СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УТФЕЛЯ ПЕРВОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ Российский патент 2001 года по МПК C13F1/02 

Изобретение относится к сахарной промышленности.

Известен способ получения утфеля первой кристаллизации, включающий сгущение смеси сиропа с клеровкой до 82,0-83,0% СВ в вакуум-аппарате, заводку кристаллов путем введения в сгущенный раствор затравки в виде тонкоизмельченной сахарной пудры до образования в утфельной массе достаточного количества кристаллов (5-6 шт. на 1 мм длины пробного стекла) с последующим их закреплением, наращивание кристаллов до максимально возможного объема утфеля, окончательное сгущение утфеля перед спуском из вакуум-аппарата до 92,0-93,0% СВ [А.Р.Сапронов. Технология сахарного производства. - М.: Агропромиздат, 1986, - с. 293-298].

Недостатком этого способа является отсутствие жестких требований к температурному режиму, что не позволяет проводить наращивание кристаллов при максимальной скорости кристаллизации, а также выдерживать минимальную вязкость утфеля в конце его уваривания. Кроме того, данный способ не исключает возможность образования конгломератов на стадии закрепления центров кристаллизации сахара и в период их наращивания. Все это отрицательно сказывается на качестве сахара и его потерях в кристаллизационном отделении.

Наиболее близким аналогом является способ получения утфеля первой кристаллизации, предусматривающий сгущение смеси сиропа с клеровкой до 82,0-83,0% СВ в вакуум-аппарате, заводку кристаллов путем введения в сгущенный раствор затравки в виде тонкоизмельченной сахарной пудры или затравочной пасты с размером кристаллов 15-20 мкм, их наращивание до размеров 160-200 мкм с одновременной продувкой кристалломассы паром для увеличения расстояния между кристаллами, при этом расход пара составляет 1,5-2,0% к расходу греющего на уваривание утфеля, последующее наращивание кристаллов до содержания сухих веществ в утфеле 88,0-88,5% в течение времени, составляющем 65-70% от общего времени уваривания, окончательное сгущение утфельной массы до 92,0-93,0% СВ, выгрузку готового утфеля из вакуум-аппарата в приемную мешалку и центрифугирование с получением сахара-песка, первого и второго оттеков [SU N 1707081, C 13 F 1/02, 08.05.90].

Недостатком способа является отсутствие жестких требований к температурному режиму, что не позволяет проводить наращивание кристаллов при максимальной скорости кристаллизации, а также выдерживать минимальную вязкость утфеля в конце его уваривания. При этих условиях сложно обеспечить быстрое и эффективное истощение межкристального раствора утфеля, а значит и требуемое процентное содержание в нем кристаллов сахара. Кроме того, увеличение продолжительности уваривания утфеля приводит к ухудшению его качества и получаемого из него сахара, а также к дополнительным потерям сахара в кристаллизационном отделении.

Технический результат изобретения заключается в повышении процентного содержания кристаллов сахара и их качества в утфеле первой кристаллизации, сокращение общего времени его уваривания и центрифугирования, а также потерь сахара в кристаллизационном отделении.

Этот результат достигается тем, что в предложенном способе получения утфеля первой кристаллизации, предусматривающем сгущение в вакуум-аппарате смеси сиропа с клеровкой до 82,0-83,0% СВ, заводку кристаллов, их наращивание с одновременной продувкой кристалломассы паром для предотвращения образования конгломератов, последующее их наращивание при сгущении утфеля до 88,0-88,5% СВ, окончательное сгущение его до 92,0-93,0% СВ и центрифугирование с получением сахара, первого и второго оттеков, при этом наращивание кристаллов при сгущении утфеля до 88,0-88,5% СВ проводят при температуре 72,0-76,0^oC, соответствующей максимальной скорости кристаллизации, причем перед окончательным сгущением в утфель вводят его второй оттек и процесс ведут при температуре 66,0-72,0^oC, соответствующей минимальной вязкости утфеля.

