3.2. Вибір стадій виділення та очистки молочної кислоти.

Беручи до уваги особливості вищевикладених процесів, а також особливості технології що полягають у малих об'ємах та порівняно високій чистоті культуральної рідини визначаємо стадії технологічної схеми виділення готового продукту.

Першою стадією після виробничого біосинтезу є нейтралізація, відстоювання та промивання осаду. Як вже зазначалося – культуральну рідину після ферментації потрібно нейтралізувати вапняним молоком до слабко лужної реакції при температурі 70˚С. Це необхідно щоб вся синтезована молочна кислота перейшла в лактат кальцію. А також при нейтралізації коагулюють білки, частково осідає залізо та руйнуються незброджені залишки цукру та біомаса продуцента. Після нейтралізації культуральну рідину відстоюють протягом 6-ти годин тому, що крейдові осади погано відділяються через липкість шламу. Після відстоювання декантат подають на фільтр-прес, де він додатково очищується, а осад промивають гарячою водою, відстоюють годину і також подають на фільтрування. Крейдовий осад утилізують.

За розрахунками продуктивності та площі фільтрації обираємо для фільтрування фільтр-прес типу ФПАКМ. Даний фільтр призначений для розділення тонкодисперсних суспензій з розміром частинок не більше 3 мм та вмістом твердої фази від 10 до 50 кг/м³ при температурі до 80˚С. Фільтр-прес дозволяє виконувати за заданою програмою в автоматичному режимі такі технологічні та допоміжні операції як фільтрування, промивання, пресування та знімання осаду. Фільтр-прес типу ФПАКМ має ряд переваг: розвинута фільтруюча поверхня, займає незначні площі, невеликі енергозатрати, питома продуктивність установки у 6 – 8 разів більша порівняно з іншими фільтр-пресами.

Автоматичний камерний фільтр-прес складається з горизонтальних фільтрувальних плит, розміщених одна над одною між опорною та нажимною плитами. В зазорах між плитами протягнута нескінченна стрічка фільтрувальної тканини типу Ф товщиною 1,5 – 2 мм. Кожна фільтрувальна плита має зверху решітку, на якій розміщена тканинна стрічка з осадом, що утвориться, а під решіткою – піддон для прийому фільтрату. Під піддонами закріплена еластична гумова діафрагма, за допомогою якої під напором води здійснюють віджим осаду. Конструкція фільтра побудована таким чином що між сусідніми плитами утворюються робочі камери з каналами над стрічкою для подачі суспензії, каналами під решітками для виведення фільтрату, а між діафрагмами і піддонами – канали, через які подається вода для віджиму та пресування осаду під тиском. Фільтрування проходить під тиском 0,4 МПа, для віджиму тиск підвищують до 0,8 МПа.

Стрічка на якій в робочих камерах утворюється осад починає рухатись після припинення подачі суспензії і видалення фільтрату, коли між плитами утворюється зазор до 45 мм для виходу стрічки з осадом. По мірі руху стрічки осад виноситься з міжплиточного простору і вивантажується з двох сторін. Фільтрувальна тканина промивається холодною водою за допомогою форсунок під тиском 0,3 МПа і очищується щітками. Після очищення стрічки плити стискуються і апарат знову готовий до роботи.

Наступною стадією є розкладання лактату кальцію. Для цього фільтрат, який поступає в збірник перевіряють на вміст лактату кальцію і розраховують необхідну кількість сірчаної кислоти необхідної для переведення лактату на молочну кислоту. Далі фільтрат підігрівають до температури 80˚С для запобігання обвуглення розчину та додають концентровану сірчану кислоту з надлишком 0,5%. Суміш перемішують та залишають на 1 годину для проходження реакції та дозрівання кристалів гіпсу. Перед фільтруванням суспензію перевіряють на повноту розкладання лактату за допомогою кольорової реакції. Гіпсовий шлам відокремлюють та промивають на фільтр-пресі.

Фільтрат що утворився відкачують насосом до збірника.

Далі для освітлення розчину молочної кислоти розчин нагрівають до температури 80˚С та додають активоване вугілля марки ОУ-А на 30 хвилин при перемішуванні для кращої адсорбції барвних речовин. Після цього освітлений розчин знову фільтрують на фільтр-пресі, та охолоджують в теплообміннику.

Розглянувши основні види теплообмінників, їх конструктивні особливості а також переваги та недоліки обираємо для охолодження фільтрату кожухотрубний теплообмінний апарат.

Охолоджений до температури 40˚С розчин молочної кислоти подають на іонообмінні колонки, де видаляються іони заліза, миш'яку та мінеральні солі.

Очищений на іонообмінних колонках розчин подається насосом з регулюємою подачею до центрифужної випарної установки «Центритерм» проходячи через фільтр для відділення твердих часточок та урівноважувальний бачок. Встановлені в апараті сопла розподіляють рідину під нижньою поверхнею полих гріючих конусів, а відцентрова сила миттєво розподіляє її по усій поверхні нагріву тонкою плівкою. Час проходження рідини в стані кипіння через поверхню нагріву не більше 1 с. Згущений розчин збирається на периферії конусів в каналах, з'єднаних вертикальними отворами, і підіймається вгору. Моментально охолоджуючись в розширювальному охолоджувачі під дією вакуума, що створюється ежектором розчин відводиться через патрубок у теплообмінник, звідки відкачується у розливне відділення.