MD4228C1

MD4228C1 - Procedeu de uscare a borhotului de sfeclă de zahăr şi instalaţie pentru realizarea acestuia

Info

Publication number: MD4228C1
Application number: MDA20080228A
Authority: MD
Inventors: РАД Мозен АЙДАРИ; Стефан ФРЕНЦЕЛЬ; Азар ШАХИДИЦЕНОУЦ
Original assignee: Sudzucker Aktiengesellschaft Mannheim/Ochsenfurt
Priority date: 2006-01-28
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2013-12-31
Also published as: EP1981998A1; DE102006004103A1; WO2007085467A8; UA95624C2; EP1981997A1; US8568812B2; DK1981998T3; DE102006004103B4; MD4228B1; UA93896C2; US9677144B2; EP1981998B1; US20160017443A1; MD20080227A; WO2007085466A1; EP1981997B1; WO2007085467A1; DK1981997T3; PL1981998T3; ES2473607T3

Abstract

Invenţia se referă la industria zahărului, şi anume la un procedeu de uscare a borhotului de sfeclă de zahăr şi la o instalaţie de realizare a acestuia.Procedeul de uscare a borhotului de sfeclă de zahăr include adiţia în borhot a fracţiei coloidale alcaline obţinute la limpezirea zemii de difuziune a sfeclei de zahăr, selectate din substanţele nezaharate, amidon coloidal, celuloză coloidală, pectină coloidală, hemiceluloză coloidală, lignină coloidală, proteine coloidale şi amestecul acestora, şi uscarea borhotului.Instalaţia pentru realizarea procedeului include un dispozitiv (200) de uscare a borhotului sfeclei de zahăr dotat cu un dozator (210) pentru adiţia fracţiei coloidale alcaline în borhot, unit printr-o conductă (150) cu un dispozitiv (120) de separare a fracţiei coloidale alcaline obţinute la limpezirea zemii de difuziune.Rezultatul constă în reducerea eliminării de carbon organic total, precum şi a consumului de energie.

Description

Invenţia se referă la industria zahărului, şi anume la un procedeu de uscare a borhotului de sfeclă de zahăr şi la o instalaţie de realizare a acestuia.

Pentru obţinerea zahărului se recoltează sfecla de zahăr, se spală şi se taie cu maşina de tăiat sfeclă, obţinându-se tăiţei, de regulă, de grosimea unui creion. Apoi tăiţeii de sfeclă sunt extraşi cu apă fierbinte (65…75°C), de regulă, în contracurent, în general, prin metoda de difuziune. Se obţin tăiţei de sfeclă supuşi extracţiei şi zeamă de difuziune care conţine zahăr.

Zeama de difuziune de sfeclă de zahăr este supusă purificării, totodată zeama de difuziune, de regulă, este alcalinizată cu lapte de var pentru eliminarea din ea a substanţelor nezaharate şi pentru stoparea descompunerii zaharozei fermentative şi catalizate cu acizi. Substanţele nezaharate se coagulează, se precipită şi se elimină din zeama de difuziune prin procese mecanice şi/sau fizice de separare şi, în caz de necesitate, se concentrează. Instalaţia pentru realizarea acestui proces conţine un dispozitiv pentru obţinerea zemii de difuziune, care este cuplat cu dispozitive de alcalinizare şi de filtrare, totodată borhotul şi o parte din zeama supusă alcalinizării prin malaxor se direcţionează spre uscător [1].

Procesul de purificare a zemii se divizează, de regulă, în etapa de defecare preliminară şi, cel puţin, o etapă de defecare principală, precum şi ulterioară, cel puţin, prima saturare şi, la necesitate, a doua saturare sau saturarea ulterioară. Produsul obţinut după purificarea zemii este un suc transparent, de culoare galbenă-deschisă cu conţinut de zahăr, aşa-numita zeamă purificată. Ea conţine circa 15…17% de zahăr.

În etapele următoare de prelucrare zeama purificată se concentrează până la un conţinut de zahăr de circa 65…70%, apoi se evaporă în cristalizatoare până la obţinerea unei mase vâscoase, numită masă cristalizată de zahăr cu un conţinut de zahăr de circa 85%. Ulterior din masa cristalizată de zahăr prin centrifugare se separă zahărul alb cristalizat şi melasa necristalizată. La necesitate zahărul alb obţinut se dizolvă în apă pentru a fi expus, cel puţin, unei etape de rafinare, obţinându-se zahăr rafinat, de exemplu zahăr de consum.

