Способ получения утфеля последней кристаллизации

 

Изобретение относится к сахарной промышленности. Способ предусматривает уваривание утфеля последней кристаллизации в вакуум-аппарате до готовности и последующую кристаллизацию сахара из утфеля. Его охлаждают в несколько ступеней в утфелемешалках при выдерживании необходимых скоростей охлаждения на каждой ступени. Утфель в вакуум-аппарате уваривают до 93,8 - 94,5% СВ и раскачивают перед спуском из вакуум-аппарата горячей водой до содержания 90,0 - 90,5% СВ. В конце этого процесса вводят водный или спиртовой раствор бинатрийдиоктилсульфосукцината в количестве 0,003 - 0,005% к массе утфеля для снижения вязкости. Затем выдерживают утфель в вакуум-аппарате в течение 15 - 30 мин. Способ обеспечивает повышение выхода сахара путем глубокого истощения мелассы, ускорение процесса кристаллизации и улучшение качества сахара последней кристаллизации.

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

Известен способ получения утфеля последней кристаллизации, предусматривающий уваривание утфеля в вакуум-аппарате до содержания сухих веществ 89-90%, спуск в приемную утфелемешалку, добавление в утфель сахара промежуточной или последней кристаллизации в количестве 15-20% к массе утфеля, регулирование скорости охлаждения утфеля при постепенном ее снижении с 5-7^oC в час до 1,5-1,7^oC в час до достижения предельной вязкости утфеля 186-214 Па•с и последующую кристаллизацию из него сахара в течение 4-6 ч при температуре 30-35^oC перед центрифугированием [RU 1377297, 29.02.1988].

Недостатком данного способа является то, что истощение межкристального раствора утфеля достигается в основном в ходе кристаллизации охлаждением, при этом с дополнительным вводом в него сахаров второй и третьей кристаллизаций. Для обеспечения хороших условий истощения межкристального раствора утфеля и особенно последующего разделения утфельной массы в центрифугах, гранулометрический состав смешиваемых продуктов должен быть однородным. Однако в производственных условиях его обеспечить очень сложно, особенно при переработке сахарной свеклы длительного хранения. Поэтому данный способ не обеспечивает глубокого истощения межкристального раствора утфеля, как при его уваривании, так и при кристаллизации сахара утфеля охлаждением. Кроме того операции с отбором и вводом в утфель сахаров второй и третьей кристаллизаций требуют дополнительного времени, а также не исключают потерь сахара в процессе их реализации.

Наиболее близким к предложенному способу является способ получения утфеля последней кристаллизации, включающий уваривание утфеля в вакуум-аппарате до содержания сухих веществ 91,0-91,5% и последующую кристаллизацию из него сахара при охлаждении в несколько ступеней в утфелемешалках кристаллизационной установки до требуемой температуры. Процесс кристаллизации сахара в утфелемешалках осуществляют с переменной скоростью охлаждения, при этом, скорость охлаждения в первой утфелемешалке поддерживают равной 4,0-3,0^oC в час и охлаждают до температуры 62,0-57,0^oC, во второй - 3,0-2,5^oC в час и охлаждение ведут до температуры 46,0-43,0^oC, а в третьей - скорость охлаждения поддерживают равной 2,5-1,7^oC в час и охлаждают утфель до температуры 40,0-35,0^oC, а в каждой последующей утфелемешалке скорость охлаждения снижают на 1,0-0,5^oC в час по сравнению с предыдущей, при этом скорость охлаждения в последней утфелемешалке составляет 0,5-0,3^oC в час [RU N 2054490, C 13 F 1/02, 15.07.93].

Недостатком этого способа является то, что не достаточно полно используются возможности истощения межкристального раствора утфеля в процессе его уваривания. Кроме этого при ухудшении качества сырья или при нарушениях технологического режима возможно значительное повышение вязкости утфеля, что ухудшает условия истощения межкристального раствора и процесс его центрифугирования. Все это приводит к увеличению потерь сахара в мелассе и ухудшению качества сахара.

Технический результат изобретения заключается в повышении выхода сахара за счет более глубокого истощения мелассы, сокращении времени кристаллизации и центрифугирования утфеля, а также улучшении качества сахара последней кристаллизации.

Этот результат достигается тем, что в предложенном способе получения утфеля последней кристаллизации, предусматривающем уваривание его в вакуум-аппарате до готовности и последующую кристаллизацию сахара из утфеля путем охлаждения в несколько ступеней в утфелемешалках кристаллизационной установки при выдерживании скорости охлаждения утфеля на первой ступени кристаллизации равной 4,0-3,0^oC в час и охлаждении до температуры 62-57^oC, на второй ступени - скорости охлаждения 3,0-2,5^oC в час до температуры 46-43^oC, на третьей - скорости 2,5-1,7^oC в час до температуры 40-35^oC, снижение на каждой последующей ступени кристаллизации скорости охлаждения на 1,0-0,5^oC в час по сравнению с предыдущей, и скорости охлаждения утфеля на последней ступени кристаллизации 0,5-0,3^oC в час. Утфель в вакуум-аппарате уваривают до 93,8-94,5% СВ, раскачивают его перед спуском из вакуум-аппарата горячей водой до содержания 90,0-90,5% СВ, в конце раскачивания вводят водный или спиртовой раствор бинатрийдиоктилсульфосукцината в количестве 0,003-0,005% к массе утфеля для снижения вязкости и выдерживают в вакуум-аппарате в течение 15-30 минут.

