Способ получения утфеля последней кристаллизации

Способ получения утфеля последней кристаллизации

Реферат

Изобретение относится к сахарному производству, в частности к технологии получения сахара из промежуточных продуктов (оттеков) на последней ступени их кристаллизации.

Известен способ получения утфеля последней кристаллизации, предусматривающий уваривание утфеля в вакуум-аппарате до содержания в нем 90-92% СВ, спуск утфеля из вакуум-аппарата в приемную утфелемешалку и затем в утфелемешалки-кристаллизаторы, последовательно соединенные в кристаллизационную установку, где процесс кристаллизации сахара из межкристального раствора утфеля осуществляется в несколько ступеней при охлаждении до температуры 30-35°С. Перед центрифугированием утфель нагревают до 42-45°С и разделяют с получением желтого сахара и мелассы [Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. - М.: Агропромиздат, 1986. - 431 с. (с.334-335)].

Недостатком данного способа является то, что невозможно достигнуть глубокого истощения межкристального раствора утфеля (мелассы) только за счет кристаллизации сахара из межкристального раствора утфеля охлаждением по классической технологии. При этом эффективность данного процесса значительно ухудшается при получении утфеля из сырья низкого качества или нарушениях технологического режима в кристаллизационном отделении.

Ближайшим техническим решением к предлагаемому является способ получения утфеля последней кристаллизации, предусматривающий уваривание его в вакуум-аппарате до 94-96% СВ, раскачивание утфеля перед спуском из вакуум-аппарата горячей водой до 91,0-91,8% СВ и последующую кристаллизацию его охлаждением в несколько ступеней в утфелемешалках. При этом коэффициент пересыщения межкристального раствора утфеля на первой ступени кристаллизации в утфелемешалке выдерживают равным 1,22-1,25, на второй ступени 1,15-1,18, а на каждой последующей ступени кристаллизации коэффициент пересыщения межкристального раствора утфеля выдерживают на 0,02-0,03 меньше, чем на предыдущей, причем коэффициент пересыщения межкристального раствора утфеля на последней ступени кристаллизации равен 1,02-1,03. Затем утфель разделяют в центрифугах с получением желтого сахара и мелассы [SU 1604855 A1, 07.11.1990].

Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает глубокого истощения мелассы как в процессе кристаллизации сахара из межкристального раствора утфеля при уваривании, так и охлаждении для условий переработки сырья длительного хранения и при нарушениях технологического режима в кристаллизационном отделении.

Технический результат изобретения заключается в более глубоком обессахаривании мелассы и улучшении условий разделения утфеля последней кристаллизации в центрифугах.

Этот результат достигается тем, что в предложенном способе получения утфеля последней кристаллизации, предусматривающем уваривание утфеля в вакуум-аппарате до готовности, раскачивание утфеля перед спуском из вакуум-аппарата в приемную утфелемешалку горячей водой до 91,0-91,8% СВ, последующую кристаллизацию охлаждением в несколько ступеней в утфелемешалках-кристаллизаторах при выдерживании коэффициента пересыщения межкристального раствора на первой ступени 1,22-1,25, на второй 1,15-1,18 с последующим снижением на 0,02-0,03 до последней ступени кристаллизации и доведении до требуемой температуры его разделения в центрифугах, при этом в процессе уваривания утфеля в него вводят дистиллированный мягкий моноглицерид марки М-90 в количестве 0,004-0,008% к массе утфеля для ускорения роста кристаллов и в процессе кристаллизации утфеля в утфелемешалках при достижении температуры 58-60°С также вводят дистиллированный мягкий моноглицерид в количестве 0,002-0,004% к массе утфеля для снижения вязкости раствора.

