Способ производства сахара

 

Изобретение относится к сахарной промышленности. Способ предусматривает уваривание утфеля первой кристаллизации в вакуум-аппарате. Перед выгрузкой утфеля из него и после выгрузки утфеля в приемную утфелемешалку его раскачивают первым оттеком этого утфеля до достижения коэффициента пересыщения 1,01-1,03. Затем утфель центрифугируют с получением сахара-песка, первого и второго оттеков. Уваривают утфель второй и третьей кристаллизации и после кристаллизации в утфелемешалке их центрифугируют с получением кристаллов сахара и оттеков. Готовят клеровку сахара второй и третьей кристаллизации и подают ее на уваривание утфеля первой кристаллизации. Центрифугирование последнего осуществляют в две стадии, на первую из которых подают утфель в количестве 45-50% от его массы в приемной утфелемешалке. Полученный при этом первый оттек используют для раскачки утфеля в вакуум-аппарате и оставшегося количества утфеля в указанной утфелемешалке, а также для уваривания утфеля второй кристаллизации. На второй стадии центрифугируют остальной утфель первой кристаллизации и полученный при этом оттек направляют на уваривание утфелей второй и третьей кристаллизации. Изобретение обеспечивает повышение выхода сахара-песка путем улучшения условий раскачивания утфеля первой кристаллизации и перераспределения оттеков в процессе кристаллизации.

Изобретение относится к сахарной промышленности при организации работы продуктовых отделений заводов по схеме в три кристаллизации.

Известен способ получения сахара, включающий уваривание утфеля первой кристаллизации в вакуум-аппарате из сульфитированной смеси сиропа с клеровкой сахара второй и аффинированного сахара третьей кристаллизации до содержания в нем 92.0-92.5% сухих веществ, уваривание второго утфеля из оттеков утфеля первой, а утфеля третьей кристаллизации из оттеков второго утфеля и аффинационного оттека, полученного в процессе аффинации сахара третьей кристаллизации, их центрифугирование с получением соответствующих сахаров и оттеков [Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. - М.: Колос, 1998. - С. 349-351].

Недостатком этого способа является неполное истощение межкристального раствора утфеля первой кристаллизации, что особенно характерно для условий переработки свеклы высокого качества, а также при переработке сахара-сырца. Это приводит к увеличению общего количества оттеков и утфелей для их перекристаллизации, а значит к дополнительным потерям сахара.

Наиболее близким аналогом является способ получения сахара, предусматривающий уваривание в вакуум-аппарате утфеля первой кристаллизации из сульфитированной смеси сиропа с клеровкой сахара второй и третьей кристаллизации и части второго оттека первого утфеля до содержания сухих веществ (СВ) 94-94.5%, раскачивание перед выгрузкой из вакуум-аппарата первым оттеком утфеля первой кристаллизации до 92.5-93% СВ, при этом перед использованием для раскачивания первый оттек разбавляют горячей водой до 80-83% СВ и нагревают на 5-6^oС выше температуры утфеля, выгрузку раскаченного оттеком утфеля в приемную утфелемешалку и выдерживание в ней при пересыщении 1.10-1.13 около 10-40 минут, повторное его раскачивание этим же оттеком непосредственно в утфелемешалке до пересыщения 1.01-1.03. Затем утфель первой кристаллизации центрифугируют с получением сахара-песка, первого и второго оттеков. Утфель второй уваривают из части первого и второго оттеков первого утфеля, центрифугируют с получением сахара второй кристаллизации и одного оттека. Утфель третьей кристаллизации уваривают из оттека утфеля второй и части первого оттека утфеля первой кристаллизации, центрифугируют с получением сахара и мелассы. Сахар второй и третьей кристаллизации клеруют соком II сатурации или водой, и направляют на уваривание первого утфеля [Совершенствование технологии утфеля первой кристаллизации/А.А. Славянский, А.Р. Сапронов, В.И. Стрельников и др.//Пищевая промышленность. - 1990. - 5. - С. 53-55].

Недостатком способа является то, что он не учитывает постепенное нарастание содержания несахаров в межкристальном растворе утфеля первой кристаллизации по мере его раскачивания первым оттеком в вакуум-аппарате и приемной утфелемешалке. Существенное изменение качества отделяемых оттеков наблюдается уже в конце центрифугирования 45-50% утфеля первой кристаллизации от его массы в утфелемешалке. Поэтому использование оттеков, полученных при центрифугировании второй половины утфеля от всей его массы из утфелемешалки, отрицательно влияет на качество и выход сахара-песка.

