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

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

Известен способ получения утфеля первой кристаллизации, включающий сгущение сиропа в вакуум-аппарате, заводку кристаллов, их наращивание, отбор части утфеля из вакуум-аппарата, центрифугирование части утфеля с разделением на сахар и оттек, возврат оттека в вакуум-аппарат и уваривание оставшейся части утфеля до готовности. При этом заводку кристаллов проводят путем их самопроизвольного образования [RU 2472860].

Недостатком этого способа является то, что используют только один вакуум - аппарат, что значительно влияет на качество сахара, а также на скорость технологического процесса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения утфеля первой кристаллизации, включающий сгущение сиропа в вакуум-аппарате до требуемого коэффициента пересыщения, заводку кристаллов, их наращивание, отбор части утфеля из вакуум-аппарата, центрифугирование этой части утфеля с разделением на сахар и оттек, возврат оттека в вакуум-аппарат и уваривание оставшейся части утфеля до готовности, при этом кристаллы заводят самопроизвольно в отдельной установке по Брауншвейгскому методу и затем вводят в сироп, уваренный до состояния пересыщения, при этом вводимые в него кристаллы имеют размер 0,15-0,20 мм, затем сироп с введенными в него кристаллами сгущают до пересыщения 1,17-1,19 и растворяют вновь образующие при этом центры кристаллизации водными или сокосиропными подкачками до пересыщения 1,10-1,12, обработанные таким образом кристаллы наращивают в утфеле до достижения в нем 91,0-91,5% сухих веществ, причем отбор утфеля из вакуум-аппарата осуществляют в количестве 30-45% от общей массы, и оставшийся в вакуум-аппарате утфель раскачивают сиропом до 89-90% сухих веществ, проводят повторное наращивание кристаллов путем подачи в вакуум-аппарат сиропа, при этом возврат оттека отобранной части утфеля в вакуум-аппарат осуществляют после окончания ввода сиропа, и уваривание оставшейся в вакуум-аппарате части утфеля до готовности проводят до 92,0-92,5% сухих веществ [RU 2479631].

Недостатком способа является то, что он не обеспечивает однородность кристаллов сахара и необходимое истощение при этом межкристального раствора утфеля, что ухудшает физико-химические показатели и выход кристаллического сахара.

Технический результат изобретения заключается в повышении выхода утфеля из вакуум-аппарата.

Этот результат достигается тем, что в предложенном способе получения утфеля первой кристаллизации, предусматривающем сгущение сиропа в вакуум-аппарате, заводку кристаллов, их наращивание, отбор части утфеля из вакуум-аппарата, центрифугирование части утфеля с разделением на сахар и оттек, возврат оттека в вакуум-аппарат и уваривание оставшейся части утфеля до готовности, причем заводку кристаллов осуществляют с использованием предварительно подготовленного маточного утфеля содержащего кристаллы размером 0,120-0,150 мм, которые наращивают до размера 0,180-0,200 мм и затем фракционируют при помощи сепаратора с оставлением в утфеле кристаллов размером 0,160-0,180 мм, регулируют величину пересыщения утфеля водными или соко-сиропными подкачками в диапазоне значений коэффициента пересыщения 1,10-1,12 при этом одновременно с этими же подкачками закрепляют подготовленные центры кристаллизации в течение 60-160 с, после этого их наращивают на подкачках сиропа, концентрацией 65-72% сухих веществ при температуре 76-78°С до содержания в утфеле 91,0-91,7% сухих веществ, причем отбор утфеля из вакуум-аппарата осуществляют в количестве 45-50% от общей массы с использованием для его раскачивания по мере необходимости сиропа для исключения риска оголения поверхности паровой камеры вакуум-аппарата, затем проводят повторное наращивание кристаллов оставшегося в вакуум-аппарате утфеля путем ввода в него сиропа в смеси с клеровкой Сахаров второй и третий кристаллизаций с концентрацией 65-67% сухих веществ с добавление нагретого до 50-60°С моноглицерида дистиллированного в количестве 0,002-0,005% к массе клеровки, при этом возврат оттека отобранной части утфеля в вакуум-аппарат осуществляют после окончания ввода сиропа с клеровкой и уваривание оставшейся в вакуум-аппарате части утфеля проводят до 92,0-92,7% сухих веществ. Способ осуществляется следующим образом.

Сначала в вакуум-аппарате создают необходимое разряжение, соответствующее остаточному давлению 0,015-0,02 МПа, затем набирают сироп или смесь сиропа с клеровкой выше уровня поверхности паровой камеры и начинают сгущать до состояния пересыщения и вводят в него центры кристаллизации, в качестве которых используют предварительно подготовленные кристаллы маточного утфеля, содержащего кристаллы размером 0,120-0,150 мм, которые затем наращивают до размера 0,180-0,200 мм.