Предложенный способ получения утфеля последней кристаллизации осуществляют следующим образом. Процесс набора оттека в вакуум-аппарат, сгущение до заводки центров кристаллизации, наращивание кристаллов сахара и окончательное сгущение утфеля до 93,8-94,5% СВ проводят по типовой технологии.

Необходимость уваривания утфеля в вакуум-аппарате до 93,8-94,5% СВ установлена экспериментальным путем и в сочетании с другими условиями позволяет достигнуть необходимого истощения межкристального раствора утфеля. При снижении содержания сухих веществ в утфеле менее 93,8% или превышении их более 94,5% истощение межкристального раствора ухудшается. Кроме того, возрастание содержания сухих веществ в утфеле более 94,5% увеличивает продолжительность уваривания и ухудшает условия его подготовки к спуску из вакуум-аппарата, что связано с ухудшением качества сахара и дополнительными потерями сахара.

Перед спуском из вакуум-аппарата утфель раскачивают горячей водой до содержания сухих веществ 90,0-90,5%. Эти условия обеспечивают хорошую подвижность утфеля, путем растворения мелких кристаллов ("муки"), улучшают гранулометрический состав кристаллов сахара и создают необходимые условия для ввода в утфель препарата, снижающего вязкость. При достижении содержания сухих веществ 90,0-90,5% СВ в утфель вводят водный или спиртовой раствор бинатрийдиоктилсульфосукцината в количестве 0,003-0,005% к массе утфеля. Поскольку утфель при содержании сухих веществ 90,0-90,5% подвижен и обладает необходимой циркуляционной способностью, указанный раствор быстро и равномерно в нем распределяется.

Используют 60%-ный водный или спиртовой раствор бинатрийдиоктилсульфосукцината. Этот препарат вырабатывается в промышленных масштабах и известен под названием "TALOSURF" фирмы "TATE AND LYLE PROCESS TECNOLOGY". Использование указанного препарата позволяет обеспечить более глубокое истощение мелассы, улучшить процесс центрифугирования утфеля, снизить время разделения утфеля в центрифугах, увеличить производительность центрифуг. Расход препарата в количестве 0,003-0,005% к массе утфеля является оптимальным для достижения технического результата. Использование препарата в количестве меньшем, чем 0,003% и большем, чем 0,005% к массе утфеля, не позволяет провести процесс достаточно эффективно.

Утфель раскачивают в вакуум-аппарате горячей водой до 90,0-90,5% СВ и затем вводят в него раствор указанного вещества и выдерживают перед спуском в приемную утфелемешалку в течение 15-30 мин. Это необходимо для равномерного распределения в массе утфеля препарата, снижающего его вязкость, а также для его сгущения до 91% СВ. При этих условиях обеспечивается более высокая однородность массы утфеля по сухим веществам и равномерное распределение твердой и жидкой фаз утфеля. Создаются более лучшие условия для массовой кристаллизации сахара из межкристального раствора. При этом исключается необходимость водных и мелассных раскачек утфеля при кристаллизации из него сахара охлаждением. При выдерживании утфеля перед спуском менее 15 мин или более 30 мин ухудшается истощение межкристального раствора утфеля.

После спуска из вакуум-аппарата кристаллизацию сахара из утфеля проводят при охлаждении в несколько ступеней в утфелемешалках, соединенных последовательно в кристаллизационную установку. Из приемной мешалки утфель подают в первую утфелемешалку, где осуществляют его охлаждение со скоростью 4,0-3,0^oC в час до температуры 62-57^oC. Во второй утфелемешалке скорость охлаждения поддерживают в пределах 3,0-2,5^oC в час и охлаждают до 46-43^oC. В третьей утфелемешалке скорость охлаждения снижают до 2,5-1,7^oC в час, а конечная температура утфеля составляет 40-35^oC. В каждой последующей утфелемешалке скорость охлаждения снижают на 1,0-0,5^oC в час по сравнению с предыдущей, ориентируясь на лабораторные данные анализов утфеля. При поступлении утфеля в последнюю утфелемешалку скорость его охлаждения поддерживают равной 0,5-0,3^oC в час. Затем утфель подогревают и центрифугируют с получением сахара последней кристаллизации и мелассы.

