Способ получения утфеля

 

Использование: изобретение относится к сахарной промышленности, в частности к получению утфеля последней кристаллизации. Сущность: способ получения утфеля предусматривает сгущение сахаросодержащего раствора в вакуум-аппарате, заводку кристаллов, их наращивание до образования кристаллической основы, отбор части последней и подачу ее в другой вакуум-аппарат, последующее наращивание кристаллов в вакуум-аппарате и окончательное сгущение утфелей. Наращивание кристаллов в вакуум-аппаратах осуществляют при поддержании содержания кристаллов в утфеле равным 30 - 35%, а окончательное сгущение утфеля в каждом аппарате проводят в две стадии: первую из которых при разрежении 660 - 670 мм рт.ст. до достижения содержания сухих веществ 89,0 - 91,0%, а вторую - при разрежении 600 - 615 мм рт.ст. до достижения заданного содержания сухих веществ. 1 табл.

Изобретение относится к сахарной промышленности, в частности к получению утфеля последней кристаллизации.

Известен способ получения утфеля I кристаллизации с "перетяжкой", предусматривающий сгущение сиропа, заводку кристаллов в количестве несколько большем, чем при стандартном процессе, наращивание кристаллов до заполнения 3/4 объема вакуум-аппарата, перетяжку во второй аппарат утфеля в количестве, необходимом для покрытия поверхности греющей камеры, после чего проводят дальнейшее наращивание кристаллов и окончательное сгущение утфеля [1] .

Недостатком этого способа является недостаточный выход сахара из-за уменьшения количества центров кристаллизации во втором вакуум-аппарате и, следовательно, увеличение времени процесса, что ведет к росту потерь сахарозы от термического разложения.

Ближайшим техническим решением к предложенному является способ получения утфеля последней кристаллизации, заключающийся в сгущении сахарсодержащего раствора, заводке кристаллов и их наращивании до образования кристаллической основы, отборе части последней и подаче ее в другой вакуум-аппарат, последующем наращивании кристаллов в вакуум-аппаратах и окончательном сгущении утфеля [2].

Недостатком этого способа является недостаточный выход сахара, так как он не обеспечивает поддержание максимальной массовой скорости кристаллизации, что ведет к увеличению времени процесса.

Целью изобретения является повышение выхода сахара.

Цель достигается тем, что в предложенном способе получения утфеля, включающем сгущение сахарсодержащего раствора в вакуум-аппарате, заводку кристаллов, их наращивание до образования кристаллической основы, отбор части последней и подачу ее в другой вакуум-аппарат, последующее наращивание кристаллов в вакуум-аппаратах и окончательное сгущение утфелей, отличием является то, что наращивание кристаллов в вакуум-аппаратах осуществляют при поддержании содержания кристаллов в утфеле равном 30-35%, а окончательное сгущение утфеля в каждом вакуум-аппарате проводят в две стадии, первую из которых при разрежении 660-670 мм рт.ст. до достижения содержания сухих веществ 89,0-91,0%, а вторую при разрежении 600-615 мм, рт.ст. до достижения заданного содержания сухих веществ.

Наращивание кристаллов сахара после разделения кристаллической основы на два вакуум-аппарата проводят при их содержании 30-35%. Это необходимо для поддержания максимальной массовой скорости кристаллизации. Если наращивание кристаллов проводить при их содержании менее 30%, то в этом случае не выдерживается максимальная массовая скорость кристаллизации, так как увеличение удельной скорости кристаллизации не компенсирует уменьшение общей поверхности кристаллов. Практически это приводит к увеличению времени кристаллизации и уменьшению выхода сахара из-за его термического разложения. В том случае, когда наращивание кристаллов проводят при их содержании более 35%, массовая скорость кристаллизации также уменьшается вследствие уменьшения удельной скорости кристаллизации в связи с ухудшением гидродинамических условий в вакуум-аппарате, которые не компенсируются увеличением общей поверхности кристаллов.

