способ получения утфеля первой кристаллизации

Формула изобретения

Способ получения утфеля первой кристаллизации, включающий сгущение сиропа в вакуум-аппарате до требуемого коэффициента пересыщения, заводку кристаллов путем введения затравки, их наращивание, отбор части утфеля из вакуум-аппарата, центрифугирование этой части утфеля с разделением на сахар, первый и второй оттеки, возврат второго оттека в вакуум-аппарат и уваривание оставшейся части утфеля до готовности, отличающийся тем, что в качестве затравки используют кристаллы сахара размером 0,18-0,20 мм, их наращивание проводят при коэффициенте пересыщения 1,15-1,17 до содержания кристаллов в утфелс 30-35%, затем процесс их наращивания ведут при пересыщении 1,10-1,12, выдерживая расстояние между кристаллами 1,5·10^-4-2,5·10 ^-4 м до достижения их содержания в утфеле 40-47%, при этом в процессе уваривания оставшейся части утфеля в вакуум-аппарат вводят моноглицирид дистиллированный мягкий в количестве 0,004-0,008% к массе утфеля.

Описание изобретения к патенту

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, сгущение утфеля, многократный отбор части утфеля из вакуум-аппарата, центрифугирование отобранной части утфеля с разделением на сахар и оттеки, возврат второго 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 центрифугировании сахара (SU №257368, С13F 1/00, 11.11.1969).

Недостатком способа является то, что он не позволяет в условиях многократного отбора утфеля из вакуум-аппарата с возвратом отделяемого оттека на дальнейшее уваривание утфеля обеспечить получение сахара, соответствующего по качеству требованиям ГОСТ 21-94, способствует накоплению несахаров в утфеле и получению неоднородных по размеру кристаллов сахара.

Ближайшим аналогом предложенного способа является 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 оттеки, возврат второго 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 91-91,5% сухих веществ, при этом отбор утфеля из вакуум-аппарата осуществляется 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 проводят сгущая его до 92-92,5% сухих веществ (RU №2227162, С13F 1/02, 20.04.2004).

Недостатком способа является то, что он не позволяет обеспечить необходимое истощение межкристального раствора утфеля и получение сахара-песка высокого качества.

Технический результат изобретения заключается в улучшении процесса истощения межкристального раствора и обеспечение равномерного гранулометрического состава сахара при повышении его выхода из утфеля первой кристаллизации.

Этот результат достигается тем, что в предложенном способе получения утфеля первой кристаллизации, предусматривающем сгущение сиропа в вакуум-аппарате до требуемого коэффициента пересыщения, заводку кристаллов путем введения затравки, их наращивание, отбор части утфеля из вакуум-аппарата, центрифугирование этой части утфеля с разделением на сахар, первый и второй оттеки, возврат второго оттека в вакуум-аппарат и уваривание оставшейся части утфеля до готовности, в качестве затравки используют кристаллы сахара размером 0,18-0,20 мм, их наращивание проводят при коэффициенте пересыщения 1,15-1,17 до содержания кристаллов в утфеле 30-35%, затем процесс их наращивания ведут при пересыщении 1,10-1,12 выдерживая расстояние между кристаллами 1,5·10 ^-4-2,5·10^-4 м до достижения их содержания в утфеле 40-47%. Оставшийся в аппарате утфель уваривают до готовности при введении в него моноглицирида дистиллированного мягкого в количестве 0,004-0,008% к массе утфеля.

Способ осуществляют следующим образом.

Сначала в вакуум-аппарате создают необходимое разряжение, соответствующее остаточному давлению 0,015-0,02 МПа, затем в него набирают сироп или смесь сиропа с клеровкой выше уровня поверхности паровой камеры и сгущают до требуемого коэффициента пересыщения в пределах 1,25-1,30. После этого в пересыщенный сахарный раствор вводят затравку в виде кристаллов сахара размером 0,18-0,20 мм. Использование для заводки центров кристаллизации размером 0,18-0,20 мм необходимо для того, чтобы предотвратить срастание кристаллов сахара в процессе уваривания утфеля. При этом создаются благоприятные условия для наращивания образовавшихся в утфеле центров кристаллизации при более высоком коэффициенте пересыщения.

Наращивание кристаллов сахара проводят при коэффициенте пересыщения межкристального раствора 1,15-1,17 до содержания кристаллов в утфеле 30-35%. Данный диапазон пересыщения позволяет исключить образование новых центров кристаллизации в процессе их наращивания и обеспечивает максимальную скорость роста кристаллов сахарозы при минимальном включении несахаров в их кристаллическую решетку.

После достижении в утфеле 30-35% кристаллов пересыщение межкристального раствора снижают до 1,10-1,12 путем подачи в вакуум-аппарат сиропа, выдерживая при этом расстояние между кристаллами в диапазоне 1,5·10^-4-2,5·10 ^-4 м до достижения их содержания в утфеле 40-47%. Процесс наращивания кристаллов в области пересыщении 1,10-1,12 осуществляют выдерживая расстояние между ними 1,5·10^-4 -2,5·10^-4 и ведут его до достижения их содержания в утфеле 40-47%. При этом создаются оптимальные условия для роста кристаллов сахарозы с обеспечением их однородности по составу кристаллов. Затем проводят отбор части утфеля из вакуум-аппарата в количестве 38-40% от его общей массы. Установлено, что при отборе менее 38% или более 40% ухудшаются условия уваривания оставшейся части утфеля, снижается выход сахара и его качественные показатели.

