Способ получения сахара

 

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к способам получения сахара в сахарном производстве. Предложенный способ заключается в том, что утфель второй кристаллизации уваривают до содержания в нем 20-30% кристаллов сахара к его массе с размером 180-200 мкм и 40-50% этого утфеля используют в качестве кристаллической основы для уваривания утфеля первой кристаллизации. При этом перед введением этой кристаллической основы в вакуум-аппарат в нем устанавливают температуру 72-74°С и кристаллическую основу смешивают со смесью сиропа с клеровкой в соотношении 1:0,1-0,5. Способ обеспечивает увеличение выхода сахара вследствие более глубокого истощения мелассы и улучшение его качества при повышении производительности кристаллизационного отделения.

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к сахарным заводам, работающим по трехкристаллизационной схеме.

Известен способ получения сахара, включающий уваривание утфеля первой кристаллизации в вакуум-аппарате из сульфитированной смеси сиропа с клеровкой сахара второй и третьей кристаллизации, уваривание утфеля второй кристаллизации из оттеков утфеля первой, а утфеля третьей кристаллизации - из оттеков утфеля второй и бурого оттека третьего утфеля и их центрифугирование с получением соответствующих сахаров и оттеков [П.М. Силин. Технология сахара.-М.: Пищевая промышленность, 1967.-С.412-415].

Недостатком этого способа является то, что он в основном рассчитан на переработку свеклы среднего качества. Поэтому при переработке свеклы высокого качества, что особенно характерно для начала производственного сезона, а также при переработке сахара-сырца, возникают проблемы с истощением мелассы, что приводит к дополнительным потерям сахара в кристаллизационном отделении.

Наиболее близким аналогом является способ получения сахара, предусматривающий уваривание утфеля первой кристаллизации в вакуум-аппарате из сульфитированной смеси сиропа с клеровкой желтого сахара второй и аффинированного сахара утфеля третьей кристаллизации. Утфель второй кристаллизации уваривают на кристаллической основе, первом и втором оттеках утфеля первой. Кроме того, в процессе уваривания утфеля второй кристаллизации в него добавляют сульфит натрия в количестве 0,01 - 0,02% к массе утфеля для подавления нарастания красящих веществ. Затем готовые утфели первой и второй кристаллизации смешивают в соотношении 1 : 1 - 0,3 и эту смесь центрифугируют с получением товарного сахара, первого и второго оттеков. Из этих оттеков, а также аффинационного оттека, полученного в процессе аффинации сахара третьей кристаллизации, уваривают третий утфель, затем его выдерживают в установке кристаллизаторов при охлаждении и центрифугируют с получением сахара третьей кристаллизации и мелассы [SU N 1286629, С 13 F 1/02, 30.01.1987].

Недостатком этого способа является то, что утфель первой кристаллизации используется в качестве кристаллической основы для уваривания утфеля второй. В связи с этим выход товарного сахара в ходе первой кристаллизации уменьшается, а около 30% от общего количества смеси сиропа с клеровкой подвергается двойной перекристаллизации, что связано с возрастанием потерь сахара в мелассе и ухудшением его качества. Кроме того, данный способ предусматривает необходимость применения дополнительных химических веществ (сульфита натрия) для подавления нарастания красящих веществ. Это также увеличивает потери сахара, так как химические вещества являются мелассообразователями. Помимо этого реализация данного способа несколько усложнена, так как в отличие от типовой технологии здесь требуется вводить дополнительные операции по увариванию утфелей, их разделению, смешиванию в специальных емкостях, раздельному центрифугированию, что снижает производительность кристаллизационного отделения на 15 - 20% и приводит к дополнительным потерям сахара в мелассе.

Технический результат изобретения заключается в увеличении выхода сахара за счет более глубокого истощения мелассы и улучшении его качества при повышении производительности кристаллизационного отделения.

Этот результат достигается тем, что в предложенном способе получения сахара, предусматривающем уваривание в вакуум-аппарате утфеля первой кристаллизации из смеси сиропа с клеровкой, уваривание утфеля второй кристаллизации из оттеков утфеля первой, а утфеля третьей кристаллизации из оттеков утфеля второй и центрифугирование утфелей с получением соответствующих сахаров и оттеков, утфель второй кристаллизации уваривают до содержания в нем 20 - 30% кристаллов сахара к его массе с размером 180 - 200 мкм. Полученный утфель второй кристаллизации в количестве 40 - 50% используют в качестве кристаллической основы для уваривания утфеля первой кристаллизации. При этом перед введением кристаллической основы в вакуум-аппарат в нем устанавливают температуру 72 - 74^oC и кристаллическую основу смешивают со смесью сиропа с клеровкой в соотношении 1 : 0,1 - 0,5.

