ISBN: 3-87040-103-6

Text
                    2/2013

САХАР и СВЕКЛА

Хранение сахара

Контроль выпаривания

Образование красящих веществ

Свекловичная меласса

Логистика и транспорт свеклы

Локализация и размеры кагатов

Быстро и надежно...

В соответствии с индивидуальными потребностями заказчика
мы координируем техническую поддержку и направляем наших
специалистов-наладчиков для обслуживания Ри1зсМ®-оборудования и
двухшпиндельных Stord-прессов.

Запасные части для Putsch®- и Stord- оборудования резервируются,
а растаможенные быстро доставляются в Воронеж и надежно
инсталлируются -

Близость к заказчику и технологические ноу-хау -
вот наши преимущества.
Воспользуйтесь ими,
обращайтесь к нам!

Наши квалифицированные сотрудники в Москве и в новом сервисном
центре в Воронеже быстро и компетентно обслуживают заказчиков из
стран Евразийского Таможенного Союза и сопредельных государств.
Мы являемся надежным партнером, который своевременно реализует
проекты по строительству новых и модернизации действующих
сахарных заводов.

www.putsch.com

In Deutschland: ® +49 / 23 31 / 3 99 -1 31

в России:	® +7 (495) 646 26 19

Stord:	« +47 55 98 40 20

Гао-

Fax: +49 / 23 31 / 3 99 3610 info@putsch.com

Fax: +7 (495) 646 26 19 inforussia@putsch.com

Fax: +47 55 98 40 21 info@stord-international.no

Содержание Технология Альтернативная концепция силоса для хранения сахара* 5 Контроль выпаривания на сахарном заводе с целью предотвращения образования красящих веществ* 15 Свекловичная меласса - обессахаривание, состав, свойства и возможности практического исплользования 26 defoamer - technology Сельскохозяйственная техника Значение хорошего планирования производственного сезона в логистики транспорта на основании наблюдений 2011 года 39 От сахарной промышленности ROPA открыла новый сервисный центр в Украине 44 Актуальное Валентин Павлович Щуцкий (1939-2013) 25 Юбиляру - Скорик Константин Дмитриевич 38 Сахарная кампания 2013/14 гг. и новости стран Восточной Европы 45 ▼. Bartens САХАР и СВЕКЛА Редакция и издательство: Издательство «Др. Альберт Бартенс КГ», Люкхоффштрассе 16,14129 Берлин (Германия), Тел.: +49 30 803 5678, Факс: +49 30 803 20 49, e-mail: sveklovod@bartens.com ООО «Издательство Бартенс», ул. Сенкевича 11, 69-100 Слубице (Польша) Редакция: д-р Юрген Брунс, Мария Готхан Реклама: Действующий прейскурант № 4 от 1.07.2010 г. Маркетинг и реклама: Мария Готхан, Гартенштрассе 52, 15749 Миттенвальде (Германия/Польша), Тел./Факс: +49 33764 62668, Моб. тел.: +48 608 029 526, e-mail: sveklovod@bartens.com Верстка: Издательство «Д-р Альберт Бартенс КГ», Люкхоффшстрассе 16, 14129 Берлин (Германия), Тел.: +49 30 803 56 78 Типография: Drukarnia Beyga, Nowy Tomysl (Польша) ISBN 3-87040-103-6, ISBN 978-83-920220-7-7 Все права сохраняются. Каждое использование материалов, выходящее за рамки авторских прав, без согласования с издательством, недопустимо и наказуемо. Это особенно относится к тиражированию, микрофильмированию и записи в электронном виде. Редакция не несет ответственности за содержание объявлений и реклам. DEFOSPUM Пеногасители DEFOSCALE Средства для предотвращения накипи DEFOFLOC Флокулянты DEFOSPUM Вспомогательные средства для варения DEFORMIN Дезинфицирующие средства DEFOSOL Эмульгаторы Наш гибкий коллектив с многолетним опытом всегда готов предоставить вам необходимую информацию. Мы являемся специалистами для требуемых задач. DEFOTEC GmbH Виго Krefeld Tel.: + 49(0)2151 1546024 Fax: + 49(0)2151 1546028 Виго Wermelskirchen Tel.' + 49(0)2196 82923 Fax. + 49(0)2196 974219 info@defotec.de Bollinghausen 20 D-42929 Wermelskirchen
Альтернативная концепция силоса для хранения сахара* Петер-Дирк Бергерхоф Идеальной концепции силоса для каждого конкретного случая пока еще не придумали. Общих рекомендаций для определенной конструкции силоса не существует, поскольку требования и соответствующие условия меняют- ся для каждого места расположения. Тем не менее, с помощью матрицы для принятия решений можно выработать подходящее решение, которое учиты- вает интегрирование силоса в общую систему, условия работы персонала и его безопасность, величину капита- ловложений и эксплуатационных за- трат и, естественно, не в последнюю очередь, осторожное обращение с сахаром. Целью при этом является обеспечение качества, т.е., длительно- го срока хранения при минимальных потерях сахара без образования от- ложений и комков и при сохранении размеров кристаллов в смеси (грану- лометрического состава). На практике доказали свою пригод- ность силоса емкостью до 80 000 т сахара, для которых рекомендуется обеспечивать обогрев стенок. Вышеу- помянутое смешивание кристаллов с различными размерами можно умень- шить уже за счет правильного выбора распределительных устройств для за- грузки силоса. Для выгрузки силоса заслуживает внимания концепция ис- пользования воронок. Применение для выгрузки вибрирую- щего днища как, например, в судах-су- хогрузах, могло бы быть альтернати- вой, однако, до настоящего времени, мало применяется в сахарной про- мышленности. Ключевые слова: сахар, хранение, силос 1 Безопасность эксплуатации силоса для хранения сахара Сахар, как сыпучий продукт, хранит- ся бестарно в специально разрабо- танных для этого продукта силосах. Требования к конструкции силоса варьируются в зависимости от физи- ческого состояния подаваемого про- дукта - сухой/кондиционированный или не кондиционированный. 1.1 Охрана труда За последние 3 года в Европе, к со- жалению, имели место несчастные случаи со смертельным исходом при осмотре силосов в сахарной промыш- ленности. В инструкции Общества страхователей «Резервуары, силоса и тесные помещения: Проведение работ в резервуарах, силосах и тесных по- мещениях» [1] приведены все важные правила для безопасной работы в си- лосах. Целью при проектировании но- вого силоса должно быть, среди про- чего, и исключение необходимости осмотра силоса перед его окончатель- ной выгрузкой. Основные опасности при осмотре не выгруженного силоса сахара пред- ставлены на рис. 1. * Доклад на общем собрании Союза немецких сахаро- техников (VDZ), 15-16 мая 2012 г., г. Магдебург 1.2 . Безопасность эксплуатации Целью при проектировании сило- са должна быть, наряду с экономи- ческими показателями, безопасная, полностью авто- матизированная эксплуатация. Чтобы свести к минимуму опас- ности для пер- сонала, к кон- струкции силоса необходимо за- дать специаль- ные требования как к техниче- скому оборудо- ванию, так и к сохраняемому продукту. Для исключения необходимости осмотра не вы- груженного си- лоса, требует- ся, чтобы силос можно было вы- гружать без по- сторонней помо- щи. Перед осмотром выгружаемого силоса необхо- димо выполнить соответствую- щие мероприятия; так, технические устройства, представляющие опас- ность для персонала, перед осмотром необходимо выключить или заблоки- ровать. За счет добросовестной кон- СОВРЕМЕННАЯ КОНЦЕПЦИЯ РАЗВИТИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ обследование предприятия разработка технических решений технико-экономическое обоснование проекта разработка конструкторской и проектной документации строительные и монтажные работы комплектация и поставка оборудования автоматизация процессов пуск и наладка оборудования, обучение персонала ООО “Теллоком” ул. Ахматовой, 16-Б, г. Киев, Украина, 02068 тел.: +(380 44) 496 3702, факс: +(380 44) 496 3703 e-mail: info@teplocom.kiev.ua http://www.teplocom.kiev.ua
Рис. 1. Возможные опасности при работах в резервуарах и тесных помещениях (источник [1]): 1 - недостаточные меры для спасения, плохая страховка от падения; 2 - слишком узкий люк для доступа, неудов- летворительные пути спасения; 3 - опасность завалов; 4 - опасность погружения в сыпучий материал; 5 - опасность от механизмов цепции и конструкции оборудования это требование должно быть хорошо выполнено. Полное опорожнение силоса без не- обходимости его осмотра, напротив, создает сложные противоречия в тре- бованиях к конструкции силоса, для устранения которых имеются различ- ные проектные решения. 2 Требования к силосу 2.1 Основные задачи К важнейшим пунктам каждого про- ность объекта и окружаю- щей среды; - величина ин- вестиций и эксплуатаци- онных затрат. Эти соображения привели к соз- данию силосов с различными ти- пами конструк- ции. При каждом проектирова- нии определяют собственные ос- новные задачи и часто ищут ком- промиссы. Наи- более важные требования сле- дующие: - сахар должен храниться длительное время; - потери (вто- ричная пере- работка) должны быть минимальны- ми, а лучше всего - полно- стью отсут- ствовать; - спектр размеров кристаллов в смеси должен сохраняться; т.е., не должно происходить перемешива- ние при загрузке, хранении и вы- грузке, особенно это относится к специальным видам продукции; - численность персонала должна поддерживаться на минимально возможном уровне, безопасность персонала находится на переднем плане. Поскольку при работе в три смены 7 дней в неделю требуется большая численность работаю- щих, которые не всегда без про- блем могут выполнять работы на заводе, то здесь особенно есть о чем задуматься. 2.2 Обеспечение качества Сахар должен быть подготовлен к хранению. Исходя из этого, сахар по- сле выработки или после первого вы- сушивания в производстве необходи- мо кондиционировать до содержания влаги 0,02 %, чтобы обеспечить его сыпучесть. При недостаточном кон- диционировании в насыпном слое кристаллы слеживаются в глыбы, ко- торые препятствуют свободной вы- грузке сахара, а в крайних случаях приводят к тому, что приходится до- бывать сахар «горняцким способом». Для кондиционирования, процесс ко- торого, согласно технологии, заканчи- вается за 72 часа на 98 %, перед сило- сом для хранения необходимо иметь так называемый силос для кондицио- нирования с объемом для продукции за трое суток (72 часа). Дополнитель- но нужна буферная емкость примерно на продукцию за одни или двое суток с целью смягчения последствий непо- ладок, которые могут возникать при последующей транспортировке. Сахарные заводы, которые сами за- нимаются и производством и сбытом сахара, инвестируют, прежде всего, в строительство силосов для хранения со встроенным кондиционированием. В них хранится сахар, выработанный во время производственного сезона и, частично, до 10 месяцев. Силоса для хранения емкостью до 80 000 т сахара доказали экономиче- скую эффективность капиталовложе- ний. Величина или емкость силоса в общем ограничивается имеющимся местом для строительства, удалени- ем от производства, строительной и физико-строительной целесообразно- стью и экономическими соображени- ями. екта силоса относятся: - бережное обращение с продуктом; - соблюдение норм для взрывоопас- ных сред; - выполнение гигиенических требо- ваний; - хорошая интеграция в объект в целом; - использование персонала и его безопасность; - необходимые затраты на безопас- Табл 1. Размеры различных вариантов силосов Общая высота без цоколя, м Диаметр, м Высота цилиндриче- ской части,м Вариант 1 61,2 44,5 57,0 Вариант 2 67,4 44,5 53,5 Вариант 3 64,0 44,5 50,2 Вариант 4 40,8 74,0 - Вариант 5 47,8 56,0 15,0
Рис. 2. Варианты конструкции силосов (слева направо): цилиндрический силос с промежуточным перекрытием, с ко- нической крышей, с крышей в форме усеченного конуса, купол - полусфера (шар), купол - цилиндрический 3 Варианты силосов Исходя из полученного опыта эксплу- атации различных вариантов силосов, сформировались определенные типы конструкции и способы хранения са- хара, которые соответствуют сфор- мулированным требованиям (Рис. 2, Табл. 1). Ниже представлены пять типов кон- структивного исполнения, которые отличаются по технологическим и конструктивным особенностям, од- нако все различаются по геометриче- ским размерам, устройству стенок, со- ответствию требованиям и величине затрат. а) Силоса имеют круглое основание и корпус цилиндрической или конусной формы. Круг соответствует естествен- ной форме основания свободно пода- ваемого сыпучего материала. Благо- даря этому при загрузке и хранении обеспечиваются определенные стати- ческие условия. На стенках нет углов, в которых остатки продукта могут задерживаться или плохо вентилиро- ваться. Цилиндрическая или конусообразная форма корпуса создает предпосылки для равномерного распределения вну- треннего давления, создаваемого сы- пучим материалом, на строительные конструкции. Ь) Конструкция стенок - подогрев стенок силоса с учетом ограничений по точке росы: сыпучий материал не укладывают в штабеля, а естественное расширение основания кучи ограни- чивается стенкой (стенкой силоса). Стенка силоса также отделяет про- дукт от окружающей среды и защища- ет от загрязнения и влаги. Еще одним важным аспектом является отделение или выравнивание температуры со- храняемого продукта с температурой окружающей среды. В средней Европе имеется значительная разность темпе- ратур между подаваемым продуктом >35 °C и окружающей силос средой <35 °C. Через стенку силоса происхо- mfo@ikb-planung.de От центрифуг до отделения отгрузки Мы разработаем Ваши сахарные проекты Техническое проектирование и консультирование в областях: сушки силосов кондиционирования транспортировки мат рассевочных установок упаковочного отделения укладки грузов н? поддоны технологии хранения материально-технического снабжения / систем бестарной погрузки налов www.ikb-planung.de I.K.B. Industrieplanung GmbH NachtigallenstraBe 15 57589 Pracht Tel : 0 26 82 - 95 24-0 Fax: 0 26 82 - 95 24-24
дит теплообмен, который приводит к тому, что содержащаяся в продук- те вода перемещается в направлении стенки и на ней конденсируется. Это вызывает слипание кристаллов са- хара и прилипание к стенке силоса. Для противодействия этому процессу стенки силоса подогревают и покры- вают изоляционным материалом (Рис. 3-6). Иногда, в зависимости от геогра- фического положения и защиты от ох- лаждения ветрами, достаточно только хорошей изоляции, чтобы выполнить требования по температуре. с) Диаметр и строительная высота си- лоса должны соответствовать: - требованиям по объемам хране- ния; - возможностям интегрирования в весь объект в целом, а также - возможностям строительной фи- зики и оборудования. Для выбора пригодной концепции си- лоса следует учитывать затраты: - общий объем инвестиций; - на каждый эффективный м3 объ- ема для хранения; - на каждый м3 сахара для закладки на хранение, хранение и выгрузку из хранилища (состоят из затрат на энергию и персонал). от пространства для хранения сахара Рис. 4. Обогрев стенок силоса, ва- риант II: 1 - двойная стенка силоса; 2 - нагревательное пространство; 3 - изоляция; 4 - обшивка Рис. 3. Обогрев стенок силоса, вари- ант I: 1 - стенка силоса; 2 - нагревательная труба; 3 - изоляция; 4 - обшивка Капитальные затраты для цилиндри- ческих силосов до основания силоса, для рассмотренных ниже пяти кон- цепций силосов, примерно одинако- вы, поскольку и требования к ним сопоставимы. Тем не менее, общие за- траты/м3 сахара оказываются различ- ными при увеличении объема сахара по отношению к общему объему. 3.1 Концепция силоса 3.1.1 Тип силоса I: цилиндрический силос с промежуточным пере- крытием Разработанные в прошлом конструк- ции силосов с различными несущими элементами позволяют выявить сле- дующие концепции (I-V) в качестве интересных вариантов. Тип силоса I (см. рис. 2, крайний слева) исполь- зуется на большинстве европейских сахарных заводах и был уже десятки лет тому назад разработан в качестве современного варианта известных складов сахара - типа силосных ям и силосов зерновых элеваторов. Этот тип силоса сооружается из металла или из бетона. В этом силосе имеется цокольное пространство для выгруз- ки сахара, отделенное бетонным дном (пространства силоса). Силосное про- странство сверху закрыто перекрыти- ем и отделено от загрузочного участка (чердачное помещение силоса). Через чердачное помещение проис- ходит заполнение силоса сахаром. Ленточным транспортером сахар по центру подается на загрузочную по- верхность и через центральное от- верстие сбрасывается в пространство для хранения сахара. В нижней части чердачного помещения силоса пред- усмотрены еще и дополнительные за- грузочные отверстия, в которые мож- но направлять сахар от центрального загрузочного устройства с помощью передвигаемых вручную рам ленточ- ных транспортеров. Когда силос заполнен (вершина ко- нуса насыпанного сахара достигает высшей точки), с помощью других за- грузочных отверстий можно продол- жать заполнение пространства силоса сахаром для того, чтобы обеспечить максимально высокую степень запол- нения. Крыша силоса и перекрытие силоса установлено свободно, за счет этого образуется достаточно большое про- странство. Экономичная величина диаметра ограничивается свободной конструкцией крыши и перекрытия. На построенном в течение 2011 г. си- лосе на сахарном заводе Тульн, Ав- стрия, реализовано экономичное ре- шение для увеличенного диаметра со свободно несущей конструкцией, за счет клееных стропильных ферм из дерева. Рис. 5. Обогрев стенок силоса, вари- ант III: 1 - бетон; 2 - электрический обогрев; 3 - изоляция; 4 - обшивка
Рис. 6. Обогрев стенок силоса, вариант IV 1 - бетон; 2 - теплый воздух; 3 - изоляция; 4 - обшивка СФОКУСИРОВАНЫ НА НУЖДАХ ЗАКАЗЧИКОВ. ОБЕСПЕЧИВАЕМ ВЫСШЕЕ КАЧЕСТВО. Имея более девяностолетний опыт производства обор/дования для обработки сахара высшего Khaccg качества, мы знаем толк ^£том. что мы делаем. Компания SilvtitWeityjlloTBeHaeT высоким стандартам качества, которое являются неотъемлемый требованием мировых брендов по производству Продуктов питания и напитков, Объем силоса образует- ся между нижней частью чердачного пространства и перекрытием цоколя. Цилиндрическую часть рассчитывают, исходя из требуемого объема для хра- нения и с учетом строитель- ных и геолого-физических ограничений. По диаметру цокольное пространство примерно соответствует внутреннему диаметру про- странства силоса. Перекрытие цоколя сило- са предназначено для вы- грузки сахара через много- численные выгрузочные отверстия, закрываемые заслонками. Выгрузка начи- нается через центральное отверстие на стационарный транспортер. Когда поверхность сахара понизится до такого уров- ня, что сахар больше не сы- пется под углом естествен- ного откоса под действием силы тяжести, то опорож- нение силоса продолжают через другие отверстия. Для этого ленточный транспор- тер вручную устанавлива- ют под соответствующее отверстие, и сахар направ- ляют на транспортер вы- грузки. При таком способе работы следует обращать внимание на то, чтобы вы- грузочные отверстия ис- пользовались попеременно с целью обеспечения по возможности равномерно- го снижения уровня сахара. Следует избегать образова- ния в силосе односторон- него откоса, задняя сторо- на которого опирается на стенку силоса, поскольку цилиндр силоса не рассчи- тан на эту нагрузку. Перекрытие цоколя силоса не установлено свободно, его поддерживают колонны, опирающиеся на основание цоколя. Поэтому простран- ство для перемещений транспортного оборудо- вания сильно ограничено. Разработанные механизи- рованные устройства для выгрузки весьма дороги и требуют значительного тех- нического обслуживания. В противном случае рабо- ты приходится выполнять вручную с помощью упо- мянутой вспомогательной ИМПУЛЬСНЫЕ ЦЕНТРИФУГИ ЦЕНТРИФУГИ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ Vfy SILVER WEIBULL ® SILVER WEIBULL SWEDEN AB info@silver-weibull.se I www.silver-weibull.se
