СПОСОБ УВАРИВАНИЯ УТФЕЛЯ Российский патент 2000 года по МПК C13F1/02 

Изобретение относится к сахарной промышленности, в частности к способам уваривания утфелей I, II и III кристаллизации.

Известен способ уваривания утфеля, предусматривающий получение пересыщенного сахарного раствора, заводку кристаллов посредством затравочной суспензии, предварительно полученной измельчением сахара-песка в изопропиловом спирте, наращивание кристаллов и окончательное сгущение утфеля [С. 295, Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. - М.: Агропромиздат, 1986. - 431 с.].

К недостаткам известного способа следует отнести то, что он не позволяет повысить эффективность заводки центров кристаллизации и осуществить полную заводку кристаллов. Неравномерное распределение кристаллов в суспензии, полученной смешиванием 1 мас. ч. сахара и 2,2 об.ч. изопропилового спирта, приводит к осаждению кристаллов и их конгломерации. При введении затравочной суспензии происходит растворение мелкой фракции кристаллов в зонах перегрева утфеля, что снижает точность дозирования заданного количества центров кристаллизации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ уваривания утфеля, предусматривающий сгущение сахарсодержащего раствора в вакуум-аппарате до достижения пересыщения, приготовление затравочной суспензии путем кристаллизации водного сахарсодержащего раствора при охлаждении, заводку кристаллов в сгущенном сахарсодержащем растворе введением в него затравочной суспензии, наращивание кристаллов в утфеле и его окончательное сгущение [SU 62865 A, C 13 F 1/00. Способ варки утфеля /А.А. Шумилов. 11.11.1940 (прототип)].

К недостаткам известного способа следует отнести возможность растворения части затравочной суспензии в своем межкристальном растворе, насыщенном при температуре получения (около 20^oC) и ненасыщенном при температуре в вакуум-аппарате (75 - 85^oC) ввиду небольшого среднего размера кристаллов (3 - 4 мкм), что снижает точность заводки центров кристаллизации; расслаивание затравочной суспензии в результате осаждения кристаллов, содержащей 40% дисперсной фазы; необходимость постоянного и тщательного перемешивания суспензии; сложность сохранения затравочной суспензии перед использованием в специальном аппарате из-за неравномерного укрупнения кристаллов, необходимость полной герметизации аппарата для избежания ее высыхания и образования кристаллической корки [Востоков А.И., Жиленко В.Д. Заводка кристалла при варке утфелей сахарной кристаллической пастой по способу проф. А.А. Шумилова // Сах. пром-сть. -1948. - N4. -с. 22- 25; Воронко Г.А. Варка утфелей с заводкой кристалла по методу проф. А А. Шумилова // Сах. пром-сть. - 1952. - N3. -с. 25- 26].

В изобретении решается техническая задача повышения эффективности заводки центров кристаллизации при уваривании утфелей.

Технический результат изобретения заключается в сокращении продолжительности цикла при уваривании утфелей I, II и III кристаллизации, улучшении гранулометрического состава кристаллического сахара и увеличении его выходя.

Сущность изобретения заключается в том, что согласно способу уваривания утфеля, предусматривающему сгущение сахарсодержащего раствора в вакуум-аппарате до достижения пересыщения, приготовление затравочной суспензии путем кристаллизации водного сахарсодержащего раствора при охлаждении, заводку кристаллов в сгущенном сахарсодержащем растворе введением в него затравочной суспензии, наращивание кристаллов в утфеле и его окончательное сгущение. Новым является то, что полученную затравочную суспензию перед введением в сгущенный сахарсодержащий раствор подвергают осадительному центрифугированию с отделением межкристального раствора, сгущенную суспензию кристаллов смешивают с фосфатидным концентратом в соотношении 9:1 и суспендируют.

Способ осуществляют следующим образом.

В вакуум-аппарате создают необходимое разрежение и набирают в него сахарсодержащий раствор до полного погружения греющей камеры. При небольшом остаточном давлении, соответствующем необходимой температуре кипения, осуществляют интенсивное сгущение сахарсодержащего раствора до достижения метастабильной зоны. Полную заводку необходимого числа центров кристаллизации осуществляют в метастабильной зоне дозированием предварительно приготовленной затравочной суспензии. При этом в течение небольшого промежутка времени делают несколько подкачек сахарсодержащего раствора, предотвращая возможное появление новых центров кристаллизации и способствуя росту уже имеющихся. Затравочную суспензию, содержащую кристаллы заданного размера (преимущественно 10±5 мкм), получают кристаллизацией водного сахарсодержащего раствора при охлаждении. Для прекращения роста затравочных кристаллов после достижения ими заданного размера их отделяют от межкристального раствора осадительным центрифугированием. Сгущенную суспензию кристаллов смешивают с фосфатидным концентратом в соотношении 9:1. Перед заводкой кристаллов дозированием затравочной суспензии ее суспендируют для повышения стабильности свойств при использовании: добиваются постоянного содержания кристаллов в единице массы, исключения растворения кристаллов в вакуум-аппарате при попадании их в зоны перегрева сахарсодержащего раствора и равномерного распределения кристаллов в объеме кристаллизуемого раствора
Фосфатидный концентрат, являясь неионогенным поверхностно-активным веществом, адсорбируется на поверхности кристаллов и при введении в вакуум-аппарат предотвращает их растворение, а также способствует повышению скорости роста кристаллов сахара-песка. Наличие в затравочной суспензии фосфатидного концентрата, представляющего собой дисперсионную фазу, в количестве 10% к ее массе препятствует при кратковременном хранении конгломерации кристаллов, их перекристаллизации кристаллов, росту и укрупнению.

