Способ центробежного разделения утфеля первой кристаллизации сахарного производства

Изобретение относится к сахарной промышленности. Способ разделения утфеля первой кристаллизации, предусматривающий загрузку утфеля в ротор фильтрующей центрифуги периодического действия, отделение первого оттека от кристаллов сахара, промывание их с отделением второго оттека и подсушивание кристаллов сахара перед выгрузкой из ротора. Предварительно в утфель, загружаемый в ротор, вводят моноглицерид дистиллированный мягкий, нагретый до температуры утфеля, в количестве 0,002-0,006% к его массе. Затем их смесь раскачивают сиропом концентрацией 60-65% с доведением содержания сухих веществ утфеля до 91,7-92,5%. После чего заполняют им ротор центрифуги одновременно с вводом в него воздуха, насыщенного влагой, температурой выше, чем у утфеля, на 5-7°C. Причем после отделения из слоя утфеля основной массы первого оттека, начинают промывание кристаллов сахара. Его осуществляют в две ступени - сначала сахарсодержащим раствором, затем горячей водой, смешанной с озоном. Изобретение обеспечивает увеличение выхода кристаллического белого сахара из центрифуги и улучшение его качественных показателей. 1 пр.

 

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к разделению утфеля первой кристаллизации в поле действия центробежных сил.

Известен способ разделения утфеля первой кристаллизации в центрифугах периодического действия, включающий в себя доведение утфеля первой кристаллизации перед спуском из вакуум-аппарата до температуры 74-78°C, с таким расчетом, чтобы при его центрифугировании температура составила 68-72°C.

Утфель загружают в ротор фильтрующей центрифуги до достижения заданной толщины слоя на фильтрующей поверхности ротора около 150 мм. Вначале отделяют первый оттек от кристаллов сахара и затем их промывают нагретой до 80-95°C водой. При этом промывание кристаллов сахара начинают через 15-25 с после окончания загрузки утфеля в центрифугу. Перед выгрузкой кристаллического белого сахара из ротора центрифуги его подсушивают в поле действия центробежных сил до влажности 0,8-1,5% и при помощи вибротранспортера направляют в сушильное отделение (RU 2154107, C13F 1/08. Опубл. 10.08.2000. Бюл. №22).

Недостатком способа является отсутствие требований по подготовке утфеля к центрифугированию, условиям заполнения им ротора центрифуги и промывания кристаллов сахара, а также использование для промывания только горячей воды при удалении с их поверхности пленки оттека.

Наиболее близким к предлагаемому является способ разделения утфеля первой кристаллизации в центрифугах периодического действия, предусматривающий загрузку утфеля в ротор фильтрующей центрифуги периодического действия до достижения толщины слоя утфеля около 150 мм, отделение первого оттека от кристаллов сахара, промывание их с отделением второго оттека и подсушивание кристаллов сахара перед их выгрузкой из ротора до 0,8-1,5% к массе утфеля. Загружаемый в центрифугу утфель предварительно раскачивают сиропом, содержащим перекись водорода в количестве 0,003-0,009% к массе сахара, до содержания в нем 91,7-92,2% сухих веществ и выдерживают при этом температуру 68-72°C для обеспечения его минимальной вязкости. Промывание кристаллов начинают после отделения из них 95-98% первого оттека, причем эту операцию проводят в две ступени - сначала сахарсодержащим раствором концентрацией 60-75% сухих веществ и температурой 70-80°C в количестве 2,0-3,5% к массе утфеля, а затем промывной водой температурой 80-95°C в количестве 0,5-1,5% к массе утфеля (RU 2508408, C13B 30/10. Опубл. 27.02.2014 г. Бюл. №6).

Недостатком способа является высокая вязкость утфеля при переработке сырья низкого качества или при нарушении технологии уваривания утфеля в вакуум-аппарате, что также связано с быстрым охлаждением утфеля при его загрузке. При этом не всегда удается обеспечить высокое качество сахара в процессе его промывания в центрифугах.