Применение маточного утфеля позволяет увеличить производительность вакуум-аппаратов, уменьшить расход пара при получении утфелей, и, главное, увеличить выход кристаллического сахара из утфеля за счет большой равномерности кристаллов, сократив количество воды на пробеливание сахара при центрифугировании. Также снижается количество оттеков и эксплуатационные расходы на их переработку [В.О. Штангеев, В.Т. Кобер, Л.Г. Белостоцкий и др. Современные технологии и оборудование свеклосахарного производства - К:, "Цукор Украши", 2004. - 320 стр.].

Маточный утфель фракционируют при помощи сепаратора AI ОЦМ -5 с оставлением в утфеле кристаллов размером 0,160-0,180 мм. Использование сепаратора позволяет получить маточный утфель с равномерными кристаллами. Использование такого маточного утфеля позволит повысить скорость процесса кристаллизации и положительно повлиять на ее эффективность.

Далее регулируют величину пересыщения утфеля водными или соко-сиропными подкачками в диапазоне значений коэффициента пересыщения 1,10-1,12 при этом одновременно этими же подкачками закрепляют подготовленные центры кристаллизации в течение 60-160 с. Водные или сокосиропные раскачки позволяют удалить вторичные центры кристаллизации и исключить возможность их образования в процессе уваривания утфеля. Раскачивание утфеля до пересыщения 1,10-1,12 достаточно для полного удаления из него вторичных центров кристаллизации.

При этих условиях обеспечиваются хорошие условия циркуляции и истощения межкристального раствора утфеля. Такой утфель достаточно подвижен и легко вытекает из вакуум-аппарата и центрифугируется.

После этого их наращивают на подкачках сиропа, концентрацией 65-72% сухих веществ при температуре 76-78°С до содержания в утфеле 91,0-91,7% сухих веществ, причем отбор утфеля из вакуум-аппарата осуществляют в количестве 45-50% от общей массы с использованием для его раскачивания по мере необходимости сиропа для исключения риска оголения поверхности паровой камеры вакуум-аппарата. Эти условия были определены экспериментальным путем и позволяют улучшить степень истощения межкристального раствора оставшейся в аппарате части утфеля, а также повысить в нем массовую скорость кристаллизации сахарозы. При отборе менее 45% или более 50% ухудшаются условия уваривания оставшейся части утфеля, снижается выход сахара и его качественные показатели.

Затем проводят повторное наращивание кристаллов оставшегося в вакуум-аппарате утфеля путем ввода в него сиропа в смеси с клеровкой Сахаров второй и третий кристаллизаций с концентрацией 65-67% сухих веществ с добавление нагретого до 50-60°С моноглицерида дистиллированного в количестве 0,002-0,005% к массе клеровки, при этом возврат оттека отобранной части утфеля в вакуум-аппарат осуществляют после окончания ввода сиропа с клеровкой.

По завершении наращивания кристаллов и заполнении вакуум-аппарата утфелем проводят окончательное его сгущение до содержания в нем 92,0-92,7% сухих веществ. При этих условиях утфель имеет хорошую подвижность, легко спускается из вакуум-аппарата и центрифугируется с отделением сахара, первого и второго оттеков.

Пример. В самом начале процесса уваривания сироп набирают в вакуум-аппарат выше уровня поверхности паровой камеры и сгущают его до состояния пересыщения и вводят в него предварительно подготовленный маточный утфель. Подготовленный маточный утфель содержит кристаллы размером 0,13 мм, которые наращивают до размера 0,19 мм и затем фракционируют при помощи сепаратора с оставленным в утфеле кристаллов размером 0,17 мм. Величину пересыщения утфеля регулируют водными или соко-сиропными подкачками в количестве 1,11 при этом одновременно с этими же подкачками закрепляют подготовленные центры кристаллизации в течение 90 с, после этого их наращивают на подкачках сиропа, концентрацией 68% сухих веществ при температуре 77°С до содержания в утфеле 91,5% сухих веществ. Отбор утфеля из вакуум-аппарата осуществляют в количестве 48% от общей массы с использованием для его раскачивания по мере необходимости сиропа для исключения риска оголения поверхности паровой камеры вакуум-аппарата, затем проводят повторное наращивание кристаллов оставшегося в вакуум-аппарате утфеля путем ввода в него сиропа в смеси с клеровкой Сахаров второй и третий кристаллизаций с концентрацией 66% сухих веществ с добавление нагретого до 55°С моноглицерида дистиллированного в количестве 0,003% к массе клеровки, при этом возврат оттека отобранной части утфеля в вакуум-аппарат осуществляют после окончания ввода сиропа с клеровкой. После этого утфель доводят до готовности, сгущая его до 92,6% сухих веществ, и спускают из вакуум-аппарата.

Предложенный способ позволяет повысить качественные характеристики утфеля I кристаллизации и выход из него кристаллов сахара.

Параллельно осуществляют уваривание утфеля первой кристаллизации по известному способу.