Способ осуществляют следующим образом. Вначале утфель первой кристаллизации уваривают в вакуум-аппарате из смеси сиропа с клеровкой сахара второй и третьей кристаллизации, центрифугируют с получением товарного сахара, первого и второго оттеков. Утфель второй кристаллизации уваривают из оттеков утфеля первой до содержания в нем 20 - 30% кристаллов к его массе размером 180 - 200 мкм. Уваривание утфеля второй кристаллизации при содержании в нем 20 - 30% кристаллов к его массе обеспечивает высокую скорость кристаллизации сахарозы с минимальным включением в кристаллическую решетку кристаллов сахара несахаров, что позволяет его использовать в качестве кристаллической основы для утфеля первой кристаллизации. При содержании кристаллов в утфеле менее 20% и более 30% установлено ухудшение качественных показателей кристаллической основы и технологических условий уваривания на ней утфеля первой кристаллизации. Выдерживание в утфеле второй кристаллизации кристаллов размером 180 - 200 мкм обеспечивает минимальное содержание в них несахаров. Кроме того, при этих размерах кристаллов наблюдается незначительное образование конгломератов, что обеспечивает получение сахара стандартного качества.

Затем часть утфеля второй кристаллизации в количестве 40 - 50% от его массы перетягивается в вакуум-аппарат утфеля первой кристаллизации в качестве кристаллической основы, таким образом чтобы ее уровень был выше поверхности нагрева выпарной камеры. При подаче в вакуум-аппарат в количестве менее 40% сложно обеспечить необходимый уровень ее над поверхностью паровой камеры, что приводит к нарастанию ее цветности, а при превышении 50% ее количества - возможно некоторое ухудшение качества товарного сахара.

Перед отбором кристаллической основы в вакуум-аппарат в нем устанавливают температуру 72 - 74^oC и ее смешивают со смесью сиропа с клеровкой в соотношении 1 : 0,1 - 0,5.

Выдерживание температуры в диапазоне 72 - 74^oC обеспечивает оптимальные условия для наращивания кристаллов кристаллической основы по мере ее поступления в вакуум-аппарат первой кристаллизации. Этот результат улучшается при смешивании кристаллической основы со смесью сиропа с клеровкой в соотношении 1 : 0,1 - 0,5. При снижении температуры в вакуум-аппарате менее 72^oC возможно образование новых центров кристаллизации ("муки"), а при превышении ее более 74^oC увеличивается растворение кристаллов сахара, что приводит к увеличению времени уваривания утфеля первой кристаллизации. Перемешивание кристаллической основы со смесью сиропа с клеровкой в соотношении 1 : 0,1 - 0,5 позволяет обеспечить в полученной массе коэффициент пересыщения в диапазоне 1,08 - 1,14. Это обеспечивает проведение процесса наращивания кристаллов в наиболее благоприятных технологических условиях. При соотношении сиропа с клеровкой менее 1 : 0,1 возрастает опасность образования новых центров кристаллизации и конгломератов (сростков кристаллов сахара), а при соотношении их более 1 : 0,5 возможно растворение части кристаллов, что удлиняет время обработки и наращивания кристаллов.

После набора кристаллической основы в вакуум-аппарат утфеля первой кристаллизации ее кристаллы наращивают при подаче в него смеси сиропа с клеровкой до содержания в утфеле 92 - 92,5% сухих веществ, спускают в приемную мешалку и центрифугируют с получением товарного сахара, первого и второго оттеков. Оставшуюся часть утфеля второй кристаллизации уваривают до необходимого содержания сухих веществ, спускают в приемную мешалку и центрифугируют с получением сахара второй кристаллизации, первого и второго оттеков. Утфель третьей кристаллизации уваривают из оттеков утфеля второй кристаллизации, спускают в приемную мешалку, выдерживают при охлаждении в кристаллизационной установке и центрифугируют с получением сахара третьей кристаллизации и мелассы.

Пример 1. Вначале утфель первой кристаллизации уваривают в вакуум-аппарате из сульфитированной смеси сиропа чистотой 91,3% с клеровкой сахара второй и третьей кристаллизации чистотой 93,6% до содержания в нем 92,5% сухих веществ и чистоты 92,7%. Затем его спускают из вакуум-аппарата в приемную мешалку и центрифугируют с получением товарного сахара, первого оттека чистотой 85,2% и второго оттека чистотой 90,3%.

Из первого и второго оттеков утфеля первой кристаллизации уваривают утфель второй кристаллизации чистотой 86,1% до содержания в нем 25% кристаллов сахара размером 190 мкм. Затем 45% от массы этого утфеля перетягивают в качестве кристаллической основы в вакуум-аппарат утфеля первой кристаллизации. При этом перед вводом кристаллической основы в вакуум-аппарате выдерживают температуру 73^oC путем регулирования подачи греющего пара в паровую камеру аппарата. Кроме того, кристаллическую основу в момент ввода в вакуум-аппарат смешивают со смесью сиропа с клеровкой в соотношении 1 : 0,3. После набора кристаллической основы в вакуум- аппарат до заполнения его на уровень выше поверхности нагрева паровой камеры кристаллы сахара в ней наращивают на смеси сиропа с клеровкой чистотой 92,7% до содержания в кристаллической массе утфеля 92,5% сухих веществ. Затем этот утфель спускают из вакуум-аппарата в приемную мешалку и центрифугируют с получением товарного сахара, первого и второго оттеков.

