СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УТФЕЛЯ ПЕРВОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ Российский патент 2023 года по МПК C13B30/02 

Изобретение относится к сахарной промышленности и может быть использовано при уваривании утфеля первой кристаллизации в сахарном производстве.

Известен способ получения утфеля первой кристаллизации, включающий сгущение сиропа до заводки центров кристаллизации, образование затравочных кристаллов, их наращивание в вакуум аппарате, раскачивание утфеля сиропом до состояния пересыщения, отбор части утфеля в другой вакуум-аппарат и уваривание утфеля до готовности в других аппаратах, при этом перед заводкой кристаллов температуру сиропа повышают на 5-6°С в сравнении с исходной, в качестве центров кристаллизации формируют кристаллы размером 0,18-0,22 мм, обеспечивая их количество 9-12 шт. на 1 мм длины поверхности пробного стекла, при этом наращивание кристаллов начинают при коэффициенте пересыщения межкристального раствора утфеля 1,15-1,17 а завершают этот процесс при пересыщении 1,08-1,10 и содержании кристаллов в утфеле 25-40% [RU 2 252 967 С1, (C13F 1/02)].

Недостатком этого способа является отсутствие строгих требований к образованию центров кристаллизации, их закреплению и условиям наращивания в увариваемом утфеле.

Наиболее близким является способ получения утфеля первой кристаллизации характеризующийся тем, что набор сиропа с клеровкой в вакуум-аппарат осуществляют одновременно с вводом в них поверхностно-активного вещества и пеногасителя ПГ-3 в порошкообразном состоянии из расчета 0,001-0,002% к массе сиропа, и процесс сгущения проводят при температуре 76-78°С до достижения коэффициента пересыщения 1,25-1,35, причем заводку кристаллов проводят путем их самопроизвольного образования из расчета 5-7 шт. на 1 мм длины поверхности пробного стекла при температуре 70-72°С, кроме того поверхностно-активное вещество добавляемое в сироп с клеровкой перед образованием центров кристаллизации представляет собой моноглицерид дистиллированный в виде расплава и его добавляют в количестве 0,001-0,0025 к массе сиропа с клеровкой [RU 2320725 С1 (13F 1/02)].

Недостаток способа заключается в осуществлении подготовки к формированию центров кристаллизации и их последующему наращиванию применительно к условиям уваривания утфеля и его сгущения перед спуском из вакуум-аппарата.

Технический результат изобретения заключается в совершенствовании технологии уваривания утфеля и улучшении кристаллообразования сахара.

Этот результат достигается тем, что кристаллы заводят в утфеле сахарной пудрой из расчета 5-7 шт. кристаллов на 1 мм длины поверхности пробного стекла и после их закрепления двумя или тремя подкачками сиропа с клеровкой наращивают кристаллы до размера 0,10-0,12 мм, дважды раскачивают фильтрованным соком II сатурации или сиропом с клеровкой для удаления возможно образовавшихся вторичных кристаллов, а затем наращивают кристаллы до 0,18-0,22 мм при выдерживании коэффициента пересыщения 1,10-1,12, до содержания в утфеле 90,5-91,5% сухих веществ и окончательное сгущение утфеля завершают при содержании в нем 92,0-92,5% сухих веществ, при этом перед окончательным сгущением в утфель вводят моноглицерид дистиллированный в количестве 0,001-0,003% к его массе.

Способ осуществляют следующим образом.

Вначале в вакуум-аппарат, подготовленный к пуску в работу, набирают сироп с клеровкой сахаров второй и третьей кристаллизации и, после доведения до необходимого пересыщения, сахарной пудрой заводят в утфеле 5-7 шт. кристаллов на 1 мм длины поверхности пробного стекла.

Образование центров кристаллизации в количестве 5-7 шт. на 1 мм длины поверхности пробного стекла обеспечивает их быстрый рост без образования новых вторичных центров кристаллизации. Этому же способствует закрепление центров кристаллизации двумя-тремя подкачками сиропа с клеровкой.

После закрепления образованных центров кристаллизации их дважды раскачивают фильтрованным соком II сатурации или сиропом с клеровкой при достижении кристаллами размера 0,10-0,12 мм, а затем до 0,18-0,22 мм при коэффициенте пересыщения в диапазоне 1,10-1,12.