Un produs auxiliar în procesul de prelucrare a zemii de difuziune a sfeclei de zahăr este melasa. Ea conţine circa 50% de zaharoză în formă necristalizată, care de obicei nu se mai cristalizează. Pentru a extrage suplimentar din ea zaharoza se poate folosi extrasul de melasă. În plus, melasa conţine şi alte componente vegetale ale sfeclei de zahăr, cum ar fi vitamine, substanţe minerale şi alte substanţe nezaharate, de exemplu coloranţi.

Tăiţeii din sfeclă de zahăr supuşi extracţiei constau, în general, din componente ale membranei celulare şi fibre de sfeclă. La prelucrarea ulterioară a tăiţeilor din sfeclă de zahăr din ei suplimentar se elimină apa, de regulă, prin presare în aşa-numitele teascuri pentru borhot, obţinându-se borhotul presat şi apa de borhot eliminată. La necesitate se adaugă aşa-numitul material de drenaj, care facilitează eliminarea apei de borhot din materialul de tăiţei. Apa de borhot obţinută, de regulă, parţial sau total se reîntoarce pentru extragerea sfeclei de zahăr.

Pentru obţinerea borhotului uscat din borhotul presat se elimină termic apa reziduală. Sunt cunoscute diverse procedee de uscare a borhotului presat [2, 3, 4, 5, 6]. Uscarea se produce la temperatură înaltă, astfel se elimină apa reziduală şi alte componente lichide ale borhotului uscat. Uscătoarele obişnuite reprezintă uscătoare cu temperatură înaltă pentru uscare prin vaporizare. În procedeele alternative de uscare borhotul presat se usucă indirect cu vapori supraîncălziţi de apă prin metoda de pseudofluidizare.

Fracţia cu conţinut de proteină alcalină, care se adaugă în borhotul presat, constituie de preferinţă circa 0,1 până la 0,8 kg s.u. (substanţe uscate) pentru 100 kg de sfeclă, mai potrivită fiind de 0,2 până la 0,4 kg s.u./100 kg. Principiul prezentei invenţii se bazează pe adiţia în borhotul presat în uscătorul cu temperatură înaltă a fracţiei cu conţinut de proteină, obţinută la etapa tehnologică de limpezire a zemii.

Borhotul uscat se foloseşte în calitate de hrană uscată sau ca supliment în hrana uscată, în general sub formă granulată. Totodată, borhotul uscat serveşte, în special, ca purtător de melasă cu conţinut de zahăr, care, de obicei, se adaugă în borhotul presat încă înainte de uscare.

Este cunoscut un procedeu de uscare a borhotului sfeclei de zahăr expus extracţiei, incluzând adiţia în borhot a melasei şi uscarea borhotului, cea mai apropiată soluţie de esenţa prezentei invenţii. Acest procedeu, însă nu permite de a reduce eliminarea compuşilor carbonici organici volatili [6].

Problema care apare la uscarea borhotului este eliminarea compuşilor carbonici organici volatili. Ei se detectează ca parte a carbonului sumar organic cuplat (TOC; total organic content) în aerul utilizat (gazele de evacuare) în uscător. Conţinutul de TOC în gazele de evacuare ale uscătorului trebuie să fie cât mai redus. Conţinutul de TOC în gazele de evacuare din uscător are importanţă semnificativă pentru estimarea eliminărilor la fabricile de zahăr. Cerinţele în domeniu privind protecţia mediului ambiant prevăd o tendinţă de eliminare maximă de TOC ce nu ar depăşi 0,8 kg de TOC pentru 1 tonă de sfeclă (ceea ce corespunde pentru 0,08 ppm). Pentru uscătoarele cu temperatură înaltă, cunoscute şi exploatate în majoritatea fabricilor de zahăr, respectarea acestor restricţii nu poate fi garantată. De aceea se cere reducerea conţinutului de TOC în aerul utilizat în instalaţiile pentru uscarea borhotului. Totodată, în primul rând, trebuie aplicate astfel de măsuri pentru reducerea nivelului de TOC, care ar putea fi implementate fără investiţii mari şi pentru uscătoarele existente în fabricile de zahăr.