техники. Окончательная выгрузка остатков сахара проводится вруч- ную, для этого необходимо опускать персонал в пространство для хране- ния сахара. Остатки сахара сгребают лопатой в выгрузочные отверстия. Хотя при загрузке и выгрузке приме- няются упомянутые вспомогатель- ные механизмы, имеет место значи- тельное образование пыли и потери продукта. 3.1.2 Тип силоса II: конусная крыша Этот тип силоса (см. рис. 2, 2-й сле- ва) следует рассматривать как даль- нейшее развитие конструкции силоса типа I. Принимаются во внимание следующие цели: - возможно высокая степень ис- пользования пространства; - автоматизированное обслужива- ние; - снижение образования пыли и - предотвращение потерь продук- ции. При такой конструкции «работа в за- пыленных условиях, без ясной види- мости через окна, частично в одиноч- ку, без сопровождающего персонала» не требуется. Персонал может рабо- тать эффективно, занимаясь интерес- ной и для человека и для предприятия деятельностью. Крыша силоса (см. тип силоса I) и перекрытие простран- ства силоса выполнены предыдущей формы. Цилиндрический корпус си- лоса переходит в коническую форму до верхушки силоса. В верхней части расположены транспортные меха- низмы для загрузки силоса. Кониче- ский корпус (крыша) имеет меньший наклон по сравнению с ожидаемым углом естественного откоса загружа- емого продукта, чтобы соединитель- ная конструкция «цилиндр - конус» не касалась сыпучей массы. Цилин- дрическая часть пространства сило- са выполняется из стали или бетона, коническая часть - «крыша» силоса - из стали или деревянной несущей конструкции. Верхняя часть силоса представляет собой стальную кон- струкцию с изолирующей обшивкой. В центре пола верхушки силоса на- ходится загрузочное отверстие. Через которое пространство силоса посто- янно вентилируется. Благодаря конической форме кры- ши возможна реализация силоса с Рис. 7. Изменение среднего размера кристаллов при выгрузке силоса с цен- тральной загрузкой (показано схематически) [2] большим диаметром, чем для типа В настоящее время максимальный целесообразный диаметр конструк- ции ограничивается механическим устройством «шнек для удаления остатков сахара». При выборе высоты цилиндрической части руководствуются требуемым объемом для хранения, а также геоло- го-физическими и строительно-физи- ческими условиями. Пол пространства силоса (перекрытие цоколя) снабжен расположенными в линию отверстиями для выгрузки, через которые сахар отгружается из силоса. В зависимости от конструк- ции транспортных механизмов для выгрузки, цоколь силоса состоит, по меньшей мере, из одного канала для транспортера с возможностью его об- хода. Сахар под действием силы тяжести сначала высыпается через располо- женное по центру выгрузочное отвер- стие, пока откос воронки из сахара не приблизится к отводу так, что само- стоятельное высыпание сахара ста- нет более не возможным. После этого расположенные в линию выгрузочные отверстия начинают открывать одно за другим по определенной системе (с учетом статической нагрузки на со- оружение) до тех пор, пока в силосе не останутся лишь конусообразные горки сахара. Остатки сахара в сило- се выгружаются с помощью шнека для удаления остатков, который пере- мещается по кругу по днищу силоса, направляя сахар к выгрузочным от- верстиям. Построено много силосов такого типа, до настоящего времени вместимостью до 80 000 т (100 000 м3), доказавших свою эффективность при эксплуата- ции. 3.1.3 Тип силоса III: крыша в форме усеченного конуса Этот тип силоса (см. рис. 2, в середи- не) создан в результате стремления использовать все преимущества сило- са типа II и оптимизировать содержи- мое пространства и структуру сохра- няемого продукта. Показано, что при центральной за- грузке сахара при заполнении проис- ходит разделение продукта по разме- рам кристаллов. Чем больше разница в содержании мелких, средних и круп- ных кристаллов, тем больше крупные кристаллы, согласно физическим за- конам (подъемная сила и сопротив- ление качению), скатываются по на- правлению к основанию склона. За счет этого происходит разделение от периферии к центру от крупных фрак- ций к мелким (рис. 7). При выгрузке сахара до образования воронки сначала в отгружаемую массу попадает меньше крупных кристал- лов. К концу выгрузки силоса, есте- ственно, поступает больше крупных кристаллов. Это не оказывает влия- ние на качество сахара как таковое, но влияет, однако, при последующей переработке, мешая «рассеву и го- товой продукции». Отчасти нельзя предложить определенные фракции в нужном количестве. Для предупреждения этого в сило- се типа III делают круговую загрузку. На полу верхней части силоса непре- рывно вращается в горизонтальной плоскости конвейер, установленный под подающим транспортером. Этот конвейер забирает сахар от подающе- го транспортера и непрерывно за- гружает сахар по кругу через щель в перекрытии. Окончательная загрузка проводится через расположенное в
центре загрузочное отверстие. Ис- пользование перестроенного про- странства оптимизируется за счет по- вышения степени заполнения. Показано, что, благодаря постоянно- му перемещению круговой загрузки, распределение кристаллов по разме- рам в сыпучем материале сохраняет- ся, либо изменяется в незначительной мере. Одновременно с этим, круговое распределение в начале загрузки сра- зу покрывает сахаром дно силоса, что является преимуществом при осу- ществлении процесса кондициониро- вания. Увеличение затрат на модернизацию верхней части силоса оправдано уве- личением степени использования объема силоса, а также повышением безопасности производства, облегче- нием рассева и упаковки. 3.1.4 Тип силоса IV: купол - полу- сфера (шар) Этот тип силоса (см. рис. 2, 2-й спра- ва) по своим функциям соответствует силосу типа II. Конструктивное ис- полнение соответствует полусфере. Корпус силоса и крыша силоса пред- ставляют собой одно целое и соеди- няются без перехода. Несущая кон- струкция выполнена из железобетона, изолирована полиуретановой пеной и закрыта снаружи водонепроницае- мой пленкой. Верхняя часть силоса по строительному решению и работе со- ответствует силосу типа II и изготов- лена из стальной конструкции. Пол пространства силоса такой же, как и в силосах типа II и III, с расположенным под ним каналом для выгрузки. Этот тип силоса также известен несколько десятилетий и в Европе и за океаном; реализован много раз. С течением лет вносятся изменения в конструкцию и механизмы для выгрузки. Интересен этот тип сооружения тем, что наряду с меньшими капитальны- ми затратами - особенностью являет- ся то, что объем для хранения доста- точно значителен при относительно невысоком сооружении: общая вы- сота ~ И диаметра + высота верхней части силоса. Диаметр корпуса силоса и объем для хранения в то же время ограничивается существующей техни- кой для выгрузки. Что касается рас- пределения кристаллов по размерам, то оно соответствует загрузке сыпуче- го материала в силосах типа I и II. 3.1.5 Тип силоса V: купол - цилин- дрический Этот тип силоса (см. рис. 2, крайний справа), является ответом на вопрос о величине объема для хранения при заданном диаметре основания силоса. Преимущество типов силоса II и III по сравнению с типом силоса IV здесь получают за счет редуцирования ци- линдрического корпуса силоса IV в системе стенка-крыша. При переходе цилиндр-конус содержимое силоса возрастает при увеличении высоты цилиндрической части. Между корпу- сом силоса и конусным куполом нет уступа. Оболочка силоса от основания до верхушки силоса плавно без сты- ков сооружается «за одну заливку». Функционирование этого типа сило- са соответствует силосу II, однако, за исключением конструктивных осо- бенностей шарообразной конструк- ции силоса, более короткого времени строительства, которое в значитель- ной мере зависит от погодных усло- вий, и относительно более выгодных капитальных затрат. При увеличении высоты цилиндрической части сило- са, однако, растет стоимость строи- тельства. Для достижения дальнейших улуч- шений можно использовать верхнюю часть силоса по типу III. За счет этого можно лучше контролировать распре- деление кристаллов по размерам во время загрузки, а при выгрузке полу- чать гомогенный сыпучий продукт. Полезная вместимость по сыпучему материалу до верха силоса дополни- тельно увеличивается за счет децен- трализованной загрузки. Что касается силоса в форме купола, то в последнее время все больше об- суждается допустимая ширина тре- щин в бетоне и ограничения по их ширине. Поскольку эта строительная форма обычно не является предвари- тельно напряженной, то возникают трещины с шириной больше, чем в предварительно напряженном бетоне. Строители, тем не менее, сообщают, SWECO We put technology in motion.™ www.iweco.com kifo**weco.com SWECO, мировой лидер в области разделения частиц на фракции, оборудование широко примененяется в сахарной промышленности и в производстве удобрений ^^V^SWECO, world leader in particle separations and with A. many references in the sugar and fertilizer industries Яш Впечатляющая производительность. Распространен по всему миру. Legendary performance. Worldwide presence.
что выдерживаются предписания Ев- ропейских норм в 0,4 мм. В какой мере разница в ширине тре- щины в 0,2 мм в сооружении показа- тельного силоса для сахара вообще оказывает влияние, будет выяснено в ближайшем будущем техническим факультетом. («Трещины в бетоне не являются дефектом, если ширина тре- щины не превышает заданную пре- дельную величину» [3]). 3.2 Кондиционирование Чем выше чистота продукта, тем мень- ше необходимое содержание влаги для достижения равновесной влажности. - При понижении относительной влажности воздуха (например, при повышении температуры хране- ния) продукт «дополнительно под- сыхает», при этом возникает опас- ность образования корки/комков. - При повышении относительной влажности воздуха (например, при охлаждении во время транспорти- ровки к потребителям) возрастает опасность увлажнения. - Не изменяющиеся условия от суш- ки до доставки потребителю обе- спечивают качество сыпучего про- дукта (сыпучесть [4]). 3.2.1 Работа устройств для конди- ционирования Фаза предварительного прогрева (вентиляция силоса при примерно 30 °C): для прогрева на основании опы- та достаточно 2-3 суток. Подаваемый воздух должен быть уже кондициони- рован, т.е., величина относительной влажности воздуха должна находить- ся в тех же пределах, что и в процессе кондиционирования сахара. Фаза загрузки (циркуляционный воздух с температурой примерно 25-30 °C и максимальной относитель- ной влажностью 30 %): Регулирование количества циркулирующего воздуха осуществляется путем изменения чис- ла оборотов вентилятора. При увели- чении высоты заполнения число обо- ротов вентилятора соответственно повышают по мере роста потери дав- ления в слое сахара до тех пор, пока не будет обеспечено нужное количество подаваемого воздуха. Во время проветривания силоса и че- рез 72 часа после окончания процесса Рис. 8. Подготовка и распределение воздуха проветривания воздух кондициони- руют до указанных выше значений параметров. При этом риск образо- вания так называемых «гнезд влаги» в сахаре сводится к минимуму. Тем- пература точки росы нигде не превы- шается, а процесс кондициониро- вания проводит- ся до требуемого остаточного со- держания влаги в сахаре. После процесса конди- ционирования содержание вла- ги в кристаллах сахара должно оставаться ста- бильным. Последующее кондициониро- вание: Когда са- хар уже высушен и новый сахар в силос не подает- ся, можно умень- шить количество воздуха, пода- ваемого в силос. При соответству- ющих погодных условиях можно подавать до 100 % свежего воздуха. После прове- тривания и кон- диционирования силос необходимо регулярно проветривать. При прове- тривании следует обращать внимание на то, чтобы относительная влажность воздуха внутри силоса не снижалась слишком резко для сведения к мини- Сушка свекловичного жома паром Разумный способ сушки! Экономия энергии более 90 % Отсутствуют выбросы летуч.-х органических соединений и ыт В одной сушил иной уст.тн.о-е в., фи= .ется богее 70 т/час воды К^мг ания EneDry и -то ытр бо .1 богсе Зй лет Можетт->к*е и.с -г: оюатьс* для суше и барды ср и .рейн--.и вещес|; ’-и (DDGr) Большее снижен teeu^pix в СО2 по срс.н. ••то с другими • - чи’ал вложения-ли EnerDry ApS www.enerdry.dk Korgevejen 167 Dx ?- Ю Vгитр, Denrr Л Phone +45 45 26 04 40 Fax +45 45 26 04 44
Рис. 9. Принцип выгрузки с малыми остатками (I) Рис. 11. Дно силоса, полностью состо- ящее из выгрузочных отверстий Рис. 10. Принцип выгрузки с малыми остатками (II) муму риска разрядов статического электричества. Наряду с подготовкой воздуха (Рис. 8), важным аспектом кондиционирования является распре- деление воздуха. Невысокая скорость воздуха и большая площадь распре- деления выходящего потока улучшает распределение воздуха в объеме про- дукта и предотвращает образование так называемых «гнезд», в которых са- хар кондиционируется недостаточно. Также и поддержание необходимой температуры стенок силоса играет существенную роль для предупреж- дения конденсации в зоне стенок. Это обеспечивается вышеупомянутым подогревом стенок либо соответству- ющей конструкцией каналов для рас- пределения воздуха. Наряду с предпо- сылками для стабильного сохранения продукта за счет соответствующего качества входящей продукции и хоро- шего распределения, а также кондици- онирования сахара, выгрузка сахара без остатков имеет большое значение. Выгрузка силоса по варианту I выпол- няется по принципу, показанному на рисунках 9 и 10, однако между выгру- зочными воронками остается такое большое количество сахара, что тре- буется вход персонала в силос. Кроме того, при использовании персонала при работе с выгрузочными транспор- терами в цоколе силоса требуется хо- рошее руководство, чтобы ограничить возможности ошибок при загрузке са- хара. Система, при которой все дно силоса состоит из выгрузочных отверстий, поясняется рис. 11. Между выгру- зочными конусами на несущей кон- струкции остается минимальное ко- личество, которое при осмотре силоса может быть удалено без существенно- го риска для работника. Недостатком этого решения является, тем не менее, значительное возрас- тание стоимости дна силоса и рас- положенных под ним транспортных механизмов. Из области судоходства пришло решение, которое применя- ется в сухогрузах для сыпучих мате- риалов, и делает возможным практи- чески полную выгрузку (Рис. 12 и 13). Используются вибрирующие днища, в которых вибрирующая пластина на стальной раме приводится в движе- ние двигателем с неуравновешенным ротором. Вибрирующее днище состоит из от- дельных модулей, между которыми смонтированы желоба для подвода кондиционированного воздуха. Кон- струкция с относительно небольшим наклоном днища позволяет примене- ние этого решения также и в силосах больших размеров. Выгрузка остатков с помощью шнека для окончательной выгрузки в по- Рис. 12. Вибрирующее днище для выгрузки без остатков следние годы использована во мно- гих проектах (Рис. 14 и 15). Когда, тем временем, техника рабо- тает надежно, предлагается компро-
Рис. 13. Отдельный модуль вибрирующего днища Рис. 14. Шнек для окончательной выгрузки мисс между меньшими требования- ми к цоколю силоса и затратами на приобретение, что при оценке без- опасности работ, гигиены, экономич- ности и надежности часто получает приоритет. 4 Заключение влияющих вели- чин и требова- ний к предпри- ятию. Каждый проект имеет свои собствен- ные ограниче- ния, влияющие Окончательные рекомендации по вы- бору правильной концепции силоса должны приниматься с учетом всех на принятие ре- шения. В конеч- ном итоге, при заданных обсто- Групла компаний ПКБ ЦЕНТРСАХПРОЕКТ Модернизеция и увеличение 300004, Россия, тел: +7(4872) 412758 e-mail: csp@loes.ru г Тула, а/я 1009 факс +7(4872) 416906 http /www.csp.loes.ru Проектирование и разработка новых производств и заводов Изготовление и постановка оборудования Монтаж и пусконаладочные работы Сдача объектов “под ключ” Аудиты Все от идеи b 2а Ъ Рис. 15. Принцип работы шнека для окончательной вы- грузки ятельствах, долж- на быть найдена концепция, кото- рая обеспечивает наилучшую без- опасность про- ведения работ и охрану труда, при экономиче- ски сопостави- мых затратах и выполнении тре- бований по без- опасности про- дукции и по ее качеству. Добросовест- ная подготовка при принятии решения по кон- цепции силоса с технической и торговой точек зрения являет- ся обязанностью при создании сооружения, которое имеет длительный срок службы и так важно в общем процессе производ- ства сахара и его совершенствования. Литература 1 BGR 117-1 (2005): Behalter, Silos und enge Raume - Teil l:Arbeiten in Behalter Silos und engen Raumen. Deutsche Gesetzliche Unfallver- sicherung e.V.(DGUV), Berlin 2 Mdrle-Heynisch,T. (2011): Ingenieur-Weiterbil- dung, S 28 3 Baumgart, R. (2012): Begrenzung der Rissbre- iten. Darmstadt 4 M6rle-Heynisch,T. (2011): Ingenieur-Weiterbil- dung, S 13 Адрес автора: Dr. Peter-Dirk Bergerhoff, IKB Indus- trieplanung GmbH, Nachtigallenstrafie 15, 57589 Pracht, Deutschland; e-Mail: peter-dirk.bergerhoff@ikb-planung.de
Контроль выпаривания на сахарном заводе с целью предотвращения образования красящих веществ* Мартин Брунс, Вольфганг Клостерхальфен На образование красящих веществ во время выпаривания оказывают влияние режимы очистки сока, за- коны физики и химии, конструкция, компоновка и эксплуатация выпар- ной установки. Показано влияние времени пребывания, распределения времени пребывания, величины pH и температуры. В кратком обзоре объ- ясняется влияние компонентов сока. Сообщается о положительном и от- рицательном опыте работы выпарной установки и влиянии на образование красящих веществ. С помощью кра- ткого перечня контрольных вопросов для поиска и устранения отклонений в случае образования красящих ве- ществ объясняются примеры рацио- нальной практики работы при пере- работке сахарной свеклы. Ключевые слова: выпаривание, образо- вание красящих веществ, время пребы- вания, температура, величина pH 1 Образование красящих веществ Существует три хорошо известных пути образования красящих веществ в сахарном производстве. Первый путь - это ферментативная реакция образования красящих веществ, вто- рой - не ферментативная реакция об- разования красящих, так называемая реакция Майяра, одна из наиболее важных химических реакций в химии и переработке пищевых продуктов, и третий путь - образование красящих при карамелизации. 1.1 Ферментативная реакция об- разования красящих веществ Ферментативная реакция образова- ния красящих веществ представляет собой реакцию фенольных соедине- ний, которая протекает в диапазоне pH от 5,5 до 6,5. Температура должна быть ниже 80 °C, поскольку при этой температуре фермент деактивирует- ся. Образование меланина (красящего вещества) по реакции ферментатив- ного образования красящих веществ играет роль в процессе экстракции, когда фенольные соединения окис- ляются ферментом фенолоксидазой. Время пребывания сока при экстрак- ции выше, чем требуемое время для реакции окисления фенольных со- единений. Продукты реакции - мела- Доклад представлен на симпозиуме, организован- ном Ассоциацией Андре Ван Гука, г. Реймс, Франция, 29 марта 2012 г. нины, являются нерастворимыми и удаляются на очистке сока [1]. 1.2 Не ферментативная реакция образования красящих веществ (реакция Майяра) Реакция Майяра редуцирующих са- харов и аминокислот является хими- ческой основой для формирования аромата и цвета во многих процессах пищевых производств. На механизм и кинетику этой реакции оказыва- ет влияние состав, концентрация и стехиометрия веществ, участвующих в реакции, и условия ее протекания такие, как температура, величина pH Spomasz Zamosc S.A. f \nQmOSI ZamoiiSJL Szczebrzeska 19,22-400Zamosc(Польша) Тел./Факс: +48 84-639 28 95, marketing@spomasz.biz.pl Производитель роторных барабанных сепараторов (пульполовушка для отделения пульпы/мезги воды/соков и других жидкостей). Барабанные сепараторы выполнены в стандарте из стали 304 или 316L. Мощность привода 1,5 кВт, 7,2 об./мин. с возможностью регули- ровки инвертором в диапазоне от 3,5 до 10 об./мин. Сепараторы оснащены автоматическим шкафом управления, электромагнитным запорным клапаном для промывания ситом, ручной регулировкой силы зажима скребка. Диапазон производимых барабанных сепараторов: Диаметры щелевого сита - 630 мм и 91 б мм. Длина сепараторов 1000 мм, 1500 мм, 2000 мм, 2500 мм, 3000 мм. Сепаратор тип ОВ-3,0/916x0,5 мм или присутствие кислорода и аммиа- ка. Красящее вещество представляет собой продукт реакции - меланоидин. Реакция Майяра не является един- ственной реакцией, а множеством реакций особого вида, которые в ре- зультате и дают сложную смесь мно- гих соединений. Температура и время пребывания оказывают влияние на образование красящих веществ [1-3]. 1.3 Карамелизация Карамели состоят из продуктов тер- мического разложения сахарных рас- творов с высоким содержанием сухих веществ. Они образуются в зависи-
