Если полная деионизация сока пока не находит широкого применения в сахарной промышленности, то более простая обработка сока только катионитом в натриевом цикле получает широкое распространение на вновь построенных заводах.

Для умягчения сока используют катиониты не в водородном цикле, а как пермеатиты для удаления иона кальция из сока. Работа ведется с горячим соком, так как кислые реакции отсутствуют и нет опасности инверсии сахара. Катионит регенерируют 5% - ным раствором соды. При умягчении соков содержание СаО в них снижается до 0,005%. При этом выпарная станция почти не загорает и работает без выварки. Считают, что стоимость умягчения соков окупается более эффективным последующим выпариванием и связанной с этим экономией топлива. Кроме того, ионообменная обработка сока делает производство более гибким, независимым от качества сырья, которое часто изменяется в процессе производства.

 

Схема станции умягчения сока

Реакторы, заполненные катионитами, устанавливают в главном корпусе завода между фильтрами для сока II сатурации и выпарной станцией. Схема станции умягчения сока (рис. 10.8) включает в себя реакторы для умягчения сока и систему вспомогательного оборудования.

 

Рис. 10.8. Схема станции умягчения сока:

1, 6 – суммирующие счетчики; 2 – реактор; 3а, 3б – баки неочищенного и очищенного сока; 4 – коллектор; 5 – емкость; 7, 9, 10, 12 – насосы; 8 – бак для насыщенного рассола; 11 – бак для отработанного рассола; 13 – бак сульфитированного сока

 

Станция имеет четыре реактора 2, включенных в работу параллельно. Один реактор является резервным или находится в стадии регенерации. На входной коммуникации для сока в каждый реактор установлен суммирующий счетчик 1, контролирующий работу реактора.

Склад соли и станция для приготовления насыщенного рассола включают в себя: две бетонные емкости 5 для хранения 40 т соли; два коллектора 4 с форсунками для распределения воды, поступающей на растворение соли; собирающие емкости для рассола, расположенные в нижней части емкостей, три насоса 7 для насыщенного рассола. Производительность насосов 25 м³/ч каждый, напор 0,022 МПа.

Для измерений и хранения насыщенного рассола установлен закрытый бак 8, изготовленный из оцинкованной листовой стали. Для подогрева рассола в нижней части бака предусмотрен барботер, в который подается пар низкого давления. Бак оснащен контакторами, позволяющими поддерживать верхний и нижний уровень рассола. Рассол подается в реакторы двумя центробежными насосами 9, из которых один резервный. Производительность каждого насоса 20 м/ч, напор 0,022 МПа. Для определения количества рассола, подаваемого насосами, на нагнетающей линии устанавливают суммирующий счетчик 6. Отработанный рассол поступает в бак 11, который оборудован так же, как и бак для насыщенного рассола. Часть отработанного рассола используют для регенерации ионитов.

Все трубопроводы для подачи насыщенного рассола в реакторы и отвода отработанного рассола изготовлены из оцинкованной стали, вентили и клапаны – из чугуна.

Сульфитированный сок II сатурации поступает в бак 13, откуда насосами направляется в реакторы. Очищенный сок поступает в бак 3 и далее – на выпарную станцию.

 

Конструкция реакторов

Реактор (рис. 10.9) представляет собой цилиндрический корпус 3, с верхним и нижним выпуклыми днищами 12 и 5. Для подвода в реактор сульфитированного сока, раствора соли и воды в верхней его части расположены разветвленные системы труб 1 и 10. Для лучшего распределения раствора по сечению реактора в трубах 10 выполнены отверстия диаметром 3 мм, а в трубах 1 – диаметром 14 мм. Отверстия труб перекрыты плетеным ситом с отверстиями диаметром 0,2…0,3 мм. Для отвода воздуха и воды из реактора в период разрыхления ионитов предусмотрен штуцер 6 со вставленной сеткой.

 

Рис. 10.9. Реактор для умягчения соков:

1, 8, 10 – системы труб; 2 – смотровые окна; 3 – корпус; 4 – опоры; 5, 12 – выпуклые днища; 6 – штуцер; 7 – колпачки; 9 – коллектор;  11 - люки

 

В нижней части реактора для отвода очищенного сока, промоя и отработанного соляного раствора установлена разветвленная система труб 8, соединенных с отводным коллектором 9. Трубы в верхней части имеют нарезные отверстия, в которые устанавливают колпачки 7. Последние изготовлены из нейлона и имеют отверстия диаметром 3 мм, по которым отводится жидкость, поступающая в коллектор.

Система труб для отвода отфильтрованной жидкости помещена в слой гравия, который насыпают на нижнее днище. Высота слоя – 700…800 мм. Он выполняет роль дренажной системы.

Для загрузки и разгрузки катионита, а также для осмотра внутренней части реактора предусмотрены люки 11, закрываемые заглушками. За состоянием катионита в период разрыхления наблюдают через смотровые окна 2. Корпус реактора и внутренние дренажные и распределительные системы изготовлены из стали. Рабочее давление в реакторе 0, МПа. Он установлен на опорах 4, прикрепляемых анкерными болтами к собственным фундаментам.