Утворення піни у цукровій промисловості є поширеним явищем. Появу піни спричиняють поверхнево-активні речовини: сапонін, вміст якого в цукрових буряках коливається від 0,02 до 0,03% до його маси, а також бетаїн, гумінові кислоти, аміни, аміди, амінокислоти, пектини та інші речовини. Присутність цих сполук знижує поверхневий натяг цукрових розчинів, що викликає піноутворення на всіх стадіях виробництва цукру-піску.

Інтенсивність процесів піноутворен- ня залежить від ряду причин:

• якість сировини;
• порушення правил експлуатації обладнання;
• порушення технологічних режимів;
• інтенсивність мікробіологічних процесів тощо.

Утворення піни в дифузійних апаратах приводить до зменшення вилучення сахарози, значно усклад- нює циркуляцію, сприяє надмірному ущільненню стружки (утворення пробок), що порушує ритмічність і оптимальний режим роботи та зменшує їх продуктивність.

Піноутворення погіршує умови дефекосатураційного очищення, фільтрації соків та знецукрення осадів, ускладнює процеси варки та центрифугування утфелів. Це призводить до збільшення кольоро- вості полупродуктів, підвищує вихід патоки, погіршує   якісні показники цукру та знижує його вихід, що негативно відображається на техніко-економічних показниках виробництва.

Для вітчизняних цукрових заводів  при виробництві цукру-піску гасіння піни та запобігання процесів її утворення завжди актуальні. Українським укровикам останнім часом пропонують різноманітні піно- гасники зарубіжних виробників. Ці препарати не завжди ефективні,  мають високі ціни, що відповідно впливає на якість піногасіння та собівартість готової продукції.

Вибір піногасників для процесів цукрового виробництва повинен базуватись на техніко-економічній оцінці, яка б дозволила визначити ефективність піногасіння, встановити їх необхідну кількість та рівень затрат [1].

Науково - виробниче підприємство “ЕЛЕКТРОГАЗОХІМ” більше 10 років є одним із провідних вітчизняних  виробників емульгаторів і стабіліза- ційних систем для харчової, цукрової, фармацевтичної а парфюмерно-косметичної промисловостей України.

Підприємство виробляє понад 20 видів емульгаторів, стабілізаторів та поверхнево-активних речовин, які за своїми якісними характеристикам не поступаються іноземним, але мають значно нижчу вартість. Сучасна виробнича база дозволяє  виробляти продукцію високої якості в кількості, необхідній для забезпечення потреб цукрової та інших галузей промисловості України.

Підприємство має науковий підрозділ з дослідним відділенням, сертифіко- вану лабораторію контролю якості. Науковий колектив, до складу якого входять досвідчені інженери-практики, кандидати та доктора наук, постійно працює над розробками нових видів продукції.

Для цукрової промисловості НВП “ЕЛЕКТРОГАЗОХІМ” пропонує піно- гасник “ЕСТЕР С”, що являє собою продукт переробки харчових рафінованих та дезодорованих олій. По хімічній природі піногасник “ЕСТЕР С” є неіногеною поверхне- во-активною речовиною.

Піногасник “ЕСТЕР С” виробляють двох видів: “твердий” у формі поро- шку та  “рiдкий” у вигляді в’язкої рідини. Органолептичні  та фізико-хімічні показники піногасника  згідно ТУ У 15.8-229428140022-2003  наве- дені в таблицях 1 і 2.

Таблиця 1. Органолептичні  показники піногасника  “ЕСТЕР С”

Назва показників	Характеристика
1. Агрегатний стан	Твердий	Рідкий
2. Зовнішній вигляд	Порошок	В'язка речовина
3. Запах	Характерний для даного продукту. Не допускається сторонній запах	Характерний для даного продукту. Не допускається сторонній запах
4. Колір	Від світло-сірого до жовтого, однорідний по всій масі	Від жовтого до темно-жовтого, однорідний по всій масі

Таблиця 2. Фізіко-хімічні показники піногасника «ЕСТЕР С»

Назва показників	Норма
	Твердий	Рідкий
1. Кислотное число, мг КОН/г, не більше	6	6
2. Число омилення, мг КОН/г, не більше	140	140
3. Температура плавления, оС, не менше	50	-
4. Піногасні властивості, см3/с, не менше	0,9	0,9

Однією з переваг піногасника є те, що він виробляється з харчової сировини рослинного походження і тому не чинить токсичної дії на організм людини. На піногасник отриманий  висновок Державної санітарно-епідеміологічної експертизи МЗ України (№ 05.03.02-04/25608 от 23.06.03), який дозволяє його необмежене використання в цукровій та харчовій промисловості. Строк придатності до використання піногасника складає 24 місяці.

