СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПОСЕВНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ САХАРА Российский патент 1998 года по МПК C13F1/02 

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к кристаллизации утфелей.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ получения затравочной пасты, предусматривающий измельчение кристаллов сахара в среде бутанола и глицерина при их соотношении 1:0,45 - 1:0,50 посредством помола в шаровой мельнице в две ступени до достижения заданных размеров кристаллов при числе оборотов рабочего органа шаровой мельница 100 - 120 об/мин. Первую ступень измельчения ведут в смеси бутанола и глицерина в течение 30 - 35 мин, после чего добавляют глицерин в массу в количестве 16,0 - 17,0% к исходному количеству кристаллов и осуществляют вторую ступень измельчения в течение 8 - 10 мин.

Указанный способ имеет следующие недостатки:
получаемая затравочная паста является суспензией, т.е. взвесью измельченных кристаллов сахара в жидкости, непродолжительное хранение ее приводит к седиментации /отстаиванию/ кристаллов и их конгломерации, а также к перекристаллизации и укрупнению кристаллов, в результате чего ухудшается качество затравочной пасты и она становится непригодной к использованию в процессе уваривания утфеля;
эта затравочная паста должна использоваться сразу же после приготовления;
распределение измельченных кристаллов по размерам в готовом продукте сопровождается значительной их неравномерностью /до 20% кристаллов с размерами менее основной фракции/, так как добавка глицерина к бутанолу лишь незначительно повышает вязкость жидкой фазы при измельчении;
Кроме того, измельчение кристаллов является экзотермическим процессом, сопровождается выделением тепла и повышением температуры смеси, в результате чего уменьшается вязкость дисперсионной среды, что и приводит к увеличению неравномерности дисперсионной фазы;
способ реализуется лишь при порционном измельчении кристаллов малыми дозами и не может быть применен в промышленном крупнотоннажном производстве вследствие очень быстрого гравитационного оседения кристаллов.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа производства посевного материала для кристаллизации сахара, в котором стабилизация вязкости дисперсионной среды при измельчении за счет повышения степени равномерности измельченных кристаллов позволит улучшить качество посевного материала; сократить технологические операции; применить способ в промышленном производстве посевного материала.

Поставленная задача достигается использованием совокупности доотличительных признаков таких как: смешивание кристаллов сахара со спиртом и высоковязким веществом, измельчение кристаллов в смеси в устройстве для измельчения с одновременным перемешиванием и отводом из него готовой пасты, а также новых существенных признаков - в качестве высоковязкого вещества используют расплавленный ацетилированный моноглицерид жирных кислот, а из спиртов - обезвоженный этиловый спирт, при этом измельчение ведут при температуре смеси 40 - 45^oC.

Благодаря тому, что сахар до измельчения предварительно смешивают с обезвоженным этиловым спиртом и расплавленным ацетилированным моноглицеридом жирных кислот /наполнителем/, вязкость дисперсионной среды повышается /за счет вязкости наполнителя/, уменьшается гравитационное осаждение кристаллов в ней, что приводит к более равномерному распределению кристаллов в дисперсионной среде. Это позволяет выполнять межоперацинную транспортировку исходной смеси механизмами и реализовать предлагаемый способ в промышленном крупнотоннажном производстве посевного материала /применяя, например, измельчители непрерывного действия типа "бисерной мельницы"/.

Так как ацетилированные моноглицериды жирных кислот /например, стеариновой/ при комнатной температуре представляют собой пластичную воскообразную массу с огромной вязкостью и температурой плавления около 32^oC, то уже в процессе измельчения происходит обволакивание каждого кристаллика вязкой жировой пленкой АМГД /ацетилированный моноглицерид дистиллированный/, что делает режим измельчения более "мягким", при котором значительно уменьшается содержание мельчайших осколков кристаллов /частиц с размерами менее 5 мкм/ и увеличивается равномерность частиц основной фракции.

Для исключения разогрева смеси при измельчении и уменьшения вязкости дисперсионной среды измельчение кристаллов выполняют при стабилизации температуры смеси в мелющем барабане измельчителя в пределах 40 - 45^oC, применяя в качестве хладагента холодную воду.

Стабилизация вязкости дисперсионной среды при мокром измельчении кристаллов сахара в измельчителе, достигаемая соотношением компонентов смеси и стабилизацией температуры измельчения, определяет "мягким" режим измельчения и увеличение равномерности частиц в посевном материале.

При последующем охлаждении выходящего из измельчителя посевного материала до температуры ниже температуры плавления АМГД происходит его пластификация, т. е. превращение в воскообразное агрегатное состояние, в котором каждая частичка кристаллика, окруженная пленкой АМГД, неподвижно закрепляется в твердопластичном наполнителе, что полностью исключает протекание процессов осаждения, конгломерации и перекристаллизации частиц, которые неизбежны в жидких затравочных суспензиях.

Полученный таким образом посевной материал может храниться без изменения его качественных показателей и потребительских свойств, продолжительность хранения определяется сроком годности наполнителя АМГД, которая по ТУ 18-1-12-81 составляет 18 мес.

Последнее обстоятельство позволяет организовать централизованное промышленное производство стандартизированного высококачественного посевного материала для кристаллизации сахара и снабжать им сахарные заводы отрасли, что существенно повысит технико-экономические показатели работы кристаллизационных отделений.

Способ осуществляют следующим образом.