Problema pe care o rezolvă prezenta invenţie este elaborarea unui procedeu ameliorat de uscare a borhotului de sfeclă, şi anume pentru a permite reducerea eliminării de carbon organic total (TOC), precum şi a consumului primar de energie.

Procedeul de uscare a borhotului de sfeclă de zahăr înlătură dezavantajele menţionate prin aceea că include adiţia în borhot a fracţiei coloidale alcaline obţinute la limpezirea zemii de difuziune a sfeclei de zahăr, selectată din substanţele nezaharate, amidon coloidal, celuloză coloidală, pectină coloidală, hemiceluloză coloidală, lignină coloidală, proteine coloidale şi amestecul acestora, şi uscarea borhotului.

Fracţia coloidală alcalină se adiţionează în asociere cu melasa obţinută la extragerea zahărului din zeama de difuziune a sfeclei de zahăr.

Fracţia coloidală alcalină este adăugată în borhot în cantitate de 0,1…0,8 kg s.u. pentru 100 kg borhot.

Fracţia coloidală alcalină se obţine prin precipitarea şi/sau coagularea şi, la necesitate, prin separarea mecanică şi/sau fizică nemijlocit din zeama de difuziune a sfeclei de zahăr.

Fracţia coloidală alcalină se obţine după etapa de predefecare, prevăzută la limpezirea zemii, din zeama predefecată.

Fracţia coloidală alcalină se obţine la etapa de defecare principală, prevăzută până la limpezirea zemii.

Precipitarea şi/sau coagularea fracţiei coloidale alcaline este facilitată prin adiţia unui agent floculant.

Fracţia coloidală alcalină se separă cu, cel puţin, unul din dispozitivele: decantor static, centrifugă de decantare, centrifugă cu talere, separator cu talere şi filtru-presă cu membrană.

Fracţia coloidală alcalină, obţinută la limpezirea zemii de difuziune a sfeclei de zahăr, se aplică în calitate de substanţă tehnică auxiliară la uscarea borhotului, pentru accelerarea evaporării apei şi creşterea conţinutului de substanţe uscate în borhotul uscat.

Fracţia coloidală alcalină, obţinută la limpezirea zemii de difuziune a sfeclei de zahăr, se aplică în calitate de substanţă tehnică auxiliară la uscarea borhotului, pentru micşorarea temperaturii la intrare în dispozitivul de uscare.

Fracţia coloidală alcalină, obţinută la limpezirea zemii de difuziune a sfeclei de zahăr, se aplică în calitate de substanţă tehnică auxiliară la uscarea borhotului, pentru reducerea eliminării de carbon organic total în aerul de evacuare la uscarea borhotului.

În particular, în prima etapă (a) tăiţeii de sfeclă de zahăr după extracţie se presează obţinând borhot presat, iar apa de borhot se elimină. În etapa a doua (b), în particular, în borhotul presat se adaugă fracţia coloidală alcalină, care de preferinţă este o fracţie de substanţe nezaharate, separată la limpezirea zemii de difuziune a sfeclei de zahăr, spre deosebire de utilizarea şlamului de var, cum este definit în procedeul din sursa [2].

Fracţia coloidală alcalină este o fracţie care conţine proteină cu componente coloidale. Ea este utilizată ca substanţă auxiliară pentru uscarea borhotului. În una din etape (c), de preferinţă următoare, borhotul presat se usucă împreună cu fracţia coloidală.

De preferinţă, în etapa (b) fracţia coloidală se adaugă împreună cu melasa care conţine zahăr, care se formează în procesul de extragere a zahărului din zeama de difuziune a sfeclei de zahăr, în particular, la centrifugarea zahărului alb. Într-o variantă alternativă fracţia coloidală se adaugă în amestecul de tăiţei-zeamă nemijlocit înainte de presarea mecanică a tăiţeilor de sfeclă de zahăr supuşi extracţiei.

