питоме навантаження 0,7 т/м3.
високе питоме навантаження;
низькі втрати цукру в жому;
подрібнення стружки в колоні лопатями, що транспортують.
Угорський апарат типу йод.Дифузійний апарат цього типу являє собою U-подібну сталеву колону прямокутної форми. Загальна висота – 17,5 м, розмір шахти 4×1,5 м. Усередині шахти рухаються два ролико-втулкові ланцюги, до яких через 600 мм прикріплені один від одного чавунні рамки. Внутрішній простір рамок заповнений якірними ланцюгами. Швидкість руху рамок – 0,3-0,7 м/хв.
Стружка подається грабельним транспортером на живильний валик, що обертається, який розкидає її рівномірно по всьому перерізу шахти. Стружка подається в ліву коротку частину колони, а праву подається поживна вода. Протиток води в апараті досягається рахунок різниці в рівнях між місцями відбору соку і подачі води (2,5 м). У лівій частині колони є ділянка для ошпарювання стружки соком. Ця ділянка називається зоною рециркуляції. Для цього 500-600% соку відбирається через нижнє сито, прокачується насосомчерез підігрівач та подається в апарат через верхнє сито. Жом із рамок, що у верхньому положенні у вертикальному стані, звалюється у спеціальний жолоб. Недоліком цього є те, що частина жому залишається на рамках і знову повертається в апарат, що призводить до погіршення якості соку. Для збільшення повноти скидання жому апарат обладнується струшувачем рамок.
Довжина шляху дифундування – 28-32 м-коду.
Повний об'єм апарату – 170-180 м3.
Час дифузії – 70-80 хв.
Гідність:практично немає подрібнення стружки, що дає можливість працювати на стружці з довжиною 100 г до 24 м.
Недолік:велика відкачування соку - 130% і більше.