Технический результат изобретения заключается в повышении выхода сахара-песка за счет улучшения условий раскачивания утфеля первой кристаллизации и последующего перераспределения его оттеков в кристаллизационном отделении.

Этот результат достигается тем, что в предложенном способе производства сахара, предусматривающем уваривание утфеля первой кристаллизации в вакуум-аппарате, раскачивание его в последнем перед выгрузкой и после нее в приемной утфелемешалке первым оттеком утфеля первой кристаллизации до достижения коэффициента пересыщения 1.01-1.03, центрифугирование его с получением сахара-песка, первого и второго оттеков, уваривание утфелей второй и третьей кристаллизации, центрифугирование их с получением кристаллов сахара и оттеков, приготовление клеровки сахара второй и третьей кристаллизации и подачу ее на уваривание утфеля первой кристаллизации. При этом центрифугирование утфеля первой кристаллизации осуществляют в две стадии, на первой из которых центрифугируют утфель в количестве 45-50% от его массы в утфелемешалке и полученный первый оттек используют для раскачки этого утфеля в вакуум-аппарате и оставшегося количества утфеля в указанной утфелемешалке, а также для уваривания утфеля второй кристаллизации. Первый оттек, полученный при центрифугировании оставшегося количества утфеля первой кристаллизации на второй стадии, направляют на уваривание утфелей второй и третьей кристаллизации.

Предложенный способ производства сахара осуществляют следующим образом. Утфель первой кристаллизации уваривают в вакуум-аппарате из сульфитированной смеси сиропа с клеровкой сахара второй и третьей кристаллизации, с использованием на последние подкачки части второго оттека этого утфеля, после чего сгущают до 93,5-94,0% СВ. Затем утфель раскачивают в вакуум-аппарате его первым оттеком до содержания 92-92,5% СВ и спускают в приемную утфелемешалку, где выдерживают при перемешивании в течение 20-40 мин. После этого утфель повторно раскачивают тем же оттеком до коэффициента пересыщения 1,01-1.03, а температуру утфеля в утфелемешалке перед центрифугированием выдерживают в пределах 70-74^oС. Разделение утфеля в центрифугах проводят в две стадии. На первой из них центрифугируют 45-50% утфеля от его массы, а его первый оттек используют для раскачивания утфеля первой кристаллизации в вакуум-аппарате и в утфелемешалке, а также частично направляют на уваривание утфеля второй кристаллизации. Первый оттек второй стадии центрифугировая используют для уваривания утфелей второй и третьей кристаллизации.

Центрифугирование первого утфеля в две стадии обусловлено целесообразностью регулирования качества получаемых из него оттеков с целью более эффективного их перераспределения, как на первой кристаллизации, так и по схеме продуктового отделения в целом.

Экспериментальным путем установлено, что лучшие результаты достигаются при центрифугировании на первой стадии 45-50% утфеля от его массы в утфелемешалке. При выдерживании этих условий отличие по чистоте первого оттека, получаемого после первой и второй стадии центрифугирования утфеля, может превышать 1% и более, а по цветности - на 15-20%. Учитывая большое количество первого оттека утфеля первой кристаллизации (в среднем 50% от его массы) центрифугирование в две стадии создает более благоприятные условия для рационального перераспределения продуктов по кристаллизационной схеме с сокращением потерь сахара на основных ее операциях.

При отборе первого утфеля менее 45% или более 50% эти условия ухудшаются, как и эффективность его двухстадийного центрифугирования. Так при центрифугировании менее 45% от массы утфеля качество первого оттека несколько улучшается, но его количества может быть недостаточно для обеспечения технологических операций по раскачиванию утфеля первой кристаллизации, а также для уваривания второго утфеля. В общем эта ситуация может ухудшить перераспределение продуктов и отрицательно отразится на выходе сахара-песка.

Отбор на первой стадии центрифугирования более 50% утфеля ухудшает качество получаемого из него первого оттека, что также отрицательно сказывается на качестве продуктов в кристаллизационном отделении, их перераспределении, выходе и качестве сахара-песка.