мости от времени и (высокой) тем- пературы (выше 120 °C) в результате увеличения степени полимеризации. Величина pH может быть в широком диапазоне от 3 до 9. Для протекания реакции не требуется присутствия азотистых соединений как для реак- ции Майяра, а время реакции дли- тельное [1,2,4]. 2 Общие аспекты образования красящих веществ на выпарной установке Основной задачей работы выпарной установки на сахарном заводе явля- ется повышение содержания сухих веществ очищенного сока до концен- трации сиропа. Второй основной за- дачей является распределение тепла в виде вторичного пара между по- требителями тепла на заводе. Обе эти задачи должны выполняться при вы- полнении требования малого нарас- тания цветности сока. Образование красящих веществ может быть только сведено к минимуму и не может быть полностью исключено в условиях ра- боты выпарной станции, поскольку существуют определенные законы физики и химии, которые определя- ют изменение величины pH, устой- чивость соединений и механизмы реакций (Рис. 1). Эти условия заданы, и на них нельзя оказывать влияние ни конструкцией, ни режимами экс- плуатации. На параметры образова- ния красящих веществ можно влиять конструкцией выпарных аппаратов и компоновкой выпарной установ- ки. Параметры, которые зависят от конструкции выпарных аппаратов и компоновки выпарной установки: время пребывания сока в выпарных аппаратах, распределение времени пребывания, а также температуры по корпусам выпарной установки. По- следний параметр зависит от суммар- ной площади поверхности нагрева на сахарном заводе. Работа выпарной установки оказы- вает влияние на время пребывания и температуры сока в корпусах выпар- ной установки. В некоторых случаях можно изменять распределение вре- мени пребывания путем вмешатель- ства в регулирование хода технологи- ческого процесса. В этом контексте будут рассмотрены эксплуатационные параметры, кото- Рис. 1. Образование красящих веществ на выпарной установке рые оказывают влияние на образова- ние красящих веществ на выпарной установке. Греющий пар из ТЭЦ обычно имеет температуру около 134 °C. Темпера- тура сока в первом корпусе состав- ляет примерно 128 °C. Температура пони жается от корпуса к корпусу и, таким образом, температура сиропа в конце процесса равна 97 °C. Возмож- ные величины температуры для реак- ции Майяра находятся в диапазоне от 97 °C до 130 °C. По мнению автора, реакция Майяра является превалирующей реакцией для образования красящих веществ во время процесса выпаривания. 3 Время пребывания в выпар- ных аппаратах Во всех реакциях образования крася- щих веществ время пребывания сока Измерение времени пребывания: Выпарной аппарат со стекающей пленкой Рис. 2. Циркуляция всего объема сока в выпарных аппаратах со стекающей пленкой при высоких температурах выпарива- ния оказывает большое влияние. Если разность между цветностью очищен- ного сока и сиропа слишком большая, то определение времени пребывания является одной из мер для установле- ния причин нарастания цветности. 3.1 Расчет времени пребывания в корпусах выпарной установки Для расчета времени пребывания сока необходима следующая информация: - Диаметры секций выпарного аппа- рата со стекающей пленкой, кото- рые заполнены соком - источник: инженерно-техническая докумен- тация. - Площадь поверхности нагрева, смоченная соком - источник: ин- женерно-техническая докумен- тация. В первом, и приемлемо
точном, приближении толщина пленки сока внутри трубок может быть принята равной 0,6 мм. Это позволяет вычислить объем сока на поверхности нагрева. - Уровень сока = высоте уровня в метрах или сантиметрах в этих секциях - источник: измерения с помощью средств автоматизации процесса, наблюдения через кон- трольные стекла, оценки на основе информации из чертежей и опыта работы. - Объемный расход сока - источник: массовый и материальный балан- сы выпарной установки и измере- ния температуры. На рис. 2 показано, как может быть вычислен объем сока в каждом кор- пусе выпарки. Общий объем сока в выпарной установке определяется как сумма отдельных объемов, указанных выше. Общий объем зависит от кон- струкции оборудования и от эксплуа- тационного параметра - уровня сока в нижней секции. Диаметр этой секции должен быть возможно малым. Сред- нее время пребывания сока вычисле- но по уравнению (1): F Г'П Ч.п.оЫ где: t среднее время пребывания, с; VR п объем сока в n-м реакторе, м3; VRnout расход сока, выходящего из реактора, м3/с. Массовый и материальный баланс выпарной установки может быть рас- считан с хорошим приближением на основе анализа содержания сухих ве- ществ в пробах сока, отобранных на выходе из выпарных аппаратов. В табл. 1 приведен пример расчета времени пребывания в корпусах вы- парной установки. В третьем столбце табл. 1 приведены расчетные величи- ны для объема сока по корпусам вы- парки. В случае нормальной работы (производительность по переработан- ной свекле составляет 10 000 т/сутки) время пребывания в первом корпу- се равно 1,8 мин., а в четвертом - 8,3 мин, что является самым коротким и самым продолжительным временем пребывания в отдельных корпусах вы- парной установки. Влияние производительности по све- кле на время пребывания очень важ- но. В табл. 1 принято допущение о снижении расхода очищенного сока до 60 % от величины при нормальной работе. В случае стабильной работы все расходы сока снижаются до 60 %. Это часто происходит при техниче- ских неисправностях на заводе. Время пребывания во всей выпарной уста- новке повышается с 26 мин. до 43,5 мин. Совпадение перерывов в произ- водственном процессе с нарастанием цветности соков хорошо известно из практики работы. Наиболее критическими точками яв- ляются объемы сока с самой высокой температурой: корпус I и корпус 2. Влияние температуры на скорость об- разования красящих веществ может быть вычислено по моделям Вукова [5] или Смейкала [6]. Любое увели- чение длительности времени пребы- вания при температуре выше 120 °C сильно повышает нарастание цвет- ности. Это также справедливо для лю- бой неоднородности в распределении времени пребывания сока в корпусах выпарной установки. Если установле- сырца Технология производства сахара Технология переработки caxapa-i Гее ос 'оеоо APRO POLSKA Sp. z о.о., ul. Reja 2, 62-035 Kornik телефон: +48 61 817 И 71, факс: +48 61 819 06 66 info@apro-polska.pl, www.apro-polska.pl Биологическая очистка сточных вод Инженерные услуги и консультации Разработка технической документации Модернизация сахарных заводов Биогазовые станции Энергетика, котлы, турбины Автоматика Ваш надежный партнер для сахарной промышленности
Табл 1. Влияние массового расхода сока на время пребыва- ния в корпусах oxi jjpHvii усщнивки Корпус выпарки Расход сока на выходе, м3/час Объем сока в корпусе, м3 Время пре- бывания, мин. а) Нормальная работа, переработка свеклы 10000 т/сутки Очищенный сок 488,0 Предиспаритель 425,8 12,6 1,8 1-й корпус 339,8 12,2 2,2 2-й корпус 256,1 14,4 3,4 3-й корпус 175,3 15,0 5,2 4-й корпус 101,6 14,1 8,3 5-й корпус 88,1 7,8 5,3 Сумма: 26,1 б) Пониженная производительность, переработка свеклы 6000 т/сутки из-за технических неисправностей Очищенный сок 292,8 Предиспаритель 255,5 12,6 3,0 1-й корпус 203,9 12,2 3,6 2-й корпус 153,7 14,4 5,6 3-й корпус 105,2 15,0 8,6 4-Й корпус 61,0 14,1 13,9 5-й корпус 52,9 7,8 8,9 Сумма: 43,5 но повышенное образование красящих веществ на выпар- ной установке, то причиной могут быть проскоки сока и застойные зоны. Определение распределения времени пре- бывания по сравнению с теоретической моделью позволя- ет это проверить. 3.2 Распределение времени пребывания в выпарной где: Со начальная концентрация трассера, кг/м3; Cn(t) концентрация трассера в сосуде п в момент времени t, кг/м3. Для расчета распределения времени пребывания в про- мышленной выпарной установке требуется другая матема- тическая модель, в которой учитываются различные объ- емы сосудов и изменяющийся объемный расход от сосуда к сосуду. Математическая модель для расчета распределе- ния времени пребывания в выпарных установках сахарной промышленности опубликована Бало [9]: E„(t) = ^ = Z^expf-^ С0 /=1 V Гг,п Константы К. должны вычисляться для каждого сосуда (например, выпарного аппарата, реактора) в каскаде: Эта модель может также применяться в исследованиях распределения времени пребывания в вакуум-аппаратах непрерывного действия [10]. 3.3 Примеры расчета и измеренияраспределения времени пребывания Следующие исследования были проведены на выпарной установке сахарного завода компании Pfeifer & Langen. установке Причиной для этих исследований послужило повышенное нарастание цветности на выпарной установке. На осно- Математическая модель может быть использована для рас- чета распределения времени пребывания En(t) для каскада сосудов с перемешиванием. Уравнение (2) справедливо в случае постоянного объемно- го расхода через каскад сосудов с одинаковыми объемами (см. рис. 3) [7, 8]. E„(t) = (2) Рис. 3. Модель для расчета распределения времени пребывания. Каскад со- судов с перемешиванием с одинаковым объемом и при постоянном объемном расходе [9] вании материального и теплового баланса и технической информации по выпарным аппаратам и их работе были вычислены времена пребывания и спланированы опыты с сорбитом в качестве трассера. Исходя из предела обнару- жения сорбита в сиропе, определена масса трассера (34 кг сорбита для сахарного завода, перерабатывающего 10 000 т свеклы/сутки). Синей линией без точек на рис. 4 показаны теоретические величины концентрации трассера на выходе из первого корпуса, т.е., распределение времени пребыва- ния в первом корпусе. Красной линией с точками показаны величины для концентрации трассера (сорбита), определенные в пробах, отобранных через определенные про- межутки времени. Получено хорошее совпадение теории и эксперимента. Колебания концентрации трассера вокруг теоретических значений обу- словлено рециркуляцией в выпарном аппарате со стекающей пленкой. Это не говорит о наличии застойных зон или проскоков. График для первого корпуса показы- вает достаточно хорошее совпадение
Рис. 4. Сравнение теоретического и измеренного распределения времени пре- бывания в первом корпусе Гранулирующие установки фирмы «КАЛЬ» для сахарной промыш- ленности Время, мин. Рис. 5. Сравнение теоретического и измеренного распределения времени пре- бывания в шестом корпусе расчетных и измеренных значений распределения времени пребывания. Это значит, что оценка общего объема выполнена правильно, а сок равно- мерно обменивается во всех отдель- ных объемах, описанных выше. Если же устанавливают большую разницу между расчетом и измерением, то это значит, что части потока сока остают- ся более длительное время в условиях высокой температуры с повышенной вероятностью образования красящих веществ. На рис. 5 показано распределение вре- мени пребывания в 6-м корпусе, ко- торый является последним корпусом этой выпарной установки. (Распреде- ление времен пребывания в корпусах со 2-го до 5-го также определяли, но здесь они не показаны). Повышение измеренной концентрации трассера происходит позже, чем теоретическое. Рис. 6. Зависимость pH от температуры для чистой воды KI KAHL AMANDUS KAHL GmbH & Со. KG Dieselstrasse 5 9 Dr21465(Reifibek / Hamburg Телефон: +49 (0)4,0 727 71 0 Факс. +49 (0)40727 71 Ю mfo@amandus-kahl-group de www.akahl.ru
Это говорит о том, что выпарные аппараты со стекающей пленкой не являются сосудами с идеальным перемешива- нием. В таких аппаратах концентрация трассера на входе всегда равна концентрации на выходе и нет отдельных зон на входе и выходе. В выпарном аппарате со стекающей пленкой жидкость входит в сосуд и циркулирует через циркуляционную тру- бу, распределитель сока и греющие трубки и поступает в выходную зону, которая отделена от входа. Отклонение измеренного значения концентрации трассера от теоре- тического на рис. 5 значительно, однако нет доказательств наличия застойных зон в выпарной установке. В случае проскока и застойных зон измеренная концентрация трас- сера повышалась бы раньше и снижалась позже, чем теоре- тическая концентрация. Об этой проблеме образования красящих веществ во вре- мя выпаривания и об измерении распределения времени пребывания сообщалось в работе [11]. 4 Химические аспекты 4.1 Зависимость pH от температуры в чистой воде Влияние температуры на величину pH чистой воды хоро- шо известно [12]. На рис. 6 по оси X отложена обратная величина абсолютной температуры, а по оси У - величи- на pH. Этот график показывает, что нейтральный раствор (красная линия рН= 7 при 20 °C) становится кислым при 120 °C (pH = 5,8). Имея в виду этот факт и учитывая ус- ловия реакции для образования красящих веществ важно иметь хороший запас щелочной буферности сока. 4.2 Летучие соединения Более 90 % летучих соединений удаляются из сока на пер- вом и втором корпусах выпарной установки (см. [1]). Мо- лекулярное соотношение NH3/CO2 определяет изменения pH сока во время выпаривания. Изменение величины pH зависит от буферной емкости соков, которая определяется, прежде всего, содержанием аминокислот. 4.2.1 Поведение солей аммония после очистки сока Содержащийся в очищенном соке NH< при выпаривании распадается на аммиак и Н+. анионная выпаривание t + Н* + анионная часть I * н * часть По такому механизму величина pH сока после выпарива- ния снижается (см. [1]). 4.2.2 Поведение не извлекаемого глютамина Распад глютамина при выпаривании вызывает образо- вание небольшого количества аммиака. Основным про- дуктом является слабокислый амид аммония (ПКК: пир- ролидонкарбоновая кислота) и небольшие количества глютаминовой кислоты. Это разложение глютамина также понижает pH (см. [1]). щелочной азот Слабокислый амид NH 4.2.3 Поведение бикарбонатов после сатурации Бикарбонаты могут реагировать по двум направлениям: по первой реакции бикарбонат кальция осаждается во время выпаривания в виде карбоната кальция с выделением СО2 и воды. Са (НСО,)2 выпаривание I -------------► СаСО, I + СО2 + Н2О осаждение выделение Эта реакция приводит к образованию накипи во время вы- паривания. По второму механизму реакции в условиях выпаривания, из бикарбоната натрия в очищенном соке образуется на первой стадии карбонат натрия, СО2 и вода. На второй стадии карбонат натрия реагирует с водой с образованием каустической соды: 2 NaHCO, выпаривание» + Na2CO3 + Н2О 2 NaOH + СО2 Этот продукт реакции очень щелочной, что приводит к по- вышению величины pH. 4.3 Влияние температуры и величины pH на скорость гидролиза сахарозы Рис. 7 опубликован Атенштетом [12] в 1963 г. Красной линией показан верхний температурный предел для вы- парной установки. Разница в скорости гидролиза сахаро- зы в сахарных растворах в диапазоне pH = 8,6 и pH = 11 составляет примерно 45 %. В этом примере температура постоянна и равна 127 °C. На рис. 8 показано влияние величины pH в сочетании с температурой на скорость гидролиза сахарозы. На графи- ке представлены результаты различных авторов, которые проводили измерения при разных величинах pH и темпе- ратуры. Минимальная скорость гидролиза сахарозы почти не зависит от температуры при pH = 8. Потери из-за ги- дролиза при высокой температуре и низком pH выше, чем потери при той же температуре и высоком pH. Потери при pH = 5 и температуре 130 °C составляют 32,8 %, а потери при той же температуре, но при pH =11 равны всего 11,8 %. 5 Практические аспекты, поиск и устранение технологических отклонений 5.1 Характеристики термически нестабильного сока В тепловых условиях выпарной установки сахароза всег- да разлагается. Можно свести к минимуму потери при ус- ловии короткого среднего времени пребывания и узкой кривой распределения времени пребывания. Величина pH
Рис. 7. Влияние температуры и pH на скорость гидролиза сахарозы [13] очищенного сока должна находиться в пределах от 8,5 до 9,5 и при наличии значительного запаса по щелочности. Во время выпаривания продукты распада - глюкоза и фруктоза - не- стабильны. Они являются важным источником образования красящих веществ. Их концентрация определя- ет скорость нарастания цветности. В табл. 2 приведен обзор величин pH и содержания глюкозы и фруктозы на этапах производственного процесса от экстракции до сиропа при пере- работке сахарной свеклы. Измерения в этих полупродуктах осуществля- лось на сахарном заводе, где получали -5Д -15 -15 -2,0 -25 -3,0 -35 АО 90 °с 80% 70% 60% 10 11 12 110% 100% 140% 130% 120% -7.0 -75 -8.0 -55 Величина pH Рис. 8. Влияние температуры и pH на константу скорости гидролиза саха- розы [1] термически нестабильный очищен- ный сок в тот период производства. Очищенный сок имел pH = 9,3, цвет- ность 1100 Шив нем не обнаруже- но содержание инвертного сахара. В пробе сиропа с pH = 8,4 установлено Шнеки для жома Ленточный конвейер для свеклы Шнеки для окончательной выгрузки • Шнековые конвейеры • Ковшовые элеваторы • Ленточные конвейеры • Цепные конвейеры В й Ш) М § AMF-Bruns GmbH & Со. KG (Германия) ГА Системные решения и единичное оборудование для сахарной промышленности компании AMF-Bruns для всех участков производства Программа поставок компании AMF-Bruns: Шнеки для окончательной выгрузки Утфелераспределители Дозирующие и отсекающие органы Конвейеры для сахара-песка tui л Тел.: +49-44890-72-7100 Факс: +49-4489-72-7155 Email: info@amf-bruns.de AMF-Bruns GmbH & Со. KG HauptstraBe 101, 26689 Apen (Германия) Интернет-сайт: www.amf-bruns.de