Достигаемым техническим результатом заявленного способа является увеличение выхода кристаллического белого сахара из центрифуги и улучшение его качественных показателей.

Этот результат достигается тем, что в предложенном способе разделения утфеля первой кристаллизации, предусматривающем загрузку утфеля в ротор фильтрующей центрифуги периодического действия, отделение первого оттека от кристаллов сахара, промывание их с отделением второго оттека и подсушивание кристаллов сахара до 0,8-1,5% к его массе перед выгрузкой из ротора, отличающийся тем, что предварительно в утфель, загружаемый в ротор, вводят моноглицерид дистиллированный мягкий, нагретый до температуры утфеля, в количестве 0,002-0,006% к его массе, затем их смесь раскачивают сиропом концентрацией 60-65% с доведением содержания сухих веществ утфеля до 91,7-92,5% и заполняют им ротор центрифуги одновременно с вводом в него воздуха, насыщенного влагой, и температурой выше, чем утфеля, на 5-7°C, при этом время заполнения ротора утфелем составляет 15-20 с, причем после отделения из слоя утфеля основной массы первого оттека, начинают промывание кристаллов сахара, которое осуществляют в две ступени - сначала сахарсодержащим раствором концентрацией 60-65% сухих веществ и температурой 80-90°C из расчета 2,0-3,5% к массе утфеля, а затем горячей водой, смешанной с озоном из расчета 2-5 мг/л, в количестве 0,5-1,0% к массе сахара.

Способ разделения утфеля первой кристаллизации заключается в следующем.

Перед спуском готового утфеля первой кристаллизации из вакуум-аппарата в него вводят моноглицерид дистиллированный мягкий, нагретый до температуры утфеля, в количестве 0,002-0,006% к массе утфеля. Применение моноглицерида дистиллированного мягкого, известного под маркой ПО-90, обеспечивает более эффективные условия разделения утфеля первой кристаллизации в центробежном силовом поле. При этом снижается вязкость межкристального раствора утфеля, а значит, улучшаются условия удаления пленки межкристального раствора с поверхности кристаллов сахара, что позволяет существенно снизить расход промывных агентов и растворение кристаллов в процессе их промывания [Славянский А.А., Мойсеяк М.Б. Особенности интенсификации процессов уваривания, охлаждения и центрифугирования утфеля последней кристаллизации (Монография). - М.: Издательский комплекс МГУПП, 2007. - 108 с.].

При запредельных значениях по количеству вводимого в утфель ПО-90 достижение технического результата изобретения ухудшается.

Затем готовый утфель первой кристаллизации спускают из вакуум-аппарата в приемную утфелемешалку, где его раскачивают сиропом концентрацией 60-65% с доведением содержания сухих веществ в утфеле до 91,7-92,5%. Раскачивание утфеля в этом диапазоне по содержанию сухих веществ позволяет, с одной стороны, равномерно распределить в нем моноглицерид дистиллированный мягкий и обеспечить тем самым хорошие условия разделения утфеля в центрифуге, а с другой - улучшить подвижность утфеля при его загрузке в центрифугу. При содержании в утфеле сухих веществ менее 91,7% снижается выход сахара из центрифуги, а в случае их превышения более 92,7% ухудшается подвижность и разделение такого утфеля в поле действия центробежных сил.

По завершении процесса раскачивания утфеля сиропом в приемной утфелемешалке его подают в центрифугу одновременно с вводом в ее ротор насыщенного влагой воздуха температурой выше, чем утфеля, на 5-7°C. Применение насыщенного влагой воздуха обеспечивает более полное отделение межкристального раствора из слоя сахара, а также исключает образование в нем вторичных кристаллов и охлаждение утфеля в процессе центрифугирования. При этом достигается более полное удаление пленки оттека с поверхности кристаллов сахара. Выдерживание температуры насыщенного влагой воздуха выше утфеля в интервале 5-7°C установлено экспериментальным путем и создает оптимальные условия для отделения межкристального раствора из слоя кристаллов сахара.

