Способ получения утфеля первой кристаллизации

 

Изобретение относится к сахарной промышленности. Способ заключается в следующем. Кристаллы сахара заводят в количестве 8-9 шт. на 1 мм длины поверхности пробного стекла. Осуществляют их наращивание до достижения в утфеле 91-91,5% сухих веществ и отбирают утфель из вакуум-аппарата в количестве 35-40% от общей массы. После центрифугирования отобранной части утфеля кристаллы сахара промывают горячей водой с отделением оттека. Оставшийся в вакуум-аппарате утфель раскачивают сиропом до 88-89% сухих веществ и проводят повторное наращивание кристаллов путем подачи в вакуум-аппарат сиропа. Возврат оттека отобранной части утфеля в вакуум-аппарат осуществляют после окончания подачи сиропа. Уваривание оставшейся в вакуум-аппарате части утфеля до готовности проводят до 92-92,5% сухих веществ. Изобретение обеспечивает повышение выхода сахара-песка стандартного качества из утфеля первой кристаллизации при уменьшении длительности его уваривания.

Изобретение относится к сахарной промышленности и может быть использовано при получении утфеля первой кристаллизации в сахарном производстве.

Известен способ получения утфеля первой кристаллизации, включающий сгущение сиропа в вакуум-аппарате до требуемого коэффициента пересыщения, заводку кристаллов, их наращивание при минимальном уровне первоначального набора в вакуум-аппарат. Этот уровень утфеля в вакуум-аппарате поддерживают путем многократного отбора части увариваемого утфеля через барометрическую трубу или турникет. Отобранный утфель центрифугируют с отбором кристаллического сахара и оттека. При этом оттек возвращают в вакуум-аппарат для дальнейшего истощения. Уваривание утфеля продолжается до тех пор, пока чистота межкристального раствора не достигнет величины, соответствующей утфелю последней кристаллизации перед его спуском из вакуум-аппарата. После этого уваривание утфеля прекращают и его выгружают в приемную мешалку (Способ уваривания последнего утфеля при минимальном его уровне в вакуум-аппарате. В.И.Тужилкин, Н.А.Люсый, И.Н.Люсый и др. // Известия Вузов: Пищевая технология, 1990. - №4. - С. 54-55).

Недостатком этого способа является то, что при определенных в нем условиях многократного отбора утфеля с последующим возвратом “на себя” оттека отбираемой части утфеля невозможно получение стандартного качества сахара-песка даже из хорошего сырья. Он более эффективен при уваривании утфелей последней кристаллизации, где не предъявляют строгие требования по качественным показателям к получаемому из него сахару.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения утфеля первой кристаллизации включающий сгущение сиропа в вакуум-аппарате до требуемого коэффициента пересыщения, заводку кристаллов, их наращивание, сгущение утфеля, многократный отбор части утфеля из вакуум-аппарата, центрифугирование отобранной части утфеля с разделением на сахар и оттек, возврат оттека на уваривание оставшейся части утфеля до достижения требуемой чистоты. При этом с целью интенсификации процесса в период уваривания с отбором в него вводят исходный сироп в количестве, равном по сухим веществам количеству отобранного при центрифугирование сахара (SU №257368, C 13 F 1/00, 11.11.1969).

Недостатком способа является то, что он не позволяет, как и в ранее рассмотренном способе, в условиях многократного отбора утфеля с возвратом отделяемого из него оттека на последующую стадию уваривания утфеля обеспечить получение стандартного по качеству сахара-песка и эффективен только для утфелей последних кристаллизаций.

Технический результат изобретения заключается в повышении выхода сахара-песка стандартного качества из утфеля первой кристаллизации при уменьшении длительности его уваривания.

Этот результат достигается тем, что в предложенном способе получения утфеля первой кристаллизации, предусматривающем сгущение сиропа в вакуум-аппарате до требуемого коэффициента пересыщения, заводку кристаллов, их наращивание, отбор части утфеля из вакуум-аппарата, центрифугирование этой части утфеля с разделением на сахар и оттек, возврат оттека в вакуум-аппарат и уваривание оставшейся части утфеля до готовности, кристаллы сахара заводят в количестве 8-9 шт. на 1 мм длины поверхности пробного стекла, их наращивание проводят до достижения в утфеле 91,0-91,5% сухих веществ. Отбор готового утфеля из вакуум-аппарата осуществляют в количестве 35-40% от общей массы и оставшийся в вакуум-аппарате утфель раскачивают сиропом до 88-89% сухих веществ, проводят повторное наращивание кристаллов путем подачи в вакуум-аппарат сиропа, причем возврат оттека отобранной части утфеля в вакуум-аппарат осуществляют после окончания подачи сиропа, и уваривание оставшейся в вакуум-аппарате части утфеля до готовности проводят до 92,0-92,5% сухих веществ.

Способ осуществляется следующим образом.