Способ осуществляется следующим образом. Смесь сиропа с клеровкой сгущают в вакуум-аппарате до содержания сухих веществ 82,0-83,0%. Затем осуществляют заводку кристаллов путем ввода в сгущенную смесь сиропа с клеровкой затравки в виде тонкоизмельченной сахарной пудры или затравочной пасты с размером кристаллов 15-20 мкм. Заведенные кристаллы закрепляют и наращивают до размеров 160-200 мкм.

В процессе закрепления центров кристаллизации, начиная с момента их введения и до достижения кристаллами размеров 160-200 мкм, в утфельную массу вдувают пар в количестве 1,5-2,0% к общему расходу греющего пара на уваривание утфеля.

Последующее наращивание кристаллов с увеличением содержания сухих веществ в утфельной массе до 88,0-88,5% проводят при температуре 72,0-76,0^oC в течение времени, составляющем 65-70% от общего времени уваривания.

Выдерживание температуры утфеля в процессе наращивания кристаллов в интервале 72,0-76,0^oC обусловлено тем, что при этих условиях процесс наращивания проходит с максимальной скоростью кристаллизации сахарозы. Это позволяет не только снизить включение несахаров в структуру кристаллов сахара, но и обеспечить эффективные условия истощения межкристального раствора утфеля, повысить процентное содержание кристаллов сахара в утфеле.

Опытным путем доказано, что при превышении указанного температурного интервала, то есть ниже 72,0^oC или выше 76^oC, условия достижения технического результата ухудшаются.

Окончательное сгущение утфельной массы ведут при увеличении сухих веществ до 92,0-92,5%. При этом наращивание кристаллов до окончательного сгущения проводят при температуре 65-72^oC на подкачках второго оттека утфеля первой кристаллизации.

Этот процесс ведут в интервале температур 66,0-72,0^oC, что позволяет вести его при минимальной вязкости межкристального раствора. Это делает утфель более подвижным, ускоряет процесс кристаллизации сахарозы, создает хорошие условия для более глубокого истощения межкристального раствора. Сочетание условий наращивания кристаллов при максимальной скорости кристаллизации, когда содержание сухих веществ в утфеле не превышает 88,0-88,5%, и при минимальной вязкости, когда содержание сухих веществ в утфеле достигает 92.0%, позволяет обеспечить равномерное истощение межкристального раствора в процессе всего периода уваривания утфеля, уменьшить время уваривания, а также потери сахара в кристаллизационном отделении. В тоже время, использование для последних подкачек второго оттека позволяет увеличить выход сахара в ходе первой кристаллизации и поддерживать необходимые условия истощения утфеля.

Полученный утфель разделяют в центрифугах на сахар, первый и второй оттеки.

Пример. В вакуум-аппарат набирают смесь сиропа с клеровкой (Ч = 90,2%; СВ = 62,1%), сгущают ее при температуре 74^oC до содержания сухих веществ 82,8%. Затем осуществляют заводку кристаллов путем ввода в сгущенную смесь сиропа с клеровкой затравки в виде тонкоизмельченной сахарной пудры с размером центров кристаллизации 18 мкм (5-6 шт. на 1 мм длины пробного стекла).

В процессе закрепления центров кристаллизации, начиная с момента их введения и до достижения кристаллами сахара размеров 200 мкм, в утфель вдувают пар. При этом расход пара на эту операцию составляет 1,7% к расходу греющего пара на уваривание утфеля. Дальнейшее наращивание кристаллов сахара проводят при температуре 73^oC, сгущая утфель до 88,2% СВ в течение времени, составляющем 65% от общего времени на этот процесс.

Окончательное сгущение утфельной массы ведут при увеличении сухих веществ до 92,5% при температуре 70^oC на подкачках второго оттека утфеля первой кристаллизации, нагретого на 8^oC выше температуры кипения утфеля. Полученный утфель разделяют в центрифугах на сахар, первый и второй оттеки.

В ходе исследований анализируют основные технологические показатели утфеля и сахара-песка: чистота утфеля (Чу, %); содержание сухих веществ утфеля (СВу, %); процентное содержание кристаллов в утфеле перед центрифугированием (К, %); средний размер кристаллов (Ср, мм); коэффициент неоднородности (Кн, %); цветность сахара-песка (Цв, усл. ед); содержание золы (З,% на 100 СВ); время уваривания утфеля (Ту, ч); время центрифугирования утфеля (Тц, мин).