Предельные значения по температуре, т.е. менее 5°C или выше 7°C, не позволяют обеспечить достижение технического результата изобретения. Кроме выдерживания температурных условий в утфельной массе важным требованием является длительность заполнения ротора центрифуги утфелем, которую рекомендуется выдерживать в диапазоне 15-20 с. В противном случае, т.е. при запредельных условиях - менее 15 и более 20 с, не обеспечивается технический результат изобретения.

Затем, после отделения из слоя утфеля основной массы первого оттека (более 98%), начинают промывание кристаллов сахара, которое осуществляют в две ступени - сначала сахарсодержащим раствором концентрацией 60-65% по сухим веществам и температурой 80-90°C из расчета 2,0-3,5% к массе утфеля, а затем горячей водой, смешанной с озоном из расчета 2-5 мг/л, в количестве 0,5-1,0% к массе сахара.

Условия промывания кристаллов сахара были установлены экспериментальным путем, включая требования к промывным агентам. В качестве промывающего сахарсодержащего агента может быть использован сироп с выпарной установки или разбавленный второй оттек утфеля первой кристаллизации, как и клеровка сахаров последних кристаллизаций. При промывании кристаллов сахара нагретым сахарсодержащим раствором снижается вязкость пленки межкристального раствора на кристаллах сахара, что способствует ее более полному отделению при существенном снижении расхода промывной воды [Славянский А.А. Центрифугирование и его влияние на выход и качество сахара (Монография). - М.: Издательский комплекс МГУПП, 2007. - 180 с.].

При концентрации сахарсодержащего раствора, используемого в качестве промывного агента, менее 60% сухих веществ возрастает количество растворяемого сахара, что уменьшает его выход из центрифуги, а более 65% - ухудшает отделение оттека из слоя кристаллов сахара и не позволяет обеспечивать высокое качество сахара. Требования к диапазону температур промывного раствора в пределах 80-90°C установлены в результате производственных экспериментов. При запредельных значениях температур, т.е. менее 80°C или более 90°C, не достигается технического результата изобретения. Наличие требований к концентрации сахарсодержащего раствора, применяемого для промывания кристаллов, и его температуре тесно увязано с его расходом в пределах 2,0-3,5% к массе утфеля. При расходе сахарсодержащего раствора менее 2,0% к массе утфеля не достигается полного отделения межкристального раствора из порового пространства слоя кристаллов. Превышение расхода более 3,5% к массе утфеля повышает растворение кристаллов сахара в центрифуге, а значит, снижает их выход из центрифуги.

Кроме того, данная ситуация позволяет снизить расход промывной воды для окончательного удаления пленки межкристального раствора с поверхности кристаллов сахара. Расход воды менее 0,5% не обеспечивает промывания кристаллов в оптимальном режиме, и их качественные показатели могут быть ухудшены. При расходе промывной воды более 1% к массе сахара снижается его выход из центрифуги. Предварительная обработка промывной воды озоном позволяет улучшить очистку кристаллов от красящих веществ, снизить их обсемененность микроорганизмами и таким образом повысить качество вырабатываемого сахара. Добавление озона в промывную воду из расчета 2-5 мг/л установлено опытным путем.

Озон уничтожает практически все биологические, органические и неорганические загрязнения. Основное преимущество применения озона для обработки водных растворов и суспензий при производстве сахара содержится в самой природе этого вещества. Действие озона основано на высокой окислительной способности, обусловленной легкостью отдачи активного атома кислорода (O3=O2+O). Уникальное действие озона состоит в том, что он не только уничтожает микрофлору, но и при взаимодействии с продуктами жизнедеятельности микроорганизмов разрушает их. Применение озона также снижает цветность готового продукта, в основном за счет разрушения меланоидинов. Кроме того, под действием озона уничтожается запах, появляющийся в результате окисления и минерализации органических примесей [Горчинский Ю.Н., Потапов О.А., Никоненко Ф.П. Технология получения особо чистого стерилизованного сахара из сахара-сырца. // Сахар. - 2001. - №5. - С. 25-28].