Однако поддержание в утфеле содержания кристаллов 30-35% приводит к затягиванию окончательного сгущения утфеля, что ведет к нарастанию его цветности и дополнительному разложению сахарозы. Для предотвращения этого явления необходимо проводить окончательное сгущение утфеля в две стадии. Первоначальное сгущение при разрежении 660-670 мм рт.ст. необходимо для увеличения разности температур между утфелем и греющим паром, что приводит к интенсификации теплообмена и ускоряет процесс сгущения утфеля. Если разрежение будет менее 660 мм рт.ст., то перепад температур между утфелем и греющим паром будет недостаточным, т.е. скорость кристаллизации сахарозы будет больше скорости испарения воды, что приводит к уменьшению пересыщения и замедлению процесса кристаллизации. Это приводит к увеличению продолжительности стадии сгущения, росту расхода пара, цветности утфеля и потерь сахара. Если разрежение будет более 670 мм рт.ст.,то снижение температуры утфеля приводит к снижению удельной скорости кристаллизации. Т.е. в этих условиях скорость испарения воды превысит скорость кристаллизации сахара, что приводит к повышению пересыщения и опасности появления "муки".

Однако проведение сгущения утфеля при таком разрежении возможно до достижения 89-91% сухих веществ в утфеле, так как в этом случае сохраняется подвижность кристаллов сахара в межкристальном растворе и следовательно высокая скорость кристаллизации сахара.

При окончании первой стадии сгущения до достижения 89% сухих веществ в утфеле процесс сгущения замедляется из-за уменьшения скорости испарения воды. Практически это приводит к увеличению цветности утфеля и потерь сахара.

При окончании первой стадии сгущения после достижения 91% сухих веществ в утфеле возрастает опасность выпадения "муки" из-за превышения скорости кристаллизации сахара.

Вторая стадия сгущения проводится при разрежении 660-615 мм рт.ст. для поддержания соответствия между скоростью испарения воды и скоростью кристаллизации сахара. Это позволяет сократить время сгущения утфеля и предотвратить выпадение "муки". Если вторую стадию сгущения проводить при разрежении менее 660 мм рт.ст. то разность температур между утфелем и греющим паром уменьшится и интенсивность теплообмена снизится. Это приводит к замедлению процесса сгущения, а также к снижению пересыщения и скорости кристаллизации. Если вторую стадию сгущения проводить при разрежении более 615 мм рт. ст. , то интенсивность теплообмена увеличится, скорость испарения воды превысит скорость кристаллизации сахарозы, что приведет к повышению пересыщения и возрастет опасность выпадения "муки".

Способ уваривания сахарного утфеля заключается в следующем. В вакуум-аппарате создают разрежение. Набирают сахарсодержащий раствор, заполняя им вакуум-аппарат до полного закрытия поверхности нагрева паровой камеры, сгущают его и заводят кристаллы в количестве несколько большем, чем при стандартном процессе. Наращивание кристаллов проводят при коэффициенте пересыщения 1,15-1,20 путем непрерывного или частого подкачивания, предназначенного для этого оттека, нагретого на 5-7^оС выше температуры утфеля, до достижения 2/3 объема вакуум-аппарата. Во втором вакуум-аппарате создают разрежение большее, чем в первом и производят перетяжку половины утфеля из первого вакуум-аппарата во второй. В дальнейшем оба утфеля уваривают по одинаковой технологии. Дальнейшее наращивание кристаллов проводят при коэффициенте пересыщения 1,15-1,25 путем непрерывного или частого подкачивания оттека, поддерживая содержание кристаллов в утфеле на уровне 30-35%.

Окончательное сгущение утфеля ведут в две стадии, в начале при разрежении 660-670 мм рт.ст. до достижения 89-91% сухих веществ в утфеле, а затем при разрежении 600-615 мм рт.ст. до готовности.

Осуществление способа и сопоставление с прототипом проводили в лабораторных и заводских условиях.

Во всех осуществленных вариантах утфель последней кристаллизации начинают уваривать из первого оттека утфеля 1, который имеет Дб=78-78,5%, СВ= 83-83,5%. Кристаллы заводят сахарной пудрой при температуре 75-78^оС в количестве 100-150 г. В период наращивания кристаллов температура колеблется в пределе 68-72^оС. При достижении 2/3 объема вакуум-аппарата половину утфеля отбирают. Дальнейшее наращивание кристаллов проводят при СВ=88-88,5%, соответствующем содержанию кристаллов 30-35%. После заполнения полезного объема вакуум-аппарата разрежение повышают до 660-670 мм рт.ст. и проводят сгущение утфеля до 89-91% сухих веществ в утфеле. Последнюю стадию сгущения ведут при разрежении 600-615 мм рт.ст., т.е. при температуре 68-70^оС.