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1
В вакуум-аппарате утфеля I продукта создают необходимое разрежение и набирают в него сироп с клеровкой до полного погружения греющей камеры. При остаточном давлении 0,02 МПа, соответствующем температуре кипения 72^oC, осуществляют интенсивное сгущение сиропа до достижения коэффициента пересыщения 1,1, что соответствует метастабильной зоне. При данном коэффициенте пересыщения осуществляют полную заводку необходимого числа центров кристаллизации дозированием предварительно приготовленной затравочной суспензии. Затравочную суспензию, содержащую кристаллы средним размером 10±5 мкм, получают кристаллизацией водного сахарсодержащего раствора при охлаждении в метастабильной зоне, исключающей образование вторичных кристаллов ("муки"). Для прекращения роста затравочных кристаллов после достижения ими заданного размера их отделяют от межкристального раствора осадительным центрифугированием. Сгущенную суспензию кристаллов смешивают с фосфатидным концентратом в соотношении 9:1. Перед заводкой кристаллов дозированием затравочной суспензии ее суспендируют для повышения стабильности свойств при использовании: добиваются постоянного содержания кристаллов в единице массы, исключения растворения кристаллов в вакуум-аппарате при попадании их в зоны перегрева сахарсодержащего раствора и равномерного распределения кристаллов в объеме кристаллизуемого раствора. Количество дозируемой затравочной суспензии составляет 21 г на вакуум-аппарат вместимостью 40 т утфеля.

На стадии наращивания кристаллов сахара обеспечивают равномерный рост уже имеющихся кристаллов без образования новых подкачкой свежего сиропа в вакуум-аппарат и поддержанием коэффициента пересыщения 1,1. Окончательное сгущение утфеля осуществляют до массовой доли сухих веществ 92,0%, с массовой долей кристаллов в утфеле 55% и средним размером кристаллов сахара 1,0 мм.

Пример 2
Уваривание утфеля II продукта осуществляют аналогично примеру 1, используя для уваривания второй оттек утфеля I продукта и частично первый оттек утфеля I продукта. Полную заводку кристаллов осуществляют в метастабильной зоне при пересыщении 1,15 дозированием затравочной суспензии в количестве 60 г на вакуум-аппарат вместимостью 40 т утфеля. Утфель II продукта уваривают до массовой доли сухих веществ 93,0%, с массовой долей кристаллов в утфеле 54% и средним размером кристаллов сахара 0,7 мм.

Пример 3
Уваривание утфеля III продукта осуществляют аналогично примеру 1, используя для уваривания первый и второй оттеки утфеля II продукта. Полную заводку кристаллов осуществляют в метастабильной зоне при пересыщении 1,25 дозированием затравочной суспензии в количестве 140 г на вакуум-аппарат вместимостью 40 т утфеля. Утфель III продукта уваривают до массовой доли сухих веществ 94,0%, с массовой долей кристаллов в утфеле 46% и средним размером кристаллов сахара 0,5 мм.

Таким образом, предлагаемый способ дает возможность осуществлять уваривание утфелей I, II и III кристаллизации с точным и полным образованием необходимого числа кристаллов посредством улучшения стабильности свойств затравочной суспензии при использовании и исключает возможность растворения части затравочных кристаллов в зонах перегрева утфеля. Это позволяет сократить продолжительность активного уваривания утфеля на 10-13% и уменьшить тем самым расход пара на 0,05 т на 1 т утфеля, а также улучшить гранулометрический состав кристаллического сахара и увеличить его выход на 1-2%.

Изобретение относится к сахарной промышленности, в частности к способам уваривания утфелей I, II и III кристаллизации. Способ уваривания утфеля предусматривает сгущение сахарсодержащего раствора в вакуум-аппарате до достижения пересыщения, приготовление затравочной суспензии путем кристаллизации водного сахарсодержащего раствора при охлаждении, заводку кристаллов в сгущенном сахарсодержащем растворе введением в него затравочной суспензии, наращивание кристаллов в утфеле и его окончательное сгущение. Полученную затравочную суспензию перед введением в сгущенный сахарсодержащий раствор подвергают осадительному центрифугированию с отделением межкристального раствора. Сгущенную суспензию кристаллов смешивают с фосфатидным концентратом в соотношении 9: 1 и суспендируют. Способ позволяет сократить продолжительность цикла при уваривании утфелей I, II и III кристаллизации, улучшить гранулометрический состав кристаллического сахара и увеличить его выход.

Способ уваривания утфеля, предусматривающий сгущение сахарсодержащего раствора в вакуум-аппарате до достижения пересыщения, приготовление затравочной суспензии путем кристаллизации водного сахарсодержащего раствора при охлаждении, заводку кристаллов в сгущенном сахарсодержащем растворе введением в него затравочной суспензии, наращивание кристаллов в утфеле и его окончательное сгущение, отличающийся тем, что полученную затравочную суспензию перед введением в сгущенный сахарсодержащий раствор подвергают осадительному центрифугированию с отделением межкристального раствора, сгущенную суспензию кристаллов смешивают с фосфатидным концентратом в соотношении 9:1 и суспендируют.