Добавление в промывную воду озона из расчета 2-5 мг/л установлено результатами соответствующих исследований. При запредельных его количествах, т.е. менее 2 или более 5 мг/л, не достигается технического результата изобретения. Использование для промывания кристаллов сахара горячей воды в диапазоне температур 80-90°C позволяет не только улучшить удаление пленки оттека с поверхности кристаллов, но и повысить их выход с центрифуги.

Пример. Перед спуском готового утфеля первой кристаллизации из вакуум-аппарата по предлагаемому способу в него вводят моноглицерид дистиллированный мягкий марки ПО-90 в количестве 0,004% к массе утфеля. Затем готовый утфель спускают из вакуум-аппарата в приемную утфелемешалку, где его раскачивают сиропом концентрацией 62,5% с доведением содержания сухих веществ в утфеле до 92,1% и выдерживают его температуру 70°C перед вводом в центрифугу.

Процесс разделения утфеля осуществляют в центрифугах периодического действия марки ФПН-1251Т с разовой загрузкой 700 кг. Утфель загружают в ротор центрифуги при частоте его вращения 230 мин-1 до образования им слоя на фильтрующей поверхности ротора толщиной 150 мм. Одновременно с этим в ротор утфеля подают насыщенный влагой воздух температурой выше утфеля на 6°C. Причем время заполнения утфелем ротора центрифуги составляет 17 с. Загрузка ротора центрифуги сопровождается отделением первого оттека в период набора им оборотов с 230 до 1000 мин-1.

Промывание кристаллов сахара начинают сразу после завершения отделения межкристального раствора из порового пространства их слоя. Причем его проводят в две ступени - сначала сахарсодержащим раствором концентрацией 62,5% сухих веществ и температурой 85°C из расчета 2,7% к массе утфеля, а затем горячей водой, смешанной с озоном из расчета 3,5 мг/л, в количестве 0,75% к массе сахара.

После этого кристаллы белого сахара подсушивают в поле действия центробежных сил до влажности 1% к их массе перед выгрузкой из центрифуги.

В ходе экспериментов анализируют чистоту утфеля первой кристаллизации (ЧутфI, содержание в утфеле сухих веществ (CBутвI) кристаллов сахара (К, %), а также физико-химические показатели качества кристаллического белого сахара: цветность (Ц, усл.ед.), мутность (М, физ.ед.), редуцирующие вещества (РВ, %), золу (Зол, %) и гранулометрические показатели: средний размер кристаллов (Ср, мм), коэффициент неоднородности (Кн, %).

Утфель, сваренный по предлагаемому способу, имеет следующие показатели:

- технологические: ЧутфI=91,87%, СВутфI=92,2%, Кн=50,5%;

- физико-химические: Цсах=0,70 усл.ед.; М=15 физ.ед.; РВ=0,025%; Зол.=0,021%;

- гранулометрические: Ср=0,725 мм; Кн=24,6%.

Для сравнения осуществляют также способ разделения утфеля первой кристаллизации по известному способу. В соответствии с ним утфель первой кристаллизации уваривают в вакуум-аппарате до содержания сухих веществ 92,7%, спускают из вакуум-аппарата в приемную утфелемешалку, где его раскачивают сиропом, содержащим перекись водорода в количестве 0,006% к массе сахара, до концентрации в нем 92,2% сухих веществ и выдерживают его температуру 70°C перед разделением в центрифугах.

Разделение утфеля осуществляют в центрифугах периодического действия марки ФПН-1251Т с разовой загрузкой 700 кг. Утфель подают в ротор центрифуги при частоте его вращения 230 мин-1 до образования на фильтрующей поверхности ротора его слоя толщиной 150 мм. Отделяют первый оттек в момент разгона ротора с 230 до 1000 мин-1. Промывание кристаллов сахара начинают после отделения из их порового пространства 96,5% первого оттека. Причем эту операцию проводят в две ступени - сначала сахарсодержащим раствором концентрацией 68% сухих веществ и температурой 75°C в количестве 2,5% к массе утфеля, а затем промывной водой температурой 85°C в количестве 0,75% к массе утфеля.