Предложенный способ осуществляется следующим способом. В вакуум-аппарате создают разрежение в диапазоне 0,060-0,067 МПа и набирают оттек, заполняя им аппарат до полного закрытия поверхности нагрева паровой камеры, включают подачу пара в греющую камеру, сгущают и заводят в оттеке центры кристаллизации сахара. При заводке кристаллов в вакуум-аппарат добавляют дистиллированный мягкий моноглицсрид М-90 в количестве 0,004-0,008% к массе утфеля. Наращивание кристаллов сахара проводят при коэффициенте пресыщения 1,15-1,25 путем непрерывного или частого подкачивания первого оттека, нагретого на 5-10°С выше температуры утфеля в аппарате. Температуру уваривания в период наращивания кристаллов сахара поддерживают на уровне 68-70°С. Окончательное сгущение утфеля ведут при 65-68°С в зависимости от чистоты утфеля. Перед спуском утфеля в приемную утфелемешалку его раскачивают в вакуум-аппарате горячей водой температурой 70°С до 91,0-91,8% СВ, обеспечивая при этом коэффициент пересыщения межкристального раствора в пределах 1,22-1,25. Раскачивание утфеля последней кристаллизации горячей водой перед спуском из вакуум-аппарата до 91,0-91,8% СВ необходимо для поддержания оптимальных условий кристаллизации сахара из межкристального раствора охлаждением в кристаллизационной установке. Если утфель перед спуском из вакуум-аппарата раскачивать до содержания сухих веществ менее 91%, то в этом случае сложно обеспечить необходимый режим истощения утфеля по ступеням кристаллизации в утфелемешалках кристаллизационной установки. Практически это приводит к увеличению длительности кристаллизации и уменьшению выхода сахара. В том случае, когда утфель спускают из вакуум-аппарата с содержанием сухих веществ более 91,8%, возникают затруднения с выдерживанием необходимого перепада пересыщения при охлаждении по утфелемешалкам. Нарушение режима истощения межкристального раствора утфеля может привести к дополнительным водным раскачкам утфеля по утфелемешалкам. Это также отрицательно скажется на кристаллизации и на потерях сахара в мелассе. Дистиллированный мягкий моноглицерид марки М-90 вырабатывается в промышленных масштабах заводом пищевых поверхностно-активных веществ АООТ "Нижегородский масложировой комбинат″ и известен под названием "Эмульгатор Моноглицериды мягкие М-90". Использование препарата в указанных количествах позволит обеспечить более равномерный рост кристаллов, улучшить их гранулометрический состав, предотвратить образование "корки" на поверхности увариваемого утфеля и увеличить его подвижность. Использование препарата в количестве, меньшем чем 0,004% и большем чем 0,008% к массе утфеля, не позволяет провести процесс достаточно эффективно. Кристаллизацию утфеля осуществляют при его охлаждении в утфелемешалках-кристаллизаторах, соединенных последовательно в кристаллизационную установку. Из приемной мешалки утфель сначала подают на первую ступень кристаллизации в первую утфелемешалку, где коэффициент пересыщения межкристального раствора утфеля выдерживают в пределах 1,22-1,25. Такие требования к пересыщению межкристального раствора обусловлены оптимальными условиями его истощения при движении утфеля по ступеням кристаллизации от первой к последней утфелемешалке кристаллизационной установки. При этих условиях обеспечивается минимальное время кристаллизации охлаждением. Если пересыщение межкристального раствора утфеля в первой утфелемешалке менее 1,22, то увеличивается время кристаллизации и нарушается технологический режим истощения межкристального раствора утфеля в последующих утфелемешалках, что не позволяет снизить чистоту мелассы. При пересыщении более чем 1,25 возможно выпадение "муки", что уменьшает подвижность утфеля, требует дополнительных водных раскачек утфеля и приводит к увеличению содержания сахара в мелассе и длительности кристаллизации утфеля. На второй ступени кристаллизации коэффициент пересыщения межкристального раствора утфеля выдерживают в пределах 1,15-1,18 за счет регулирования температуры воды в охлаждающей системе второй утфелемешалки. Расход дистиллированного мягкого моноглицерида марки М-90 в количестве 0,002-0,004% к массе утфеля является оптимальным для необходимого снижения вязкости утфеля. Использование препарата в количестве, меньшем чем 0,002% и большем чем 0,004% к массе утфеля, не позволяет провести процесс достаточно эффективно. Таким образом в первых двух утфелемешалках создают условия для максимальной скорости кристаллизации, регулируя между ними перепад пересыщения в пределах 0,07-0,09. Выдерживание этого перепада необходимо для обеспечения оптимальной скорости роста кристаллов и глубокого истощения межкристального раствора утфеля на первых двух ступенях кристаллизации. Если коэффициент пересыщения на второй ступени кристаллизации выдерживать ниже 1,15, то перепад пересыщения возрастает, и для равномерного истощения межкристального раствора утфеля на последующих ступенях кристаллизации могут потребоваться его водные раскачки. При величине коэффициента пересыщения более 1,18 увеличивается продолжительность кристаллизации и содержание сахара в мелассе. На каждой последующей ступени кристаллизации после второй утфелемешалки коэффициент пересыщения межкристального раствора выдерживают на 0,02-0,03 меньше, чем на предыдущей, что также достигается регулированием температуры воды в охлаждающих системах утфелемешалок по данным лабораторных анализов утфеля. Необходимость такого снижения пересыщения по ступеням кристаллизации обусловлена созданием оптимальных условий для глубокого истощения межкристального раствора утфеля по мере снижения его температуры и увеличение вязкости. Если снижение пересыщения выдерживать менее чем 0,02, то удлиняется процесс кристаллизации и не обеспечивается снижение содержания сахара в мелассе. При перепаде пересыщения на последующих ступенях кристаллизации более 0,03 не выдерживаются оптимальные условия для истощения межкристального раствора утфеля, и может возникнуть потребность в водных раскачках утфеля по этим утфелемешалкам. Все это не позволяет уменьшить содержание сахара в мелассе и ускорить процесс кристаллизации утфеля при его охлаждении. При достижении утфелем последней ступени кристаллизации в утфелемешалке выдерживают коэффициент пересыщения межкристального раствора утфеля равным 1,02-1,05. Это необходимо для завершения процесса кристаллизации и подготовки утфеля к центрифугированию. Выполнение данных условий обеспечивает хорошее разделение сахара и мелассы в поле действия центробежных сил. При этом получают сахар последней кристаллизации с минимальным содержанием на его поверхности мелассы в виде пленки. При пересыщении ниже 1,02 возможно растворение части кристаллов сахара при подготовке утфеля к центрифугированию, а при величине коэффициента пересыщения выше 1,05 затрудняется центрифугирование утфеля, возрастает содержание мелассы в отделяемом на центрифугах сахаре и возможны его потери в виде “муки” в мелассе, что отрицательно сказывается на достижении цели.