По піногасним властивостям тверда та рідка форми близькі між собою. Тверду форму піногасника вносять в технологічний апарат у вигляді порошку   або готують з нього 2-5% водну емульсію. Для приготування емульсії порошок при постійному перемішуванні вносять у аміачну воду з температурою 65-70 °С. Перемішують до утворення стійкої емульсії білого кольору. Емульсію зберігають у закритих ємкостях. Строк зберігання емульсії складає 3-4 доби. Перед застосуванням емульсію ретельно перемішують.

Використання емульсії або рідкої форми спрощує введення піногасника, сприяє більш рівномірному розподіленню по об’єму технологічного апарата. Рідка форма  не потребує додаткових приготувань. Рішення про використання твердої, емульсійної або рідкої форми піногасника приймають в залежності від якості сировини та особливостей  технологічного обладнання.

Виробництво та використання піногасника “ЕСТЕР С” в  цукровій промисловості України розпочато з 2002 року. На сьогоднішній день  його успішно застосовують  на багатьох вітчизняних цукрових заводах.

Кількість підприємств, що використовують піногасник “ЕСТЕР С” постійно зростає. У виробничій період 2005-2006 року заводами ВАТ “Крижопільський цукровий завод” Вінницької області, ВАТ “Смілянський цукровий комбінат” Черкаської області, ТОВ “Збараж-цукор” Тернопільської області та на інших заводах України, які вперше використовували цей піногасник, підтверджена його висока ефективність на різних етапах технологічних процесів виробництва цукру.

Можливість використання піногасника “ЕСТЕР С” на основних технологічних стадіях цукрового виробництва робить його універсальним. Тверда, емульсійна та рідка форми піногасника ефективно зарекомендували себе  при використанні як на шнекових дифузійних апаратах, так і на колонних дифузійних установках.

Одним із важливих факторів, який впливає на процеси дифузії, є розмір стружки, в першу чергу її товщина. Відомо, що збільшення товщини стружки на 0,2 мм при інших рівних умовах процесу екстрагування призводить до підвищення втрат цукру в жомі на 0,1% до маси буряків, а тонка стружка погано транспортується в апаратах і створює великій опір руху соку. Аналіз досвіду використання піногасника в дифузійному відділенні показує, що його застосування дозволяє працювати на більш тонкій стружці, не ускладнюючи  роботу дифузійного відділення та збільшити вихід цукру.

При систематичному внесенні емульсії або рідкої форми піногасника за допомогою дозуючих насосів, ефективність його дії може бути досягнута при більш низьких витратах. Так, при використанні дозуючої схеми подачі рідкого піногасника в дифузійному відділені ВАТ “Смілянський цукровий комбінат”  витрати склали  біля 10г на 1т буряків. Це дозволило інтенсифікувати процеси екстрагування цукрози з бурякової стружки, знизити втрати цукру в жомі, збільшити продуктивність дифузійного апарату на 10-15%, знизити піноутворення  на наступних стадіях.

Практика використання піногасника в дифузійних відділеннях показує, що його витрати в середньому складають 10...15 г на 1т переробленого буряків (0,001...0,0015%). В той же час ефект піногасіння від використання піногасника ПГ-3  проявляється в достатній мірі лише при витратах 50...100 г на 1 т буряків (0,005...0,01%) [ 2 ].

Для гасіння піни, яка виникає під час вапняно-карбонатного очищення  дифузійного соку, використовують тверду, емульсійну або рідку форму піногасника. Його вводять у зони, де забезпечується швидке та інтенсивне перемішування в контрольний ящик I сатурації, по лінії повернення нефільтрованого соку першої сатурації, або суспензії соку другої сатурації.

Витрати залежать від якості сировини, способів застосування, дотримання температурних та технологічних режимів на станції дефекосатурації. Під час виробничого сезону 2005-2006 років на ВАТ „Крижопільський цукровий завод” витрати на станції дефекосатурації склали близько 0,0013% до маси буряка. Піногасник вносили періодично, під час інтенсивного піноутворення  в переддефекаторі, у вигляді емульсії, що дозволило досягти  високого ефекту піногасіння при значно нижчих витратах порівняно з імпортними піногасниками.

Застосування піногасника на станції дефекосатураціі забезпечує на 90...95% гасіння піни, збільшує на 30...35% швидкість осадження  переддефекованного та сатураційних соків, а також покращує  седиментаційно-фільтрувальні властивості осаду.

На випарних станціях наявність піни погіршує процес випарювання,  що викликає порушення технологічних і теплотехнічних режимов та збільшує кольоровість сиропу. Причиною виникнення піни вважається присутність поверхнево-активних речовин колоїдної дисперсності. Їх кількість в сиропі постійно збільшується внаслідок карамелізації  цукрози і реакцій між продуктами розпаду білкових речовин та цукрами. Частіше це відбувається при переробці сировини погіршеної якості.

В останніх корпусах випарних станцій має місце підвищена в’язкість соку  внаслідок більш високої концентрації сухих речовин. Вона гальмує рух бульбашок пару через шар соку. При високому рівні соку в апараті, за рахунок інтенсивного підйому утворених бульбашок, можливе різке збільшення рівня соку і його перекиди.

