Способ получения утфеля первой кристаллизации

Изобретение относится к сахарной промышленности. Способ предусматривает приготовление клеровок сахара второй и третьей кристаллизации, их сгущение в вакуум-аппарате, заводку кристаллов с последующим их наращиванием в две ступени и окончательное сгущение утфеля. Заводку кристаллов проводят путем самопроизвольного образования центров кристаллизации в количестве 5-7 шт. на 1 мм длины поверхности пробного стекла при коэффициенте пересыщения 1,30-1,36, выдерживая его в течение 5-15 мин. Наращивание кристаллов на первой ступени осуществляют путем подкачки в вакуум-аппарат сиропа до содержания их в утфеле 50-55%, выдерживая расстояние между ними 1,5·10^-4 - 2,5·10^-4 м. На второй ступени кристаллы наращивают путем подкачки в аппарат клеровки сахара третьей кристаллизации, содержащей 70-75% СВ с добавлением нагретого до 50-60°С моноглицерида дистиллированного в количестве 0,001-0,002% к массе клеровки. Предложенный способ обеспечивает более глубокое истощение межкристального раствора при сокращении продолжительности уваривания утфеля первой кристаллизации, что обеспечивает повышение выхода сахара-песка и его качественных показателей.

 

Изобретение относится к сахарной промышленности.

Известен способ получения утфеля первой кристаллизации, предусматривающий приготовление клеровок сахара второй и третьей кристаллизации, их сгущение в вакуум-аппарате, заводку кристаллов непосредственно в сгущенной клеровке сахара второй кристаллизации, содержащей 70-75% СВ, их наращивание в две ступени, на первой из которых в вакуум-аппарат подкачивают сироп с выпарной установки с содержанием 58-65% СВ до достижения в утфеле 46-50% кристаллов, а на второй ступени кристаллы наращивают путем подкачки клеровки сахара третьей кристаллизации с содержанием 58-68% СВ, а затем второго оттека утфеля первой кристаллизации и окончательно сгущают утфель до достижения в нем 92-92,5% СВ (RU №2150506 C1, C13F 1/02).

Недостатком этого способа является то, что заданные условия не обеспечивают глубокого истощения межкристального раствора утфеля первой кристаллизации, особенно при ухудшении качества исходного сырья, и приводит к увеличению длительности процесса уваривания утфеля первой кристаллизации.

Ближайшим аналогом предложенного способа является способ получения утфеля первой кристаллизации, предусматривающий приготовление клеровки сахара второй и третьей кристаллизации, сульфитацию ее в смеси с сиропом с выпарной установки при содержании 55-60% СВ, сгущение смеси сиропа с клеровкой в вакуум-аппарате до коэффициента пересыщения 1,25-1,30, заводку кристаллов путем введения в ее сгущенный раствор затравки в виде тонкоизмельченной сахарной пудры из расчета 50 г на 40 т утфеля, наращивание кристаллов путем подкачки смеси сиропа с клеровкой и окончательное сгущение утфеля до содержания в нем 92-92,5% СВ (Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. - М.: Агропромиздат, 1986, с.296-302).

Недостатком этого способа является то, что заданные условия не обеспечивают глубокого истощения межкристального раствора утфеля первой кристаллизации, что приводит к увеличению длительности процесса уваривания утфеля первой кристаллизации и ухудшению качественных показателей сахара, особенно при переработке сырья длительного хранения.

Достигаемым техническим результатом заявленного способа является более глубокое истощение межкристального раствора при сокращении продолжительности уваривания утфеля первой кристаллизации, что обеспечивает повышение выхода сахара и его качественных показателей.

Этот технический результат достигается тем, что в предложенном способе получения утфеля первой кристаллизации, предусматривающем приготовление клеровок сахара второй и третьей кристаллизации, их сгущение в вакуум-аппарате, заводку кристаллов, их наращивание в две ступени, на первой из которых в вакуум-аппарат подкачивают сироп с выпарной установки, а на второй ступени кристаллы наращивают путем подкачки клеровки сахара третьей кристаллизации и окончательное сгущение утфеля. Заводку кристаллов проводят путем самопроизвольного образования центров кристаллизации в количестве 5-7 шт. на 1 мм длины поверхности пробного стекла при коэффициенте пересыщения 1,30-1,36 в течение 5-15 мин. Наращивание кристаллов на первой ступени проводят при выдерживании расстояния между ними 1,5·10^-4-2,5·10^-4 м. Для наращивания кристаллов на второй ступени используют клеровку, содержащую 70-75% СВ с добавлением в нее нагретого до 50-60°С моноглицерида дистиллированного в количестве 0,001-0,002% к массе клеровки.

