Способ контроля кристаллизации утфеля последнего продукта

 

Изобретение относится к сахарной промышленности. Способ предусматривает подачу утфеля в мешалки-кристаллизаторы и измерение содержания сухих веществ, чистоты и кристаллов в утфеле, сухих веществ и чистоты межкристального раствора. Проводят процесс кристаллизации путем охлаждения утфеля при перемешивании до достижения конечного заданного значения температуры, содержания кристаллов в утфеле, сухих веществ и чистоты межкристального раствора, которые определяют по заранее построенной номограмме. В нижней части номограммы расположена шкала чистоты межкристального раствора, а в верхней ее части - шкала содержания сухих веществ межкристального раствора увариваемого утфеля перед спуском. По оси ординат номограммы расположены шкалы содержания кристаллов в утфеле, сухих веществ межкристального раствора утфеля в конце охлаждения, конечной температуры охлаждения. Одни из кривых номограммы характеризуют изменение содержания сухих веществ утфеля в процессе уваривания, а другие кривые имеют участок, касающийся чистоты утфеля в процессе уваривания, и участок, характеризующий чистоту утфеля в процессе охлаждения. В зависимости от найденного значения содержания кристаллов в утфеле, сухих веществ и чистоты межкристального раствора корректируют содержание сухих веществ и чистоту утфеля перед подачей утфеля в мешалки-кристаллизаторы для достижения конечных заданных значений температуры охлаждения, содержания кристаллов в утфеле, сухих веществ и чистоты межкристального раствора. Предложенный способ значительно ускоряет процесс контроля кристаллизации утфеля последнего продукта, улучшает его кристаллоструктуру и повышает выход сахара. 1 ил.

Изобретение относится к сахарной промышленности, в частности, к процессу кристаллизации охлаждением утфеля последнего продукта.

Известен способ контроля кристаллизации утфеля последнего продукта, предусматривающий подачу утфеля в мешалки-кристаллизаторы, измерение содержания сухих веществ, чистоты и кристаллов в утфеле, сухих веществ и чистоты межкристального раствора, проведение процесса кристаллизации путем охлаждения утфеля при перемешивании до достижения конечного заданного значения температуры, содержания кристаллов в утфеле, сухих веществ и чистоты межкристального раствора, при этом длительность процесса охлаждения, содержание сухих веществ и кристаллов в утфеле, сухих веществ и чистоту межкристального раствора определяют расчетным путем по формулам (Акиндинов И.Н., Люсый Н.А., Колесников Б.Ф. Оптимальный технологический режим кристаллизации увариванием и охлаждением утфелей последнего продукта. - М., ЦНИИТЭИпищепром, 1976, с. 3-15).

Недостатком этого способа является трудоемкость и длительность расчетов, что не позволяет оперативно контролировать процесс кристаллизации охлаждением утфеля последнего продукта в зависимости от исходных данных и показателей в конце охлаждения.

Технический результат изобретения заключается в ускорении и упрощении процесса контроля кристаллизации утфеля последнего продукта.

Для достижения этого результата в предложенном способе, предусматривающем подачу утфеля в мешалки-кристаллизаторы, измерение содержания сухих веществ, чистоты и кристаллов в утфеле, сухих веществ и чистоты межкристального раствора, проведение процесса кристаллизации путем охлаждения утфеля при перемешивании до достижения конечного заданного значения температуры, содержания кристаллов в утфеле, сухих веществ и чистоты межкристального раствора, которые определяют по заранее построенной номограмме. В нижней части номограммы расположена шкала чистоты межкристального раствора, в верхней ее части - шкала содержания сухих веществ межкристального раствора увариваемого утфеля перед спуском, по оси ординат расположены шкалы содержания кристаллов в утфеле, сухих веществ межкристального раствора утфеля в конце охлаждения, конечной температуры охлаждения, при этом одни из кривых номограммы характеризуют изменение содержания сухих веществ утфеля в процессе уваривания, а другие кривые имеют участок, касающийся чистоты утфеля в процессе уваривания, и участок, характеризующий чистоту утфеля в процессе охлаждения. В зависимости от найденного значения содержания кристаллов в утфеле, сухих веществ и чистоты межкристального раствора корректируют содержание сухих веществ и чистоту утфеля перед подачей утфеля в мешалки-кристаллизаторы для достижения конечных заданных значений температуры охлаждения, содержания кристаллов в утфеле, сухих веществ и чистоты межкристального раствора.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена предложенная номограмма.