Для сопоставления предлагаемого способа с прототипом анализируют пробы утфеля, межкристального раствора и сахара.

П р и м е р 1. Кристаллическую основу приготавливают путем сгущения I оттека утфеля 1, заводки кристаллов и их наращивания до достижения 2/3 объема вакуум-аппарата, разделяют ее на два вакуум-аппарата и наращивают кристаллы сахара при 88% сухих веществ, что соответствует 30% содержания кристаллов в утфеле. Сгущение проводят при разрежении 670 мм рт.ст. до достижения 89% сухих веществ, а затем при разрежении 615 мм рт.ст. до готовности.

Утфель, полученный по предлагаемому способу, имеет Дб=78%, время его уваривания составляет 440 мин., перед спуском утфель содержит 39% кристаллов со средним размером 0,25 мм.

Параллельно осуществляют уваривание утфеля по прототипу. При Дб утфеля 78,2% время уваривания составляет 470 мин. Результаты исследований приведены в таблице.

Как видно из нее при работе по предлагаемому способу по сравнению с прототипом время уваривания уменьшается на 30 мин, содержание кристаллов возрастает на 0,8%.

П р и м е р 2. После разделения кристаллической основы дальнейшее наращивание кристаллов проводят при 88,2% сухих веществ, что соответствует 32% содержания кристаллов в утфеле. Окончательное сгущение проводят при разрежении 665 мм рт.ст. до достижения 90% сухих веществ и при разрежении 610 мм рт.ст. до готовности.

Утфель, полученный по данному способу, имеет Дб=78,1%, время его уваривания составляет 420 мин.

Результаты исследований приведены в таблице. Как видно из таблицы, при получении утфеля по предлагаемому способу по сравнению с прототипом время уваривания уменьшается на 50 мин, содержание кристаллов в утфеле возрастает на 1,6%.

П р и м е р 3. После разделения кристаллической основы дальнейшее наращивание проводят при 88,5% сухих веществ, что соответствует 35% содержания кристаллов в утфеле. Окончательное сгущение проводят при разрежении 660 мм рт. ст. до достижения 91% сухих веществ и при разрежении 600 мм рт.ст. до готовности.

Утфель, полученный по данному способу, имеет Дб=78,2%, время его уваривания составляет 430 мин.

Результаты исследований приведены в таблице. Как видно из таблицы, при получении утфеля по предлагаемому способу по сравнению с прототипом время его уваривания уменьшается на 40 мин, содержание кристаллов в утфеле возрастает на 0,8%.

При проведении исследований с наращиванием кристаллов при поддержании менее 88% СВ, соответствующих 30% содержания кристаллов в утфеле, и окончательного сгущения при разрежении менее 660 мм рт.ст. увеличивается длительность уваривания и уменьшается выход сахара.

При наращивании кристаллов при содержании сухих веществ более 88,5%, соответствующих 35% содержания кристаллов в утфеле, и окончательного сгущения при разрежении более 670 мм рт.ст. до достижения 91% сухих веществ, а затем более 615 мм рт.ст. увеличивается длительность уваривания, уменьшается выход сахара и ухудшается кристаллоструктура утфеля.

Предлагаемый способ по сравнению с известным способом уменьшает длительность уваривания на 40 мин, повышает содержание кристаллов сахара в утфеле перед спуском на 0,8-1,6% и позволяет получить сахар лучшего качества.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УТФЕЛЯ, включающий сгущение сахаросодержащего раствора в вакуум-аппарате, заводку кристаллов, их наращивание до образования кристаллической основы, отбор части последней и подачу ее в другой вакуум-аппарат, последующее наращивание кристаллов в вакуум-аппаратах и окончательное сгущение утфелей, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода сахара, наращивание кристаллов в ваккум-аппаратах осуществляют при поддержании содержания кристаллов в утфеле 30 - 35%, а окончательное сгущение утфеля в каждом аппарате проводят в две стадии, первую из которых - при разрежении 660 - 670 мм рт.ст. до достижения содержания сухих веществ 89,0 - 91,0%, а вторую - при разрежении 600 - 615 мм рт.ст. до достижения заданного содержания сухих веществ.