Способ осуществляют следующим образом.

Из сахара второй кристаллизации готовят клеровку, растворяя ее соком II сатурации или водой до содержания СВ 68-70%, а из сахара третьей кристаллизации - клеровку с содержанием 70-75% СВ. Затем в вакуум-аппарат набирают клеровку сахара второй кристаллизации с содержанием СВ 68-70%, сгущают ее до достижения коэффициента пересыщения 1,30-1,36 и выдерживают при этом коэффициенте пересыщения 5-15 мин, при этом происходит самопроизвольное образование центров кристаллизации, которые регулируют из расчета в количестве 5-7 шт.кристаллов на 1 мм длины пробного стекла. При этих условиях кристаллы образуются быстро с минимальным числом срастаний, что значительно улучшает технологические условия уваривания утфеля и качество получаемого сахара. Самопроизвольное образование центров кристаллизации из расчета 5-7 шт. на 1 мм длины пробного стекла позволяет улучшить однородность кристаллов сахара и скорость их роста в процессе кристаллизации сахарозы. Образовавшиеся центры кристаллизации закрепляют, используя при необходимости сироп с выпарной установки. Так как самопроизвольная заводка кристаллов происходит в сгущенной клеровке сахара второй кристаллизации, содержащей 68-70% СВ, ускоряется процесс заводки и закрепления кристаллов перед началом их наращивания. При содержании СВ в клеровке менее 68% увеличивается время заводки кристаллов, а при содержании СВ более 70% - усложняются технологические условия образования необходимого количества центров кристаллизации. Диапазон пересыщения 1,30-1,36 способствует быстрому образованию центров кристаллизации в требуемом количестве и обеспечивает максимальную скорость роста кристаллов сахарозы при минимальном включении несахаров в их кристаллическую решетку.

После закрепления кристаллов проводят их наращивание в две стадии.

На первой стадии кристаллы сахара наращивают на подкачках сиропа с выпарной установки с СВ=58-65% и доводят их содержание в утфеле до 47-50%, выдерживая расстояние между ними 1,5·10^-4 - 2,5·10^-4 м. При этом создаются оптимальные условия их роста с минимальным включением в кристаллы несахаров.

Вторую стадию наращивания кристаллов проводят, подкачивая клеровку сахара третьей кристаллизации с содержанием 70-75% СВ с добавлением нагретого до 50-60°С моноглицерида дистиллированного в количестве 0,001-0,002% к массе клеровки, что способствует более интенсивному росту кристаллов и уменьшает риск образования новых центров кристаллизации сахарозы в условиях высокого содержания кристаллов.

При добавлении моноглицерида менее 0,001% и более 0,002% к массе сиропа эти условия ухудшаются. Моноглицериды нагревают до температуры 50-60°С, так как они наиболее эффективны в расплавленном состоянии.

При содержании в клеровке сахара третьей кристаллизации менее 70% СВ удлиняется процесс наращивания кристаллов на второй стадии, а при содержании СВ более 75% усложняются условия выдерживания необходимого пересыщения в межкристальном растворе и появляется риск повторного образования новых центров кристаллизации сахарозы.

Утфельную массу перед спуском из вакуум-аппарата окончательно сгущают до достижения в ней 92-92,5% СВ.

В ходе первой ступени наращивания происходит образование основной массы кристаллов при наименьших потерях сахара и поэтому на второй стадии наращивания на подкачках клеровки сахара третьей кристаллизации качество кристаллов сахара-песка практически не меняется.

Пример 1. Готовят клеровку из сахара второй кристаллизации с содержанием 69% СВ и клеровку сахара третьей кристаллизации с содержанием 72,5% СВ. Затем в вакуум-аппарат набирают клеровку сахара второй кристаллизации, сгущают ее до коэффициента пересыщения 1,32 и выдерживают его при этом значении 7 мин до образования в ней 5 кристаллов на 1 мм длины поверхности пробного стекла.