Необходимость раскачивания образованных центров кристаллизации сахара обусловлена требованиями к их однородности и возможным образованием вторичных зародышей кристаллов. Такой способ обработки позволяет улучшить условия наращивания кристаллов, при этом значительно уменьшить количество возможных сростков кристаллов. Выбранный диапазон коэффициента пересыщения позволяет уменьшить риск возможного срастания центров кристаллизации. Кроме того, в выбранном размерном диапазоне (от 0,10 до 0,12 мм и от 0,18 до 0,22 мм) достигаются лучшие условия по исключению срастания кристаллов, а значит обеспечивается более высокое качество утфеля.

При запредельных значениях этих параметров, т.е. при достижении кристаллами размера менее 0,10 мм и более 0,22 мм не достигается технический результат изобретения.

Опытным путем также установлено, что эти условия более эффективны при коэффициенте пересыщения в диапазоне 1,10-1,12. При его запредельных значениях, т.е. менее 1,10 или выше 1,12, однородность кристаллов ухудшается.

Процесс наращивания кристаллов сахара проводят до содержания в утфеле 90,5-91,5% сухих веществ. Эти условия были установлены экспериментальным путем и при их запредельных значениях достижение технического результата изобретения ухудшается.

Окончательное сгущение утфеля ведут до содержания в нем 92,0-92,5% сухих веществ, при этом перед окончательным сгущением в утфель вводят моноглицерид дистиллированный в количестве 0,001-0,003% к массе утфеля. При этих условиях обеспечиваются необходимые условия истощения межкристального раствора утфеля. Причем достигается не только более полное истощение межкристального раствора, но и процесс его последующего разделения в центробежном силовом поле. Все это позволяет повысить выход сахара в процессе уваривания и центрифугирования утфеля первой кристаллизации.

Пример. Вначале в вакуум-аппарат, подготовленный к пуску в работу, набирают сироп с клеровкой, сгущают до состояния пересыщения и сахарной пудрой заводят в утфеле центры кристаллизации в количестве 6 шт. кристаллов сахара на 1 мм длины поверхности пробного стекла.

После их закрепления двумя-тремя подкачками сиропа с клеровкой утфель дважды раскачивают фильтрованным соком II сатурации или сиропом с клеровкой при увеличении размеров центров кристаллизации до 0,11 мм, а затем 0,20 мм, выдерживая коэффициент пересыщения межкристального раствора 1,11.

Наращивание кристаллов сахара проводят до содержания в утфеле 91,0% сухих веществ.

Окончательное сгущение утфеля ведут до 92,3% сухих веществ, при этом перед окончательным сгущением в утфель вводят моноглицерид дистиллированный в количестве 0,002% к массе утфеля.

В ходе исследований анализируют чистоту сиропа (Ч_сир, %) и утфеля первой кристаллизации (Ч_{утф 1} %); содержание сухих веществ в сиропе (СВ_сир, %) и утфеле (СВ_{утф 1}, %); содержание кристаллов в утфеле (К_{утф 1} %); качество белого сахара: цветность (Ц_сах, ед.опт.пл.); мутность раствора белого сахара (М_сах, физ.ед.); содержание редуцирующих веществ (РВ, % в пересчете на сухое вещество); гранулометрические показатели: средний размер кристаллов (Ср, мм), коэффициент неоднородности (К_н, %), содержание сросшихся кристаллов (конгломератов) (Q, %); время уваривания утфеля (Т_{утф 1}, ч) и центрифугирования (τ_{утф 1} мин).

Результаты уваривания утфеля по предлагаемому способу: Ч_сир=91,5%; Ч_{утф 1}=91,7%; СВ_сир=65%; СВ_{утф 1}=92,4%; К_{утф 1}=52,8%; Ц_сах=97 ед.опт.пл.; М_сах=24 физ.ед.; РВ=0,03%; Ср=0,73 мм; К_н=24,8%; Q=34,6%; Т_{утф 1}=3,7 ч; τ_{утф 1}=2,9 мин.