Оставшуюся часть утфеля второй кристаллизации доваривают на оттеках утфеля первой кристаллизации до необходимого содержания сухих веществ, спускают в приемную мешалку и центрифугируют с получением сахара второй кристаллизации чистотой 96,7% и общий оттек чистотой 75,8%. Из этого оттека и части первого оттека утфеля первой кристаллизации чистотой 85,2% уваривают утфель третьей кристаллизации чистотой 77,12% до содержания сухих веществ 94,6%, раскачивают в вакуум-аппарате горячей водой, спускают из вакуум-аппарата, выдерживают при охлаждении до 40^oC в кристаллизационной установке и центрифугируют с получением сахара третьей кристаллизации и мелассы чистотой 59,2%.

В ходе исследований анализируют содержание сухих веществ и чистоту основных продуктов кристаллизационного отделения, качество товарного сахара: цветность (Цв, усл.ед), содержание редуцирующих веществ (РВ,% в пересчете на сухое вещество), содержание золы (З, % в пересчете на сухое вещество), средний размер кристаллов сахара (Ср, мм), коэффициент неоднородности (Кн, %), чистоту мелассы (Чм).

Результаты: Цв= 0,75 усл.ед.; РВ=0,04%; З=0,021%; Ср=0,72 мм; Кн=24,1%; Чм=59,2%.

Параллельно осуществляют способ получения сахара по известному способу. Для этого вначале утфель первой кристаллизации уваривают в вакуум-аппарате из смеси сиропа с клеровкой сахара второй (желтого) и аффинированного сахара утфеля третьей кристаллизации чистотой 92,7% до содержания в нем 92,5% сухих веществ. Затем 1/3 часть от этого утфеля перетягивают в вакуум-аппарат утфеля второй кристаллизации в качестве кристаллической основы. После этого кристаллы сахара кристаллической основы наращивают на подкачках первого оттека чистотой 85,2% и второго оттека чистотой 90,1% утфеля первой кристаллизации. При этом в ходе уваривания утфеля второй кристаллизации в него добавляют 0,015% к массе утфеля сульфита натрия. Сваренный таким образом утфель второй кристаллизации чистотой 86,6% спускают из вакуум-аппарата и смешивают в отдельной мешалке с готовым утфелем первой кристаллизации в соотношении 0,65 : 1, а затем центрифугируют с получением товарного сахара, первого и второго оттеков.

Из этих оттеков, а также добавок аффинационного оттека уваривают утфель третьей кристаллизации чистотой 77,2% до содержания в нем 94,6% сухих веществ, раскачивают горячей водой, спускают из вакуум-аппарата в приемную мешалку, выдерживают при охлаждении до 40^oC в установке кристаллизаторов и центрифугируют с получением сахара третьей кристаллизации и мелассы чистотой 59,8%.

Результаты: Цв.=0,80 усл.ед.; РВ=0,044%; З=0,024%; Ср=0,64 мм; Кн=28,3%; Чм=59,8%.

Из представленных результатов видно, что предлагаемый способ в сравнении с известным за счет более глубокого истощения мелассы (разность по чистоте составила 59,8 - 59,2=0,7%) позволяет снизить потери сахара в пределах 0,06 - 0,08% к массе перерабатываемой свеклы при одновременном улучшении его качественных показателей.

Кроме того, предлагаемый способ позволяет снизить массу оттеков утфеля второй кристаллизации почти в два раза, так как 40 - 50% от массы утфеля второй кристаллизации используется в качестве кристаллической основы для утфеля первой кристаллизации. Это в свою очередь позволяет уменьшить общую массу утфеля третьей кристаллизации и более глубоко его истощать. Все это позволяет увеличить производительность кристаллизационнного отделения по сравнению с известным способом на 15 - 20%.

Формула изобретения

Способ получения сахара, предусматривающий уваривание утфеля первой кристаллизации в вакуум-аппарате из сульфитированной смеси сиропа с клеровкой, уваривание утфеля второй кристаллизации из оттеков утфеля первой, а утфеля третьей кристаллизации - из оттеков утфеля второй и центрифугирование утфелей с получением соответствующих сахаров и оттеков, отличающийся тем, что утфель второй кристаллизации уваривают до содержания в нем 20 - 30% кристаллов сахара к его массе с размером 180 - 200 мкм и 40 - 50% этого утфеля используют в качестве кристаллической основы для уваривания утфеля первой кристаллизации, при этом перед введением этой основы в вакуум-аппарат в нем устанавливают температуру 72 - 74^oC и кристаллическую основу смешивают со смесью сиропа с клеровкой в соотношении 1 : 0,1 - 0,5.