Astfel, înainte de iniţierea procesului de uscare a borhotului presat, adiţia fracţiei coloidale alcaline, de preferinţă separată din zeama de borhot, poate reduce semnificativ cantitatea de TOC în aerul eliminat din uscătorul borhotului, şi anume cu circa 50%. În plus, s-a constatat că de asemenea se poate reduce semnificativ cantitatea de oxizi de sulf, în primul rând de SO2, în aerul eliminat din instalaţia de uscat borhotul. Ulterior s-a constatat că se poate reduce şi temperatura la intrarea în cilindru. De asemenea s-a constatat că la realizarea procedeului, conform invenţiei, se poate mări considerabil conţinutul de substanţe uscate în borhotul uscat obţinut. S-a determinat o evaporare suplimentară a apei cu circa 18%, ce contribuie la creşterea conţinutului de substanţe uscate cu 3…4%.

Astfel, eficienţa uscării borhotului prin procedeul cunoscut creşte semnificativ. Aceasta face posibilă reducerea temperaturii la intrarea în cilindru, ceea ce duce la economisirea energiei. Economia primară de energie înregistrată constituie circa 9% (kW pentru o tonă de substanţe uscate). Secund, conţinutul de TOC în gazele emise de instalaţiile de uscat depinde nemijlocit de temperatura la intrarea în cilindru sau de temperatura uscării: la o temperatură mai joasă la intrarea în cilindru conţinutul de TOC în gazele emise se reduce. Aşa, deosebit de surprinzător s-a constatat, că adiţia, conform invenţiei, a fracţiei coloidale exercită o influenţă directă asupra emisiei de TOC, în primul rând prin efectele chimice menţionate. Următorul efect, indirect, constă în creşterea eficienţei uscării, care poate fi folosită pentru reducerea temperaturii la intrarea în cilindru şi, având legătură cu aceasta, pentru reducerea ulterioară a conţinutului de TOC în aerul evacuat. Efectele directe şi indirecte sunt aditive.

În instalaţiile obişnuite pentru uscarea borhotului, adică în instalaţiile de uscat borhotul la temperatură înaltă, uscarea cu o reducere semnificativă a conţinutului de TOC poate asigura şi garanta eliminări de gaze care nu depăşesc nivelul limită admisibil. Astfel, prin modificări constructive nesemnificative în instalaţiile existente de prelucrare a sfeclei de zahăr este posibilă exploatarea lor cu menţinerea rentabilităţii.

Prin termenul „fracţie coloidală alcalină” sau fracţie cu conţinut de coloizi în contextul invenţiei se înţelege, în primul rând, un concentrat al substanţelor nezaharate alcaline separat din zeama de difuziune a sfeclei de zahăr, care poate să conţină, în general, proteine macromoleculare şi, în particular, proteine coloidale, precum şi polizaharide, componente ale membranelor celulare, săruri ale acizilor organici micromoleculari şi acizilor neorganici, aminoacizi şi/sau substanţe minerale. În plus, în cazuri cunoscute fracţia coloidală conţine ioni de calciu, prezenţi în zeama predefecată în forme diferite, în primul rând în formă activă, cum ar fi hidroxidul de calciu, şi pasivă, cum ar fi sărurile de calciu cu solubilitate redusă. „Substanţele nezaharate”, respectiv, definesc, în primul rând, compuşi micromoleculari, cum ar fi proteine, polizaharide şi componente ale membranelor celulare, precum şi compuşi organici micromoleculari, cum ar fi acizi neorganici sau organici şi sărurile acestora, aminoacizi, precum şi alte substanţe minerale. Prin componente ale membranelor celulare se subînţelege, în particular, pectine, lignină, celuloză şi hemiceluloză. Aceste substanţe, ca şi proteinele, la care, deopotrivă cu proteinele, se referă, în particular, nucleoproteinele se află ca macromolecule hidrofile în forma coloidală dispersată. Termenul de acizi organici defineşte, de exemplu, lactat, citrat şi oxidat. Prin acizi neorganici se au în vedere, în particular, sulfaţii şi fosfaţii. În cazuri deosebit de potrivite fracţia conţine coloizi pe bază de amidon, coloizi pe bază de celuloză, coloizi pe bază de pectină, coloizi pe bază de hemiceluloză, coloizi pe bază de lignină, coloizi de proteine şi/sau amestecurile acestora.