Затем кристаллы белого сахара подсушивают в поле действия центробежных сил до влажности 1,0% к их массе перед выгрузкой из центрифуг.

Утфель, сваренный по известному способу, имеет следующие показатели:

- технологические: ЧутфI=91,88%, СВутфI=92,3%; Кн=47,9%;

- физико-химические: Цсах=0,80 усл.ед.; М=25,3 физ.ед.; РВ=0,041%; Зол=0,035%;

- гранулометрические: Ср=0,60 мм; Кн=28,7%.

Таким образом, из полученных данных при сравнительной оценке способов видно, что предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает повышение выхода кристаллического белого сахара из центрифуги на 2,6%. Причем сахар по предлагаемому способу имеет более высокие физико-химические и гранулометрические показатели качества.

Способ разделения утфеля первой кристаллизации, предусматривающий загрузку утфеля в ротор фильтрующей центрифуги периодического действия, отделение первого оттека от кристаллов сахара, промывание их с отделением второго оттека и подсушивание кристаллов сахара до 0,8-1,5% влажности к их массе перед выгрузкой из ротора, отличающийся тем, что предварительно в утфель, загружаемый в ротор, вводят моноглицерид дистиллированный мягкий, нагретый до температуры утфеля, в количестве 0,002-0,006% к его массе, затем их смесь раскачивают сиропом концентрацией 60-65% с доведением содержания сухих веществ утфеля до 91,7-92,5% и заполняют им ротор центрифуги одновременно с вводом в него воздуха, насыщенного влагой, температурой выше, чем утфеля, на 5-7°C, при этом время заполнения ротора утфелем составляет 15-20 с, причем после отделения из слоя утфеля основной массы первого оттека, начинают промывание кристаллов сахара, которое осуществляют в две ступени - сначала сахарсодержащим раствором концентрацией 60-65% по сухим веществам и температурой 80-90°C из расчета 2,0-3,5% к массе утфеля, а затем горячей водой, смешанной с озоном из расчета 2-5 мг/л, в количестве 0,5-1,0% к массе сахара.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сахарной промышленности. Способ комплексной очистки густых сахаросодержащих растворов с целью извлечения из них сахарозы предусматривает разбавление густого сахаросодержащего раствора водой или очищенным сахарным соком.

Изобретение относится к сахарной промышленности. Предложен способ очистки густого сахарсодержащего раствора, предусматривающий его дефекацию в дефекаторе, сатурацию дефекованного раствора в первом прямоточном сатураторе, подачу его в противоточный сатуратор, отвод из него частично отсатурированного густого сахарсодержащего раствора во второй прямоточный сатуратор и рециркуляцию из него пересатурированного раствора в противоточный сатуратор для смешивания с поступающим раствором из первого прямоточного сатуратора, окончательное сатурирование полученной смеси и последующую ее фильтрацию.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Устройство для сушки свекловичного жома включает в себя кожух прямоугольного сечения, поверхность которого покрыта слоем теплоизолирующего материала, загрузочный бункер, выгрузное окно, установленный внутри кожуха транспортирующий рабочий орган, выполненный в виде бесконечной цепи с шарнирно закрепленными валами, нагревательные элементы, вентилятор и воздуховод.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Устройство для сушки свекловичного жома включает в себя кожух прямоугольного сечения, поверхность которого покрыта слоем теплоизолирующего материала, загрузочный бункер, выгрузное окно, установленный внутри кожуха транспортирующий рабочий орган, выполненный в виде бесконечной цепи с шарнирно закрепленными валами, нагревательные элементы, вентилятор и воздуховод.
Изобретение относится к сахарной промышленности. Предложен способ получения диффузионного сока, согласно которому свекловичную стружку подают в трехсекционный ошпариватель, где последовательно обрабатывают сначала 0,05% раствором Al2(SO4)3, затем греющим паром.
Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен способ получения сахарсодержащего продукта, предусматривающий перемешивание кристаллической массы с раствором подслащивающего вещества, введение по меньшей мере одной пищевой добавки, высушивание готового продукта.