Способ контроля кристаллизации утфеля последнего продукта сахарного производства заключается в следующем.

Для определения оптимальных конечных показателей утфеля и межкристального раствора в зависимости от исходных данных и текущих значений используют заранее построенную номограмму, которая представляет собой графическое изображение процессов кристаллизации сахара увариванием и охлаждением утфелей свеклосахарного и сырцового производства.

По оси абсцисс в нижней части номограммы расположена шкала чистоты межкристального раствора Ч м. р. (%), а в верхней ее части - шкала содержания сухих веществ межкристального раствора увариваемого утфеля перед спуском СВ м. р. (%), по оси ординат расположены шкалы - содержания кристаллов в утфеле К (%), сухих веществ межкристального раствора утфеля в конце охлаждения СВ м.р. (%), конечной температуры охлаждения Т (^oС).

Номограмма также содержит два вида пересекающихся кривых, образующих "сетку". Одни из кривых характеризуют изменение содержания сухих веществ утфеля СВу (%), а другие кривые имеют участок, касающийся чистоты утфеля в процессе уваривания, и участок, характеризующий чистоту утфеля в процессе охлаждения Чу (%) - пунктирные кривые линии. Эти участки графически описывают чистоту утфеля и учитывают разницу в процессах кристаллизации увариванием и при охлаждении утфеля последнего продукта.

Шкалы номограммы построены таким образом, что показатели утфеля и межкристального раствора содержат пределы значений, которые соответствуют результатам, получаемым при использовании различных технологических схем в производственных условиях.

По оси абсцисс внизу номограммы шкала чистоты межкристального раствора Ч м.р. имеет пределы 50-92%.

По оси абсцисс вверху шкала содержания сухих веществ межкристального раствора увариваемого утфеля перед спуском СВ м.р. имеет пределы 82,5-89,5%.

По оси ординат шкала содержания кристаллов в утфеле К имеет пределы от 13 до 59%.

По оси ординат шкала содержания сухих веществ межкристального раствора утфеля в конце охлаждения СВ м.р. имеет пределы 83-89%.

По оси ординат шкала конечной температуры охлаждения утфеля Т имеет пределы от 40 до 60^oС.

Кривые линии шкалы содержания сухих веществ утфеля СВу имеют пределы 89-93%.

Другие кривые линии, характеризующие чистоту утфеля Чу, имеют пределы от 66 до 95%. Участок этих кривых, характеризующий чистоту утфеля в процессе охлаждения (пунктирные линии), имеет пределы от 66 до 81% и ограничен по оси ординат содержанием кристаллов в утфеле 46%, что для утфеля последнего продукта является предельно допустимым значением с учетом возможностей оборудования - кристаллизаторов.

Контроль кристаллизации утфеля последнего продукта с помощью номограммы осуществляют следующим образом.

Уваривание утфеля последнего продукта проводят согласно выбранной схеме и технологическому режиму. В конце уваривания утфеля в вакуум-аппарате измеряют содержание сухих веществ СВу и его чистоту Чу. По номограмме находят точку пересечения кривых содержания сухих веществ утфеля СВу и чистоты Чу с этими значениями. Для определения остальных характеристик утфеля и межкристального раствора строят проекции найденной точки на оси со шкалами - содержание кристаллов К, сухие вещества межкристального раствора при уваривании СВ м.р., чистота межкристального раствора Ч м.р.

В вакуум-аппарате утфель перед спуском раскачивают водой для снижения содержания сухих веществ СВу и поддержания коэффициента пересыщения в оптимальном диапазоне. По номограмме определяют точку, соответствующую содержанию сухих веществ утфеля после раскачки СВу, в которой коэффициент пересыщения межкристального раствора составляет около 1,1.