Сначала в вакуум-аппарате создают необходимое разрежение, соответствующее остаточному давлению 0,015-0,02 МПа, затем набирают сироп или смесь сиропа с клеровкой выше уровня поверхности паровой камеры и начинают сгущать до требуемого коэффициента пересыщения в пределах 1,25-1,30. После этого в пересыщенный сахарный раствор вводят затравку тонко измельченной сахарной пудры или специально приготовленной пасты из расчета образования 8-9 шт. зародышей кристаллов сахара на 1 мм длины поверхности стекла, что в 1,5 раза больше, чем по типовой технологии. За счет этого в 1,5 раза возрастает их массовая скорость кристаллизации, что позволяет уменьшить время их наращивания и доведения до готовности перед отбором из вакуум-аппарата. При заводке кристаллов менее 8 шт. или более 9 шт. на 1 мм длины поверхности пробного стекла снижается массовая скорость кристаллизации и ухудшаются условия истощения межкристального раствора утфеля, как и условия последующего разделения утфеля в центрифугах. Наращивание кристаллов сахара проводят на систематических подкачках сиропа или смеси сиропа с клеровкой, предварительно нагретых примерно на 5°С выше температуры кипения утфеля, которую выдерживают в соответствии с типовой технологией на уровне 74-76°С.

Процесс наращивания кристаллов сахара проводят до достижения в утфеле 91,0-91,5% сухих веществ. При этих условиях обеспечиваются хорошие условия циркуляции и истощения межкристального раствора утфеля. Такой утфель достаточно подвижен и легко вытекает из вакуум-аппарата и центрифугируется.

При наращивании кристаллов до достижения в утфеле менее 91,0% сухих веществ не обеспечиваются условия оптимального истощения его межкристального раствора и роста кристаллов, что уменьшает выход сахара при разделении утфеля в центрифугах. Если наращивание кристаллов сахара проводить до содержания в утфеле более 91,5% сухих веществ, то ухудшаются качественные показатели сахара-песка и условия повторного наращивания кристаллов в вакуум-аппарате.

После достижения в утфеле 91,0-91,5% сухих веществ проводят отбор утфеля из вакуум-аппарата в количестве 35-40% от его общей массы. Эти условия были определены экспериментальным путем и позволяют улучшить степень истощения межкристального раствора оставшейся в аппарате части утфеля, а также повысить в нем массовую скорость кристаллизации сахарозы. При отборе менее 35% или более 40% ухудшаются условия уваривания оставшейся части утфеля, снижается выход сахара и его качественные показатели.

Отобранную часть утфеля центрифугируют с получением товарного сахара-песка, первого и второго оттека. Промывка кристаллов сахара горячей водой температурой 80-90°С необходима для удаления с их поверхности пленки первого оттека и обеспечения их качественных показателей согласно требованиям ГОСТ 21-94 на сахар-песок. При исключении промывки кристаллов горячей водой возможно получение сахара-песка, не соответствующего по качеству требованиям ГОСТ 21-94.

После отбора утфеля из вакуум-аппарата оставшуюся его часть раскачивают сиропом до содержания в нем 88-89% сухих веществ. Эта технологическая операция необходима для улучшения циркуляции утфеля, а значит, для интенсификации процесса его уваривания, улучшения массовой скорости кристаллизации сахарозы, более глубокого истощения межкристального раствора и увеличения скорости роста ее кристаллов. Экспериментально установлено, что при содержании в утфеле менее 88% сухих веществ или более 89% сухих веществ эти условия ухудшаются, требуется больше времени на уваривание утфеля, ухудшается его качество и качество готового сахара, при этом возрастают потери сахара в кристаллизационном отделении.

После раскачивания оставшейся части утфеля до содержания в нем 88-89% сухих веществ проводят повторное наращивание его кристаллов по типовой технологии вначале на сиропе или сиропе с клеровкой, а после его истощения до чистоты второго оттека отобранной части утфеля наращивание кристаллов сахара проводят на его подкачке. Использование для уваривания оставшейся части утфеля второго оттека вместо первого обусловлено его более высоким качеством. Это позволяет получить из второй части утфеля стандартный по ГОСТ 21-94 сахар-песок. При этом снижаются потери сахара в процессе центрифугирования второй части утфеля и промывке его кристаллов. Все это позволяет не только сократить время уваривания второй части утфеля, но и снизить потери сахара в производстве.

По завершении наращивания кристаллов и заполнении вакуум-аппарата утфелем проводят окончательное его сгущение по типовой технологии до содержания в нем 92,0-92,5% сухих веществ. При этих условиях утфель имеет хорошую подвижность, легко спускается из вакуум-аппарата и центрифугируется с отделением сахара-песка, первого и второго оттеков.

