WYKŁAD 06.06.2016

Oddzielenie wody sokowej od krochmalu

W celu maksymalnego oddzielenia krochmalu od roztworu zawierającego zanieczyszczenia zastosowano:

• Mechaniczne rozdzielenie mleczka na wodę sokową i warstwę krochmalu

• Usuwanie reszty wody sokowej z krochmalu przez przemywanie ziarenek skrobi czystą wodą

Oddzielanie wody sokowej od krochmalu

• Grawitacyjna sedymentacja krochmalu

• Oddzielenie wody sokowej pod wpływem siły odśrodkowej

Urządzenia do oddzielenie wody sokowej

Wirówka oddzielcza systemu Jahna

Separatory działają na zasadzie wirówki.

Separator typ SDQY – 14 R - Zbudowany z głowicy składającej się z wirnika osadzonego na pionowym wale i nieruchomej obudowy. Wirnik o średnicy ~ 300mm ma dwie komory – wewnętrzną i zewnętrzną. Między komorami wirnika komunikacja jest umożliwiona przez 6 tryskawek. Zewnętrzna wąska komora wirnika ma regularny dopływ wody wtłaczanej przez wał od dołu pod ciś. 0,1MPa. Mleczko surowe jest doprowadzane centralną rurą do środka wewnętrznej komory wirnika pod niezmiennym ciśnieniem ok.0,11Mpa. Mleczko pod wpływem siły odśrodkowej rozwarstwia się na wodę sokową i krochmal. Rozdział ułatwiają stożkowe talerze umieszczone w niewielkich odstępach jeden nad drugim. W przestrzeniach między talerzami zachodzi wielokrotnie przepływ wody sokowj w kierunku osi wirnika i przeciwny ruch ziarenek skrobi. Woda sokowa gromadząca się w pobliżu osi wirnika odpływa samoczynnie górą przez stycznie położone otwory w nieruchomej komorze wylotowej. Ziarenka skrobi pod działeniem siły odśrodkowej przesuwają się przez tryskawki do zewnętrznej komory wirnika i przez warstwę czystej wody dążą do 6 dysz umieszczonych stycznie na zewnętrznej ścianie wirnika.

Rafinacja mleczka krochmalowego

• Sita rafinujące

• Urządzenia stacjonarne (pralnie)

• Urządzenia wolnoprzepływowe

• Urządzenia wirowe (wirówki)

• Hydrocyklony

Sito strumieniowe rafinujące Starcosa

Obracający się stożek sitowy jest pokryty siatką nylonową o oczkach 0,105mm. Wał wirnika stanową dwie rury współśrodkowe. Przez rurę wewnętrzną jest wtłoczona do natryśnicy woda pod ciśnienie 0,4Mpa. Przez rurę zewnętrzną wału jest doprowadzone do przedniej części natryśnicy mleczko z włókienkami również pod ciśnieniem 0,4Mpa. Stężenie mleczka podawanego na sita wynosi (8,7-12,1% skrobi).

Natryśnica wirująca wewnątrz stożka z większą od niego prędkością, ma natryski rozmieszczone po linii spiralnej. Mleczko przechodzące przez siatkę zbiera się w osłonie i odpływa. Włókienka przesuwają się wzdłuż sita w stronę rosnącej jego średnicy. Pod koniec swojej drogi są przemywane czystą wodą z drugiej części natryśnicy.

Jedno sito strumieniowe rafinujące odbiera 25m³ mleczka krochmalowego o stężeniu 9% skrobi na godzinę, co odpowiada przerobowi około 320 ton ziemniaków na dobę.

Układy hydrocyklonów

Hydrocyklony:

Nowoczesnymi urządzeniami do rafinacji mleczka krochmalowego są hydrocyklony. Ich działanie polega na wirowaniu ciała stałego w cieczy, w cylindrycznej lub stożkowej przestrzeni. Wirowanie masy powstaje w wyniku wtłaczania zawiesiny do obwodu cylindrycznej części hydrocyklonu.

Układy hydrocyklonów

W celu zapewnienia odpowiedniej rafinacji mleczka krochmalowego i ograniczenia zużycia wody w stacji hydrocyklonów stosuje się zasadę przeciwprądu.

Czysta wodę daje się tylko do mleczka kierowanego do ostatniego stopnia hydrocyklonów. Hydrocyklony łączy się w odpowiednie układy.

Układy:

• Układ klarujący, pozwalający uzyskać wyższy stopień sklarowania wody, czyli zmniejszenia ilości krochmalu uchodzącego w wodzie sokowej z końcowego przerobu.

• Układ koncentrujący, pozwalający na uzyskanie wyższej koncentracji zawiesiny w ostatnim wylewie (przy mleczku krochmalowym jest to równocześnie układ rafinujący).