Табл. 2. Образование красящих веществ в не термоустойчивом соке при переработ- ке сахарной свеклы Содержа- ние сухих веществ, % Вели- чина pH Цвет- ность, IU420 Содер- жание глюкозы, % по м. СВ Содержа- ние фрук- тозы, % по м. СВ Тем- пера- тура, °C Диффузионный сок 17,0 6,0 0,47 0,18 - Предваритель- ная дефекация 18,1 11,7 0,17 0,006 - Основная дефе- кация 17,6 12,2 <0,01 <0,01 - Очищенный Сбк 3 16,4 9,3 1392 0,02 0,01 - Корпус с предва- рительным выпа- риванием 18,6 9,4 1497 0,05 0,02 103 Корпус 1 А 21,7 9,5 1507 0,05 0,02 135 Корпус 1 В 25,0 9,6 2312 0,08 0,04 135 Корпус 2 28,5 9,4 3260 0,07 0,04 131 Корпус 3 37,3 9,2 4056 0,08 0,05 127 Корпус 4 47,6 9,0 5244 0,11 0,06 117 Корпус 7 А 64,9 9,2 5783 0,12 0,06 98 Сироп 71,9 8,4 5929 0,15 0,08 - нарастание цветности в процессе вы- паривания до 6000 Ш. Из табл. 2 так- же видно, что увеличение содержания глюкозы и фруктозы носит неустой- чивый характер. 5.2 Образование накипи Типичными веществами, образу- ющими накипь, являются катионы кальция, магния, алюминия, железа, калия, натрия и анионы карбоната, оксалата, силиката, сульфата и фосфа- та. Если не хотят иметь никаких про- блем с образованием накипи во время Сутки сезона Рис. 9. Перепад давления греющего пара и содержания солей кальция на 4-м корпусе выпаривания, то одним из решений может быть установка эффективно работающего умягчения сока (декаль- цинации). Другой возможностью яв- ляется применение антинакипинов с хорошей системой регулирования для дозирования. Более эффективна рабо- та с декальцинацией сока, учитывая также проблемы мутности растворов сахара. Далее приведены два примера, показывающие проблемы, возникаю- щие при работе выпарной установки. На рис. 9 показан перепад давления между 3-м и 4-м корпусами выпарной установки (правая ордината). Жест- кость или содержание солей кальция в очищенном соке указано на левой ор- динате. По оси абсцисс на рис. 9 отло- жены сутки производственного сезо- на. В начале сезона перепад давления возрастает до нормальных величин от 0,7 до 0,8 бар. После 14 суток пере- пад давления повышается до 1 бара и выше. Давление возрастает все боль- ше и больше, пока завод не вынужде- ны были остановить для очистки 3-го и 4-го корпусов выпарки. В этом слу- чае установлено присутствие большо- го количества обугленного сахара, а в накипи найден только оксалат каль- ция. После очистки установка рабо- тала нормально до окончания произ- водственного сезона. На этом заводе умягчение сока не используется. 5.3 Нарушения в работе оборудо- вания из-за неправильных параметров эксплуатации На рис. 10 схематично показан выпар- ной аппарат со стекающей пленкой. Распределение сока выделено желтым цветом. Видно циркуляцию сока, под- вод сока, отвод сока на следующий корпус, поддон для сбора сгущенного сока, пакет пластин и уровень сиропа в аппарате. Смотровое окно располо- жено между поддоном для сбора сока и пакетом пластин. На рис. 11 показаны данные от систе- мы автоматического регулирования производственного процесса. Показа- ны уровни сока в этом выпарном ап- парате со стекающей пленкой за три последовательных производственных сезона (с 2001 по 2003 гг.). Измерения уровня осуществлялось в эти три года при одинаковых заданных значени- ях. Уровень показан синей кривой. В первый год он в среднем составлял от 55 % до 60 %. На следующий сезон уровень сока на- чинался с 75 % и в течение сезона по- вышался до 83 %, а в последний сезон уровень (красная кривая) начинался с 85 %. Через 90 суток работы был по- врежден поддон для сбора сока из-за того, что уровень сока был таким вы- соким и отсутствовал зазор между уровнем сока и уровнем в поддоне для сбора сока. Мгновенное однократное испарение вызвало разрушение части поддона для сбора сока после 90 суток эксплуатации. После вскрытия выпар- ного аппарата обнаружено большое
Рис. 10. Упрощенный поперечный разрез пластинчатого выпарного аппарата со стекающей пленкой [14,15] количество обугленного сахара: не только на днище выпарного аппарата, но также и в объеме аппарата и на си- стеме распределения сока. Этот при- мер должен заставлять каждого опе- ратора выпарной установки думать об уровнях в оборудовании, поскольку высокий уровень сока в нижней части подразумевает также и длительное время пребывания и значительное об- разование красящих веществ. 5.4 Степень смачивания Обсуждая эксплуатационные параме- тры, следует рассмотреть и степень смачивания в выпарных аппаратах со стекающей пленкой. Степень смачи- вания определяется как отношение объемного расхода сока в трубе или на выходе из пакета к общей горизон- тальной длине смоченных пластин (= ширине) или к периметру всех труб соответственно. На рис. 12 показано два случая: нор- мальная толщина пленки при рацио- нальной эксплуатации и пленка жид- кости, которая настолько тонкая, что часть поверхности нагрева становит- ся сухой. На этих сухих участках про- исходит обугливание сахарозы. Для трубчатых выпарных аппаратов со стекающей пленкой степень смачива- ния должна быть от 8 до 12 л/час • см, а для пластинчатых выпарных аппа- ратов рекомендуется степень смачи- вания от 2,5 до 4 л/час см. Величины ниже 6 для трубок и 1,5 для пластин опасны: отложение накипи, обуглива- ние сахара и образование красящих веществ -весьма вероятные послед- ствия. В боле ранних публикациях (напри- мер, [17]) степень смачивания в 0,7 л/час см считалась достаточной для Вакуумные насосы - Компрессоры - Инжиниринг - Сервис NASH Вакуумные и компрессорные системы для сахарной промышленности Уже более чем 100 лет мы проектируем и производим жидкостно- кольцевые вакуумные насосы, компрессоры и специализированные системы для крайне сложных областей применения. Благодаря жидкостно-кольцевому принципу наши на- сосы и компрессоры особенно подходят для процессов с влажными, взрывоопас- ными и вызывающими коррозию газами и паровыми смесями. В производстве сахара и этанола наши вакуумные и компрессор- ные системы применяются в течение всего процесса продукции: сатурация ферментация обезвоживание вакуум-аппарат дистилляция фильтрация наполнение и опорожнение баков разжижение утфелемешалки ректификация сушка барды и мн. др. Nash - ZN der Gardner Denver Deutschland GmbH nash.de@gardnerdenver.com Katzwanger Str. 150 90461 Нюрнберг, Германия www.GDNash.com Ваш контакт в России: Тел.: +7 495 967 7611 Факс.: +7 495 967 7600
1 6 9 13 17 21 26 29 33 37 41 46 49 63 67 61 66 69 73 77 81 86 89 93 97 101 Сутки производственного сезона Рис. 11. Уровень сока в пластинчатом выпарном аппарате со стекающей плен- кой Степень _ V смачивания U V = объемный расход сока на выходе из пакета U - длина смоченных пластин или периметр всех трубок Рекомендуемая степень смачивания 8-12 л/час см 2,5-4 л/час см Трубки Пластины Ниже 1,5 л/час см Рис. 12. Пленка сока на поверхностях нагрева и рекомендации по степени смачивания в трубчатых и пластинчатых выпарных аппаратах со стекающей пленкой [16] (Источник: компания GEA Ecoflex) пластинчатых выпарных аппаратов со стекающей пленкой. В более новых сообщениях от поставщиков предла- гается минимальная степень смачива- ния равная 2,5 л/час • см. При высоких концентрациях этот тип выпарных аппаратов чувствительно реагирует на быстрые изменения отбора вторич- ных паров, что происходит при рабо- те вакуум-аппаратов периодического действия. Лоренц описывает и объяс- няет это явление [18]. 5.5 Постоянный контроль данных анализов Некоторые компоненты очищенного сока и сиропа регулярно определяют- ся аналитическим путем. Сравнение следующих показателей очищенного Опасность отложения накипи и обугливания сахара Ниже б л/час см сока и сиропа полезно для контро- ля и понимания работы выпарной станции. Необходимо следить за раз- ностью pH очищенного сока и сиро- па. Жесткость или содержание солей кальция в обоих полупродуктах не- обходимо определять и постоянно отслеживать. На этой основе можно вычислять жесткость (кальциевую и магниевую) поступающую и выхо- дящую из выпарной установки. Если разность слишком высока, то это го- ворит об отложении накипи. Также важно знать содержание инвертного сахара и концентрацию глютамина. На образование красящих веществ также важное влияние оказывают многие другие параметры: содержание инвертного сахара и глютамина не- обходимо контролировать в соках из диффузионной установки, основной дефекации, первой и второй сатура- ции. В сатурационных соках необхо- димо определять содержание мути. 5.6 Работа выпарной установки Информация о температуре и/или давлении в каждом корпусе, массовый расход и данные анализов (содержа- ние сухих веществ) позволяют вычис- лять общий коэффициент теплопере- дачи в каждом корпусе. Эти величины являются индикаторами отложения накипи. Если величины низкие, то не- обходимо проверить жесткость сока, количество кремниевой кислоты в известковом молоке, щелочность очи- щенного сока и дозирование антина- кипина. Все эти показатели оказыва- ют влияние на общий коэффициент теплопередачи, влияние на распреде- ление температур в выпарной уста- новке и, в конечном итоге, на образо- вания красящих веществ. На время пребывания оказывает вли- яние уровень сока в оборудовании, объемный расход циркулирующего сока (степень смачивания), массовый расход через выпарку и распределе- ние сока. Примеры неправильной ра- боты приведены выше. После сезона производства необходимо поискать «застойные зоны» в оборудовании и произвести очистку выпарных аппа- ратов. 5.7 Некоторые идеи относительно этапа процесса «основная дефекация» В процессе «основная дефекация» разложение амидов, снижение содер- жания инвертного сахара и аммиака должно быть по возможности мак- симально высоким для того, чтобы получить термоустойчивый сок. Это абсолютно необходимо для низкого нарастания цветности на выпарной установке. Но одно замечание: это применимо только для сахарных за- водов с традиционной очисткой соков без сульфитации, поскольку ингиби- рующий эффект SO2 хорошо известен. На второй сатурации необходимо обеспечивать полное удаление солей кальция из очищенного сока при оп- тимальной щелочности и pH в диа- пазоне от 8,5 до 9,5. Сок должен быть совершенно прозрачным, что означа-
ет полное отделение осадка от сока. Если эти требования выполняются, то достигается хорошее предупреждение отложения накипи и, как минимум, улучшение цветности сока. Условные обозначения и индексы Со Начальная концентрация трассера, кг/м1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Cn(t) Концентрация трассера в со- суде в момент времени t, кг/м3 En(t) Распределение времени пребывания (в n-м сосуде) i,k,n,m Индекс для числа реакторов/ сосудов/выпарных аппаратов К Константа Out Выход (индекс) R Реактор (индекс) t Время, с t rn Среднее время пребывания, с V Объемный расход, м3/с VR Объем реактора/сосуда/вы- парного аппарата, м3/с Благодарности Авторы выражают благодарность всем коллегам из компании Pfeifer & Langen за их поддержку при подготов- ке этой статьи. Литература 1 Pod, PW van der; Schiweck, H.; Schwartz, T. (1998): Sugar Technology.Verlag Dr. A. Bartens, Berlin 2 Imming, R.; Bliesener, К. -M.; Buchholz, K. (1994): Chemische Grundlagen der Farbstoffbildung in hochkonzentrierten Saccaroselosungen, Zuckerind. 119, 915-919 3 Kroh, L.; Fiedler, T.; Wagner, J. (2007): The formation of colored compounds in technical sucrose solution - new knowledge about their molecular basics and molecular size distribution. Sugar Industry/Zuckerind. 132, 25-32 4 Kroh, 1.(1994): Caramelization in Food and Beverages. Food Chemistry 51, 373-379 5 Vukov, K.; Patkai, G. (1981): Rechnerische Methode zur Ermittlung der aquivalenten Warmeeinwikungszeiten fiir den Zuckerabbau in Saften. Z. Zuckerind. 106,314-318 6 Smejkal, Q.; Schick, R.; Fleischer, L-G. (2008): Reaktionskinetische Aspekte der Farbbildung in technischen Saccharoseldsungen. Sugar Industry/Zuckerind. 133,144-148 7 Grassmann, P. (1967): Einfuhrung in die Thermische Verfahrenstechnik. De Gruyter, Berlin 8 Perry, R.H., et al. (1997): Perrys Chemical Engineers’ Handbook 7th ed. McGraw-Hill, New York (Section 23: Chemical Reactors) 9 Baloh, A. (1991): Energiewirtschaft in der Zuckerindustrie. Verlag Dr. A. Bartens, Berlin 10 Bruhns, M.; Sittel, G.; Schulze, T. (1992): Verweilzeitmessung an kontinuierlich arbeitenden Verdampfungskristallisatoren. Zuckerind. 117,461-465 11 Bruhns, M.; Bongers, U. (2004): Berlcht fiber die Riibenkampagne 2003 - VDZ, Zweigverein Mitte. Zuckerind. 129,333-342 12 CRC Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, Boca Raton 13 Athenstedt, M. (1963): Uber die Saccharosezersetzung in alkalischer Losung. Z. Zuckerind. 13, 563-565 14 GEA-PHE EVAplus, Evaporation Technology. http://www.gea-phe.com/themes/applications/ sugar/ 15 Niepoth, K. (2005): Spezielle Erfahrungen mit Fallfilm-Palttenverdampfapparaten in der Zuckerindustrie. Sugar Industry/Zuckerind. 130, 16-20 16 Niepoth, K.: GEA; personliche Mitteilung 17 Morgenroth, B„ et al. (1998): Die neue Platten-Fallfilmverdampfungstechnik in der Валентин Павлович Щуцкий (1939-2013) С прискорбием из- вещаем, что 16 июля 2013 года на 74-м году жизни преждевремен- но ушел из жизни бес- сменный заместитель генерального директо- ра по производственным вопросам компании «Техинсервис», известный профессионал и корифей в сахарной промышленности Валентин Павлович Щуцкий. Валентин Павлович прошел насыщен- ный и яркий жизненный путь. Он родился 4 декабря 1939 года в го- роде Попонное в Украине. В 1964 году окончил Киевский технологический институт пищевой промышленности по специальности инженер-тепло- энергетик. Валентин Павлович Щуцкий являлся хорошо известным высококвалифи- цированным специалистом в Украине и странах СНГ. Более 50 лет он зани- мался развитием сферы изготовления оборудования для производства саха- ра, спирта и биоэтанола. За все годы своей трудовой деятельности в Украи- не и бывшем СССР, Валентин Павлович был инициатором и руководителем многих масштабных и перспективных проектов развития на уровне всей страны. Валентин Павлович прошёл путь от зольщика фабрики по переработке вторичного сырья до генерального директора крупных производствен- но-инжиниринговых компаний. Был Zuckerfabrik Hohenau - Technische Abwicklung und Betriebsergebnisse. Zuckerind. 123,597-606 18 Lorenz, F. (2007): Erfahrungen mit Fallfilm- Plattenverdampfapparaten: Siidzucker AG. Sugar Industry/Zuckerind. 132,9-16 Адрес авторов: Dr. Martin Bruhns, Wolfgang Klosterhal- fen, Entwicklung/Technologie/Analy- tik, Pfeifer & Langen GmbH & Co. KG, Werk Elsdorf, Diirener Str. 40,50189 Els- dorf, Germany; e-mail: Martin.Bruhns@ pfeifer-langen.com награжден многочис- ленными грамотами и премиями, в том числе и за запатентованные изобретения в области тепло- и массообмена. Он с полной отдачей сил, знаний и опыта занимался стро- ительством, реконструкцией и модер- низацией сахарных заводов в СССР, Украине, странах СНГ и за рубежом, их техническим перевооружением, совершенствованием техники и тех- нологии свеклосахарного производ- ства. Он охотно передавал свой богатый производственный опыт и уникаль- ные знания молодым специалистам с одной целью - вырастить высококва- лифицированных кадров для сахар- ного производства. Коллеги и друзья, с которыми бок о бок на протяжении многих лет тру- дился Валентин Павлович, отмечают его не только глубокие профессио- нальные знания и опыт, а также талант мудрого руководителя, умение пер- спективно мыслить, высокую культуру общения и внимательное и чуткое от- ношение к людям, что позволило ему заслужить искреннее уважение ра- ботников сахарной отрасли во мно- гих странах. Валентин Павлович навсегда останет- ся в нашей памяти образцом предан- ного своему делу профессионала и человека с улыбкой в глазах. Коллектив «Техинсервис»
Свекловичная меласса - обессахаривание, состав, свойства и возможности практического использования Эвжен Шарка, Зденек Бубник, Андреа Хинкова, Ярослав Геблер, Павел Кадлец Несмотря на снижение производства сахара в Европе, меласса по-прежнему остается ценным сырьем для многих областей. Внедрение современной техники в сахарную технологию (на- пример, получение биоэтанола или хроматографическое разделение) означает, что технологам сахарного производства требуются различные конечные свойства и качество этого побочного продукта по сравнению с получаемым по традиционной са- харной технологии. В статье описы- ваются основные математические уравнения и результаты, полученные с помощью проверенной математиче- ской модели кристаллизации сахара при охлаждении утфеля III ступени. Большое внимание уделено подроб- ному составу и физико-химическим свойствам мелассы, знание которых необходимо как для новых, так и для существующих практических приме- нений. Ключевые слова: свекловичная ме- ласса - свойства, состав, обессахари- вание, работа на последней ступени кристаллизации, кристаллизация са- хара, утилизация мелассы 1 Введение Экологические аспекты требуют бо- лее высокой степени утилизации побочных продуктов и отходов. По- бочные продукты определенной от- расли могут быть ценным сырьем в других отраслях промышленности. Такое решение будет исключительно эффективным, особенно в тех случа- ях, когда обеспечивается более низкое потребление первичных ресурсов или энергии, снижая, таким образом, от- рицательное воздействие на окружаю- щую среду (Ваккари и др., 1994). Све- кловичная меласса является хорошим примером такого сырья. Несахара, которые переходят из из- мельченной свеклы в сок в процессе экстракции, играют главную роль в формировании содержания сахара в мелассе. Таким образом, улучшение качества сахарной свеклы (с более вы- сокой сахаристостью и более низким содержанием несахаров) снижает вы- ход мелассы. На выход мелассы, кроме качества сахарной свеклы, также ока- зывают влияние все технологические этапы производства сахара, особенно, технологическая схема и регулирова- ние отдельных операций. Целью работы на III ступени кри- сталлизации (последний продукт) на сахарном заводе является получение высокого качества сахара III для по- следующей эффективной очистки, минимизация содержания сахара в мелассе наряду с малыми затратами энергии. Работа на III ступени кри- сталлизации включает кристаллиза- цию под вакуумом, кристаллизацию при охлаждении и центрифугирова- ние для отделения мелассы от сахара III с последующей его аффинацией. Для минимизации содержания саха- ра в мелассе необходимо обеспечи- вать: - стабильный поток утфеля III сту- пени кристаллизации в батарею мешалок-кристаллизаторов с ох- лаждением и его однородное каче- ство (однородный размер кристал- лов, чистота и содержание сухих веществ); - соответствующее перенасыщение в мешалках кристаллизаторах с ох- Рис. 1. Ошибки при кристаллизации - распределение кристаллов по размерам. Слева: сдвоенные кристаллы - пустой вакуум-аппарат не был достаточно очи- щен паром; справа: вторичные кристаллические центры лаждением за счет регулирования температуры; - низкую вязкость межкристального раствора для качественного цен- трифугирования утфеля III ступе- ни кристаллизации. Однако, внедрение некоторых био- технологий таких, как производство биоэтанола, могут повлиять на ука- занные выше цели традиционной технологии сахара: либо необходимо оставлять повышенное содержание сахара в мелассе для процесса броже- ния, либо работа с III ступенью кри- сталлизации вообще исключается из производства сахара. Процессы в от- делении кристаллизации, таким обра- зом, упрощаются. Однако, при срав- нении с существующей технологией
