3. Defekator

Nawapnianie wstępne

Ze względu na dużą zawartość niecukrów w soku surowym – wykrystalizowanie bezpośrednie z niego cukru jest utrudnione. Sok surowy jest lekko kwaśny i wymaga zalkalizowania, gdyż przy jego ogrzaniu do temp. 50^°C wystąpiłaby inwersja cukru. Sok surowy zawiera zawiesinę miazgi, a po ogrzaniu wypada z soku zawiesina skoagulowanych białek. Oddzielenie tych zawiesin przez bezpośrednie odfiltrowanie jest trudne i niezupełne. Sok zanieczyszczony jest silnie zabarwiony na kolor żółtobrązowy. Barwa ta przechodzi do kryształów, które zabarwiają się na żółto. Wreszcie duża zawartość niecukrów w soku jest powodem dużej wydajności melasu. Właściwości soku można poprawić przez odpowiednie oczyszczenie chemiczne, polegające na usunięciu z soku surowego całej ilości miazgi i części niecukrów koloidowych.

Wapno dodane do soku powoduje wydzielenie części niecukrów w postaci zawiesiny. Zjawisko to nosi nazwę defekacji wstępnej lub nawapniania wstępnego. Przy oczyszczaniu soku stosuje się nawapnianie wstępne i główne. Wstępna dawka wapna wynosi 0,25÷0,30% CaO (tlenek wapnia) nb., w wyniku czego pH soku wzrasta do ok. 11.

Nawapnianie wstępne ma na celu:

− wydzielenie z soku niecukrów, tworzących z wapnem nierozpuszczalne osady,

− stworzenie warunków, w których niecukry koloidowe wypadają z roztworu w postaci kłaczkowatego lub galaretowatego osadu tzw. koagulatu,

− alkalizowanie soku surowego, aby powstrzymać inwersję cukru i rozwój drobnoustrojów w soku.

Spośród różnych sposobów nawapniania wstępnego stopniowego (progresywnego), najbardziej rozpowszechnione jest nawapnianie chłodne w temp. ok. 50^°C. Odbywa się w przeciwprądzie, w czasie ok. 25 min., za pomocą mleka wapiennego i z dodatkiem do soku surowego zawiesiny osadu węglanu wapnia na początku procesu nawapniania. Sok surowy mający po ekstrakcji 25÷30^°C jest przed nawapnianiem wstępnym ogrzewany do temp. ok. 50^°C. Nawapnianie wstępne prowadzi się w aparatach poziomych, podzielonych nieruchomymi przegrodami na 6÷8 komór. Przegrody mają przy dnie aparatu wycięte otwory i kończą się ok. 300 mm pod powierzchnią soku. Mieszadła umocowane na wale i górne nastawne przegrody, powodują wsteczny przepływ części soku ponad przegrodami nieruchomymi, a między przegrodami ruchomymi.

Do kontroli przebiegu nawapniania wstępnego wystarcza okresowe sprawdzanie przyrostu pH soku w aparacie oraz pH soku po nawapnianiu wstępnym.

Nawapnianie główne

Defekację główną przeprowadza się przez dodanie mleka wapiennego (defekacja mokra). Proces prowadzi się systemem ciągłym (ciągłe dodawanie mleka wapiennego) w pionowych aparatach do nawapniania głównego. Przed nawapnianiem głównym sok ogrzewa się do temp. 85÷90^°C. Dodatek CaO wynosi 1,5÷2,0% w stosunku do masy buraków (pH soku wzrasta do ok. 12,5). Podczas nawapniania głównego ulegają rozkładowi inwert i amidy kwasowe oraz białka i pektyny. Rozkład inwertu i amidów jest celowy i pożyteczny, ponieważ powstające nowe niecukry są mniej szkodliwe niż niecukry ulegające rozkładowi. Czas nawapniania wstępnego nie powinien przekraczać 10÷12 min. Przedłużenie czasu trwania nawapniania głównego jest niewskazane, bo peptyzacja osadu koloidowego oraz rozkład białek i pektyn pogarszają jakość i właściwości filtracyjne soku saturacyjnego I.

Kontrola procesu nawapniania obejmuje sprawdzenie czasu jego trwania, temperatury soku napływającego, gęstości mleka wapiennego, zawartości wolnego wapna w mleku wapiennym oraz alkaliczności nie cedzonego soku nawapnionego.