Wodę z przelewu I stopnia hydrocyklonów kieruję się, jako nadwagę do II stopnia hydrocyklonów. Krochmal oddzielony w stopniu II, odprowadzany w wylewie w postaci rzadkiego mleczka, zawraca się pompą do nadawy na I stopień hydrocyklonów.

Z układu hydrocyklonów klarujących odbiera się wodę sokową lepiej uwalniana od krochmalu i koncentratu tj. mleczko o niezbyt dużym stężeniu zawracane do głównej masy mleczka kierowanego do układu koncentrującego dla rafinacji.

Z hydrocyklonów można otrzymać rafinowane mleczko o wysokim stężeniu 38,2% skrobi.

Koncentrat z dysz wylewowych I stopnia hydrocyklonów podaje się pompą, jako nadawę do II stopnia hydrocyklonów, uzyskując koncentrat o wyższym stopniu zagęszczenia i rafinacji. Wodę wychodzącą przelewem ze stopnia II zwierającą dużo krochmalu zawraca się za pośrednictwem pompy do nadawy hydrocyklonów.

Przy przerobie 1000 ton ziemniaków na dobę o skrobiowości 18% otrzymuje się 200 ton skrobi ziemniaczanej o wilgotności 20%. Zużycie wody czystej 3-4 tony na 1 tonę ziemniaków, Nowoczesne zakłady zużywają 1 tonę świeżej wody na 1 tonę ziemniaków.

Układ klarujący hc-ów (pozwalający uzyskać wyższy stopień sklarowania wody)

I – pierwszy stopień hc-ów

II – drugi stopień hc-ów

Wodę z przelewu I st. hydrocyklonów kieruje się, jako nadawę do II st. hc-ów.

Krochmal oddzielony w II st., odprowadzany w wylewie w postaci rzadkiego mleczka, zawraca się pompą do nadawy na I st. hc-ów.

Z uklądu hc-ów klarujących odbiera się wodę sokową lepiej uwolniona od krochmalu i koncentratu tj. mleczko o niezbyt dużym stężeniu zawracane do głównej masy mleczka kierowanego do układu koncentrującego dla rafinacji.

Z hc-ów można otrzymać rafinowane mleczko o wysokim stężeniu 38,2% skrobi.

Ze względu na małą przepustowość pojedynczych hc-ów (ok. 0,3m³/h mleczka o zawartości 8,5% skrobi łączy się je równolegle po kilkanaście lub kilkadziesiąt sztuk w wspólnym korpusie(multi hc)

Uklad hc-ów koncentrujących (rafinujących) (pozwalających uzyskać wyższy stopień zagęszczenia zawiesiny

Koncentrat z dysz wylewowych pierwszego stopnia hydrocyklonów podaje się pompą, jako nadawę do drugiego stopnia hydrocyklonów, uzyskując koncentrat o wyższym stopniu zagęszczenia i rafinacji.

Wodę wychodzącą przelewem ze stopnia II, zawierającą dużo krochmalu zawraca się za pośrednictwem pompy do nadawy do hydrocyklonów I stopnia.

Przelewem z I stopnia odpływa woda sokowa zawierająca zanieczyszczenia oddzielone od krochmalu w hydrocyklonach obu stopni. Ponieważ woda ta niesie znaczne ilości lekkiego krochmalu jest kierowana do układu klarującego.

Przy zastosowaniu wyłącznie hydrocyklonów (od stacji wymywania krochmalu z miazgi do stacji odwadniania mleczka) stosuje się:

- biohydrocyklony

- 6-9 stopni hydrocyklonów koncentrująco-rafinujące

- 3 stopnie hydrocyklonów klarujące wodę sokową

Biohydrocyklon

Mleczko krochmalowe

Jednorazowe przejście mleczka krochmalowego przez pojedynczy stopień hydrocyklonów pozwala na osiągnięcie wymaganego zagęszczenia 8,5-34% skrobi.

Mleczko nie jest jeszcze odpowiednio rafinowane, dlatego należy je rozcieńczać i ponownie kierować do hydrocyklonów następnego stopnia.

Czynność tę powtarza się kilkakrotnie aż do uzyskania pełnej rafinacji mleczka krochmalowego.

Chemiczna rafinacja krochmalu

Jako środki redukujące stosowane są:

- wodorosiarczyn sodu

- kwas siarkowy

- 0,5-0,6 kg bezwodnego SO₂ na tonę surowca

- przy zastosowaniu wirówek miazgowych: 0,3 kg SO₂ na 1kg ziemniaków

Odwadnianie skrobi

- na obrotowych filtrach próżniowych do 37 – 38% zawartości wody