После спуска в кристаллизаторы утфель последнего продукта охлаждают до предельно возможной температуры, исходя из конструктивных возможностей кристаллизаторов и центрифуг, эксплуатируемых на заводах. Известно, что вязкость утфеля находится в обратной зависимости от температуры.

По номограмме определяют точку, характеризующую утфель в конце охлаждения, на пересечении пунктирной кривой "чистота утфеля Чу" и перпендикуляра от значения на шкале температуры охлаждения Т (^oС). Построив проекции найденной точки на оси и шкалы номограммы, определяют состав утфеля и межкристального раствора в конце охлаждения: - чистота утфеля Чу, - сухие вещества утфеля СВу, - содержание кристаллов в утфеле К, - чистота межкристального раствора Ч м.р., - сухие вещества межкристального раствора при охлаждении СВ м.р.

Сравнивают состав межкристального раствора в конце охлаждения (мелассы), определенный с помощью номограммы, с нормальной мелассой, состав которой заранее известен для выбранной технологической схемы и используемого сырья.

Если определенное с помощью номограммы значение чистоты межкристального раствора Ч м.р. отличается от чистоты нормальной мелассы, то проводят корректировку режимов кристаллизации, уваривания и охлаждения утфеля последнего продукта, применяя при необходимости различные известные методы и приемы для изменения чистоты и содержания сухих веществ.

Для этого с помощью номограммы определяют оптимальные значения параметров утфеля и межкристального раствора, при достижении которых чистота межкристального раствора в конце охлаждения (мелассы) будет равна чистоте нормальной мелассы. К значению чистоты нормальной мелассы, которое при хорошей работе завода ниже значения заводской мелассы на 0,5-1,5%, прибавляют эту разницу и откладывают полученную величину на нижней оси абсцисс - на шкале "чистота межкристального раствора Ч м.р." По оси ординат на шкале температуры Т(^oС) откладывают величину температуры охлаждения утфеля. На пересечении построенных из этих значений перпендикуляров находят искомую точку, которая описывает рекомендуемый оптимальный состав утфеля в конце кристаллизации охлаждением.

Сравнивают эти значения с ранее полученными и при наличии разницы приводят их в соответствие, изменяя технологический режим (время и скорость охлаждения, количество воды на раскачку и т.д.), а также состав исходных продуктов - чистоту и содержание сухих веществ увариваемых утфелей предыдущих продуктов.

Таким образом, предложенная номограмма позволяет исключить расчет показателей утфеля и межкристального раствора по формулам, ускоряет процесс контроля кристаллизации утфеля последнего продукта, что в свою очередь позволит интенсифицировать процесс кристаллизации охлаждением, улучшить кристаллоструктуру утфеля, снизить неучтенные потери сахара, дополнительно истощить межкристальный раствор и мелассу с соответствующим увеличением выхода белого сахара.

Пример. Уваривают утфель последнего продукта согласно установленного режима, измеряют содержание сухих веществ и его чистоту в конце уваривания: СВу=93% и Чу=76%. По номограмме находят точку пересечения кривой со значением СВу и кривой Чу - точка 1. Опуская проекции из точки 1 на оси ординат и абсцисс со шкалами, определяют состав утфеля и межкристального раствора в конце уваривания: - чистота утфеля Чу=76,0%, - сухие вещества утфеля СВу=93,0%, - содержание кристаллов в утфеле К=40,8%, - чистота межкристального раствора Ч м.р.=57,3%,
- сухие вещества межкристального раствора СВ м.р.=88,16%.

Перед спуском из вакуум-аппарата утфель подвергают раскачке водой с таким расчетом, чтобы снизить содержание сухих веществ СВу до 92% и коэффициент пересыщения межкристального раствора при этом был равен 1,1. По номограмме на пересечении кривых СВу=92,0% и Чу=76,0% находят точку 2.