второго поколения, пред- усматривающей получение биоэтанола, преимущества упрощения продуктового отделения завода теряются из-за того, что измельчен- ная свекла будет полностью использована (включая полисахариды клеточных стенок, т.е., целлюлозу и ге- мицеллюлозу). За исключе- нием этого, преимущества биотоплив 2-го поколения не могут служить оправ- данием, если речь идет об обеспечении и поддержке в политической плоскости, когда такая биомасса долж- на производиться на зем- лях, предназначенных для сельского хозяйства (Кайль и др., 2009). На цели обессахаривания утфеля III ступени кристал- лизации может повлиять также и применение по- следующей хроматографии. Одним из продуктов при хроматографическом раз- делении мелассы является продукт с более высокой чистотой и необходимой цветностью, поэтому не всегда требуется повышать содержание несахаров в мелассе (другими словами, более эффективно получать мелассу с более высокой чи- стотой). 2 Работа на III ступени кристаллизации 2.1 Влияние кристалли- зации при выпарива- нии на работу III сту- пени кристаллиза- ции В современных вакуум-ап- паратах обеспечивается принудительная цирку- ляция утфеля III ступени кристаллизации, а боль- шинство вакуум-кристал- лизаторов старого типа модернизированы путем установки дополнитель- ных перемешивающих устройств. Более интенсив- ная циркуляция обеспечи- вает более высокую энерге- тическую эффективность, уменьшение образования конгломератов и улучшение однородности распреде- ления кристаллов по раз- мерам. Вакуум-аппараты непрерывного типа обеспе- чивают постоянный поток утфеля на мешалки-кри- сталлизаторы с охлаждени- ем с возможностью повы- шения стандартов качества. Наиболее распространены следующие ошибки при уваривании утфеля III сту- пени кристаллизации: не- правильная заводка кри- сталлов, слишком низкая или слишком высокая чи- стота утфеля, неудовлетво- рительная очистка пустого аппарата паром (кристаллы сахара, оставшиеся на дни- ще аппарата, приводят в результате к образованию двух различных фракций при заводке кристаллов в утфеле III ступени кри- сталлизации; рис. 1, слева), неправильные заданные значения параметров для компьютерной системы ре- гулирования, а, также, не- профессиональная работа операторов и персонала ла- боратории (Рис. 1. справа). Чистота утфеля III ступени кристаллизации влияет на содержание кристаллов и на последующую кристал- лизацию при охлаждении (Шарка и др., 1997). Регу- лирование в конце увари- вания в вакуум-аппарате, например, с помощью ви- скозиметра, позволяет обе- спечивать выгрузку утфеля с требуемым содержанием сухих веществ. 2.2 Регулирование вяз- кости при уварива- нии утфеля III ступе- ни кристаллизации Утфель, поступающий в мешалки кристаллизаторы с охлаждением, в которых сахарной промышленности Используя технологии Dorr-Oliver* и Eimco® FLSmidth предлагает самые последние разработки для сахарной промышленности: • Грохот с дуговыми ситами для осветления сока и промывочной воды • Удаление песка из сырого сока и промывочной воды • Осветление сока 1 сатурации (многосекционные сгустители Dorr-Oliver) • Фильтрация 1-го обессахаренного осадка (врещающиеся барабанные фильтры Dorr-Oliver) • Осветлитель - переработка свекольной промывной воды • Новейшая интегральная система для биоочистки воды Имея болве чем 160-летний опыт внедрения и обслуживания тысяч производственных установок для сахарной промышленности по всему миру, FLSmidth поставит оборудование, полностью удовлетворяющее Вашим требованиям. Для получения более подробной информации, пожалуйста, отправьте email на doe-de@flsmidth com или посетите www.flsmidth.com JsmiDTH
проводится последующая кристал- лизация, должен иметь оптимальное перенасыщение и консистенцию. Это обеспечивается регулированием тем- пературы и разбавлением с помощью сред. На рис. 2 показано неправильное / изменение перенасыщения при рабо- те с утфелем III ступени кристаллиза- ции в случае излишнего разбавления утфеля. Эта диаграмма получена на сахарном заводе в Чехии с использо- ванием модели, подробное описание которой приведено ниже. Если содержание сухих веществ в ут- феле слишком высокое, то консистен- ция возрастает во время последующей кристаллизации при охлаждении, что вызывает потерю ньютоновского ха- рактера течения и нарушение струк- туры потока. С другой стороны, каж- дый килограмм дополнительной воды растворяет примерно 3 кг сахара при температуре 45-50 °C. Так называемые смесители, снабжен- ные вискозиметрами для непрерыв- ного измерения в процессе, применя- ются для надлежащего регулирования содержания сухих веществ в утфеле. За счет этого обеспечивается одно- родность полупродукта, поступаю- щего в мешалки-кристаллизаторы - утфеля III ступени кристаллизации. Рекомендуемая величина содержания сухих веществ в утфеле, поступающем в мешалки-кристаллизаторы утфеля III ступени кристаллизации, состав- ляет 92-93 % (Шарка и др., 1997). Эти величины определены в результате обработки данных, полученных на нескольких установках для кристал- лизации утфеля III ступени кристал- лизации. 2.3 Профиль изменения темпера- туры во время кристаллизации при охлаждении утфеля III сту- пени Скорость кристаллизации можно ре- гулировать температурой, которая влияет на коэффициент перенасы- щения. Температура также оказыва- ет значительное влияние на вязкость межкристального раствора и, по это- му, на консистенцию утфеля. Охлаж- дение в каскаде горизонтальных ме- шалок-кристаллизаторов обычно не поддается контролю. Горизонтальные мешалки-кристаллизаторы непре- Количество мешалок-кристаллизаторов Рис. 2. Неправильное перенасыщение во время кристаллизации при охлажде- нии с «нулевым эффектом». Ось X - количество мешалок-кристаллизаторов, первые две точки соответствуют исходному утфелю и утфелю после смешива- ния с водой; левая ось У - повышение массы кристаллов на этой ступени (--), т/час; правая ось У - коэффициент перенасыщения (-□-) рывного действия, снабженные эле- ментами для нагрева и охлаждения, позволяют полностью регулировать температуру. Эти кристаллизаторы разделены на независимые отдельные секции, в которых осуществляется нагревание или охлаждение. Конеч- ная температура утфеля перед цен- трифугированием должна быть около 50 °C. Важным параметром является время пребывания, которое связано со скоростью охлаждения в батарее кристаллизаторов. Пригодная ско- рость охлаждения утфеля зависит от перенасыщения, числа Грута, чистоты утфеля, температуры, вязкости меж- кристального раствора, содержания кристаллов и вязкости утфеля. 2.4 Отделение мелассы Центрифуги непрерывного или пе- риодического действия применяются для разделения утфеля III кристалли- зации. Основными преимуществами центрифуг периодического действия являются меньший переход кристал- лов сахара в мелассу, меньший абра- зивный износ сит и более высокая приспособляемость к изменяющемуся качеству утфеля (Айаххорн, 1998). С другой стороны, центрифуги непре- рывного действия работают тихо, обе- спечивают возможность обработки утфеля более низкого качества и соз- дают постоянную нагрузку на элек- трическую сеть. Важным показателем для хорошего разделения является подогрев утфеля перед центрифугированием, посколь- ку снижение вязкости межкристаль- ного раствора обеспечивает лучше разделение кристаллической и жид- кой фаз. Поэтому целесообразно при- менять сита с отверстиями 40 мкм и с большим живым сечением (10 %) для обеспечения равномерного прохож- дения мелассы через сито (Хассанен, 1992). 2.5 Модель работы на ступени III кристаллизации (последний продукт) Для оптимизации кристаллизации при охлаждении разработана новая статическая модель. Модель включает уравнения баланса для каждой стадии (секции) работы на III ступени кри- сталлизации (см. рис. 3) и учитывает баланс сахарозы в жидкой и твердой фазах. Также учитывается ввод для раскачки полупродукта такого, как от- тек или вода. Модель позволяет оценивать эф- фективность работы на III ступени кристаллизации при охлаждении не только для стандартных условий, но и при изменении технологии, напри- мер, при сбраживании на этанол или
j-этап кристаллизации при охлаждении вход: wds.co-1), qc.tj-i), r,j. mc^y, WDS,J.rtal, qj,rtal> К OKq.1), ^CKJJ-X)1 выход: ™DS.C.mlxJ, qc.mtxj, Ww.CmlxJ, qUS/W.C.mtxJ, f^Cmbjr fCmlxJ.qsa.pJr Wp,MLmlxJr wDSJJL,mlxJr qML.mlx.jr ^vj.MLmlxjr ysa.pjr Xj, fiMLJ, Уха.Ц, ™DS.ML,rrJ. ™DS.MLJ, UMLnJr Vj, OKmtxj, aj, mCKJ, tj, Aj, tsjhj, OKj при хроматографическом разделении. Параметр я.,.,,,, = w.,Jw имеет боль- шое значение для работы с утфелем III кристаллизации. Растворимость саха- розы в воде выражается числом Герц- фельда или коэффициентом раство- римости qsatp (кг сахарозы/кг воды). Растворимость сахарозы в воде, со- держащей несахара (q^ ; кг сахарозы/ кг воды), отличается от растворимо- сти в чистой воде. Отношение qsat. к qsaip называется коэффициентом на- сыщения ysat [уравнение (1)]: В областях более высоких имеет- ся линейная зависимость ysat от qNS/w: У^=т<1н5М + Ь (2) где: т, b - константы, которые зависят от свойств несахаров в растворе. В случае кристаллизации утфеля III при охлаждении коэффициент пере- насыщения у межкристального рас- твора утфеля вычисляется по уравне- нию: Рис. 3. Модель процесса кристаллизации при охлаждении IPRO ▼ Induetri^xoHM GmbH Celler Strasse 67 38114 Braunschweig, Germany www.ipro-bs.de Мы воплотим Ваши смелые замыслы в жизнь Консультация • Проектирование • Планирование • Надзор
„ =____________________________________ ^W.ML (Ь + Л1' QNS/W ) • Qsat.p (3) где: индекс ML относится к межкри- стальному раствору. Стандартное (действительное) число Грута для мелассы <JNS/We (т.е., число Грута для получения нормальной чи- стоты мелассы) вычисляется по урав- нению Вагнеровского (1982): 6(1-0.01^) ^NS/W.e -J 0.01 qsat-(m+———)-т (4) У cen 4sat,p где: усеп - коэффициент перенасыще- ния утфеля на выходе (принимается величина 1,07). Оптимальное содержание сухих ве- ществ утфеля wDS ьС для данного числа Грута зависит от чистоты согласно за- висимости: WDS,e,C — 100'<7NS/w,e 1 + £?NS/We-1W (5) Эта формула справедлива для каждой стадии в батарее кристаллизаторов. Количество добавляемого полупро- дукта ис. _ . , может быть оптими- зировано согласно рассчитанной ве- личине на основе разности между оптимальным и расчетным содержа- нием сухих веществ: Ли/ = W — W DSJ DS,C,mixJ r DS.e.CjnixJ (6) Вязкость маточного раствора после добавления полупродукта для рас- качки при температуре t (°C), как и вязкость насыщенного раствора р (Па • с), аппроксимируется согласно урав- нению Каганова (1949): log ц = х • [2240/(+68) - 6.68] - 2.7 (7) где: tML, °C - температура утфеля, а х - формальная мольная доля сухих ве- ществ, определяемая как: X =------V'/ps,ML-- (8) 1900-18-wKfML W где: wDSML - содержание сухих веществ межкристального раствора, %. Скорость кристаллизации v, г/м2-мин на ступени j вычисляется по формуле, предложенной Вагнеровким (1982 и 1982а): =* ч»,,.) • уяч- (У)-1> • V[0-25(WV] & где: к - константа, pML - вязкость межкристального раствора, Па • с, рг . - вязкость насыщенного раствора на поверхности кристаллов, Па с, а Т. - термодинамическая температура, К. Увеличение массы кристаллов , т/час, на ступени вычисляется таким образом: A/Tlj = 0.001-1/-^ (10) где: А, м2, - площадь поверхности кристаллов в утфеле, которая зависит от удельной площади поверхности а, м2/кг, и массового расхода кристаллов в утфеле: A = (и) где: Т., мин, - время задержки на сту- пени j, определяемое как: J "’c.mix.j (12) где: nij, т, - масса утфеля в кристалли- заторе/ Удельная площадь поверхности а кристаллов в поступающем утфеле зависит от средней длины кристалла согласно уравнению (13) (Бубник и Кадлец 1988): а=4.21 103// (13) где /, мм, - средняя длина кристалла в поступающем утфеле III кристаллиза- ции, следовательно: (14) где: тско , т/час, - массовый расход кристаллов, поступающих на кристал- лизацию при охлаждении утфеля III кристаллизации. Входными параметрами модели явля- ются: - коэффициенты m, b по польскому тесту (Фримль и Тиха, 1988), см. уравнение (2); - температура, измеряемая на каж- дой ступени кристаллизации при охлаждении, включая температуру на выходе; - содержания сухих веществ и чи- стота утфеля и межкристальных растворов в отдельных кристалли- заторах (wDSjreal q. геа1); - температуры, чистота и содержа- ния сухих веществ добавляемых сред (оттек, вода), места располо- жения их подводов в кристаллиза- торы; - средняя длина кристаллов, посту- пающих на кристаллизацию при охлаждении утфеля III кристалли- зации. - масса утфеля в отдельном кристал- лизаторе. Проводят оптимизационные расчеты отдельных кристаллизаторов (Рис. 3). Параметром оптимизации, который описывает текущее состояние на каждой ступени, является (wDSCm. . - WDSJ,rea|) + ^C.mlxJ ~ 9j,rea|) ’ Одновременно проверяется совокуп- ность этих параметров для всей си- стемы. Такие вычисления дают как реальные данные по вводу оттека (или воды) в отдельную ступень, так и по- зволяют определять константу к. После этого изменяют такие параме- тры, как температура и добавляемый полупродукт, и вычисляют величины вязкости и увеличения массы кри- сталлов. Модель прошла практическую про- верку на трех сахарных заводах Чехии. 3 Химический состав мелассы Сахароза, вода и несахара (другие вещества, кроме сахарозы и воды) являются основными компонентами мелассы. Для классической мелассы общее содержание несахаров обычно равно 28-33 % (по массе), из кото- рых 12-13 % - азотистые соединения, 9-10 % - безазотистые соединения и 11-12 % - зола (неорганические со- единения). Кадлец и Шарка (1977) вы- числили среднюю молекулярную мас- су несахаров мелассы в 112,6 г-моль на основе опубликованных данных. Сравнимая величина в 133,4 г-моль получена эбулиометрическими изме- рениями в технических сахарных рас- творах. Кроме сахарозы в мелассе также со- держатся и другие углеводы (Табл. 1). Меласса свеклосахарного производ- ства содержит меньше редуцирую- щих сахаров по сравнению с мелассой тростниковосахарного производства. Кроме того, содержание крахмала в тростниковой мелассе значительно выше. Из табл. 1 видно, что современ- ные аналитические методы дают более
высокое содержание углеводов, благо- даря более точному определению со- единений, по сравнению с опублико- ванными ранее данными. Состав безазотистых органических кислот в свеклосахарной мелассе Табл. 1. Содержание ^^ара ₽ свекловичной мелассе, % Сахар По данным Хигинбозема и Мак-Карти (1998)’ Прочие источники Сахароза 48,0 44,7-54,9Ь 40,5-52,6с Глюкоза 0,4 - Фруктоза 0,6 - Сумма моносахаридов 1,0 0,4d Кестоза 0,1-0,3 - Раффиноза 0,5-2,0 0,8-1,5* 1,0ь Другие олигосахариды 1,0 - Галактин 0,1-0,3 - Сумма олигосахаридов 1,7-3,6 1,3d Редуцирующие производные сахаров (не сбраживаемые) 1,0 - Гумми, крахмал, леван 1.0 - Декстран, целлюлоза 3,0 - Общие полисахариды 4,0 1,4d Воск, ванилин, лигнин <0,2 - Гекситолы, мио-инозитол, маннит 0,1-0,3 - • - Содержание пересчитано на сухие вещества мелассы 75 %; ь - Ольбрих (1963), с - Буреш и Урбанек (1978);d - Кадлец и Шарка (1977);е - Бухгольц и Брунс (1996); ’ - Бух- гольц и Шлипгаке (1991) Табл. Содержание безазотистых органических кислот в свекловичной мелассе, % Соединение По данным Хигинбо- зема и Мак-Карти (1998)’ По данным Кадлеца и Шарка (1977) Прочие источники Молочная кислота 1,0-1,7 1,9 Ъв-З.О6' 0,3-1,6d 1,2-2,39 1,6d Лимонная, яблочная и глико- левая кислоты 0,5-1,0 0,8 - Щавелевая, сукциновая, фума- ровая и винная кислоты 0,1-0,2 >0,07 - Аконитовая кислота 0,0 - - Муравьиная кислота 0,0-0,2 0,2 0,04-0,4d 0,4-0,5* 0,21d Уксусная кислота 0,0-0,2 0,8 0,06-0,8d 0,3-0,59 0,4-0,5d Пропионовая кислота 0,0-0,2 - - Бутиловая кислота 0,0-0,2 0,2 0,02-0,05d Валерьяновая кислота Следы - - ’ - Содержание пересчитано на сухие вещества мелассы 75 %; ь - Вычислено по балансу для сока;с - Вычислено по балансу для сиропа, d - Данные из Чешской Республики (2003);е - Штехова и др. (1987), ' - Шивек (1994),9 - Винстром-Олсен идр.(1979) обобщен в табл. 2. Свекловичную мелассу можно легко отличить от тростниковой благодаря нулевому со- держанию аконитовой кислоты тогда, как содержание аконитовой кислоты в тростниковой мелассе составляет 1,3-3,0 %. Высокое содержание лету- чих кислот может ухудшить сбражи- вание мелассы. Активность и рост дрожжей уменьшается при содер- жании 0,005 % бутиловой кислоты в питательной среде для сбраживания, а при 0,1 % брожение полностью пре- кращается (что соответствует концен- трации в мелассе 0,02-0,04 %). Общее содержание летучих кислот (уксус- ной, муравьиной, бутиловой) в мелас- се для сбраживания поэтому должно составлять примерно 0,1-0,3 % (Оль- брих, 1963). Основным азотистым соединением является бетаин (примерно 3-4 %). Олиго- и полипептиды составляют 2-3 %, а свободные аминокислоты содержатся в таких же количествах (Табл. 3). Содержание свободных аминокислот более или менее оди- наково, согласно всем опубликован- ным данным. Отношение аспарагин/ аспарагиновая кислота и глютамин/ глютаминовая кислота зависит, главным образом, от способа очист- ки соков. Типичное содержание нитратов и ни- тритов показано в табл. 4, в которой также обобщены данные по содержа- нию неорганических ионов. Содержа- ние нитритов может быть значитель- но выше, чем величины, показанные в табл. 4, что может еще больше за- труднить сбраживание мелассы. Это может быть вызвано, например, ми- кробиологическим загрязнением на экстракции сока, но также и на пред- варительной дефекации или умягче- нии сока. Содержание диоксида серы обычно пригодно для производства хлебопе- карных дрожжей. Ольбрих (1963), на основании данных Классена, приво- дит величину 0,125 % по массе сухих веществ. В новых публикациях не представле- но содержание карбонатов; эти анио- ны не следует исключать из обзора для получения правильного равновесия анионов/катионов (баланса). Содержание важных катионов обоб- щено в табл. 5, из них наиболее рас- пространенным элементом является калий. Низкое содержание кальция установлено в мелассе, если использу- ется умягчение сока перед выпарива- нием. Содержание следов элементов (вклю- чая тяжелые металлы) показано в
Табл. 3. Содержание свободных аминокислот и их амидов в свекловичной мелассе, % Соединение По данным Ольбриха (1963) По данным Шивека (1994), % по сухим веществам Прочие источники Глютаминовая кислота 0,18-0,9 0,23 0,06-0,05“ 0,2-0,7“ Глютамин — 0,3-0,6“ 0,15-0,3“ 0,09-0,8“ Аспарагиновая кислота 0,12-0,6 0,24 0,6-1,4“ 0,06-0,3“ 0,2-0,Зас Аспарагин - 0,3-0,7ае 0,02-0,4“ 0,16-0,4“ а-аминобутиловая кислота 0,1-0,08 0,19 0,07-0,4“ 0,18-0,5' Аланин 0,03-0,6 0,16 0,08-0,02' Валин 0,03-0,03 0,07 0,14-0,18' Изолейцин - 0,12 0,19-0,3' Лейцин 0,3-1,3 0,09 0,16-0,2' Тирозин 0,0-0,2 0,2 0,19-0,3' Глицин 0,0-0,4 0,05 - Серин 0,015-0,5 0,12 0,02-0,4“ 0,13-0,3“ Пролин - 0,00 0,13-0,15' Треонин - 0,02 0,05-0,07“ Фенилаланин - - - Лизин - 0,00 - Гистидин - 0,00 - Метионин - 0,014 - Аргинин - 0,00 - Гистеин - 0,00 - Всего L 2-4,6 1,4 - табл. 6. Содержание меди в старых пу- бликациях выше, что, возможно, вы- звано использованием медных тепло- обменников в прошлом. 4 Физико-химические свойства мелассы 4.1 Вязкость а - Вычислено по балансу для сока; ь - Вычислено по балансу для сиропа; * - Бретшнайдер и др. (1982;d - Шивек (1994); * - Шарка (1987) Табл. 4. Содержание неорганических анионов в свекловичной мелассе, % Анион По данным Хигинбозема и Мак-Карти (1998)а По дайным Кадлеца и Шарка (1977) Прочие источники ci- 0,5-2,5 1,5 1,6е 10,02-1,1* 0,3-0,4с so/- 0,45-1,5 0,2 0,05-0,231' 0,02-0,35* 0,16-0,40е SO/as 160-230 - 1-32е ро/- 0,05-0,35 0,12 0,03-0,10' NO/ 0,2-0,6 0,5 0,03-0,9* NO/b 20-130 70 <2-940е $Ю/‘ - 0,2 0,00-0,13' co/- - 3,2 4,8е •— Содержание пересчитано на сухие вещества мелассы 75 %; - Выражено в мг/кг. с - Данные из Чешской Республики 2003-2010; “ - Вычислено по балансу для сиропа; • - Ольбрих (1963); * - Шивек (1994) Меласса очень вязкая жидкость, ко- торую можно отнести к классическим ньютоновским жидкостям. Динамиче- ская вязкость по Каганову (1949) опи- сывается уравнением (7). Пур и Кадлец (1984) предложили уравнение: 1п р = 5.898 - 11.622 tr + 21.637 xDS) (15) при tr = t/(t + 273.15)2, где: t - темпе- ратура, °C; xDS - молярная доля сухих веществ, вычисленная по уравнению: х DS = (3 w ds ~ 2 1 (1900 - 16 В дополнение к этим уравнениям име- ются и более сложные зависимости для описания вязкости (например, Бубник и др., 1995). Опубликованы также различные номограммы и гра- фики для вычисления вязкости ме- лассы, например, Бретшнайдер и др. (1975) или Хигинбозем и Мак-Карти (1998). Для случая обессахаривания мелассы с помощью хроматографии в литера- туре отсутствуют данные для экстрак- та и рафината. Низкие вязкости опре- делены: 1,4 и 3,8 мПа • с при 20 °C при содержании сухих веществ 53,5 % и 61,1 % соответственно для экстракта, полученного на сахарном заводе Нем- чице (Чешская Республика). 4.2 Плотность мелассы и технических сахарных растворов Зависимость плотности чистых сахар- ных растворов ps от содержания сухих веществ и температуры может быть определена весьма точно по уравне- нию (17) Бубника и др. (1995) и Бубни- ка и Кадлеца (1977): Ps = a<wDS) ’ р + b(wDS)’t2 + c<wds) ‘ ‘ + d(wDS) (17) где: o(wDS), fe(wDS), c(wDS), d(w1)S) яв- ляются кубическими функциями co-
