Способ определения чистоты нормальной мелассы

 

Изобретение относится к определению чистоты нормальной мелассы и может быть использовано в сахарной промышленности при контроле за степенью истощения мелассы. Способ предусматривает внесение кристаллов сахара-песка в мелассу, помещенных в цилиндрическую сетчатую кассету. При этом используют крупную фракцию кристаллов размером 0,5-0,8 мм в соотношении 1:2 - 1:3 к мелассе. Сетчатая кассета задерживает кристаллы и обеспечивает фильтрацию мелассы через слой кристаллов по всему сечению кассеты. Вибрационному перемешиванию подвергают только кристаллы с амплитудой колебаний 3-6·10^-3 м и частотой 2-5с^-1. Мелассу анализируют на содержание сухих веществ и сахара. Расчет чистоты мелассы проводят при достижении в ней постоянного значения содержания сухих веществ. Способ обеспечивает повышение точности определения чистоты нормальной мелассы и ускорение процесса.

Изобретение относится к методам определения чистоты нормальной мелассы и может быть использовано в сахарной промышленности при контроле степени истощения мелассы.

Известен способ определения чистоты нормальной мелассы, предусматривающий внесение в мелассу кристаллов сахар-песка и перемешивание при температуре насыщения, анализ насыщенной мелассы и расчет ее чистоты (Сапронов А. Р. Технология сахарного производства. -М.: Колос, 1998, стр.328-329).

Недостатком способа является большая продолжительность насыщения трех проб мелассы (3-4 суток), что задерживает результаты анализа и может приводить к избыточным потерям сахара, примерно 3 т/сутки, недостаточная точность анализа из-за необходимости построения графической зависимости по трем точкам для определения нормальной чистоты мелассы и возможности возникновения при этом ошибок, а также определение чистоты мелассы по усредненной величине содержания сухих веществ, принимаемой равной 82%.

Ближайшим аналогом предложенного способа является способ определения чистоты нормальной мелассы, предусматривающий внесение в мелассу кристаллов сахара-песка, вибрационное перемешивание всей массы при температуре насыщения, анализ мелассы на содержание сухих веществ и сахара и расчет ее чистоты (Сахарная промышленность, 1962, N 10, С.12-14).

Недостатком этого способа является невысокая точность определения чистоты мелассы из-за сделанного допущения, что для одной и той же концентрации несахара одинакового состава коэффициент насыщения не зависит от температуры. Насыщение мелассы осуществляют при повышенной температуре 55-70^oC, что не соответствует насыщению при 40^oC. Вибрационное перемешивание всей пробы мелассы с кристаллами в количестве 50-60% при движении днища емкости недостаточно эффективно, поскольку колебания в массе быстро затухают по мере удаления от источника вибрации. Скорость кристаллизации сахарозы невелика в результате отсутствия движения кристаллов относительно раствора.

Технический результат изобретения заключается в повышении точности определения чистоты нормальной мелассы и сокращении времени анализа.

Этот результат достигается тем, что в предложенном способе, предусматривающем внесение в мелассу кристаллов сахара-песка, вибрационное перемешивание при температуре насыщения, анализ насыщенной мелассы на содержание сухих веществ и сахара и расчет ее чистоты, внесение кристаллов в мелассу осуществляют в цилиндрической сетчатой кассете, задерживающей кристаллы и обеспечивающей фильтрацию мелассы через слой кристаллов по всему сечению кассеты. Используют крупную фракцию кристаллов размером 0,5 - 0,8 мм в соотношении 1: 2 - 1:3 к мелассе. Вибрационному перемешиванию подвергают только кристаллы с амплитудой колебаний 3-6.1·10^-3м и частотой 2-5 с^-1. Расчет чистоты мелассы проводят при достижении в ней постоянного значения содержания сухих веществ.

Способ осуществляют следующим образом.

Исследуемую мелассу подвергают насыщению. Для этого пробу мелассы помещают в сосуд с водяной рубашкой и термостатируют при 40^oC. Кристаллы сахара-песка подвергают рассеву, отделяют крупную фракцию кристаллов размером 0,5-0,8 мм, которую берут в соотношении 1:2 - 1:3 к мелассе, и помещают в цилиндрическую сетчатую кассету, задерживающую кристаллы и обеспечивающую возможность фильтрации мелассы через слой кристаллов по всему сечению сосуда при вибрационных перемещениях кассеты. При большем отношении кристаллов к мелассе затрудняется вибрационное перемешивание и возрастает сопротивление структуры вибрирующего слоя кристаллов фильтрующему сквозь него потоку мелассы, а при меньшем - значительно уменьшается суммарная поверхность кристаллов и быстро падает скорость кристаллизации, приводя к увеличению времени насыщения.