Пример. Утфель последней кристаллизации уваривают до содержания в нем 94,1% СВ, раскачивают горячей водой до 90,25% СВ и в конце раскачивания вводят 60%-ный водный раствор бинатрийдиокситилсульфосукцината в количестве 0,004% к массе утфеля. После этого утфель выдерживают в вакуум-аппарате в течение 22,5 мин и затем спускают в приемную утфелемешалку кристаллизационной установки. Она состоит из шести последовательно соединенных утфелемешалок с дисковой поверхностью теплообмена и индивидуальными системами водяного охлаждения. Из приемной утфелемешалке утфель подают в первую утфелемешалку, где его охлаждают со скоростью 3,5^oC в час до 60^oC. Во второй утфелемешалке поддерживают скорость охлаждения на уровне 2,75^oC в час и охлаждают утфель до 45^oC. В третьей - скорость охлаждения утфеля выдерживают равной 2,1^oC в час и охлаждают утфель до 40^oC. В каждой последующей - скорость охлаждения снижают на 0,75^oC в час, путем регулирования количества воды в охлаждающих системах утфелемешалок. Кристаллизацию утфеля заканчивают при температуре 34^oC. Перед центрифугированием температуру утфеля повышают на 6^oC при нагреве его в утфелераспределителе и центрифугирование проводят при 40^oC.

Утфель, полученный по предложенному способу, имеет чистоту 76,6%, содержание кристаллов в нем при спуске из вакуум-аппарата равно 37,4%. А средний размер кристаллов - 0,24 мм. Длительность кристаллизации сахара из утфеля охлаждением составляет 26 ч, перед центрифугированием утфель содержит 42,07% кристаллов со средним размером 0,36 мм и цветностью 32 усл. ед., а меласса имеет чистоту 59,6%.

Параллельно осуществляют уваривание утфеля и последующую кристаллизацию из него сахара охлаждением по известному способу.

Утфель уваривают в вакуум-аппарате по типовой технологии до 91,25% СВ, спускают в приемную утфелемешалку кристаллизационной установки. Из приемной утфелемешалки утфель подают в первую утфелемешалку, где его охлаждают со скоростью 3,5^oC в час до 60^oC. Во второй утфелемешалке поддерживают скорость охлаждения на уровне 2,75^oC в час и охлаждают утфель до 45^oC. В третьей - скорость охлаждения выдерживают равной 2,1^oC в час и охлаждают утфель до 40^oC. В каждой последующей утфелемешалке скорость охлаждения снижают на 0,75^oC в час. Кристаллизацию утфеля заканчивают при температуре 34^oC, а перед центрифугированием температуру утфеля повышают на 6^oC. Процесс разделения утфеля в центрифугах проводят при 40^oC.

Утфель, полученный по известному способу имеет чистоту 76,8%, в нем содержится 34,2% кристаллов, при среднем их размере 0,18 мм. Длительность кристаллизации охлаждением составляет 28 ч, перед центрифугированием утфель содержит 40,05% кристаллов со средним размером 0,24 мм и цветностью 46,5 усл.ед., а меласса имеет чистоту 61,3%.

При запредельных параметрах осуществления способа ухудшается истощение межкристального раствора утфеля, возрастает время уваривания и кристаллизации сахара из утфеля охлаждением, а также длительность цикла центрифугирования утфеля.

Предложенный способ по сравнению с известным позволяет повысить содержание кристаллов в утфеле при его уваривании на 3%, а при кристаллизации сахара из утфеля охлаждением на 2% к массе утфеля, снизить чистоту мелассы на 1,7%, сократить длительность кристаллизации сахара из утфеля охлаждением на 2 ч, увеличить производительность центрифуг на 10-20%, при этом повысить выход сахара на 0,05-0,07% к массе переработанного сырья.

Формула изобретения

Способ получения утфеля последней кристаллизации, предусматривающий уваривание его в вакуум-аппарате до готовности и последующую кристаллизацию сахара из утфеля путем охлаждения в несколько ступеней в утфелемешалках кристаллизационной установки при выдерживании скорости охлаждения утфеля на первой ступени, равной 4,0-3,0^oC в час, и охлаждении до температуры 62-57^oC, на второй ступени - скорости охлаждения 3,0-2,5^oC в час до температуры утфеля 46-43^oC, на третьей ступени - скорости охлаждения 2,5-1,7^oC в час до температуры 40-35^oC, снижение на каждой последующей ступени кристаллизации скорости охлаждения на 1,0-0,5^oC в час по сравнению с предыдущей и скорости охлаждения утфеля на последней ступени кристаллизации 0,5-0,3^oC в час, отличающийся тем, что утфель в вакуум-аппарате уваривают до 93,8-94,5% СВ, раскачивают перед спуском из вакуум-аппарата горячей водой до содержания 90,0-90,5% СВ, и в конце этого процесса вводят водный или спиртовой раствор бинатрийдиоктилсульфосукцината в количестве 0,003-0,005% к массе утфеля для снижения вязкости и затем выдерживают утфель в вакуум-аппарате в течение 15-30 мин.