Utilizarea fracţiei alcaline cu conţinut de coloizi din substanţele nezaharate duce la neutralizarea acizilor organici volatili conţinuţi în borhotul presat, care se formează în procesele tradiţionale în timpul uscării borhotului presat, în particular, la temperatură înaltă la intrarea în cilindru, trecând în gaze de evacuare. Se presupune că graţie componentelor coloidale ale fracţiei în asociere cu caracterul alcalin apar efecte de deshidratare, în rezultatul căreia apa din borhotul presat iese la suprafaţa acesteia (efect hidroscopic). De aici apa mai repede se evaporă. Astfel procesul de uscare termică se facilitează şi eficienţa lui creşte considerabil. Această acţiune de deshidrare a coloizilor în asociere cu efectul de alcalinizare în mod surprinzător duce la un efect supraaditiv, sinergic. Modificarea alcalinităţii, care se produce la adiţia fracţiei coloidale (pH 5,5…9) transformă coloizii, în primul rând cei conţinuţi în borhot, într-o altă stare a sarcinii. Astfel, se produce influenţa directă asupra comportării de deshidratare/hidratare a coloizilor, drept urmare considerabil se simplifică ruperea învelişului hidric (al apei). Acest efect a fost foarte surprinzător şi neprevăzut.

Respectiv, este prevăzută posibilitatea asocierii procedeului, conform invenţiei, cu alte modalităţi cunoscute pentru reducerea eliminării de TOC. Este potrivită, în particular, uscarea indirectă în sisteme închise cu vapori de apă supraîncălziţi şi/sau purificarea ulterioară a gazelor de evacuare a aerului folosit pe parcursul uscării, de exemplu, cu un separator centrifug (ciclon), un scruber şi/sau cu un spălător chimic.

Este potrivită obţinerea fracţiei coloidale alcaline în procesul de limpezire a zemii predefecate. Aceasta se produce în procesul de purificare a zemii în timpul sau după etapa de defecare preliminară. Este potrivită obţinerea fracţiei coloidale alcaline în timpul limpezirii zemii înainte de etapa de defecare principală, separând fracţia din zeama de difuziune. Este potrivită separarea fracţiei coloidale alcaline din zeama de difuziune prin precipitare şi/sau coagularea proteinelor. În caz de necesitate, de preferinţă în timpul sau după efectuarea precipitării şi/sau coagulării coloizilor, se realizează etapa de separare mecanică şi/sau chimică a fracţiei coloidale care conţine proteine. Prin precipitarea potrivită se obţine aşa-numitul nămol precipitat şi/sau nămol coagulat, care conţine fracţia coloidală alcalină utilizată conform invenţiei. Este potrivită separarea cu cel puţin un dispozitiv, selectat din decantoarele statice, centrifugele decantoare, centrifugele cu talere, separatoarele cu talere, filtrele-presă cu membrană şi combinarea acestora. Pentru separarea fracţiei ce conţine coloizi din zeama predefecată este potrivită folosirea centrifugelor decantoare.

Pentru facilitarea precipitării şi/sau coagulării fracţiei coloidale, de preferinţă, se adaugă cel puţin un agent de precipitare. Este potrivită selectarea floculantului din grupa floculanţilor polianionici. Din aceştia fac parte, de preferinţă, polizaharidele polianionice şi agenţii pe bază de poliacrilaţi. În una din variante floculanţii sunt selectaţi din acrilamidă şi copolimeri ai acrilamidei şi acrilat de sodiu, precum şi din amestecul acestora. Sunt deosebit de potriviţi floculanţii pe baza derivaţilor amidonului sau celulozei. Sunt potriviţi amidonul alcoxilat, celuloza alcoxilată, amidonul carboximetilat, precum şi celuloza carboximetilată. Floculantul, de preferinţă, se adaugă în cantitate de la 1 până la 8x10-6, mai potrivită fiind de la 2 până la 3x10-6. Floculantul are, de preferinţă, o masă medie moleculară de la 5 milioane până la 22 milioane g/mol. Adiţia floculantului se realizează în procesul limpezirii zemii înainte, în timpul şi/sau după etapa de predefecare. Este potrivită adiţia după predefecare.