Из вакуум-аппарата утфель подают в кристаллизаторы, где происходит процесс кристаллизации охлаждением. Утфель охлаждают до температуры Т=45^oС - предельной для оборудования конкретного завода. Из этого значения на шкале температур Т (ось ординат) проводят перпендикуляр до пересечения с пунктирной кривой "чистота утфеля Чу", соответствующей значению Чу=76,0%, определяют точку 3. Из полученной точки 3 опускают проекции на оси абсцисс и ординат, и находят состав утфеля и межкристального раствора в конце охлаждения:
- чистота утфеля Чу=76,0%,
- сухие вещества утфеля СВу=92,0%,
- содержание кристаллов в утфеле К=44%,
- чистота межкристального раствора Ч м.р.=54,0%,
- сухие вещества межкристального раствора СВ м.р.=84,5%.

Определенный с помощью номограммы состав межкристального раствора в конце охлаждения (мелассы) сравнивают с составом нормальной мелассы, известным для данного завода - Ч н.м.=54,0%. Чистота фактической мелассы после центрифугирования будет несколько выше из-за мелких кристаллов сахара, прошедших через сито центрифуги.

В случае, если в результате отклонений от технологического режима чистота межкристального раствора утфеля перед фуговкой составляет Ч м.р.=55,0%, а чистота мелассы - 56,0% (за счет истирания кристаллов при центрифугировании), что на 2% выше чистоты нормальной мелассы Ч н.м.=54,0%, то с помощью номограммы определяют величину отклонения от оптимальной чистоты утфеля, при которой чистота мелассы совпадает с чистотой нормальной мелассы.

Для этого из точки на шкале чистоты межкристального раствора Ч м.р.= 55,0% (ось абсцисс) проводят перпендикуляр до пересечения с перпендикуляром от значения Т=45^oС на шкале температуры охлаждения Т (ось ординат). Получают точку 4, которая соответствует чистоте утфеля Чу=76,5%. По технологическому режиму, определенному с помощью номограммы, чистота утфеля должна составлять Чу=76,0%, следовательно необходимо принять технологические меры для снижения чистоты утфеля на 0,5% (76,5 - 76,0=0,5%). В качестве такой меры может быть использовано:
- перераспределение оттеков при уваривании утфелей первого или второго продукта;
- изменение степени уваривания утфелей (сухих веществ);
- уваривание утфелей последнего продукта с отбором и т.д.

Таким образом, использование номограммы позволяет ускорить процесс контроля кристаллизации утфеля последнего продукта, улучшить его кристаллоструктуру и повысить выход белого сахара.

Формула изобретения

Способ контроля кристаллизации утфеля последнего продукта, предусматривающий подачу утфеля в мешалки-кристаллизаторы, измерение содержания сухих веществ, чистоты и кристаллов в угфеле, сухих веществ и чистоты межкристального раствора, проведение процесса кристаллизации путем охлаждения утфеля при перемешивании до достижения конечною заданного значения температуры, содержания кристаллов в угфеле, сухих веществ и чистоты межкристального раствора, отличающийся тем, что эти значения определяют но заранее построенной номограмме, на которой но оси абсцисс в нижней части расположена шкала чистоты межкристального раствора, а в верхней ее части - шкала содержания сухих веществ межкристального раствора увариваемого утфеля перед спуском, но оси ординат расположены шкалы содержания кристаллов в угфеле, сухих веществ межкристального раствора утфеля в конце охлаждения, конечной температуры охлаждения, при этом одни из кривых номограммы характеризуют изменение содержания сухих веществ утфеля в процессе уваривания, а другие кривые имеют участок, касающийся чистоты утфеля в процессе уваривания, и участок, характеризующий чистоту утфеля в процессе охлаждения, причем в зависимости от найденного значения содержания кристаллов в угфеле, сухих веществ и чистоты межкристального раствора корректируют содержание сухих веществ и чистоту утфеля перед подачей утфеля в мешалки-кристаллизаторы для достижения конечных заданных значений температуры охлаждения, содержания кристаллов в утфеле, сухих веществ и чистоты межкристального раствора.

РИСУНКИ

Рисунок 1