Циркуляция раствора, т. е. перемещение его относительно экстрагируемой выжимки, в наших опытах осуществлялась насосами. Однако скорость циркуляции зависит прежде всего от качества выжимки, ее фильтрующей способности, а не от производительности насоса. Поэтому были поставлены специальные опыты по определению скорости фильтрации сока в зависимости от высоты слоя выжимки, продолжительности и температуры. Работа осуществлялась на специальной установке, представляющей собой трубу из органического стекла диаметром 100 мм. Снизу в трубу вставляли двойную сетку из нержавеющей проволоки с ячейками 3X3 мм.
В трубу насыпали слой выжимки высотой 100, 150, 200, 300, 400, 500 мм. Сверху заливалась вода. Для того чтобы фильтрация проводилась под определенным давлением, над слоем выжимки поддерживался постоянный столб жидкости, равный 100 мм. Опыты ставились при температуре 20 и 70° С.
Замеряя через каждые 5 мин в течение часа количество фильтрата. прошедшее через единицу поверхности при определенном слое выжимки, строили кривые, характеризующие скорость фильтрации (рис. 6, 7, а, б).
Полученные результаты показывают, что скорость фильтрации сока через слой выжимки снижается с увеличением температуры и продолжительности фильтрации и несколько в меньшей степени — с увеличением слоя выжимки. При температуре 70° С скорость фильтрации при высоте слоя 100 мм в два раза выше, чем при 300 мм. При дальнейшем увеличении высоты слоя до 500 мм скорость фильтрации снижается в небольшой степени. Средняя скорость фильтрации сока через слой выжимки 100 мм равна 0,012 л/мин-см2, через слой выжимки 500 мм — 0,006 л/мин-см2. Сопротивляемость выжимки фильтрации особенно увеличивается через 30 мин от начала фильтрации.
Увеличить скорость циркуляции раствора можно путем перемешивания выжимки.
Рис. 7. Зависимость скорости фильтрации раствора от продолжительности и высоты слоя выжимки (в мм):
1-100; 2—150; 3—200; 4—300; 5—400; 5—500. а — при 20° С; б — при 70° С.
Рис. 6. Зависимость скорости фильтрации от высоты слоя выжимки.
При перемешивании выжимки через каждые 3 мин в опытах по экстрагированию при температуре 70° С в течение часа процент извлечения сахара в раствор увеличился на 4,5% и виннокислых соединений на 15,2% по сравнению с опытом без перемешивания выжимки. Однако при перемешивании выжимок диффузионный сок получается более мутным.