Перед центрифугированием утфель подогревают и центрифугируют с получением сахара и мелассы.

Пример 1. В вакуум-аппарате создают разрежение 0,060 МПа, набирают оттек утфеля II кристаллизации с чистотой 76,8% и 83,4% СВ до полного закрытия поверхности нагрева паровой камеры, включают подачу пара в греющую камеру, сгущают и заводят в оттеке центры кристаллизации, вводя в аппарат сахарную пудру в количестве 75 г при 76°С и дистиллированный мягкий моноглицерид марки М-90 в количестве 0,008% к массе утфеля. Наращивание кристаллов проводят при коэффициенте пресыщения межкристального раствора 1,15 путем непрерывного подкачивания оттека утфеля II, нагретого на 5°С выше температуры утфеля в аппарате. В период наращивания кристаллов температуру утфеля поддерживают равной 68°С. Окончательное сгущение утфеля ведут при 70°С. Перед спуском утфеля в приемную утфелемешалку кристаллизационной установки его раскачивают горячей водой температурой 70°С до 91,6% СВ, обеспечивая при этом коэффициент пересыщения его межкристального раствора равным 1,24. Затем утфель направляют в установку утфелемешалок-кристаллизаторов, соединенных между собой последовательно по ходу его охлаждения. Вначале утфель из приемной мешалки подают на первую ступень кристаллизации в первую утфелемешалку, где коэффициент пересыщения межкристального раствора утфеля выдерживают в пределах 1,24. На второй ступени кристаллизации коэффициент пересыщения межкристального раствора утфеля выдерживают в пределах 1,18 за счет регулирования температуры воды в охлаждающей системе второй утфелемешалки и вводят в него дистиллированный мягкий моноглицерид марки М-90 в количестве 0,002% к массе утфеля. На каждой последующей ступени кристаллизации после второй утфелемешалки коэффициент пересыщения межкристального раствора выдерживают на 0,03 меньше, чем на предыдущей, что также достигается регулированием температуры воды в охлаждающих системах утфелемешалок. При достижении утфелем последней ступени кристаллизации в утфелемешалке выдерживают коэффициент пересыщения межкристального раствора утфеля равным 1,02. Это необходимо для завершения процесса кристаллизации и подготовки утфеля к центрифугированию. Перед центрифугированием температуру утфеля повышают на 5°С за счет повышения температуры воды в охлаждающей системе последней утфелемешалки и центрифугируют с получением сахара и мелассы.