Borhotul uscat, de preferinţă, se foloseşte în calitate de furaj uscat sau de adaos al furajului uscat. De aceea invenţia se referă de asemenea şi la un procedeu ameliorat de obţinere a furajului sau a componentului furajului din borhotul de sfeclă de zahăr supus extracţiei, care se caracterizează prin acţiunile examinate. Furajul, conform invenţiei, conţine borhot uscat, o oarecare parte de fracţie coloidală alcalină, adiţionată în calitate de substanţă tehnică auxiliară pentru uscarea borhotului şi melasă, care se adaugă după necesitate. Astfel, furajul obţinut constă numai din produse secundare de la producerea zahărului.

Următorul obiect al invenţiei este utilizarea fracţiei coloidale alcaline, descrise anterior, pentru ameliorarea procesului de uscare a borhotului, în special pentru creşterea eficienţei uscării borhotului, a conţinutului de substanţe uscate în borhotul uscat, pentru reducerea temperaturii la intrarea în dispozitivul de uscare şi pentru reducerea conţinutului de TOC în aerul eliminat la uscarea borhotului, precum şi pentru reducerea eliminării prafului.

În sfârşit, următorul obiect al invenţiei este o instalaţie pentru uscarea îmbunătăţită a borhotului de sfeclă de zahăr, care, conform invenţiei, include un dispozitiv 200 de uscare a borhotului dotat cu un dozator 210 pentru adiţia fracţiei coloidale alcaline în borhot, unit printr-o conductă 150 cu un dispozitiv 120 de separare a fracţiei coloidale alcaline obţinute la limpezirea zemii de difuziune a sfeclei de zahăr.

Instalaţia se deosebeşte prin aceea că este prevăzută cu o treaptă de limpezire a zemii, care este cuplată, de preferinţă paralel, cu un dispozitiv prevăzut pentru uscarea borhotului astfel, încât fracţia coloidală alcalină separată la treapta de limpezire a zemii se adaugă, de exemplu, în calitate de component al concentratului de substanţe nezaharate separat, în borhotul presat înainte sau în timpul introducerii în dispozitivul de uscare a borhotului. Instalaţia permite realizarea procedeului descris în invenţie şi conţine, cel puţin, următoarele elemente: treapta de limpezire a zemii pentru limpezirea extractivă a zemii de difuziune a sfeclei de zahăr, care include etapa de predefecare, şi cel puţin, o etapă de defecare principală, în care din zeama de difuziune se separă fracţia coloidală alcalină; şi etapa de uscare a borhotului în uscătorul cu tambure rotative pentru uscarea borhotului supus extracţiei, totodată, etapa de uscare a borhotului include dozatorul pentru adiţia fracţiei cu conţinut de coloizi în borhotul supus uscării, treapta de limpezire a zemii este astfel unită hidraulic cu treapta de uscare a borhotului (în caz de necesitate cu ajutorul unei capacităţi intermediare sau a unei capacităţi de depozit), încât fracţia cu conţinut de coloizi poate fi transferată de la treapta de limpezire a zemii în dozatorul treptei de uscare a borhotului, în caz de necesitate printr-un acumulator intermediar şi/sau trepte intermediare. Dozatorul este intercalat în schemă înaintea uscătorului cu tambure rotative al treptei de uscare a borhotului, de preferinţă nemijlocit înaintea acestuia. În una din variante între dozator şi uscătorul cu tambure rotative este prevăzut un depozit intermediar, de exemplu, un buncăr şi/sau una, sau câteva trepte intermediare.

Treapta de limpezire a zemii de difuziune include, cel puţin, un dispozitiv pentru separarea mecanică sau fizică a fracţiei alcaline cu conţinut de coloizi din zeama predefecată. Este potrivită selectarea acestui dispozitiv din: decantoare statice, centrifuge de decantare, centrifuge cu talere, separatoare cu talere, filtre-prese cu membrană şi asocierea acestora. Dispozitivul de separare poate fi amplasat după etapa de predefecare.

Rezultatul constă în reducerea eliminării de carbon organic total, precum şi a consumului de energie.