При  використанні піногасника “ЕСТЕР С”  на випарних станціях отриманий значний ефект. Для запобігання піноутворення рідку форму піногасника рекомендовано додавати у сік, який надходить у перший корпус. Під час виробничого сезону 2005-06 року на ВАТ “Смілянський цукровий комбінат” піногасник додавали до фільтрованого соку другої сатурації дозуючим насосом із витратою 12-14 г/хв. В результаті зменшилися невраховані втрати цукру за рахунок виключення випадків перекиду соку в останніх корпусах випарної установки.

Для інтенсифікації процесів одерження та центрифугування утфелів останнім часом широко застосувують різноманітні поверхнево-активні речовини [3].  Їх використання в продуктовому відділенні на різних етапах кристалізації цукру дозволяє зменшити в’язкість продуктів без використання води, покращити гранулометричний склад утфелів, підвищити продуктивність центрифуг, знизити вміст цукру в мелясі та невраховані втрати цукру.

На багатьох заводах України  тверду, емульсійну та рідку форму піногасника “ЕСТЕР С” застосовували як поверхнево-активну речовину для інтенсифікації процесів кристалізації.

На утфелях першої кристалізації при переробці цукрового буряку з високими якісними показниками витрати піногасника складають 5...6 г на 1 т утфелю. Для утфелів низької якості з чистотою менше 90%, витрати піногасника збільшують до 8...10 г на 1 т утфелю. Піногасник вносять через пробний кран перед набором апарату сиропом.

Утфеля  останньої кристалізації відрізняються збільшеною в’язкістю і здатністю до піноутворення та малою швидкістю кристалізації, тому використання піногасника суттєво впливає на процеси їх отримання. При низькій якості утфеля, чистота якого нижча 78...76% оптимальні витрати становлять 10...11 г на 1 т утфелю. Як що  уварювання утфелю з чистотою 78...80% не супроводжується інтенсивним піноутворенням, витрати зменшують до 6...8 г на 1 т утфелю.

Використання піногасника в продуктовому відділені сприяє скороченню циклу центрифугування утфелів останнього ступеню кристалізації та покращенню якості жовтого цукру. Піногасник застосовують у рідкій формі, або готують з рідкої форми емульсію. Емульсію готують змішуванням рідкого піногасника з водою в об’ємному співвідношенні ¼ при температурі 65-70 °С. Піногасник вносять в останню мішалку-кристалізатор перед надходженням  утфелю до розподільника у кількості 5...10 г на 1 т утфелю в залежності від якості продуктів.

Внесення піногасника безпосередньо перед центрифугуванням роблять у тих випадках, коли різко погіршується відділення меляси від кристалів у центрифугах, наприклад, при надмірному зниженню чистоти утфеля, його переохолодження та накопичення  через вимушені зупинки центрифуг [4].                   

Використання  піногасника “ЕСТЕР С”  в продуктовому відділені  дозволяє знизити піноутворення на 85...90%, зменшити в'язкість продуктов, досягти більш глибокого виснаження  міжкристального розчину, зменшити час уварювання утфелів проміжної та останньої кристалізації на 10...15%, збільшити чистоту останнього продукту на 4...8%, знизити вихід меляси та втрати цукру в ній на 10...15%.

Підсумки роботи понад 40 цукрових заводів на піногаснику “ЕСТЕР С” в період 2002...2006 років показали, що його загальні витрати  на виробництво цукру в середньому складають від 0,001-0,002% до маси буряків, в залежності від якості сировини.

Використання вітчизняного піногасника дозволяє замінити дорогі і не завжди ефективні піногасники імпортного виробництва і, таким чином, покращити техніко-економічні проказники роботи цукрових заводів України.

НВП “ЕЛЕКТРОГАЗОХІМ” надає весь спектр послуг пов'язаних  з впровадженням та використанням піногасників “ЕСТЕР С”: надання зразків та технічної документації, консультації та участь технолога при виробничих випробуваннях, індивідуальні розрахунки витрат та розробки  технологічних інструкцій по використанню піногасників.

БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК

1. Полторак П.В., Валовой Б.Н., Ярмилко В.Г. и др. “Вибор химических пено- гасителей для свеклосахарного производства”.-“Сахарная промышленость”.-1986.- № 3.- С.21-23.
2. “Повышение эфективности работы свеклосахарного комплекса” 5 Международная конференция сахара 2005,-М. 2005г. Издательский комитет МГУПП.- 248 с.

3. Современные технологии и оборудование свеклосахарного производства.В 2-х ч.Ч.2./В.О. Штангеев, В.Т. Кобер, Л.Г.Белостоцкий и др.;Под ред. В.О. Штангеева.- К:,”Цукор України”, 2004.- 320с.

4. “Инструкция по ведению технологического процесса свеклосахарного про- изводства”, ВНИИСП Москва 1985 г., 372 с.