Пределы соотношения исходных компонентов "сахар - этиловый спирт - ацетилированный моноглицерид жирных кислот" при реализации способа устанавливаются экспериментально и могут варьироваться в зависимости от типа применяемого измельчителя. Применительно к измельчителю типа LME-12, на котором заявителями реализовано промышленное производство посевного материала, соотношение компонентов сахар: обезвоженный этиловый спирт : АМГД составляет 1 : 0,65 : 0,6.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Исходными компонентами для приготовления посевного материала являются товарный кристаллический сахара-песок, обезвоженный этиловый спирт и ацетилированный моноглицерид, например, стеариновой кислоты под торговым наименованием "ацетилированый моноглицерид дистиллированный /АМГД/".

Кристаллический сахар-песок, обезвоженный этиловый спирт и предварительно расплавленный и разогретый до температуры 45^oC АМГД через дозирующие устройства поступают в соотношении 1 : 0,65 : 0,6 в высокоскоростной смеситель, где смешиваются до состояния гомогенной суспензии. Температура суспензии в смесителе посредством нагревательного устройства поддерживается в пределах 45 ± 1^oC. Гомогенная суспензия исходных компонентов непрерывно, с регулируемым расходом, поступает в мелющий барабан непрерывно действующего измельчителя, где кристаллы сахара измельчаются до размеров 10 - 20 мкм. Температура смеси в мелющем барабане измельчителя поддерживается в пределах 40 - 45^oC.

Одновременно с измельчением кристаллов, в измельчителе происходит перемешивание и гомогенизация измельченного посевного материала, который непрерывно удаляется из измельчителя и распределяется в приемные емкости.

Приемные емкости с посевным материалом устанавливаются в холодильные камеры, где охлаждаются до температуры +12^oC.

При охлаждении из посевного материала частично удаляется /испаряется/ этиловый спирт и происходит пластификация наполнителя /АМГД/, посевной материал приобретает воскообразную консистенцию, измельченные частицы кристаллов сахара неподвижно закрепляются в наполнителе и не подвергаются более физико-химическим изменениям.

После охлаждения посевной материал упаковывается в полиэтиленовую пленку и гофрокороба и направляется на хранение или непосредственно потребителю.

Пример 1. В высокоскоростном смесителе смешивают 10 кг сахара-песка 6,5 л обезвоженного этилового спирта и 6 кг расплавленного АМГД. Гомогенную суспензию исходных компонентов направляют с темпом подачи 1 кг/мин в мелющий барабан измельчителя LME-12, где поддерживается температура 40^oC. Выходящий из измельчителя посевной материал имеет следующий состав дисперсной фазы:
более 20 мкм - 1,8%
10 - 20 мкм - 93,0%
Менее 10 мкм - 5,2%
Пример 2. В высокоскоростном смесителе смешивают 10 кг сахара-песка, 6,5 л обезвоженного этилового спирта и 6,0 кг расплавленного АМГД. Гомогенную суспензию исходных компонентов направляют с темпом подачи 1,0 кг/мин в мелющий барабан измельчителя LME-12, где поддерживается температура 45^oC. Выходящий из измельчителя посевной материал имеет следующий состав дисперсной фазы:
Более 20 мкм - 3,5%
10 - 20 мкм - 88,7%
Менее 10 мкм - 7,8%
Пример 3. В высокоскоростном смесителе смешивают 10 кг сахара-песка, 6,5 л обезвоженного этилового спирта и 6,0 кг расплавленного АМГД. Гомогенную суспензию исходных компонентов направляют с темпом подачи 1,0 кг/мин в мелющий барабан измельчителя LME-12, где поддерживается температура 48^oC. Выходящий из измельчителя посевной материал имеет следующий состав дисперсной фазы:
Более 20 мкм - 3,9%
10 - 20 мкм - 78,8%
Менее 10 мкм - 17,3%
пример 4. В высокоскоростном смесителе смешивают 10 кг сахара-песка, 6,5 л обезвоженного этилового спирта и 6,0 кг расплавленного АМГД. Гомогенную суспензию исходных компонентов направляют с темпом подачи 1 кг/мин в мелющий барабан измельчителя LME-12, где поддерживается температура 38^oC. Выходящий из измерителя посевной материал имеет следующий состав дисперсной фазы:
Более 20 мкм - 15,2%
10 - 20 мкм - 77,8%
Менее 10 мкм - 7,0%
Таким образом, оптимальными значениями температур, соответствующими наилучшим реологическим условиям процесса измельчения кристаллов, являются 40 - 45^oC.

Использование: изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к кристаллизации утфелей. Сущность изобретения: способ производство посевного материала для кристаллизации сахара предусматривает смешивание кристаллов сахара со спиртом и высоковязким веществом, измельчение кристаллов в смеси в устройстве для измельчения с одновременным перемешивание и отводом из него готовой пасты. В качестве высоковязкого вещества используют расплавленный ацетилированный моноглицерид жирных кислот. Из спиртов используют обезвоженный этиловый спирт. Измельчение кристаллов ведут при температуре смеси 40 - 45^oC.

Способ производства посевного материала для кристаллизации сахара, предусматривающий смешивание кристаллов сахара со спиртом и высоковязким веществом, измельчение кристалов в смеси в устройстве для измельчения с одновременным перемешиванием и отводом из него готовой пасты, отличающийся тем, что в качестве высоковязкого вещества используют расплавленный ацетилированный моноглицерид жирных кислот, а из спиртов обезвоженный этиловый спирт, при этом измельчение ведут при температуре смеси 40 - 45^oС.