На первой стадии кристаллы наращивают, подкачивая сироп с выпарной установки с содержанием 65% СВ и процесс ведут до содержания в утфеле 50% кристаллов, выдерживая расстояние между ними 2,0·10^-4 м. Вторую стадию проводят, подкачивая клеровку сахара третьей кристаллизации с содержанием 72,5% СВ с добавлением в нее нагретого до 57°С моноглицерида дистиллированного в количестве 0,002% к массе клеровки. Окончательно утфель сгущают до достижения в нем 92,5% СВ. Полученный утфель разделяют в центрифугах на сахар-песок, первый и второй оттеки.

В ходе исследований анализируют чистоту сиропа, клеровок и увариваемого из них утфеля (Ч_утф., %),содержание в утфеле сухих веществ (СВ_утф., %), и кристаллов сахара (К, %), длительность уваривания утфеля (τ, ч), а также качество сахара-песка: цветность (Ц, _усл.ед.), мутность (М, физ. ед.); редицирующие вещества (РВ, %); зола (З, %); гранулометрические показатели: средний размер кристаллов (С_р, мм), коэффициент неоднородности (К_н, %).

Утфель, сваренный по предложенному способу, имеет следующие показатели: чистота утфеля (Ч_утф., %) составляет 91,87%; сухих веществ (СВ_утф., %) - 92,6%; содержание в утфеле кристаллов сахара (К, %) - 53,5%; цветность сахара (Ц, _усл.ед.) - 0,75 усл.ед.; средний размер кристаллов (С_р, мм) - 0,76 мм; коэффициент неоднородности (К_н, %) - 23,5%; длительность уваривания утфеля (τ, ч) - 2,38 ч; мутность (М, физ. ед.) - 9,5 физ. ед; редуцирующие вещества (РВ, %) - 0,035%; зола (3, %) - 0,015%.

Пример 2. Параллельно осуществляется уваривание утфеля по известному способу (прототип) из сульфитированной смеси сиропа с клеровкой сахаров второй и третьей кристаллизации, содержащей 65% СВ. Смесь сиропа с клеровками набирают в вакуум-аппарат, сгущают до коэффициента пересыщения 1,25 и вводят затравку в виде сахарной пудры. Заведенные центры кристаллизации сахарозы закрепляют новыми подкачками смеси сиропа с клеровкой и наращивают до полного заполнения вакуум-аппарата утфелем. Затем утфель сгущают до содержания в нем 92,7% СВ, спускают из аппарата и разделяют в центрифугах на сахар-песок, первый и второй оттеки.

Утфель, сваренный по известному способу имеет следующие результаты: Ч_утф.=91,87%; СВ_утф.=92,7%; К=50,4%; Ц=0,80 усл. ед.; С_р=0,63 мм; К_н=25,9%; τ=3,10 ч; М=12 физ. ед.; РВ=0,041%; З=0,03%.

Из приведенных примеров видно, что предлагаемый способ в сравнении с известным требует меньше времени на уваривание утфеля, несколько улучшает качественные показатели сахара. При этих условиях получения утфеля потери сахара в продуктовом отделении могут быть снижены на 0,03-0,038% к массе свеклы по сравнению с известным способом.

Способ получения утфеля первой кристаллизации, предусматривающий приготовление клеровок сахара второй и третьей кристаллизации, их сгущение в вакуум-аппарате, заводку кристаллов, их наращивание в две ступени, на первой из которых в вакуум-аппарат подкачивают сироп с выпарной установки, а на второй ступени кристаллы наращивают путем подкачки клеровки сахара третьей кристаллизации и окончательное сгущение утфеля, отличающийся тем, что заводку кристаллов проводят путем самопроизвольного образования центров кристаллизации в количестве 5-7 шт. на 1 мм длины поверхности пробного стекла при коэффициенте пересыщения 1,30-1,36 в течение 5-15 мин, при этом наращивание кристаллов на первой ступени проводят при выдерживании расстояния между ними 1,5·10^-4 - 2,5·10^-4 м, причем для наращивания кристаллов на второй ступени используют клеровку, содержащую 70-75% СВ с добавлением в нее нагретого до 50-60°С моноглицерида дистиллированного в количестве 0,001-0,002% к массе клеровки.