Процесс извлечения сахара основан на диффузии клеточного сока водой из разрушенных клеток. Одновременно с сахарозой в диффузионный сок переходят и другие вещества (белки, аминокислоты, пектиновые вещества, органические кислоты, пигменты, сапонины и др.), окрашивающие его в темный цвет, а также кусочки мезги. В диффузионном соке содержится 15% сахара (по отношению к массе свеклы) и до 2% нерастворимых несахаров, мезги 1,5–3 г/л. Полученный диффузионный сок быстро темнеет.
В первую очередь сок очищают в мезголовушках непрерывного действия от содержащейся мезги, т.е. мелких кусочков свекловичной стружки. Эта операция необходима, так как мезга, содержащая протопектин, переходящий в щелочной среде в раствор, может на станции очистки с известью перейти в желатиновый раствор и затруднит фильтрацию.
Схема очистки диффузионного сока включает:
- дефекацию (предварительную и основную),
- первую сатурацию,
- вторую сатурацию,
- фильтрацию,
- сульфитацию.
Дефекация – обработка сока известью. Цель предварительной дефекации – осторожным воздействием извести (0,2–0,3% к массе свеклы) нейтрализовать свободные кислоты диффузионного сока, скоагулировать значительную часть коллоидных веществ и осадить другие несахара.
Преддефекация проводится в аппаратах непрерывного действия – предцефекаторах. Известь подводится не сразу в аппарат, а по зонам в определенном количестве при помощи вращающихся труб. Процесс преддефекации проводят в течение 3–5 мин.
Затем преддефектованный сок отводится в аппарат основной дефекации. При этом известь добавляют в количестве 2,5– 3% к массе свеклы. Дефекатор представляет собой аппарат непрерывного действия с мешалкой. Продолжительность основной дефекации составляет 8–10 мин.
При основной дефекации протекают процессы разложения ряда органических несахаров сока (солей аммония, редуцирующих веществ, амидов кислот), а также омыляются жиры.
После дефекации сок поступает в сатуратор первой сатурации и обрабатывается сатурационным газом, содержащим 30– 34% диоксида углерода. Избыточная известь выпадает в осадок в виде карбоната кальция. При этом сок немного остывает.
Он подогревается в теплообменнике и после фильтрации направляется на вторую сатурацию для снижения до минимального предела извести и солей кальция (0,002% СаО). На второй сатурации через сок также пропускают сатурационный газ в течение 8-10 мин.
После второй сатурации сок направляют на дисковые фильтры (могут быть с горизонтальным или вертикальным валом), работающие под давлением с намывным слоем вспомогательного вещества.
Сок фильтруется через фильтровальную ткань и удаляется по сокоотводящим трубкам. Осадок, собранный на фильтровальной ткани, промывается и смывается с дисков соком первой и второй сатурации. Осадок в виде суспензии выводится из фильтра и направляется на предварительную дефекацию. Цикл фильтрования составляет 12–16 ч и контролируется АСУ ТП по возрастанию давления в фильтре.
Отфильтрованный сок второй сатурации поступает на третью очистку – в сульфитатор.
Цель сульфитации – осветление сока путем превращения красящих веществ в бесцветные лейкосоединения и снижение его вязкости для улучшения условий фильтрации и стерилизации.
После сульфитации сок имеет слабую щелочную реакцию (рН 8,5). Время сульфитации в сульфитаторах со слоем сока составляет 5 мин, а в оросительных сульфитаторах – быстротечно.
Из сборника сок, предварительно нагретый до температуры кипения в теплообменнике, поступает в выпарную установку.