Далее сетчатую кассету погружают в мелассу и осуществляют вибрационное перемешивание только массы кристаллов в кассете с амплитудой колебаний 3·10^-3 - 6.10^-3м и частотой 2-5с^-1. При этом выбирают такие сочетания верхних и нижних значений амплитуды и частоты колебаний, которые обеспечивают необходимую удельную мощность вибрационного перемешивания кристаллов в кассете. Таким образом, обеспечивают интенсивный режим фильтрации мелассы через вибрирующий слой кристаллов и интенсифицируют гидродинамическую обстановку на поверхности раздела фаз "кристалл-раствор", что проявляется в достижении высокой относительной скорости течения мелассы.

Достигнутый фильтрационный режим течения мелассы приводит к увеличению скорости кристаллизации и дополнительному выкристаллизовыванию сахарозы на кристаллах, если исходный раствор мелассы был пересыщенным.

Если исходный раствор мелассы был ненасыщенным, то вибрационное перемешивание кристаллов и фильтрация мелассы через слой кристаллов увеличивают скорость растворения последних и приводит к частичному уменьшению размеров кристаллов.

В обоих случаях происходит насыщение раствора мелассы, которое контролируют, определяя достижение постоянного значения содержания сухих веществ (СВ_нас) рефрактометрически без разбавления. Применение сетчатой кассеты, в которой находится вибрирующий слой кристаллов, дает возможность измерять СВ_нас, не прекращая вибрационного перемешивания кристаллов и не останавливая опыт, а значит, дает возможность более точно определить момент насыщения мелассы рефрактометрическими измерениями.

Пример 1. Берут 400 г исследуемой заводской мелассы, представляющей собой пересыщенный раствор, помещают в цилиндрический сосуд с водяной рубашкой и термостатируют при 40^oC. Отсеянные кристаллы сахара-песка размером 0,5-0,8 мм в количестве 200 г помещают в сетчатую кассету и вносят в мелассу. Затем кассету приводят в вибрационное движение с амплитудой 3·10^-3м и частотой 5с^-1. При этом в кассете происходит вибрационное перемешивание кристаллов и меласса фильтруется по всему поперечному сечению сосуда через слой кристаллов, что интенсифицирует массопередачу в систему кристалл - раствор. В результате происходит насыщение мелассы посредством ее истощения и перехода сахарозы из растворенного состояния в кристаллическое. Момент достижения насыщения мелассы определяют по установившемуся постоянному значению содержания сухих веществ (СВ^нас), которое определяют путем рефрактометрирования мелассы без разбавления. Одновременно определяют поляриметрическим методом содержание сахара в мелассе СХ_нас), после чего вычисляют истинную чистоту нормальной заводской мелассы как отношение 100 (СХ_нас/СВ_нас).

Пример 2. Берут 400 г исследуемой заводской мелассы, представляющей собой ненасыщенный раствор и помещают в цилиндрический сосуд с водяной рубашкой и термостатируют при 40^oC. Отсеянные кристаллы сахара-песка размером 0,5-0,8 мм в количестве 130 г помещают в сетчатую кассету и вносят в мелассу. Затем кассету приводят в вибрационное движение с амплитудой 6·10^-3м и частотой 2с^-1, при этом в кассете происходит вибрационное перемешивание кристаллов, и меласса фильтруется по всему поперечному сечению сосуда через слой кристаллов, что интенсифицирует массопередачу в системе кристалл - раствор и происходит насыщение мелассы посредством растворения части кристаллов и перехода сахарозы из кристаллического состояния в раствор. Момент достижения насыщения мелассы определяют по установившемуся постоянному значению содержания сухих веществ (СВ_нас), которое определяют путем рефрактометрирования мелассы без разбавления. Одновременно определяют поляриметрическим методом содержание сахара в мелассе (СХ_нас), после чего вычисляют истинную чистоту нормальной заводской мелассы как отношение 100(СХ_нас/СВ_нас).

Использование предложенного способа дает возможность по сравнению с известным ускорить процесс определения чистоты нормальной мелассы путем поддержания интенсивных гидродинамических условий процесса кристаллизации на границе кристалл-раствор при вибрационных колебаниях, поскольку относительная вибрационная скорость движения кристаллов увеличивает скорость кристаллизации (растворения) сахарозы, и повысить точность определения истинной чистоты нормальной мелассы, определяемой при требуемой температуре центрифугирования 40^oC для насыщенной заводской мелассы.

Формула изобретения

Способ определения чистоты нормальной мелассы, предусматривающий внесение в мелассу кристаллов сахара-песка, вибрационное перемешивание при температуре насыщения, анализ насыщенной мелассы на содержание сухих веществ и сахара и расчет ее чистоты, отличающийся тем, что внесение кристаллов в мелассу осуществляют в цилиндрической сетчатой кассете, задерживающей кристаллы и обеспечивающей фильтрацию мелассы через слой кристаллов по всему сечению кассеты, при этом используют крупную фракцию кристаллов размером 0,5 - 0,8 мм в соотношении 1: 2 - 1:3 к мелассе, и вибрационному перемешиванию подвергают только кристаллы с амплитудой колебаний 3 - 6·10^-3 и частотой 2 - 5 с^-1, причем расчет чистоты мелассы проводят при достижении в ней постоянного значения содержания сухих веществ.