Раздельное использование первого оттека первой и второй стадии центрифугирования позволяет создать более благоприятные условия как для подготовки и центрифугирования утфеля первой кристаллизации, так и для эффективного перераспределения продуктов по трехкристаллизационной схеме, и тем самым повысить выход и качество товарного сахара-песка.

Отказ от использования первого оттека второй стадии центрифугирования на первой кристаллизации позволяет сократить рециркуляцию несахаров с их накоплением в первом утфеле, улучшить его качественные показатели и условия разделения в центрифугах с минимальным расходом промывной воды. Рациональное использование первого оттека второй стадии центрифугирования создает более благоприятные условия для истощения межкристального раствора утфеля последней кристаллизации и мелассы. Утфель второй кристаллизации уваривают из части первого и второго оттеков первого утфеля. Причем первый оттек, полученный на второй стадии центрифугирования, берут на последние подкачки при уваривании второго утфеля.

Заводка кристаллов на втором оттеке первого утфеля и наращивание на подкачках первого оттека первой стадии центрифугирования позволяет улучшить качество сахара второй кристаллизации. Направление на уваривание утфеля второй кристаллизации первого оттека второй стадии центрифугирования несколько ухудшенного качественного состава практически не влияет на качественные характеристики сахара второго.

Уваренный до готовности утфель спускают в приемную мешалку и центрифугируют с получением сахара второй кристаллизации и одного оттека. Утфель третьей кристаллизации уваривают из оттека второго утфеля, а для заводки кристаллов используют часть первого оттека второй стадии центрифугирования утфеля первой кристаллизации. Затем третий утфель спускают из вакуум-аппарата и дополнительно истощают его межкристальный раствор при охлаждении в кристаллизационной установке, а затем центрифугируют с получением сахара третьей кристаллизации и мелассы. Сахар второй и третьей кристаллизации клеруют соком II сатурации или водой и направляют на уваривание утфеля первой кристаллизации.

Пример. Утфель первой кристаллизации уваривают по типовой технологии в вакуум-аппарате из сульфитированной смеси сиропа с клеровкой сахара второй и третьей кристаллизации чистотой 92.5%, с отбором на последние подкачки его второго оттека и сгущают до содержания в нем 94.0% СВ. Затем утфель раскачивают в вакуум-аппарате его первым оттеком перед спуском в утфелемешалку. Используемый с этой целью первый оттек предварительно разбавляют горячей водой до 82.5% СВ в отдельной емкости с доведением его температуры на 6.5^oС выше температуры утфеля. Раскачивание утфеля этим оттеком в вакуум-аппарате проводят постепенно в течение 22 минут до 92.2% СВ. Затем утфель спускают в приемную утфелемешалку, где его выдерживают в течение 30 минут при перемешивании, и после этого повторно раскачивают тем же первым оттеком до пересыщения 1.02, а его температуру выдерживают равной 72^oС.

Центрифугирование утфеля проводят в две стадии. На первой из них утфель центрифугируют в количестве 50% от его массы в утфелемешалке. Полученный из этой части утфеля первый оттек чистотой 84.3% используют для раскачки этого утфеля в вакуум-аппарате и оставшегося количества утфеля в утфелемешалке, а также направляют на уваривание утфеля второй кристаллизации. После второй стадии центрифугирования утфеля первый оттек имеет чистоту 83.22% и его направляют на уваривание утфелей второй и третьей кристаллизации.

Утфель второй кристаллизации уваривают из части первого оттека чистотой 84.3%, полученного в процессе первого этапа центрифугирования утфеля первой кристаллизации, и второго оттека того же утфеля чистотой 89.9%. На последние подкачки берут первый оттек чистотой 83.22% второй стадии центрифугирования утфеля первой кристаллизации. Затем утфель спускают в приемную мешалку и центрифугируют с получением сахара второй кристаллизации чистотой 97.0% и общего оттека чистотой 75.0%. Утфель третьей кристаллизации уваривают из оттека второго утфеля, а для заводки кристаллов используют часть первого оттека чистотой 83.22% второй стадии центрифугирования утфеля первой кристаллизации. Затем утфель с чистотой 77.59% спускают в кристаллизационную установку, где дополнительно выкристаллизовывают сахарозу при охлаждении и центрифугируют с получением сахара третьей кристаллизации чистотой 94.0% и мелассы чистотой 58.9%. Сахар второй и третьей кристаллизации клеруют и направляют на уваривание утфеля первой кристаллизации.