Утфель, полученный по предлагаемому способу, охлаждается в течение 29,3 ч, перед центрифугированием утфель содержит 43,7% кристаллов со средним размером 0,29 мм и цветностью 37 усл.ед., а меласса имела чистоту 58,8%.

Пример 2 (по прототипу). В вакуум-аппарате создают разрежение 0,060 МПа, набирают оттек утфеля II с чистотой 76,8% и 83,3% СВ до полного закрытия поверхности нагрева паровой камеры, включают подачу пара в греющую камеру, сгущают и заводят в оттеке центры кристаллизации, вводя в аппарат сахарную пудру в количестве 75 г при 76°С. Наращивание кристаллов проводят при коэффициенте пресыщения межкристального раствора 1,15 путем непрерывного подкачивания первого оттека утфеля I, нагретого на 5°С выше температуры утфеля в аппарате. В период наращивания кристаллов температуру утфеля поддерживают равной 68°С. Окончательное сгущение утфеля ведут при 70°С. Перед спуском утфеля в приемную утфелемешалку кристаллизационной установки его раскачивают горячей водой температурой 70°С до 91,6% СВ, обеспечивая при этом коэффициент пересыщения его межкристального раствора равным 1,24. Кристаллизацию сахара из утфеля осуществляют при его охлаждении в утфелемешалках-кристаллизаторах, соединенных последовательно в кристаллизационную установку. Из приемной мешалки утфель сначала подают на первую ступень кристаллизации в первую утфелемешалку, где коэффициент пересыщения межкристального раствора утфеля выдерживают в пределах 1,24. На второй ступени кристаллизации коэффициент пересыщения межкристального раствора утфеля выдерживают в пределах 1,18 за счет регулирования температуры воды в охлаждающей системе второй утфелемешалки. На каждой последующей ступени кристаллизации после второй утфелемешалки коэффициент пересыщения межкристального раствора выдерживают на 0,03 меньше, чем на предыдущей, что также достигается регулированием температуры воды в охлаждающих системах утфелемешалок. При достижении утфелем последней ступени кристаллизации в утфелемешалке выдерживают коэффициент пересыщения межкристального раствора утфеля равным 1,02. Это необходимо для завершения процесса кристаллизации и подготовки утфеля к центрифугированию. Перед центрифугированием температуру утфеля повышают на 5°С за счет повышения температуры воды в охлаждающей системе последней утфелемешалки и центрифугируют с получением сахара и мелассы.

Утфель, полученный по предлагаемому способу, имеет чистоту 76,8%, длительность кристаллизации охлаждением составляет 31,5 ч, перед центрифугированием утфель содержит 42,1% кристаллов со средним размером 0,23 мм и цветностью 54,5 усл.ед., а меласса имела чистоту 59,9%.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом уменьшает длительность кристаллизации утфеля на 2,0-2,4 ч, создает условия для повышения однородности и содержания кристаллов сахара в утфеле на 1,4-1,7%, обеспечивает снижение чистоты мелассы на 1,0-1,3% и позволяет получать сахар последней кристаллизации более высокого качества.

Способ получения утфеля последней кристаллизации, предусматривающий уваривание утфеля в вакуум-аппарате до готовности, раскачивание утфеля перед спуском из вакуум-аппарата в приемную утфелемешалку горячей водой до 91,0-91,8% СВ, последующую кристаллизацию сахара из межкристального раствора утфеля путем охлаждения в несколько ступеней в утфелемешалках-кристаллизаторах, отличающийся тем, что в процессе уваривания утфеля в него вводят дистиллированный мягкий моноглицерид в количестве 0,004-0,008% к массе утфеля для ускорения роста кристаллов, при этом в процессе кристаллизации утфеля в утфелемешалках при достижении температуры 58-60°С также вводят дистиллированный мягкий моноглицерид в количестве 0,002-0,004% к массе утфеля для снижения вязкости раствора.