Табл. 5. Содержание неорганических катионов в свекловичной мелассе, % Катион По данным Хигинбозема и Мак-Карти (1998)* По данным Кадлеца и Шарка (1977) Са2+ 0,1-1,5 0,6 К+ 2,0-б,0 3,0 Мд2+ 0,01-0,2 0,12 Na4 0,4-2,5 1,1 NH/ 0,12-0,18 0,03 По данным Квасницка и др. (1988) Прочие источники Данные из Чешской Республики 2003-2010 1,0-1,2 0,19-0,37ь 0,07-0,66 2,3-3,4 3,2-4,4Ь 3,3-4,6С 0,9-3,6 0,02-0,06 0,01-1,10ь 0,005-0,02 0,4-0,5 0,5-1,0ь 0,4-0,8с 0,4-1,2 0,02 0,04-0,06ь 0,012d - * - Содержание пересчитано на сухие вещества мелассы 75 %.ь - Ольбрих (1963); с - Бухгольц и Шлипгаке (1991);d - Валента идр.(1990). держания сухих веществ. Плотность технических сахарных растворов pQ несколько отличается от плотности чистых растворов при том же содер- жании сухих веществ и температуре на величину ApQ S = pQ - ps, которую можно выразить по Бубнику и Кадле- цу (1977) (Бубник и др., 1995; Бубник и Кадлец, 1983) уравнением без зависи- мости от температуры: ln(AP(>s+ 1) = (6.927 • 10 6S2- 1.165 • 10 4S) • (100 - Q) (18) 4.3 Поверхностное натяжение Сита для центрифуг Компания BALCO является ведущим поставщиком наивысшего BALCO качества Precision GmbH Balco Precision GmbH (Германия), Тел.: (+49 5зп 7075950 Факс: (+49 531) 70189999, Email: sales@balco-gmbh.de, www.balco-gmbh.de Официальный представитель: ООО "Континент плюс" ул. Клименко, дом 2,346500, г. Шахты, Ростовская обл., Россия Тел./Факс: (8636) 25 00 00, (8636) 22 27 85, (8636) 22 26 20 Email: kontinent@shakht.donpac.ru, www.continents.ru Зависимость поверхностного натяже- ния от содержания сухих веществ в мелассе определено Кроневиц (1973) и позже опубликовано Хигинбозем и Мак-Карти (1998). При сравнении величины поверхностного натяжения разбавленной мелассы (содержание сухих веществ 16 %) в 40 мН/м с дан- ными Бенсуси и др. (2007) для диффу- зионного сока в 6 мН/м становится очевидной большая разница. Однако необходимо отметить, что эти величины могут сильно отличаться для различных проб мелассы, напри- мер, из-за ввода поверхностно-актив- ных веществ во время кристаллиза- ции сахара в вакуум-аппаратах. 4.4 Физические свойства, завися- щие от концентрации Повышение температуры кипения, снижение температуры плавления, снижение упругости паров и осмоти- ческого давления для концентриро- ванных сахарных растворов связано с влиянием растворенных компонен- тов, например, сахара и (частично растворенных) несахаров. Фактиче- ски опубликованные данные по этим показателям часто не совпадают одни с другими. 4.4.1 Повышение температуры кипения В литературе можно найти зависи- мости в широком диапазоне кон- центраций как для чистых, так и для технических растворов. Можно рас- сматривать два параметра, влияющих на повышение температуры кипения: атмосферное давление и состав раз- личных несахаров, содержащихся в
Табл. б. Содержание следов элементов (включая тяжелые металлы) в свекловичной мелассе, мг/кг Элемент По данным Хигинбо- зема и Мак-Карти (1998) Прочие источники Данные из Чеш- ской Республики 2003-2010 Допустимые величины*1 Fe 27-100 150“ 5-230* 30е 19-35 Zn 1-18 30“ <5* 4* 9-13 Мп 2-10 15е 3е - Си 1,5-3,0 50d 10-15е 3е 0,9-2,6 Со 0,2-2,0 0,4е 0,2е 0,3-1,5 РЬ 0,1-1 л <1* 0-0,33 <10 Cd 0,0-0,1 <0,01* <0,1 <1 As 0,0-0,14 0,1* <0,1 <2 Se 0,0-0,1 0,01е - Al 0,0-0,1 0,01* ч- Hg 0,0-0,2 <0,02е 0,0-0,003 <0,1 F 3-9 - - <150) Cr - <0,3* 0,12-0,8 Ni ** <0,3= 1,6-3,1 Sn <8 Sr - 40е - Li <0,5* - * - Содержание пересчитано на сухие вещества мелассы 75 %;ь - Содержание воды 12%;*- Олебрих (1963);d - Кадлец р Шарка (1977);* - Чиж (2001) Табл. 7. Содержание витаминов в свекловичной мелассе, мг/кг Витамин По данным Хигинбозема и Мак-Карти (1998)” Прочие источники Биотин 1,2-3,2 0,03-0,1” Фолиевая кислота 0,04 — Пантотеновая кислота 54-64 23-70* Пиридоксин 2,6-5,0 Рибофлавин 2,5 - Тиамин 1,8 - Ниацин 300-800 - * - Содержание пересчитано на сухие вещества мелассы 75 %; ь ‘-Шивек (1994) - Ольбрих (1963), мелассе различного происхождения. Некоторые авторы такие, как Шпен- глер и др. (1938) или Бубник и др. (1995), предполагают, что повышение температуры кипения описывается зависимостью: ЛТ = функция,(состав) функция.,^) (19) Где: t (в °C) - температура кипения воды при данном давлении. Хотя меласса отличается по своему химическому составу (особенно по средней молекулярной массе несаха- ров), Бубник и др. (1995) предложили следующую аппроксимацию, значи- мую для усредненных технических растворов: ДГ = а' ' (374 зЪ)0 38 '^1 (Wds “ + С,1 (2°) где: Т (в К) - абсолютная темпера- тура кипения при данном давлении; t (в °C) - температура кипения при данном давлении; константы д, b[t с1 - полиномиальные функции чистоты Q; wDS (в %) - содержание сухих веществ и константа kl имеет величину 40 для wDS = 60 % и 60 для более высокого со- держания сухих веществ. Уравнение (19) не имеет теоретиче- ского обоснования и введено только с целью более легкой статистической оценки (Старжак и Матлути, 2006). Некоторые другие авторы (например, Николь и др., 1968; Шарка и др., 1978) считают, что обе переменные влияют следующим образом: △Т = функцияд(состав) tv + функцияв(состав) (21) ФункцияА и функцияв линейно зави- сят от молярной доли сахарозы (х2) для чистых растворов сахара при х2> 0,1. Такое же уравнение формально можно применять и для технических сахарных растворов, в котором мо- лярная доля заменяется видимой мо- лярной долей сухих веществ. 4.4.2 Другие физические свойства, зависящие от концентрации Влияние несахаров и сухих веществ на осмотическое давление мелассы опу- бликовано в виде диаграммы в статье Хигинбозема и Мак-Карти (1998). Таблицы по снижению упругости па- ров (например, Бретшнайдер и др., 1975) не соответствуют данным по повышению температуры кипения и, более того, они имеются только для чистых растворов. Бубник и др. (1995) опубликовали полиномиальную зави- симость снижения температуры плав- ления в зависимости от содержания сухих веществ, но, опять таки, только для чистых сахарных растворов. Эта зависимость может быть полезна, на- пример, для применения, упомянуто- го в разделе 5. 4.5 Теплофизические характери- стики Уравнение Яновского и Архангель- ского для удельной теплоемкости и удельной энтальпии, опубликованное в 1929 г., все еще используется в ли- тературе, опубликованной позже (на- пример, Бретшнайдер и др., 1975; Буб- ник и др., 1995). Кадлец (Бубник и др., 1995) преобразовали данные таблицы
Бало по теплопроводности в уравне- ние с линейной зависимостью от со- держания сухих веществ, в котором два параметра являются квадратич- ной функцией температуры. С другой стороны, Шмидт и Фляйшер (2007) не доказали зависимость от температу- ры в широком интервале 0-80 °C для диапазона содержания сухих веществ 75-100%: X = 0,262 -(-1,97 WDS + 3) (22) 5 Утилизация мелассы Меласса используется во многих пи- щевых и не пищевых процессах из-за высокого содержания в ней азотистых соединений, углеводов и благодаря сладкому вкусу. Традиционно мелас- са используется в бродильном про- изводстве для получения этилового спирта и для кормов для животных. Благодаря сладкому вкусу меласса ис- пользуется также для приготовления приманок для ловли диких животных (Баррет и др., 2008) или для получе- ния гранул для борьбы с паразитами животных (Агилар и др., 2008). Кроме напитков, в настоящее время этанол, получаемый из мелассы путем сбраживания, используется для вы- работки топлива и ЕТВЕ (этил-трет- бутилового эфира) (Мужикова и др., 2010). Сбраживание мелассы с целью получения хлебопекарных дрожжей или белков также тесно связано с про- изводством этанола. Еще одним современным способом является хроматографическое полу- чение сахарозы из мелассы с исполь- зованием ионообменной хромато- графии (Мак-Джиливрей и др., 2009). Цветность мелассы, направляемой на сепарацию, оказывает относительно большое влияние на цветность обо- гащенной сахарозой фракции и, в результате, на общую эффективность извлечения сахара в процессе сепа- рации мелассы. Цветность мелассы, связанная с цветностью экстракта, обратно пропорциональна величине pH (Ротпен, 2011). Рафинат - не содер- жащая сахар фракция при обессаха- ривании мелассы, (сухие вещества 75 %), может быть переработана на био- газ в термофильных условиях (55 °C) обычно вместе со сточными водами, хвостиками свеклы и отжатым жомом в анаэробных реакторах периодиче- ского типа (Полематидис и др., 2008). Еще одним используемым или потен- циально возможным является при- менение мелассы в качестве субстрата (источника углерода) для микроорга- низмов. Это направление позволяет следующее. - Вырабатывать безазотистые ор- ганические кислоты такие, как лимонная кислота (Подгорски и др., 1993) или итаконовая кислота (аноним, 1965). Молочную кисло- ту, используемую как промежу- точный продукт в производстве биологически разлагающегося пластика, вырабатывали в США из мелассы (Патуро, 1982). - Производство биополимеров, на- пример, бактерия Ralstonia eutropha известна как микроорганизм для производства полигидроксибути- ратов (Храбак и др., 1991). - Биопроизводство ферментов и ко- ферментов, например, Макино и др. (2009) рекомендуют использовать агропромышленные отходы на ос- нове мелассы в качестве субстрата Насосы * Арматура * Системные решения ksbCJ KSB - Ваш надежный партнер Насосы и арматура для сахарной промышленности Насосное оборудование и трубопроводная арматура KSB широко применяется в различных технологических процессах по производству сахара. Например, в производстве кристаллического сахара эффективная работа всей производственной линии обеспечивается дисковыми затворами Isoria и насосами типа KWP. Мы готовы предоставить Вам необходимые сервисные услуги и системные решения. Воспользуйтесь нашим опытом, знаниями, инновационными технологиями и комплексными решениями. ООО «КСБ» Москва, 123022, ул. 2-ая Звенигородская, д. 13, стр. 15. Тел.: (495) 980-1176, факс: (495) 980-1169 Москва • Санкт-Петербург Екатеринбург • Иркутск Казань - Красноярск Нижний Новгород • Новосибирск Ростов-на-Дону Самара Хабаровск Алматы Минск www.ksb.ru info@ksb.ru
для биопроизводства инулиназы, что является хорошей альтернати- вой для снижения производствен- ных затрат. Это объясняется тем, что улучшается активность фер- мента, а последующие этапы про- цесса технически и экономически более производительны. - Биологическое выщелачивание ме- таллов, биологическое разложение загрязняющих веществ в сточных водах, например, Ясин и др. (2008) испытывали различные микро- организмы в питательной среде, содержащей мелассу, для очистки стоков от тринитротолуола. С дру- гой стороны, Бертпин и др. (2007), установили, что на очистку суспен- зии, содержащей органические за- грязнители, включая некоторые полихлорированные бифенолы и полициклические ароматические углеводороды, не оказывалось су- щественное влияние при добавле- нии экстракта дрожжей или мелас- сы. - Производство биологических по- верхностно-активных веществ и биоэмульгаторов. Например, Руг- гери и др. (2009) опубликовали ре- зультаты, согласно которым штамм Gordonia sp. BS29 эффективно вы- рабатывает биоэмульгаторы как на растворимых, так и на нераствори- мых субстратах таких, как меласса, растения и отработанное масло. - Производство эфедрина, напри- мер, по данным Курасима и др. (2009), имеется два вида коммерче- ских полусинтетических эфедри- нов, один получают из мелассы, а второй - из пирувиновой кисло- ты. Низкое содержание дейтерия в биосинтетических эфедринах по- зволяет четко отличать их от син- тетических эфедринов, полусинте- тических эфедринов, полученных из пирувиновой кислоты или из мелассы. - Денитрификацию сточных вод, на- пример, Купер и др. (2010) достиг- ли снижения на 79 % содержания общего азота при использовании мелассы. - Получение биогаза при очистке сточных вод сахарного завода (Чиж, 2007), биоводорода (Озгур и др., 2010) и топливного бутанола (Бубник и др., 2009) для энергети- ческих целей. - Производство антибиотиков и ви- таминов, Женест (1984) описывает производство витамина В12 в ком- пании «Рон-Пуленк». - Разложение пера, например, Ченг и др. (2010) оптимизировали фер- ментативную среду, содержа- щую мелассу, для ускорения био- разложения перьев с получением большего количества аминокис- лот, используя Streptomyces fradiae VarS-221. - Ацетон-бутаноловое брожение, например, Тантави (1984) сообща- ет о внедрении данной технологии в Египте в 1963 г. и детально опи- сывает процесс. - Производство глицерина: этот технический процесс практиче- ски использовался во время Пер- вой мировой войны, известен под названием «Protol» в Германии и «Fermentol» - в Австрии. Спирто- вое брожение обычно расщепляет сахар на примерно равные части диоксида углерода и спирта, с не- большими количествами сукци- новой кислоты и глицерина, когда брожение идет в слабокислой или нейтральной среде. Дрожжевое брожение в щелочной среде харак- теризуется следующими отклоне- ниями: дрожжи не размножаются совсем или размножаются в малой степени; образование диоксида углерода уменьшается на 40 % или ниже и образуются другие продук- ты брожения. Образование спирта уменьшается и растет количество ацетальдегида и глицерина, при- близительно пропорционально ко- личеству добавленного сульфита натрия (Ольбрих, 1963). - Производство эфиров жирных кислот, например, Такакува и др. (2008) сообщает о первых опытах по производству эфиров жирных кислот по запатентованной тех- нологии с использованием ме- лассы или сырной сыворотки и Cryptococcus esp. С. curvatus. Этот эфир полезен для получения био- дизеля. - Выращивание микроводорослей в среде, содержащей мелассу. Ми- кробиологическая масса, получае- мая с помощью этого процесса, мо- жет быть использована в пищевой промышленности, производстве кормов или в фармацевтической или химической отраслях. В част- ности, ее можно использовать для получения липидов или натураль- ных пигментов, как субстрат для биогаза или спиртового брожения, либо как топливо для паровых кот- лов (Коста и Андраде, 2008). - Получение аминокислот и их со- лей может быть реализовано как способами выделения, так и сбра- живания. Выделение с помощью ионообменных смол аналогично способу получения бетаина. По данным Ририка и Мак-Ки (2007), извлечение аминокислот и бетаина из мелассы в одном блоке обычно лучше, чем стандартная ионооб- менная хроматография или спа- ренные замкнутые системы. Другими новыми направлениями ис- пользования мелассы являются: - Материалы на основе мелассы для борьбы с обледенением дорог (Бал- тренас и Казлаускин, 2009); - Связывающее вещество для гранул катализатора (Чой и др., 2007); - Материал для ожижения лигнита, когда смесь измельченного лигнита и мелассы обрабатывается при тем- пературе 350-425 °C в атмосфере азота (Карака и Коюноглу, 2010); - Компонент микробиологического средства для борьбы с болезнями и вредителями листовых овощей (Джанг, 2009). 6 Заключение Меласса используется, главным об- разом, в бродильных технологиях для получения этанола (в настоящее время - для производства биоэта- нола) или в сельском хозяйстве как корм для животных. Ее можно так- же применять в качестве сырья для других биотехнологий, как источник азотистых соединений (например, аминокислот, бетаина), как актива- тор микробиологического удаления токсичных продуктов из сточных вод или почвы, или как добавку к продук- там ветеринарии и многого другого. В традиционной технологии произ- водства сахара, когда не применяет- ся получение этанола, содержание сахара в мелассе должно быть мини- мальным. Поэтому в данной статье представлена математическая модель кристаллизации для оптимизации работы с утфелем III ступени кри-
сталлизации. Описываемая модель прошла проверку на трех сахарных заводах Чехии. Условные обозначения и единицы измерения а Удельная площадь поверхности, м2/кг А Площадь межфазной поверхно сти, м2 b Константа в польском тесте 1 Средняя длина кристалла, мм m Константа в польском тесте тско Массовый расход, т/час т. Масса в кристаллизаторе j, т ОК Содержание кристаллов, % q Чистота, % q.,c,„, Число Грута; qK,_,„, = wK,_/ iNS/VV Г J *NS/W NS ww qNS/We Стандартное (фактическое) чис- ло Грута для мелассы qsatp Число Герцфельда, выраженное как отношение ws/ww; Раствори- мость сахарозы в воде при данной температуре qsat. Число Герцфельда, выраженное как отношение w./ww; Раствори- мость сахарозы в воде, содержащей несахара, при данной температуре г Степень разбавления, % (расход добавляемой воды или оттека/ расход утфеля) t Температура, °C Т Абсолютная температура, К wDS Содержание сухих веществ, % wosec Содержание сухих веществ после оптимальной добавки оттека, % wNS Содержание несахаров, %; wNS = W — W ws Содержание сахарозы, % (поля риметрическое) ww Содержание воды, %, ww = 100 — W DS х Формальная молярная доля на сухое вещество х2 Молярная доля сахарозы ysa Коэффициент насыщения; у = W <U₽ у Коэффициент перенасыщения; y=(ws/ww)/qsat. к Константа в уравнении Вагне- ровского X Теплопроводность, Вт/(м • К) р Динамическая вязкость, Па • с р Плотность, кг/м3 т Время, час v Скорость кристаллизации, г/ (м2- мин) Индексы С Утфель III ступени кристалли- зации сеп Выход (вход на цен- трифуги) СК Кристаллы в утфеле III ступени кристаллизации j Ступень, секция вертикальной мешалки-кристаллизатора или часть горизонтальной мешалки- кристаллизатора утфеля III ступени кристаллизации mix Утфель после смешивания с водой или оттеком ML Маточный (межкристальный) раствор п Насыщенный раствор NS Несахара real Измеренное значение S Сахароза v При температуре точки кипения воды при данном давлении W Вода О Вход Благодарности Это исследование выполнено в рамках научно-исследовательской програм- мы «Теоретические основы пищевых и биохимических технологий» Ми- нистерства образования, молодежи и спорта Чешской Республики, заявка № MSM 60461337305. Литература Aguilar, JA.C.; de Gives, Р.М.; Lopez-Arellano, M.E.; Hernandez, E.L. (2008): Evaluation of multinu- tritional pellets containing Duddingtonia fla- grans chlamydospore for the control of ovine haemonchosis. Animal Biodiversity and Emerg- ing Diseases: Prediction and Prevent. Book Ser.: Annals of the New York Acad. Sci. 1149, 161-163 Anon. (1965): France makes itaconic acid from beet molasses. Sugar у Агйсаг 60,41 Baltrenas, P; Kazlauskiene, A. (2009): Sustainable ecological development reducing negative ef- fects of road maintenance salts. Technol. Econ. Develop. Econ. 15,178-188 Barrett, MA.; Morano, S.; Delgiudice, G.D.; Fieberg, J. (2008): Translating bait preference to capture success of northern white-tailed deer. J. Wildlife Manag. 72, 555-560 Bertin, L.; Capodicasa, S.; Occulti, E; Girotti, S.; Mar- chetti, L.; Fava, F. (2007): Microbial processes as- sociated to the decontamination and detoxifica- tion of a polluted activated sludge during its an- aerobic stabilization. Water Res. 41,2407-2416 Bensouissi, A.; Rogd B.; Mathlouthi M. (2007): Con- trol of surface properties and efficiency of some antifoaming agents used in beet sugar manufacturing. Sugar Industry/Zuckerind. 132, 163-169 Bretschneider, R.; Bohatenko, I.; Kadlec, P.; Kopfiva, B.; Svoboda, A. (1975): Cukrovarnicke tabulky. SNTL, Praha Bretschneider, R.; Copikovd, J.; Matejovd, D. (1982): Aminokyseliny v герё. Part Ш. Aminokyseliny v cukrovarnictvi. Listy cukrov. 