В ходе исследований анализируют основные технологические показатели продуктов кристаллизационного отделения: чистоту утфеля первой кристаллизации (ЧуI,%); содержание сухих веществ утфеля первой кристаллизации (СВуI, %); чистоту первого оттека в конце первого и второго этапов центрифугирования, соответственно (Чот.I и Чот.II,%); чистоту утфеля третьей кристаллизации (ЧуIII, %); чистоту мелассы (Чм,%); цветность сахара-песка (Цсах, усл. ед. ). Результаты: ЧуI=92.39%; СВуI=92.2%; Чот.I=84.3%; Чот. II= 83.22%; ЧуIII=77.59%; Чм=58.9%; Цсах=0.8 усл.ед.

Параллельно осуществляют способ получения сахара по известному способу. Для этого утфель первой кристаллизации уваривают в вакуум-аппарате из сульфитированной смеси сиропа с клеровкой сахара второй и третьей кристаллизации чистотой 92.5%, с возвратом на последние подкачки части его второго оттека до содержания в утфеле 94.0% СВ. Перед спуском из вакуум-аппарата утфель раскачивают его первым оттеком до 92.2% СВ. Используемый для этого первый оттек разбавляют горячей водой до 82.5% СВ и нагревают на 5-6^oС выше температуры утфеля. После раскачивания первый утфель спускают в утфелемешалку и выдерживают в ней при перемешивании в течение 20 минут. Перед центрифугированием утфель повторно раскачивают тем же оттеком до пересыщения межкристального раствора 1.03 и центрифугируют с получением сахара-песка, первого и второго оттеков. Утфель второй кристаллизации уваривают из части первого и второго оттеков утфеля первой кристаллизации, центрифугируют с получением соответствующего сахара чистотой 97.2% и общего оттека чистотой 75.56%. Утфель третьей кристаллизации уваривают из оттека второго утфеля, с использованием для заводки кристаллов первого оттека утфеля первой кристаллизации. Затем его спускают в кристаллизационную установку, где дополнительно истощают его межкристальный раствор при охлаждении и потом центрифугируют с получением сахара третьей кристаллизации чистотой 94.3% и мелассы чистотой 59.2%. Сахар второй и третьей кристаллизации клеруют и готовую клеровку направляют на уваривание утфеля первой кристаллизации. Результаты: ЧуI=92.39%; СВуI= 92.2%; Ч общего первого от.=83.56%; ЧуIII=77.86%; Чм=59.2%; Цсах=0.8 усл.ед.

Из представленных результатов видно, что предлагаемый способ в сравнении с известным позволяет более эффективно распределять продукты кристаллизации и полнее истощать мелассу, тем самым обеспечить более высокий выход сахара-песка. Кроме того, использование данного способа позволяет улучшить работу кристаллизационного отделения, а также условия центрифугирования утфеля первой кристаллизации, что в целом позволяет повысить выход сахара-песка на 0.015-0.030% к массе свеклы.

Формула изобретения

Способ производства сахара, предусматривающий уваривание утфеля первой кристаллизации в вакуум-аппарате, раскачивание его в последнем перед выгрузкой и после нее в приемной утфелемешалке первым оттеком этого утфеля до достижения коэффициента пересыщения 1,01-1,03, центрифугирование его с получением сахара-песка, первого и второго оттеков, уваривание утфелей второй и третьей кристаллизации, центрифугирование их с получением кристаллов сахара и оттеков, приготовление клеровки сахара второй и третьей кристаллизации и подачу ее на уваривание утфеля первой кристаллизации, отличающийся тем, что центрифугирование последнего осуществляют в две стадии, на первой из которых центрифугируют утфель в количестве 45-50% от его массы в утфелемешалке и полученный первый оттек используют для раскачки этого утфеля в вакуум-аппарате и оставшегося количества утфеля в указанной утфелемешалке, а также для уваривания утфеля второй кристаллизации, причем первый оттек, полученный при центрифугировании остального количества утфеля первой кристаллизации на второй стадии направляют на уваривание утфелей второй и третьей кристаллизации.