Invenţia se explică prin desenele din fig. 1 - 4, care nu pot fi examinate ca fiind restrictive, care reprezintă:

- fig. 1, graficul conţinutului de substanţe uscate în borhotul uscat (în %), obţinut experimental, care, conform invenţiei, prevede adiţia fracţiei coloidale alcaline (fracţia de proteine alcaline) şi/sau fracţiei coloidale alcaline în asociere cu melasa: momentul de timp 1 oră indică starea iniţială fără adiţie, începând cu momentul 2 ore se remarcă un efect semnificativ al adiţiei, conform invenţiei, asupra conţinutului de substanţe uscate, sistarea adiţiei duce la revenirea valorilor la stare normală;

- fig. 2, graficul evaporării apei, care, conform invenţiei, prevede adiţia fracţiei coloidale alcaline (fracţiei de proteine) în asociere cu melasa: momentul de timp 1 oră indică starea iniţială fără dozare, din momentul de timp 2 ore se relevă o influenţă semnificativă a adiţiei, conform invenţiei, asupra evaporării apei, după sistarea adiţiei valorile revin la starea normală;

- fig. 3, reprezentare geografică a dependenţei eliminării TOC de cantitatea de fracţie coloidală alcalină (fracţiei de proteine) adiţionată;

- fig. 4, schema preferată de realizare a instalaţiei, cu un dispozitiv 200 de uscare a borhotului, un dozator 210 pentru adiţia fracţiei coloidale alcaline în borhot, o conductă 150, un dispozitiv 120 de separare a fracţiei coloidale alcaline obţinute la limpezirea zemii de difuziune a sfeclei de zahăr.

Exemplu de uscare a borhotului de sfeclă de zahăr cu conţinut redus de substanţe nocive

În procesul de obţinere a zahărului la fabricile de zahăr fracţia coloidală alcalină de substanţe nezaharate, separată la treapta de limpezire a zemii cu centrifuga de decantare, se adiţionează în borhotul presat stors cu puţin înainte de a fi introdus în uscătorul cu tambure rotative în punctul de dozare cu amestecătorul elicoidal, care este instalat anterior de uscătorul cu tambure rotative.

Uscarea s-a realizat cu cantităţi variate de fracţie coloidală, care se adiţiona începând cu 0,1 kg s.u. pentru 100 kg de sfeclă. În unele experimente fracţia coloidală se amesteca cu borhotul presat în asociere cu melasă. Uscarea se realiza printr-un procedeu cunoscut.

S-a constatat o reducere semnificativă a conţinutului de praf în gazele de evacuare de la dispozitivul de uscare.

Este relevantă o reducere esenţială (până la 50%) a conţinutului de compuşi carbonici organici volatili în gazele de evacuare de la dispozitivul de uscare. Reducerea maximală în seria aceasta de experimente a constituit adăugarea de la 0,2 până la 0,4 kg s.u. pentru 100 kg de sfeclă. De exemplu, conţinutul de TOC în gazele eliminate se reduce de la valoarea etalon de 0,095 kg de TOC pentru 1 tonă de sfeclă până la 0,070 în cazul adiţiei a 0,4 kg s.u. Creşterea ulterioară a cantităţii de fracţie coloidală alcalină adiţionată ce depăşeşte 0,8 kg s.u. pentru 100 kg exercită efect nefavorabil.

S-a constatat o reducere considerabilă a conţinutului de SO2 în gazele de evacuare de la dispozitivul de uscare. Reducerea maximală în seria aceasta de experimente a constituit de la 0,2 până la 0,4 kg s.u. pentru 100 kg de sfeclă.

După adiţia fracţiei coloidale alcaline (cu sau fără melasă) în cantitate de 0,16 kg s.u. pentru 100 kg de sfeclă s-a înregistrat o creştere a evaporării apei cu 14…18%, totodată conţinutul de substanţe uscate (în % absolute) în borhotul uscat a crescut cu 4…5 procente.

În plus, în experimente se putea constata că necesitatea primară de energie, calculată în kW pentru o tonă de sfeclă (s.u.), pentru realizarea aceluiaşi grad de uscare, poate fi redusă prin adiţia fracţiei coloidale cu circa 9%. În acest caz doza efectivă este în intervalul de la 0,2 până la 0,4 kg s.u. pentru 100 kg de sfeclă.