Результаты: Чу = 91,5%; СВу = 92,5%; К = 53,4%; Ср = 0,65 мм; Кн = 25%; Цв = 0,7 усл.ед; З = 0,02% на 100 СВ, Ту = 2,8 ч, Тц = 2,8 мин.

Параллельно утфель получают по известному способу. В вакуум-аппарат набирают смесь сиропа с клеровкой (Ч = 90,2%; СВ = 62,1%), сгущают при температуре 78^oC до содержания сухих веществ 83%. Заводку кристаллов сахара проводят путем введения в сгущенный раствор сахарной пудры с размером центров кристаллизации 15-25 мкм (из расчета 5-6 шт. на 1 мм длины пробного стекла). В процессе закрепления центров кристаллизации, начиная с момента их введения и до достижения кристаллами сахара размеров 200 мкм, в утфель вдувают пар. При этом расход пара на эту операцию составляет 1,7% к расходу греющего пара на уваривание утфеля. Дальнейшее наращивание кристаллов сахара проводят при температуре 74^oC с увеличением СВ утфеля от 83 до 90,5%. Наращивание кристаллов с увеличением содержания сухих веществ в утфеле до 88,2% ведут в течение времени, составляющем 65% от общего времени на этот процесс. Окончательное сгущение утфеля перед его спуском из вакуум-аппарата проводят до содержания в нем 92,5% СВ.

Результаты: Чу = 91,5%; СВу = 92,5%; К = 51,5%; Ср = 0,70 мм; Кн = 25,5%; Цв = 0,80 усл.ед; З = 0,025% на 100 СВ, Ту = 3,25 ч, Тц = 3,02 мин.

При запредельных параметрах осуществления способа уменьшается процентное содержание кристаллов сахара в утфеле, возрастает время уваривания и центрифугирования утфеля, что способствует повышению потерь сахара в производстве и некоторому ухудшению его качества.

Из результатов видно, что предлагаемый способ в сравнении с известным требует меньше времени на уваривание и центрифугирование утфеля, несколько улучшаются качественные показатели сахара, достигается более глубокое истощение межкристального раствора утфеля, что позволяет повысить процентное содержание сахара в утфеле на 1,9% и снизить потери сахара в производстве на 0,03% к массе свеклы.

Способ предусматривает сгущение в вакуум-аппарате смеси сиропа с клеровкой до 82,0-83,0% сухих веществ (СВ), заводку кристаллов и их наращивание с одновременной продувкой кристалломассы паром для предотвращения образования конгломератов. Затем проводят наращивание кристаллов при сгущении утфеля до 88,0-88,5% СВ при температуре 72,0-76,0°С, соответствующей максимальной скорости кристаллизации сахарозы. Утфель окончательно сгущают до 92,0-93,0% СВ, при этом предварительно в него вводят его второй оттек и процесс ведут при температуре 66,0-72,0°С, соответствующей минимальной вязкости. Способ обеспечивает повышение процентного содержания кристаллов сахара и их качества в утфеле первой кристаллизации, ускорение процесса и снижение потерь сахара в кристаллизационном отделении.

Способ получения утфеля первой кристаллизации, предусматривающий сгущение в вакууме-аппарате смеси сиропа с клеровкой до 82,0 - 83,0% сухих веществ (СВ), заводку кристаллов, их наращивание с одновременной продувкой кристалломассы паром для предотвращения образования конгломератов, последующее наращивание кристаллов при сгущении утфеля до 88,0 - 88,5% СВ, окончательное сгущение его до 92,0 - 93,0% СВ и центрифугирование с получением сахара, первого и второго оттеков, отличающийся тем, что наращивание кристаллов при сгущении утфеля до 88,0 - 85,5% СВ проводят при температуре 72,0 - 76,0^oC, соответствующей максимальной скорости кристаллизации сахарозы, при этом перед окончательным сгущением в утфель вводят его второй оттек и процесс ведут при температуре 66,0 - 72,0^oC, соответствующей минимальной вязкости.