Параллельно осуществляют уваривание утфеля по известному способу (прототипу).

В вакуум-аппарат набирают сироп с клеровкой чистотой 91,7%. Предварительно в процессе набора сиропа с клеровкой в вакуум-аппарат вводят пеногаситель ПГ-3 в виде порошка в количестве 0,0016% к массе вводимого сиропа с клеровкой, сгущают при температуре 77,5°С до коэффициента пересыщения 1,08. Затем снижают температуру до 70°С и заводят кристаллы путем их самопроизвольного образования в количестве 6 шт на 1 мм длины поверхности пробного стекла. Предварительно перед образованием центров кристаллизации в сироп с клеровкой добавляют моноглицерид дистиллированный в виде расплава из расчета 0,0015% к массе сиропа с клеровкой.

Утфель сгущают до 92,5% сухих веществ. После этого выгружают из вакуум-аппарата в приемную утфелемешалку и направляют для разделения на белый сахар, первый и второй оттеки.

Утфель сваренный по известному способу (прототипу) имеет следующие показатели: Ч_сир=91,5%; Ч_{утф 1}=91,83%; СВ_сир=65,2%; СВ_{утф 1}=92,5%; К_{утф 1}=50,6%; Ц_сах=100 ед.опт.пл.; М_сах=29 физ.ед.; РВ=0,038%; Ср=0,62 мм; К_н=28%; Q=39,1%; Т_{утф 1}=4,2 ч; τ _{тф 1}=3,3 мин.

Таким образом, из приведенных данных экспериментов видно, что предлагаемый способ обеспечивает увеличение выхода белого сахара по сравнению с известным (прототипом) на 2,2% к массе утфеля, обеспечивает более высокие показатели качества утфеля и получаемого из него сахара, при этом сокращает время уваривания утфеля в вакуум-аппарате и процесс его центрифугирования, что позволяет снизить потери сахарозы в производстве на 0,03-0,037% к массе сырья.

Изобретение относится к сахарной промышленности. Предложен способ получения утфеля первой кристаллизации, согласно которому вначале проводят сгущение сиропа с клеровкой, формируют в их растворе центры кристаллизации, затем наращивают кристаллы и уваривают утфель до готовности. Центры кристаллизации заводят в утфеле сахарной пудрой из расчета 5-7 штук кристаллов на 1 мм длины поверхности пробного стекла и после их закрепления двумя или тремя подкачками сиропа с клеровкой наращивают кристаллы до размера 0,10-0,12 мм, дважды раскачивают фильтрованным соком II сатурации или сиропом с клеровкой, а затем наращивают до 0,18-0,22 мм, выдерживая при этом коэффициент пересыщения межкристального раствора в интервале 1,10-1,12, до содержания в утфеле 90,5-91,5% сухих веществ. Окончательное сгущение утфеля пред его выгрузкой из аппарата ведут до 92,0-92,5% сухих веществ, при этом перед окончательным сгущением в утфель вводят моноглицерид дистиллированный в количестве 0,001-0,003% к массе утфеля. Изобретение обеспечивает более высокие показатели качества утфеля и получаемого из него сахара.

Способ получения утфеля первой кристаллизации, характеризующийся тем, что вначале проводят сгущение сиропа с клеровкой, формируют в их растворе центры кристаллизации, затем наращивают кристаллы и уваривают утфель до готовности, отличающийся тем, что центры кристаллизации заводят в утфеле сахарной пудрой из расчета 5-7 штук кристаллов на 1 мм длины поверхности пробного стекла и после их закрепления двумя или тремя подкачками сиропа с клеровкой наращивают кристаллы до размера 0,10-0,12 мм, дважды раскачивают фильтрованным соком II сатурации или сиропом с клеровкой, а затем наращивают до 0,18-0,22 мм, выдерживая при этом коэффициент пересыщения межкристального раствора в интервале 1,10-1,12, до содержания в утфеле 90,5-91,5% сухих веществ, окончательное сгущение утфеля перед его выгрузкой из аппарата ведут до 92,0-92,5% сухих веществ, при этом перед окончательным сгущением в утфель вводят моноглицерид дистиллированный в количестве 0,001-0,003% к массе утфеля.