Exemplu comparativ

În următoarele experimente la uscare se adăugau alte medii:

melasă (80% s.u.),

vinasă,

melasă alcalinizată cu apă de var,

melasă alcalinizată cu NaOH,

borhot de la procesul de obţinere a bioetalonului.

Efecte avantajoase semnificative, relevate pentru fracţia coloidală alcalină, nu au fost constatate în nici una din variantele menţionate.

1. GB 470797 A 1937.08.23

2. BE 1006318 A6 1994.07.19

3. EP 0058651 A1 1982.08.25

4. GB 1590068 A 1981.05.28

5. DE 3206518 A1 1983.09.01

6. DE 3028366 A1 1982.02.25

Claims

1. Procedeu de uscare a borhotului de sfeclă de zahăr, care include adiţia în borhot a fracţiei coloidale alcaline obţinute la limpezirea zemii de difuziune a sfeclei de zahăr, selectate din substanţele nezaharate, amidon coloidal, celuloză coloidală, pectină coloidală, hemiceluloză coloidală, lignină coloidală, proteine coloidale şi amestecul acestora, şi uscarea borhotului.

2. Procedeu, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că fracţia coloidală alcalină se adiţionează în asociere cu melasa obţinută la extragerea zahărului din zeama de difuziune a sfeclei de zahăr.

3. Procedeu, conform revendicării 1 sau 2, caracterizat prin aceea că fracţia coloidală alcalină este adăugată în borhot în cantitate de 0,1…0,8 kg substanţe uscate pentru 100 kg borhot.

4. Procedeu, conform uneia din revendicările 1-3, caracterizat prin aceea că fracţia coloidală alcalină se obţine prin precipitarea şi/sau coagularea şi, la necesitate, prin separarea mecanică şi/sau fizică nemijlocit din zeama de difuziune a sfeclei de zahăr.

5. Procedeu, conform revendicării 3, caracterizat prin aceea că fracţia coloidală alcalină se obţine după etapa de predefecare, prevăzută la limpezirea zemii, din zeama predefecată.

6. Procedeu, conform revendicării 3 sau 5, caracterizat prin aceea că fracţia coloidală alcalină se obţine la etapa de defecare principală, prevăzută până la limpezirea zemii.

7. Procedeu, conform uneia din revendicările 3-6, caracterizat prin aceea că precipitarea şi/sau coagularea fracţiei coloidale alcaline este facilitată prin adiţia unui agent floculant.

8. Procedeu, conform uneia din revendicările 3-7, caracterizat prin aceea că fracţia coloidală alcalină se separă cu, cel puţin, un dispozitiv selectat din decantor static, centrifugă de decantare, centrifugă cu talere, separator cu talere şi filtru-presă cu membrană.

9. Aplicarea fracţiei coloidale alcaline, obţinută la limpezirea zemii de difuziune a sfeclei de zahăr, în calitate de substanţă tehnică auxiliară la uscarea borhotului, prin procedeul definit în revendicările 1-8, pentru accelerarea evaporării apei şi creşterea conţinutului de substanţe uscate în borhotul uscat.

10. Aplicarea fracţiei coloidale alcaline, obţinută la limpezirea zemii de difuziune a sfeclei de zahăr, în calitate de substanţă tehnică auxiliară la uscarea borhotului, prin procedeul definit în revendicările 1-8, pentru micşorarea temperaturii la intrare în dispozitivul de uscare.

11. Aplicarea fracţiei coloidale alcaline, obţinută la limpezirea zemii de difuziune a sfeclei de zahăr, în calitate de substanţă tehnică auxiliară la uscarea borhotului, prin procedeul definit în revendicările 1-8, pentru reducerea eliminării de carbon organic total în aerul de evacuare la uscarea borhotului.

12. Instalaţie pentru uscarea borhotului de sfeclă de zahăr, conform procedeului definit în revendicările 1-8, care include un dispozitiv (200) de uscare a borhotului dotat cu un dozator (210) pentru adiţia fracţiei coloidale alcaline în borhot, unit printr-o conductă (150) cu un dispozitiv (120) de separare a fracţiei coloidale alcaline obţinute la limpezirea zemii de difuziune a sfeclei de zahăr.