98,169-174 Bubnik, Z.; Curda, L.; Kadlec, P; Moravcovd, J.; Mel- zoch, K.; Sarka, E.; Smidrkal, J.; Pulkrdbek, J.; Chochola, J. (2009): Zam£reni vyzkumu pro vyuziti sacharosy k nepotravinirskym uceliim v CR. Listy cukrov. a rep. 125,28-33 Bubnik, Z.; Kadlec, P. (1977): Hustota koncentro- vanych cukemych roztoku. Listy cukrov. 93, 159-166 Bubnik, Z.; Kadlec, P. (1983): Hustota technickych cukemych roztoku. Listy cukrov. 99,18-23 Bubnik, Z.; Kadlec, P (1988): Krystalizacni rychlost sachardzy. I. part, П. part. Listy cukrov. 104, 174-182,201-210 Bubnik, Z.; Kadlec, P.; Urban, D.; Bruhns, M. (1995): Sugar Technologist Manual. Verlag Dr. Albert Bartens, Berlin Buchholz, K.; Bruhns, M. (1996): Uber die Kampagne 1995/96 und neuere technische Entwicklungen. Zuckerind. 121,305-326 Buchholz, K.; Schliephake, D. (1991): Uber die Kam- pagne 1990 und neuere technische Entwicklun- gen. Zuckerind. 116,403-420 BureS, J.; Urbanek, P. (1978): SloSeni melas z катрапё 1977/78. Listy cukrov. 94, 249-254 C/z, K. (2001): Nutricni hodnota melasy za tftiny a z cukrovky. Listy cukrov. a rep. 117, 298-301 Ciz, K. (2007): Vyuziti vedlejJich produktu cuk- rovky jako obnovitelnych energetickych sur- ovin. Listy cukrov. a rep. 123,31-32 Cheng, X; Huang L.; Tu, X.R.; Li, K.T. (2010): Me- dium optimization for the feather-degradation by Streptomyces fradiae Var S-221 using the response surface methodology. Biodegrad. 21, 117-122 Choi, M.E.; Sohn, H.Y.; Ahmed, Y.M.Z.; Mohamed, F.M.; Han, G.; Shalabi, M.E.H. (2007): Effect of CaSO4 pelletization conditions on a novel pro- cess for converting SO2 to elemental sulfur by reaction cycles involving CaSO4/CaS - Part I. CaSO4 pellet strength and reducibility by hy- drogen. Chem. Eng. Technol. 30, 628-634 Cooper, P.F.; McBamet, W.; O'Donnell, D.; McMahon, A.; Houston, L.; Brian, M. (2010): The treatment of run-off from a fertiliser plant for nitrifica- tion, denitrification and phosphorus removal by use of constructed wetlands: a demonstra- tion study. Water Sci. Technol. 61, 355-363 Costa, JA.V.; Andrade, M.R. (2008): Process for pro- duction of microalgae using a molasses-contain- ing medium. Patent No. BR 2007001072 A2 20081209 BR 2007-1072 20070427 Cronewitz, T. (1973): Oberflachenspannung und Viskositat von Melassen. 2. Int. Conf. Chem. Technol. Sugar, L6dz Eichhorn, H. (1998) in: Poel, P.W. van der; Schiweck, H.; Schwartz, T. (Eds.): Sugar Technology. Beet and Cane Sugar Manufacture. Verlag Dr. Albert Bartens KG, Berlin, 829-860 Friml, M.; Ticha, B. (1988): Laboratomi kontrola cukrovarnicke vyroby. Part B. Specialni metody. VUPP-STIPP, Praha Genestd, B. (1984): Les matieres premieres utilisees comme substrat de fermentation par le Groupe Rhone-Poulenc. Sucr.Franc. 125,229 Hassanein, S. (1992): SniiovAni ztrat cukru v melase. Listy cukrov. a rep. 108,146-152 Higginbotham, J. D.; McCarthy, J. (1998) in: Poel, P.W. van der; Schiweck, H.; Schwartz, T. (Eds.): Sugar Technology. Beet and Cane Sugar Manu- facture. Verlag Dr. Albert Bartens KG, Berlin, 973-992 Hrabak, O. (1991): Large-scale production of PHB on beet sugar. Abstracts of Papers Amer. Chem. Soc. 202(2-CARB), Part 1 Jiang, H. (2010): Microbial agent for reducing diseases and insect pests of leaf vegetable and its preparation. Patent No. CN 101671212 A 20100317 CN 2009-1019664120090928 Kadlec, P.; Sarka, E. (1977): Molarni hmotnost necukru v melase. Listy cukrov. 93,131-135 Kaganov, LN. (1949): Vyazkostj sacchamych rostvo- rov. Sachar. Prom. 23(3), 23 Karaca, H.; Koyunoglu, C. (2010): Co-liquefaction of Elbistan Lignite and Biomass. Part I: The Effect
of the Process Parameters on the Conversion of Liquefaction Products. Energy Sources Part A- Recov. Utiliz. Environ. Effects 32,495-511 Keil, M.; Kunz, M.; Veselka, M. (2009): Europaisches Bioethanol aus Getreide und Zuckerruben - Eine okologische und okonomische Analyse (3. Teil). Sugar Industry/Zuckerind. 134,114-130 Kurashima, N.; Makino, Y.; Urano, Y.; Sanuki, K.; Ike- hara, Y.; Nagano, T. (2009): Use of stable isotope ratios for profiling of industrial ephedrine sam- ples: Application of hydrogen isotope ratios in combination with carbon and nitrogen. Forens. Sci. Int. 189,14-18 Kvasnicka, F; Coplkova, J.; Sterzikova, A. (1988): Vyuziti kapilami isotachoforesy v cukrovar- nicke analytice. Listy cukrov. 104,255-259 Makino, V; Treichel, H.; Mazutti, MA.; Maugeri, E; Rodrigues, M.I. (2009): Inulinase bio-production using agroindustrial residues: screening of mi- croorganisms and process parameters optimiza- tion. J. Chem. Technol. Biot. 84,1056-1062 McGillivray, T; Groom, D.; Jarski, H.; Heggens, J. (2009): Molasses desugarization extract: Resolution of problems associated with processing extract. Sugar Industry/Zuckerind. 134, 540-547 Muiikovd, Z.; Pospilil, M.; Sebor, G. (2010): Vyuziti bioethanolu jako pohonne hmoty ve гогтё paliva E85. Chem. listy 104, 677-683 Nicol, WN. (1968): Boiling point elevation of pure sucrose solutions. Int. Sugar J. 70,200-201 Olbrich, H. (1963): The Molasses. Institut fiir Zuckerindustrie, Berlin. Reedice Biotechnologie-Kempe GmbH 2006. http:// www.btkempe.de/Molasses_OLBRICH.pdf, 9.12.2010 Ozgur, E.; Mars, A.E.; Peksel, B.; Louwerse, A.; Yucel, M.; Gunduz, U.; Claassen, P.A.M.; Eroglu, I. (2010): Biohydrogen production from beet molasses by sequential dark and photofermentation. Int. J. Hydrogen Energy 35, 511-517 Paturau, J.M. (1982): By-products of the cane sugar industry. Elsevier, Amsterodam- Oxford-New York Podgdrski, W; Pietkiewicz, J.; Lesniak, W. (1993): Biosyntdza kyseliny citronove z repne melasy pri nizke ilrovni oxygenace. Chem. listy 87, 157-158 Polematidis, I.; Koppar, A.; PuUammanappaUi P.; Seaborn, S. (2008): Biogasification of sugarbeet processing by-products. Sugar Industry/ Zuckerind. 133, 323-329 Pour, V.; Kadlec, P. (1984): Viskozita melas. Listy cukrov. 100, 32-35 Rearick, D.E.; McKey, C. (2007): Amino acid elimination in chromatographic molasses separation systems. Sugar Industry/Zuckerind. 132,549-552 Rhoten, C.D. (2011): Influence of sugar end syrup pH value on overall color rise in the sugar end and color of final molasses. Sugar Industry/ Zuckerind. 136, 527-532 Ruggeri, C; Franzetti, A.; Bestetti, G.; Caredda, P.; La Colla, P.; Pintus, M.; Tedde, M.T.; Tamburini, E. (2009): Isolation and screening of surface active compound-producing bacteria on renewable substrates. Current Research Topics Appl. Microbiol. Microbial Biotechn., 686-690 Sdrka, E. (1987): Zvyseni termostability stav. I Annual research report. IVVZ CP, Praha Sdrka, E.; Praidk, M.; Kadlec, P. (1978): Zvyseni bodu varu cistych cukernych roztoku. Listy cukrov. 94,111-117 Sdrka, E.; Valter, V.; Tichd, B.; Gebler, J. (1997): Moznosti zlepseni zadinove prace. Listy cukrov. a rep. 113,113-116 Schmidt, P.-V; Fleischer, L.-G. (2007): Warmeleitungskoeffizienten technischer Saccharoselosungen und Kristallsuspensionen. Sugar Industry/Zuckerind. 132, 247-251 Schiweck, H (1994): Zusammensetzung von Zuckerriibenmelassen. Zuckerind. 119, 272- 282 Spengjer, O.; Bottger, S.; Werner, E. (1938): Siedepunkterhohung von reinen und unreinen Zuckerldsungen unter verschiedenen Druckverhaltnissen. Z. Wirtschaftsg. Zuckerind. 88, 521-608 Starzak, M.; Mathlouthi, M. (2006): Temperature dependence of water activity in aqueous solutions of sucrose. Food Chemistry 96, 346- 370 Stechovd, A.; Coplkova, J.; Kadlec, P.; Strejtek, E (1987): Organicke kyseliny v cukrovamickych stavach. Part V. Listy cukrov. 103, 78-84 Takakuwa, N.; Matsumura, T; Saito, S.; Shinoda, M. (2009): Cryptococcus for manufacture of fatty acid ester. Patent No. JP 2009225769 A 20091008 JP 2008-78470 20080325 Tantawi, M. (1984): Acetone-butanol fermentation in Egypt. Int. Sugar J. 86,266-267 Vaccari, G.; Nicolucci, C; Mantovami, G.; Monegato, A. (1994): Industrial production of paper using integral pulp from sugar beet. Zuckerind. 119, 855-859 Valenta, H.; Thielecke, K.; Buchholz, K. (1990): Untersuchungen zur Ammoniakbilanz in einer Zuckerfabrik. Zuckerind. 115, 1034-1038 Wagnerowski, К (1982): Racjonalizowanie procesu wyczerpywania melasu a problem optymalnego przesycenia. Gaz. cukrown. 90, 84-87 Wagnerowski, K. (1982a): Problem optymalnej temperatury koncowej procesu wyczerpywania melasu. Gaz. cukrown. 90,164-168 Winstrom-Olsen, B.; Madsen, R.F.; Nielsen, IUK (1979): Important variations and major transformations in the composition of juices during the manufacturing of beet sugar. Suer. Beige 98,347-359 Yasin, M.; Shah, A.A.; Hameed, A.; Ahmed, S.; Hasan, E (2008): Use of microorganisms for the treatment of trinitrotoluene (TNT) containing effluents. J. Chem. Soc. Pakistan 30,442-448 Адрес авторов: Assoc. Prof. Evzen Sarka, Prof. Zdenek Bubnik, Dr. Andrea Hinkova, Prof. Pavel Kadlec, ICT Prague, Department of Carbohydrates and Cereals, Technicka 5, 16628 Prague 6, Czech Republic; e-mail: evzen.sarka@vscht.cz; Dr. Jaroslav Gebler, VUC Praha, U Jednoty 270/7, 142 00 Prague 4-Pisnice, Czech Republic; e-mail: j.gebler@vucpraha.cz Юбиляру Родился 26 марта 1948 г. в Черкасской области, Украина в семье специали- стов сахарного завода. В 1972 г. окончил с отличием Киев- ский технологический институт пи- щевой промышленности (КТИПП) по специальности «Технология саха- ристых веществ» и был направлен во Всесоюзный научно-исследователь- ский институт сахарной промышлен- ности (ВНИИСП), г. Киев. В 1972-73 гг. служил в армии. Работал во ВНИИСПе на должностях инженера, старшего инженера, млад- СКОРИК Константин Дмитриевич шего научного сотрудника, научного сотрудника и старшего научного со- трудника. С 1981 по 1984 гг. оказывал научно- техническую помощь в Республике Куба - был советником в технологи- ческом отделе и в отделе измеритель- ных приборов Кубинского научно-ис- следовательского института сахарной промышленности (ICINAZ). В 1990 г. закончил аспирантуру ВНИ- ИСП без отрыва от производства и за- щитил диссертацию кандидата техни- ческих наук. В 1991 г. избран по конкурсу на долж- ность старшего преподавателя Ин- ститута повышения квалификации и переподготовки руководящих ра- ботников и специалистов пищевой и перерабатывающей промышленности Госпищепрома Украины (ИПК). В пе- риод с 1993 по 2004 гг. - доцент ка- федры сахара и сахаристых веществ. Ученое звание доцента получил в 1994 г. С 2004 г. и по настоящее время рабо- тает на должности профессора кафе- дры производства сахара и сахаридов Института последипломного образо- вания (ранее - ИПК) Национального университета пищевых технологий (ИПДО НУПТ), г. Киев. Проходил ста- жировку на сахарных заводах Украи- ны, Турции, Кубы, Канады. За период научно-педагогической дея- тельности опубликовал свыше 100 на- учных и научно-методических работ, в том числе 13 авторских свидетельств и патентов и 5 учебных пособий с гри- фами Министерства образования и науки Украины. Кроме украинского и русского языка владеет английским, немецким и испанским языками.
Значение хорошего планирования свекловичной кампании и логистики транспорта на основании наблюдений за 2011 год Богуслав Лис, Siidzucker Polska S.A. Спустя несколько лет мы успели при- выкнуть к свекловичным кампаниям, которые длятся приблизительно 120 дней. Удлинение кампании является большим испытанием для сельхоз- производителей, особенно для тех, от которых свекла забирается в бо- лее поздние сроки. В интересах как свеклопроизводите- лей так и сахарного завода является максимальное ограничение потерь урожая и сахара в корнеплодах от мо- мента укладывания их в кагаты до по- ставки на сахарный завод. Снижение поляризации и массы складируемой свеклы в кагатах снижают прибыль для свеклопроизводителей, а для про- изводителей сахара увеличивают рас- ходы на переработку. Локализация кагатов - есть еще что поправлять На протяжении последних лет мы на- блюдаем динамические изменения по- годных условий. В осенне-зимнее вре- мя периоды стабильной погоды долго не длятся. В любое время могут на- ступить такие атмосферные условия, Рис. 1. Люстрация подъезда и места складирования свеклы Рис. 2. Свеклопроизводитель, не имея возможности формирования кагата возле до- роги с твёрдым покрытием, нашел другое решение которые усложняют отгрузку свеклы. При этом имеет значение соответ- ствующая локализация свекловичных кагатов. Поэтому уже в период плани- рования засева поля следует подумать о месте складирования свеклы, помня, что даже в октябре её погрузка может происходить в невыгодных погодных условиях. Производитель сахара и свеклопроизводитель в графике до- ставок устанавливают место склади- рования свеклы, а также параметры формуемых кагатов. Сырьевая служба инспектирует указанные сельхозпро- изводителями места складирования свеклы с точки зрения возможности подъезда к кагатам и загрузке свеклы. В случае локализаций, которые вы- зывают у инспектирующих сомнения, свеклопроизводитель обязан указать другое место, где не будет проблемы с подъездом и загрузкой свеклы при любых погодных условиях (Рис. 1). Насколько важна локализация кага- тов в соответствующем месте, пока- зала кампания 2010/2011. Несмотря на приобретённый опыт, в следующем сезоне 2011/2012 все время еще неко- торые кагаты были сложены в непод- ходящем месте. Следующим важным элементом кроме соответствующей локализации кагатов есть контроль свеклопроизводителем за тем, чтобы к кагатам для хранения попадала здо- ровая свекла, правильно обрезанная, освобождённая от загрязнений и не зараженная болезнями. Наверное, у каждого сахарного завода есть немно- гочисленные свеклопроизводители, которые, учитывая локализацию сво- их полей, имеют объективные труд- ности с указанием соответствующего места на складирование свеклы. Не- однократно, например, они должны арендовать у соседей поле для того, чтобы подсыпать кагат или подгото- вить подъездные пути к кагату свеклы (Рис. 2). Чаще всего, к совершаемым ошибкам в локализации свекловичных кагатов можно отнести: 1. Локализация кагатов возле до- рог с нетвёрдым покрытием или в поле - сельхозпроизводитель, формируя кагат на неправильном месте, сознательно рискует по- нести дополнительные затраты. В ситуации, когда окажется, что бу- дет невозможно погрузить свеклу из-за неправильного выбора места формирования полевого кагата, может возникнуть необходимость
Рис. 3. Подмоклая полщадь под кагатом - это потери массы корней при загрузке и риск аварии оборудования перевозки свеклы на место, откуда будет возможной загрузка. 2. Локализация кагатов на под- моклой или слишком покатной площади - в таких условиях до- очиститель не имеет возможности аккуратно собрать корнеплоды из основы кагата. При этом возника- ют большие потери в массе корней и опасность аварии загрузочного оборудования (Рис. 3). 3. Не выровненное место под кага- том - часть свеклы остается несо- бранной и залегает на неровной основе. Возрастает процент испор- ченной свеклы и загрязненности сырья. 4. Соседство деревьев и столбов электрической сети усложняет погрузку и подвергает обслу- живающий персонал опасности - слишком низко расположенная сеть проводов может привести к поражению обслуживающих за- грузочное оборудование электри- ческим током. Деревья на окраине дороги - это замедление загрузки и возможность повреждения доочи- стителей (Рис. 4). 5. Кагат, сформированный слиш- ком близко или очень далеко от края поля - с каждым годом на- блюдается меньшее количество таких ошибок. Насыпной кагат слишком далеко от края поля тре- бует передвижения, что влечет за собой дополнительные затраты (Рис. 5). Кагат, расположенный слишком близко к края поля - этот риск повреждения рабочих орга- нов доочистителя, а также потери для свеклопроизводителя, потому что часть свеклы при этом не мо- жет быть собрана (Рис. 6). Ошибки в укрытии кагатов Основное влияние на качество выра- щенной свеклы на своём поле имеет, конечно, сельхозработник. На нём лежит также ответственность за соот- ветствующее обращение с сырьем от момента выкапывания корней свеклы до получения её сахарным заводом. Особенное значение для конечного качества сырья имеет соответствую- щее обеспечение складируемой све- клы в кагатах. Следующим важным этапом на пути получения хорошего качества свеклы для переработки - при соответствую- щей локализации кагатов - является качество направляемой на хранение свеклы. То есть, в свекле должны от- сутствовать органическое и мине- ральное загрязнение, не обрезанные или же с проявлениями болезней корнеплоды. Закладывая кагаты, све- клопроизводители должны помнить, что соответствующие их размеры это не только беспроблемная загрузка, но также необходимое условие к даль- нейшим работам, связанных с их об- служиванием (Рис. 7). Выровненный кагат без углублений позволяет рав- номерно разложть покрывную ткань, а это залог одинаковости условий, го- сподствующих в целом покрытом ка- гате свеклы. Стандартные размеры кагата - это ширина 7,5 м и высота 2-3 м. Одна- ко производители оборудования для загрузки свеклы внедряют новые ма- шины, которые, между прочим, имеют возможность загрузки более широких Рис. 4. Кагат под электрической сетью и деревья вдоль дороги - такая локализация требует дополнительного обслуживания доочищающего оборудования Рис. 5. Когда кагат локализован слишком далеко от дороги, свеклопроизводитель несет дополнительные затраты на работу погрузчика
кагатов, более, чем 7,5 метра. Сырье- вая служба информирует свеклопро- изводителей и фирмы, оказывающие услуги по выкапыванию корнеплодов, о параметрах доочистителей, работа- ющих в определенном сельскохозяй- ственном районе. На полях всё реже можно увидеть неправильно насы- панный кагат. Это результат не толь- ко сотрудничества сырьевой службы с сельхозпроизводителями, но также решительный прогресс в качестве и величине оборудования, которое про- изводится для уборки свеклы. Значи- тельно легче и точнее можно уложить соответствующий кагат, имея в распо- ряжении 6-рядные комбайны, работа- ющие сообща с большим транспортом для перевозки свеклы к кагату. Формируя кагат, желательно по мере возможности принять во внимание превалирующее направление ветров. Если кагаты правильно расположить по направлению господствующих ве- тров, то это облегчит его укрытие и ограничит негативные последствия неблагоприятных ветров на свеклу, которая хранится в ней. Укрытие кага- тов рекомендованной тканью при по- ставках свеклы, продолжающихся от ноября до конца кампании, является необходимым условием. Подавляю- щее большинство свеклопроизводите- лей, как правило, покрывают свекло- вичные кагаты специальной тканью. Однако есть еще группа сельхозработ- ников, которые не оценили выгод, ко- торые дают соответственно оснащен- ные кагаты. Нехватка укрытия кагатов может уничтожить труд свеклопро- изводителя, вложенный в выращива- ние корнеплодов соответствующего качества. Хорошее сырье, сложенное в кагаты, которые плохо оснащены, может поддаться значительной порчи. Это ни в интересах свеклопроизво- дителя, который из-за этого получает меньшую прибыль, ни производителя сахара, поскольку плохое сырье нега- тивно влияет на ход технологических процессов и, как следствие, влечет к увеличению затрат на переработку. Ниже приведено несколько типичных основных ошибок в укрытии кагатов, которые можно было заметить в про- шлой кампании на наших полях: 1. Отсутствие интереса в укрытии ка- Рис. 6. Ненужные потери, вызванные формированием кагата слишком близко краю поля Рис. 7. Соответствующие размеры кагата облегчают его укры- тие и загрузку ^ТЕНСАТЕ Toptex' Mrs. Svetlana Zotova +7 916 7159058 s.zotova@tencate.com ^TENCATE materials that make a difference TENCATE GEOSYNTHETICS AUSTRIA GMBH Schachermayerstr. 18, A-4021 Linz, Austria Tel. +43 732 6983 0, Fax +43 732 6983 5353 service.toptex@tencate.com, www.tencate.com/toptex - защищает от мороза и дождя - способствует очистке свеклы - уменьшает потери веса и сахара без Toptex с Toptex 4 обеспечивает большую прибыль