Отобранную из вакуум-аппарата часть утфеля центрифугируют с получением сахара, первого и второго оттеков, а оставшийся в нем утфель раскачивают вторым оттеком и уваривают с добавкой в него моноглицирида дистиллированного мягкого. Применение моноглицирида дистиллированного мягкого, известного под маркой ПО-90, обеспечивает более эффективные условия уваривания оставшейся в аппарате части утфеля, так как уваривание утфеля в этот период проводят на подкачках оттека более низкого качества. Использование моноглицирида дистиллированного мягкого позволяет уменьшить влияние вязкости утфеля на процесс кристаллизации сахарозы, улучшить массовую скорость кристаллизации сахарозы, что позволяет улучшить истощение межкристального раствора, увеличить скорости их роста и снизить включение несахаров в кристаллы за счет сахарозы. Экспериментально установлено, что добавка ПО-90 в утфеле в количестве 0,004-0,008% к его массе позволяет снизить время его уваривания и улучшить качество получаемого из него сахара.

Пример 1. Утфель первой кристаллизации уваривают из сиропа чистотой 91,8% в вакуум-аппарате, емкостью 40 тонн. В самом начале уваривания сироп набирают в аппарат выше уровня поверхности его паровой камеры и сгущают до пересыщения 1,22. После этого в пересыщенный сироп вводят центры кристаллизации сахарозы в виде кристаллов сахара размером 0,18 мм. Наращивание кристаллов затравки проводят сначала при коэффициенте пересыщения межкристального раствора 1,17 до их содержания в утфеле в количестве 32%, а затем при коэффициенте пересыщения 1,12, выдерживая при этом расстояние между кристаллами 2·10^-4 м до их содержания в утфеле перед отбором 45% по массе утфеля.

Затем часть утфеля в количестве 40%, что составляет 12,8 т от его общего содержания в вакуум-аппарате, отбирают и направляют на центрифугирование.

После разделения утфеля в центрифугах получают 4,4 т сахара-песка и два оттека: первый с чистотой 85,1% и второй с чистотой 90,8%.

Оставшийся в вакуум-аппарате утфель в количестве 19,2 т раскачивают сиропом с одновременным вводом в утфель 0,006% моноглицирида дистиллированного мягкого. После этого проводят повторное наращивание кристаллов в сиропе, а на последние подкачки подают в вакуум-аппарат второй оттек отобранной части утфеля чистотой 91,1%.

После этого утфель доводят до готовности, сгущая его до 92,5% сухих веществ, и выгружают из вакуум-аппарата в приемную утфелемешалку.

Время уваривания утфеля в вакуум-аппарате по данному способу составляет 3,5 часа и уваренный утфель имеет чистоту 91,39%.

После центрифугирования получают товарный сахар-песок с размером кристаллов 0,75 мм и коэффициентом неоднородности 23% в количестве 21,0 т, цветностью 0,75 усл.ед., а также первый и второй оттеки чистотой соответственно 82,7% и 89,2%, которые затем используют в соответствии с принятой на заводе схемой работы продуктового отделения.

Общее количество сахара-песка, полученного при уваривания утфеля первой кристаллизации в одном аппарате, составляет

21,0 т+4,4 т-25,4 т.

Пример 2. Параллельно осуществляют процесс по известному способу уваривания утфеля первой кристаллизации в вакуум-аппарате емкостью 40 тонн из сиропа чистотой 91,8%.

В самом начале процесса уваривания сироп набирают выше уровня поверхности его паровой камеры и сгущают до коэффициента пересыщения 1,22. После этого в пересыщенный сироп вводят центры кристаллизации сахарозы в виде тонкоизмельченной сахарной пудры из расчета 9 шт. зародышей кристаллов на 1 мм длины поверхности пробного стекла. Их наращивание проводят при систематических подкачках сиропа, предварительно нагретого на 5°С выше температуры кипения утфеля, которую выдерживают в режиме типовой технологии 76°С.

При достижении в утфеле 91,2% сухих веществ часть утфеля массой 12,8 т, что составляет 40% от его общего количества в вакуум-аппарате, отбирают и центрифугируют. После разделения утфеля в центрифугах получают 3,7 т сахара-песка и два оттека: первый - чистотой 86,3% и второй - чистотой 90,2%.

Оставшийся в вакуум-аппарате утфель массой 19,2 т раскачивают сиропом до 89% сухих веществ и на его подкачках проводят повторное наращивание кристаллов, а на последние подкачки подают в вакуум-аппарат второй оттек чистотой 90,2%. После этого утфель уваривают до готовности, сгущая его до 92,5% сухих веществ, и выгружают из вакуум-аппарата в приемную утфелемешалку.

Время уваривания утфеля в вакуум-аппарате по данному способу составляет 3,95 часа, и он имеет чистоту 91,5%.

После разделения утфеля в центрифугах получают товарный сахар-песок с размерами кристаллов 0,62 мм и коэффициентом неоднородности 28,7% в количестве 20,4 т цветностью 0,8 усл.ед., а также первый и второй оттеки чистотой соответственно 82,5% и 88,9%.

Общее количество сахара-песка, полученного при уваривании утфеля I кристаллизации по известному способу в одном вакуум-аппарате, составляет:

20,4 т+3,7 т=24,10 т

Из приведенных данных следует, что предложенный способ в сравнении с известным позволяет глубоко истощить межкристальный раствор и за счет этого увеличить выход товарного сахара из одного вакуум-аппарата на 1,19 тонн, сократить время уваривания утфеля первой кристаллизации на 12,8%. При этом значительно улучшился гранулометрический состав товарного сахара.