Пример. Утфель первой кристаллизации уваривают из сиропа чистотой 91% в вакуум-аппарате емкостью 40 тонн. В самом начале процесса уваривания сироп набирают в вакуум-аппарат выше уровня поверхности паровой камеры и сгущают его до коэффициента пересыщения 1,23. После этого в пересыщенный сироп вводят затравку в виде тонко измельченной сахарной пудры из расчета 9 шт. зародышей кристаллов на 1 мм длины поверхности пробного стекла. Наращивание кристаллов проводят на систематических подкачках сиропа, предварительно нагретого на 5°С выше температуры кипения утфеля, которую выдерживают в режиме типовой технологии около 76°С. При достижении в утфеле 91,2% сухих веществ, на что требуется 2,2 часа, часть этого утфеля массой 38% от его общего количества в вакуум-аппарате отбирают и центрифугируют с получением 6,26 тонн товарного сахара-песка цветностью 0,65 усл.ед., первого оттека чистотой 82,7% и второго оттека чистотой 87,8% при расходе воды на промывку кристаллов температурой 80°С в количестве 1,97% к массе утфеля.

Оставшийся в вакуум-аппарате утфель раскачивают сиропом до 89% сухих веществ и на его подкачках проводят повторное наращивание кристаллов, а на последние подкачки подают в вакуум-аппарат второй оттек отобранной части утфеля чистотой 87,8%. После этого утфель доводят до готовности, сгущая его до 92,5% сухих веществ, и спускают из вакуум-аппарата.

Общее время уваривания утфеля в вакуум-аппарате составляет 3,7 часа, и он имеет чистоту 90,91%.

После разделения утфеля в центрифугах получают товарный сахар-песок в количестве 20,1 тонны цветностью 0,75 усл.ед., первый оттек чистотой 81,7% и второй оттек чистотой 88,1%, которые используют на последующих технологических операциях.

Параллельно осуществляют уваривание утфеля первой кристаллизации по известному способу. Его также уваривают в вакуум-аппарате емкостью 40 тонн из сиропа чистотой 91%. В самом начале процесса уваривания сироп набирают в вакуум-аппарат выше уровня поверхности паровой камеры и сгущают до значения коэффициента пересыщения 1,23. После этого в пересыщенный сироп вводят затравку в виде тонко измельченной сахарной пудры из расчета 5 шт. зародышей кристаллов на 1 мм длины поверхности пробного стекла, что соответствует требованиям известной технологии. Наращивание кристаллов проводят на систематических подкачках сиропа, предварительно нагретого на 5°С выше температуры кипения утфеля в вакуум-аппарате, которую выдерживают в режиме типовой технологии около 76°С. Для получения сопоставляемых результатов отбор утфеля из вакуум-аппарата проводят, как и по предлагаемому способу, то есть через 2,2 часа в количестве 38% от общей его массы.

Отобранный утфель центрифугируют с получением товарного сахара-песка в количестве 6,08 тонны цветностью 0,8 усл.ед. и первого оттека чистотой 85%.

Оставшуюся часть утфеля в вакуум-аппарате вначале уваривают на сиропе, а затем на оттеке отобранной части утфеля до готовности.

Готовый утфель содержит 92,5% сухих веществ, и его чистота равна 89,77%.

Общее время уваривания утфеля по известному способу составляет 4,4 часа.

После разделения утфеля в центрифугах получают сахар-песок в количестве 17,96 тонны цветностью 0,85 усл.ед., первый оттек чистотой 80,7% и второй оттек чистотой 87,7%.

Из представленных результатов видно, что предложенный способ в сравнении с известным позволяет не только увеличить на 2,32 тонны количество товарного сахара в ходе первой кристаллизации, но при этом ускорить его получение на 0,7 часа, или на 18,9%. При этом если по предлагаемому способу цветность сахара-песка соответствовала требованиям ГОСТ 21-94 (не более 0,8 усл.ед.), то по известному способу большая часть сахара-песка не соответствовала этим требованиям.

Формула изобретения

Способ получения утфеля первой кристаллизации, включающий сгущение сиропа в вакуум-аппарате до требуемого коэффициента пересыщения, заводку кристаллов, их наращивание, отбор части утфеля из вакуум-аппарата, центрифугирование этой части утфеля с разделением на сахар и оттек, возврат оттека в вакуум-аппарат и уваривание оставшейся части утфеля до готовности, отличающийся тем, что кристаллы сахара заводят в количестве 8-9 шт. на 1 мм длины поверхности пробного стекла, их наращивание проводят до достижения в утфеле 91-91,5% сухих веществ, при этом отбор утфеля из вакуум-аппарата осуществляют в количестве 35-40% от общей массы, и оставшийся в вакуум-аппарате утфель раскачивают сиропом до 88-89% сухих веществ, проводят повторное наращивание кристаллов путем подачи в вакуум-аппарат сиропа, причем возврат оттека отобранной части утфеля в вакуум-аппарат осуществляют после окончания подачи сиропа, и уваривание оставшейся в вакуум-аппарате части утфеля до готовности проводят до 92-92,5% сухих веществ.