Сахар // 2600127
Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен сахар кусковой прессованный, содержащий термостойкие физиологически функциональные вещества в количестве 15-50% от нормы физиологической потребности человека на 100 ккал продукта или суточной потребности, и/или ароматизаторы в количестве 0,2-1,0% от массы сахара-песка.

Изобретение относится к сахарной промышленности. Способ предусматривает смешивание диффузионного сока с известью в количестве 0,25% СаО к массе сока и суспензией сока второй ступени сатурации в количестве 10-20% к массе диффузионного сока при противоточном движении с повышением щелочности с соответствующим значением рН от 6,2 до 10,8-11,2.

Предложенный способ предусматривает разделения утфеля первой кристаллизации, предусматривающий загрузку утфеля из приемной утфелемешалки в ротор фильтрующей центрифуги периодического действия, отделение первого оттека от кристаллов сахара, промывание их с отделением второго оттека и направление отделяемых оттеков при помощи сегрегатора в отдельные сборники.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Установка для кристаллизации лактозы включает две колонны с крышками и патрубками для подачи кристаллизуемого раствора, со штуцерами для отвода воздуха из них, барботерами для циклической подачи горячего и холодного воздуха в колонны, причем каналы в барботерах имеют тангенциальное направление, со штуцерами для отвода готовой кристалломассы.
Изобретение относится к сахарной промышленности. Способ получения утфеля первой кристаллизации, предусматривающий приготовление клеровок сахара второй и третьей кристаллизации, сгущение клеровок, заводку кристаллов путем введения центров кристаллизации, их наращивание и сгущение утфеля до готовности. Формирование центров кристаллизации проводят непосредственно в клеровке сахара второй кристаллизации. В качестве центров кристаллизации используют сахарную пудру, фракционированную ситовым рассевом до размеров кристаллов 0,120-0,160 мм из расчета 5-6 шт. на 1 мм длины поверхности пробного стекла. Наращивание центров кристаллизации осуществляют в две ступени, при этом на второй стадии вводят моноглицерид дистиллированный мягкий. Способ обеспечивает сокращение продолжительности уваривания утфеля первой кристаллизации, повышение в нем процентного содержания кристаллов и снижение неучтенных потерь сахара.
Способ предусматривает уваривание утфеля первой кристаллизации в первом вакуум-аппарате, отбор части утфеля и подачу его во второй вакуум-аппарат, спуск готовых утфелей в приемную утфелемешалку и центрифугирование в фильтрующей центрифуге с отделением первого оттека, промывание кристаллов сахара с отделением второго оттека и выгрузку кристаллического белого сахара. Причем в качестве центров кристаллизации используют сахарную пудру. Пудру предварительно фракционируют ситовым рассевом до размеров кристаллов 0,10-0,15 мм. На ее основе заводят центры кристаллизации из расчета 10-12 шт. на 1 мм длины поверхности пробного стекла. Затем их наращивают при выдерживании в утфеле 88-90% СВ. После чего часть этого утфеля в количестве 35-45% от общей массы отбирают в смеси с сиропом и клеровкой во второй аппарат в качестве кристаллической основы и затем в нее вводят нагретый до температуры утфеля моноглицерид дистиллированный мягкий из расчета 0,002-0,004% по массе утфеля. В первом аппарате утфель уваривают до 92,0-92,5% СВ, а во втором - до 93,0-93,5% СВ. Утфель из первого вакуум-аппарата направляют на центрифугирование раньше, чем из второго. Промывание кристаллов сахара проводят сначала сахарсодержащим раствором концентрацией 70-76% СВ в количестве 2,5-3,5% к массе утфеля с добавлением в него 2-4 мг/л озона при температуре 80-90°C, потом подают промывную воду, насыщенную паром, при давлении 0,3-0,4 МПа в количестве 0,8-1,4% к массе утфеля. Изобретение обеспечивает повышение выхода и качества кристаллического белого сахара.
Наверх