гатов - на счастье, таких сельхоз- производителей немного, но и они должны оценить выгоды, которые принесут им укрытие кагатов. В случае уборки корнеплодов свеклы в условиях большой влажности су- ществует большой риск, что при возникновении даже относительно небольших морозов непокрытый кагат может подмерзнуть. Загрузка такой свеклы будет очень сложным и замедленным процессом (Рис. 8). 2. Небрежно покрытый и плохо за- щищенный кагат от ветров и мо- розов - это, как правило, основная "запущенность" свеклопроизводи- телей, если речь идёт об укрытии кагатов. Оставление без покрытия тканью грани кагатов или их верх- ние части создают места, в которых свекла подвергается вероятности быть подмоченной или подморо- женной, вследствие чего генериру- ются потери (Рис. 9). Ткань, плотно покрывающую кагат, лучше всего прижать сверху автомобильными покрышками или мешками, напол- ненными песком или землей. По- сле укрытия кагата свеклосдатчик обязан заявить об этом инспек- тору, который на месте оценивает состояние укрытия и складывает протокол. Следует помнить, что состояние укрытия кагатов требует периоди- ческого контроля. Его следует про- водить всегда после сильных ве- тров или после проливных дождей. 3. Слишком позднее укрытие свеклы после осадков или же заморозков - такая задержка укрытия кагатов тканью может привести к тому, что при неожиданном ухудшении погоды корни перемерзнут. Кагат следует укрывать в меру быстро по выкапыванию свеклы, особенно перед объявленными атмосферны- ми осадками. 4. Укрытие кагатов при температуре выше 12 °C - если температура воз- духа удерживается в течение не- скольких дней на уровне около 12 °C, следует подождать с укрытием кагата. Свекла в покрытом кагате при такой температуре самосогре- вается, что может быть причиной порчи сырья. 5. Употребление несвойственных ма- териалов к укрытию кагата. В груп- пе Siidzucker Polska S.A. мы пред- Рис. 8. Нехватка укрытия кагата повлекла замораживание выкопанной свеклы в усло- виях повышенной влажности лагаем свеклосдатчикам в этом году ткань ТорТех шириной 6 м. Она шире по сравнению с преж- ней почти на 1 м, что должно ис- ключить ошибки с недостаточным укрытием граней кагата или же его верхушки. 6. Слишком раннее открытие кага- та перед отбором свеклы. Ткань с кагата следует снимать незадолго до отбора свеклы. Если это боль- шой кагат, то его необходимо от- крывать постепенно согласно по- требностям одноразового отбора. Особенно это существенно при на- личии неблагоприятных погодных условиях, таких как: мороз, снег, дождь (Рис. 10). Почему стоит укрывать свеклу в ка- гатах Потери, вызванные плохим хранени- ем, многими свеклопроизводителями еще недооцененны. И свеклосдатчики и производители сахара заинтересо- ваны в сырье наивысшего качества. Для обеих сторон это выражается в получаемом финансовом эффекте. Свекла в покрытых кагатах сохраняет более высокую поляризацию по срав- нию со свеклой в непокрытых кагатах, а также имеет меньшие потери массы корней. Ткань способствует тому, что земля, которая находится на свекле, крошится и при загрузке свекла луч- ше дочищается. Чтобы побудить све- клопроизводителей к укрытию све- кловичных кагатов, Siidzucker Polska S.A. применяет уже в течении ряда лет доплаты за укрытие кагатов рекомен- дованной тканью. За каждую тонну покрытой свеклы свеклосдатчик по- лучает доплату в размере 1 Евро. Очевидно, что не доплата является главным элементом выгоды за укры- тие свеклы для свеклосдатчика. Доход из 1 гектара свеклы, покрытой тканью, значительно выше, чем без укрытия. Многолетние опыты, осуществляемые Опытным Отделом Siidzucker Polska S.A. выявили, что при укрытии кага- тов тканью поляризация свеклы была выше на 0,9 % по сравнению с не по- крытой свеклой. Принимая средний урожай прошлого года (60 т/га) све- клопроизводитель, применяя ткань, по сравнению с хозяином, который не применял укрытия кагатов, полу- чил за счёт более высокой поляриза- ции дополнительный доход с гектара в размере 140 Евро. Зато убыток массы в покрытых кагатах был в пересчете на одну тонну на 6 кг меньше, чем от не покрытой тканью свеклы. В сумме сельхозпроизводитель, который при- менял ткань, получил дополнитель- ный доход с 1 гектара в размере около 150 Евро, не считая доплаты за укры- тие, которая составляла свыше 65 Евро/га. Подробные результаты дан- ных опытов доступны на нашем сайте www.suedzucker.pl. Организация транспорта Получение свеклы из полей свеклос- датчиков в группе Siidzucker Polska I
S.A. происходит в рамках комплекс- ного обслуживания доставки. Соглас- но записям в Отраслевой Договорен- ности, комплексное обслуживание доставки охватывает: загрузка, до- очистка и транспорт свеклы из мест их накопления (хранения), а также за- грузка и доставка надлежащего жома и закупленного свеклопроизводителя- ми сатурационного осадка. Выполнение комплексного обслужи- вания доставок осуществляют уже в течение многих лет экспедиционные фирмы. Чтобы получение свеклы про- ходило правильно, необходимо тесное сотрудничество между свеклосдатчи- ком, транспортной фирмой и произ- водителем сахара. Транспорт должен быть так организован, чтобы обеспе- чить ритмичные доставки сырья к за- воду, независимо от погодных усло- вий. Большая ответственность в этом от- ношении отводится свеклосдатчикам, которые обязаны так подготовить ка- гаты со свеклой, чтобы тяжелое обо- рудование могло доехать до них в любых условиях. Такие задания опре- деляются и подписываются свеклос- датчиками и производителями сахара в соответствующем договоренности графике. Этот документ обязывает свеклопро- изводителей к: - выкапыванию свеклы и подготов- ке кагатов к погрузке на определен- ный в графике срок; - формированию кагата на месте, которое позволяет беспрепят- ственный подъезд транспортными грузовыми средствами по твёрдой дороге при любых атмосферных условиях; - гарантированию чистоты и без- опасности на дороге в районе за- грузки свеклы; - обеспечению подъезда к кагату при любых погодных условиях; - обеспечению въезда на поле доо- чистителя шириной минимум 3 м. Транспортно-экспедиционные фирмы обязаны подготовить оборудование к доочистке и загрузке свеклы, а также должны иметь в распоряжении со- ответствующее количество средств транспорта к перевозке свеклы, жома и извести. Эти соглашения обязывают к тща- тельному выполнению всех операций методом в срок, определенный про- изводителем сахара. Отбор свеклы, а также подвоз жома и извести долж- ны происходить с места и к месту, установленному в графике. С момен- та загрузки товара на транспортное средство (свеклы, жома, извести) перевозчик несет полную ответствен- ность за груз. Задачей производителя сахара яв- ляется координация и контроль над процессом, связанным с организаци- ей закупки сырья. На нем лежит от- ветственность за подготовку графика получения свеклы, а также план вы- дачи жома и извести свеклопроизво- дителям. Подготовленные сроки пере- даются к сведению заинтересованным сторонам. В зависимости от потреб- ностей перерабатывающих заводов, производитель сахара своевременно корректирует установленные нормы перевозки. Выводы В целом процессе производства све- клы существуют несколько периодов, в которых необходимо быть очень внимательным, чтобы не допустить возникновения нежелательных по- терь. Особенно это болезненно, когда неудача касается свеклопроизводи- теля в конце всей производственной деятельности. В производстве свеклы это может случиться и, к сожалению бывает, на конечном этапе, которым является её хранение. К счастью, из года в год уменьшается число свекло- производителей, которые из-за соб- ственной небрежности несут потери. Могут, очевидно, быть объективные причины потери массы и сахара, но даже при независимых от свеклопро- изводителей неблагоприятных усло- виях предусмотрительный свекло- производитель, изменяя условия и принципы хранения свеклы в кагатах, сможет нивелировать потенциальные потери сырья. Теперь мы имеем в распоряжении вы- сококлассное оборудование для убор- ки корнеплодов, которое позволяет без лишней спешки выкопать свеклу в оптимальное время и заложить ка- гаты с соответствующими размерами для хорошего хранения. Мы имеем в распоряжении также хо- рошего качества покрывные ткани, которые оправдали себя уже в раз- личных условиях. Поэтому только от свеклопроизводителей зависит, полу- чат ли они дополнительно несколько заплаты, за правильную организацию хранения свеклы в кагатах. Рис. 9. Кагат, покрытый таким образом, не защищает свеклу от потерь Рис. 10. Постепенное открытие кагата необходимо при плохих атмосферных условиях
44 ROPA открыла новый сервисный центр в Украине ROPA открыла новый сервисный центр в селе Полковничье (Украина) - в 120 км южнее Киева в направле- нии Одессы. На площади 7 га ROPA Украина семьей Пайнтер созданы наилучшие условия для сервиса сво- ей продукции. Площадь производственных помеще- ний, включая новые постройки, со- ставляет более 4 500 м2. Другая часть комплекса площадью более 1 500 м2 занята складом запчастей, центром подготовки персонала и администра- тивными помещениями. Наряду с производством надежных, практичных и долговечных машин, основным принципом ROPA являет- ся непосредственный контакт с кли- ентами, а также наилучший сервис и обслуживание техники в любой точке мира. В выполнении поставленных перед собой задач ROPA полагается на своих партеров по продажам и сер- вису, а также на собственные дочер- ние предприятия, которые позволяют напрямую продавать и обслуживать технику. Первый филиал был открыт в 2000 году во Франции (Golancourt). В дальнейшем были открыты фили- алы ROPA Украина (Белая Церковь, 2003 г.) ROPA Россия (Чаплыгин, 2004), ROPA Польша (Микиниа, 2006), а также второй филиал в России ROPA Поволжье (Казань, 2007). Завершение строительства нового сервисного цен- тра ROPA Украина - это следующий шаг в истории успеха фирмы ROPA, которой руководит семья Пайнтнер из Германии. В 1998 году был первым представлен свеклоуборочный ком- байн ROPA. Сейчас в Украине успеш- но используются 146 комбайнов и 107 ROPA-погрузчиков. Коллектив ROPA Украина составляет 65 человек, большинство из которых профессионалы в области продаж и сервиса. Многие из них были обучены или повысили свою квалификацию на головном предприятии ROPA в Сит- тельсдорфе. По окончании уборочной кампании машины проходят обслуживание в сервисном центре ROPA Украина и подготавливаются к следующему се- зону. Многие комбайны обрабатыва- ют за сезон от 1 000 до 2 000 га. ROPA Украина - это база на боль- ших площадях в хозяйстве Германа Пайнтера В Ситтельсдорфе, где находится глав- ный офис фирмы, семьей Пайнтер выращивают сахарную свеклу, пше- ницу, картофель и рапс на площади 200 га. С 2004 г. Г. Пайнтер занимается сельским хозяйсвом также и в Украи- не. При сервисном центре ROPA Укра- ина площадью около 1 500 га выра- щивают сахарную свеклу и зерновые. Наличие собственного хозяйства дает ROPA значительные преимущества. Благодаря этому сотрудники фирмы имеют постоянную практику и могут лучше понять потребности и требо- вания механизаторов. Все разработки приводятся в соответствие с практи- ческими потребностями и одновре- менно проверяются на пригодность. В частности, хозяйство в Украине слу- жит базой для научных исследований. Благодаря крупной структуре, здесь могут быть тщательно проверены но- вые разработки и усовершенствова- ния техники. Кроме того, в Украине проводятся исследования в области растениеводства и защиты растений. О фирме ROPA В 1972 году, основателем ROPA Fahrzeug- und Maschinenbau GmbH, был разаработан и изготовлен первый самоходный свеклоуборочный ком- байн. С тех пор это семейное предпри- ятие превратилось в ведущего специ- алиста в области машин для уборки, очистки и погрузки сахарной свеклы. Сегодня ROPA - это ведущий произ- водитель техники для уборки, очистки и погрузки сахарной свеклы не только в Германии, но и во всем мире. В про- шлом году с конвейера завода в Сит- тельсдорфе сошли 277 новых машин. На головном предприятии ROPA в баварском Ситтельсдорфе работают более 300 сотрудников (Ropa). Центр сервиса и продаж ROPA Украина с солидым складом быстроизнашивающихся и запасных частей. Здесь же на заднем плане арендованные Г. Пэйнтером 1500 га земли.
Сахарная кампания 2013/14 Восточной Европы гг. и новости стран Республика Беларусь По оперативной информации Ассо- циации сахаропроизводителей "Белса- хар" по состоянию на 1 октября 2013 г. по данным сахарных заводов саха- ристость свеклы составила 16,41 % (в 2012 г. - 16,06 %). По состоянию на 1 октября 2013 г. в Белоруссии убрано 37,1 тыс. га или 37,6 % от площади посева. Всего выкопано 1559,9 тыс. т свеклы, что на 17 % больше прошло- годних объемов. Урожайность соста- вила 420,6 ц/га. От начала производ- ства заготовлено 976,0 тыс. т сахарной свеклы или 25,7 % от объема государ- ственного заказа. Переработано 837,9 тыс. т (в 2012 г. - 830,5 тыс. т). Среднесуточная производительность по переработке сахарной свеклы со- ставила 31,0 тыс. т в сутки. С начала Из истории сахарной промышленности Памятник Леопольду Кенигу (1821-1907 гг.) от благодарных потомков. Это быв- ший владелец Пивненковского сахарно- го завода в городе Тростянец Сумской области До 1990 года в Сумской области было 2 рафинадных и 17 сахарных заводов. Со- хранились только 2 - «Угроедский» и «Ук.Аз-Дружба» (старое название Велико- октябрьский сахарный завод) (ЛитвиновскаяЛ.А., ООО «СП «1.С.К. ИНЖИНИ- РИНГ). сезона выработано 115,3 тыс. т све- кловичного сахара (в 2012 г. - 104,4 тыс. т) (Белсахар). Российская Федерация По оперативным данным на 20 сентя- бря текущего года работают 65 сахар- ных заводов из 75, подготовленных к работе в 2013 году (в прошлом году на эту дату работало 73 завода). Произ- водство свекловичного сахара соста- вило 726 тыс. т. (в 2012 г. - 930 тыс. т), в том числе по федеральным округам: - в Южном - 317 тыс. т; - в Центральном - 335 тыс. т; - в Приволжском - 47 тыс. т; - в Северо-Кавказском - 23 тыс. т; - в Сибирском - 3,5 тыс. т. Суточное производство сахара в 2 раза превысило суточное потребле- На месте завода построен бисквитный цех шоколадной фабрики Крафт Фудз Украина - см. фото ние и составило 34,0 тыс. т. Убрано 311,2 тыс. га (34,4 % площади посева), накопано 13,0 млн. т. сахарной свеклы при средней урожайности 418 ц/га. (Союзроссахар). Украина Сахарная свекла в Украине на 4 октя- бря 2013 г. выкопана на площади 73 тыс. га, что составляет 25 % от обще- го объема засеянных площадей. Об этом говорится в сообщении Мини- стерства аграрной политики и продо- вольствия Украины, передает УНН. Сельскохозяйственные предприятия собрали 2,801 млн. т сахарной свеклы при урожайности 384 ц/га в сравне- нии с 2012 г. - 352 ц/га. Прогнозиру- емый урожай сахарной свеклы в этом сезоне на уровне 11 млн. т. По прогнозам ассоциации "Укрцукор", производство сахара в Украине в се- зоне 2013/2014 составит 1,3-1,4 млн. т по сравнению с предыдущим 2,23 млн. т. Ожидается, что переработку свеклы будут осуществлять 42 завода (в про- шлом году - 63) (Укрцукор). Астарта завершила покупку сахарно- го завода у Кернела Агропромхолдинг "Астарта" завершил сделку по покупке Оржицкого сахар- ного завода (Полтавская обл.), при- надлежавшего ранее холдингу "Кер- нел". Проектная перерабатывающая мощность завода составляет 6 тыс. т сахарной свеклы в день. "Кернел" принял решение выйти из сахарного бизнеса и продать принад- лежащие ему сахарные заводы (ООО "Чертковский сахарный завод, ООО "Цукрове", ООО "Пальмирский сахар- ный завод", ООО "Оржицкий сахар- ный завод"), которые достались ему при покупке одного из крупнейших производителей сахара в стране - "Са- харного союза "Укррос". В мае холдинг продал Чертковский са- харный завод польской "дочке" немец- кой компании Pfeifer & Langen, спе- циализирующейся на производстве сахара (www.delo.ua).
Производство сахарной свеклы в Армении нерен- табельно Сахарная свекла выращи- вается в Армении в объ- емах слишком малых для создания производства сахара. Когда в 2010 г. на- чал работать сахарозавод в Ахуряне (Ширакская об- ласть), предполагалось, что часть производства будет на местном сырье. Сахарная свекла должна была обраба- тываться на полях Спитака и Ширака. Однако больших объемов местного сырья так и не получилось. Цены на сырье очень низки, и сами сахаропроизводи- тели предпочитают импор- тировать сырье в больших количествах и по выгодной цене. В первом полугодии 2013 производство сахара в Армении выросло на 18 %, составив 22 тыс. 425 т. За то же время импортировано 27,2 тыс. т сахарного песка, что по сравнению с соответ- ствующим прошлогодним показателем меньше на 47,3 %. Единственный крупный производитель сахарного песка в Армении - компа- ния Лусастхшугар (Ахурян- ский сахарозавод), которая в 2012 г. занимала 900-е ме- сто в списке 1000 крупных налогоплательщиков КГД. В 2013 г. компания выбыла из списка (www.armenpress.am) Увеличился экспорт саха- ра в Азербайджание По итогам января-августа Азербайджан экспортиро- вал сахара на 162,999 млн. USD. В государственном та- моженном комитете (ГТК) Азербайджана, по сравне- нию с аналогичным перио- дом прошлого года, экспорт сахара увеличился на 29,31 % или на USD 36,949 млн. В общем объеме экспорта про- дукции из Азербайджана на экспорт сахара пришлось 1,02 % (www.lnews.az). Сахарный кризис в Казах- стане В настоящее время сахар в Республике Казахстан про- изводится единственным производителем - ТОО «ЦАСК», который имеет 6 филиалов-заводов. «Ре- зультаты анализа показали сложное положение отече- ственного производителя сахара. При имеющихся мощностях для обеспече- ния необходимым количе- ством сахара внутреннего рынка в ходе анализа выяв- лены проблемы недостаточ- ных объемов выращивания сахарной свеклы, импор- Указатель рекламодателей AMF - Bruns GmbH & Со. KG (Германия) APRO Polska Sp. z о. о. (Польша) Balco Precision GmbH (Германия) BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG (Германия) Группа Компаний "ЛОЭС" (Россия) Defotec GmbH (Германия) EnerDry ApS (Дания) FLSmidth Wiesbaden GmbH (Германия) IKB Industrieplanung GmbH (Германия) IPRO IndustrieprojektGmbH (Германия) Amandus Kahl GmbH & Co. KG (Германия) Keller & Bohacek GmbH & Co. KG (Германия) ООО KSB (Россия) Nash - ZN der Gardner Denver Deutschland GmbH (Германия) pro M tec Theisen GmbH (Германия) Putsch GmbH & Co. KG (Германия) RE.LO.BO. Engineering s.r.l. (Италья) Silver Weibull Sweden AB (Швеция) Spomasz Zamosc S.A. (Польша) Sweco Europe (Бельгия) ООО "Теплоком" (Украина) TenCate Geosynthetics Austria Ges. m. b. H. (Австрия) тозависимости от сырья - тростникового сахара и снижения производства сахара. Баланс ресурсов и использования сахара, со- ставляемый Агентством по статистике, показывает стр. 21 стр. 17 стр. 33 стр. 4 стр.14 стр. 3 стр. 12 стр. TJ стр. 7 стр. 29 стр. 19 III стр. 35 стр. 23 IV I II стр. 9 стр. 15 стр.11 стр. 5 стр. 41 увеличивающуюся долю импорта сахара, которая в 2012 году уже составляла в общем объеме внутреннего потребления 64,8 %», - от- мечают в сообщении АЗК. (ИА Новости-Казахстан). Сахар и свекла 2014 П₽иглашенИв ^^Zz^ ^4 Приглашаем к подписке журнала "Сахар и свекла 2014", годовой абонемент (2 номера - издание в марте и октябре) по цене: 1 экземпляр (годовой абонемент - 2 номера) - 25 Евро + стоимость доставки Заказы: ООО Издательтво Бартенс (Польша) ул. Сенкевича 11,69-100 Слубице Тел.: +48 95 758 83 91, Факс: +48 95 758 83 91 Эл. почта: burak@bartens.com или bartens@computerbl.com.pl