Утфель первой кристаллизации уваривают из сиропа чистотой 91% в вакуум-аппарате емкостью 40 тонн. В самом начале процесса уваривания сироп набирают в вакуум-аппарат выше уровня поверхности паровой камеры и сгущают его до состояния пересыщения в диапазоне 1,15 и вводят в него кристаллы размером 0,17 мм, образованные самопроизвольно по Брауншвейгскому методу. Затем утфель сгущают до пересыщения 1,17 и растворяют вновь образующиеся повторно центры кристаллизации водными раскачками до пересыщения межкристального раствора утфеля 1,11. После этого обработанные таким образом кристаллы сахара наращивают в утфеле на систематических подкачках сиропа, предварительно нагретого на 5°С выше температуры кипения сиропа, которую выдерживают в режиме общепринятой технологии около 76°С. При достижении в утфеле 91,2% сухих веществ часть этого утфеля массой 38% от его общего количества в вакуум-аппарате отбирают и центрифугируют с получением 6,5 тонн сахара цветностью 0,60 усл. ед., первого и второго оттека, отличающихся по величине их чистоты на 5% при расходе воды на промывание кристаллов сахара в количестве 1,8% к массе утфеля. Оставшийся в вакуум-аппарате утфель раскачивают сиропом до 89% сухих веществ и на его подкачках проводят повторное наращивание кристаллов, а на последние подкачки подают в вакуум-аппарат второй оттек отобранной части утфеля чистотой 87,9%. Затем утфель доводят до готовности, сгущая его до 92,5% сухих веществ, спускают из вакуум-аппарата и направляют на центрифугирование. После разделения утфеля в центрифугах получают сахар в количестве 20,4 тонн цветностью 0,75 усл. ед., первый и второй оттеки, которые используются на последующих технологических операциях в кристаллизационном отделении.

Результаты исследований по предлагаемому и известному способу представлены в таблице:

Таким образом, из приведенных примеров видно, что предложенный способ уваривания утфеля первой кристаллизации по сравнению с известным позволяет увеличить выход утфеля из вакуум-аппарата, повысить выход кристаллического белого сахара из центрифуги на 1,2% к массе утфеля. Причем получаемый при этом сахар имеет более высокие показатели качества.

Изобретение относится к сахарной промышленности. Предложен способ получения утфеля первой кристаллизации, включающий сгущение сиропа в вакуум-аппарате, заводку кристаллов, их наращивание, отбор части утфеля из вакуум-аппарата, центрифугирование части утфеля с разделением на сахар и оттек, возврат оттека в вакуум-аппарат и уваривание оставшейся части утфеля до готовности. Заводку кристаллов осуществляют с использованием предварительно подготовленного маточного утфеля, содержащего кристаллы размером 0,120-0,150 мм, которые наращивают до размера 0,180-0,200 мм и затем фракционируют при помощи сепаратора с оставлением в утфеле кристаллов размером 0,160-0,180 мм. Регулируют величину пересыщения утфеля водными или соко-сиропными подкачками, одновременно с этими же подкачками закрепляют подготовленные центры кристаллизации, после этого их наращивают на подкачках сиропа до содержания в утфеле 91,0-91,7% сухих веществ. Отбор утфеля из вакуум-аппарата осуществляют в количестве 45-50% от общей массы. Затем проводят повторное наращивание кристаллов оставшегося в вакуум-аппарате утфеля путем ввода в него сиропа в смеси с клеровкой cахаров второй и третьей кристаллизаций с добавлением моноглицерида дистиллированного. Способ обеспечивает повышение выхода утфеля из вакуум-аппарата. 1 табл.

Способ получения утфеля первой кристаллизации, включающий сгущение сиропа в вакуум-аппарате, заводку кристаллов, их наращивание, отбор части утфеля из вакуум-аппарата, центрифугирование части утфеля с разделением на сахар и оттек, возврат оттека в вакуум-аппарат и уваривание оставшейся части утфеля до готовности, отличающийся тем, что заводку кристаллов осуществляют с использованием предварительно подготовленного маточного утфеля, содержащего кристаллы размером 0,120-0,150 мм, которые наращивают до размера 0,180-0,200 мм и затем фракционируют при помощи сепаратора с оставлением в утфеле кристаллов размером 0,160-0,180 мм, регулируют величину пересыщения утфеля водными или соко-сиропными подкачками в диапазоне значений коэффициента пересыщения 1,10-1,12, при этом одновременно с этими же подкачками закрепляют подготовленные центры кристаллизации в течение 60-160 с, после этого их наращивают на подкачках сиропа концентрацией 65-72% сухих веществ при температуре 76-78°С до содержания в утфеле 91,0-91,7% сухих веществ, причем отбор утфеля из вакуум-аппарата осуществляют в количестве 45-50% от общей массы с использованием для его раскачивания по мере необходимости сиропа для исключения риска оголения поверхности паровой камеры вакуум-аппарата, затем проводят повторное наращивание кристаллов оставшегося в вакуум-аппарате утфеля путем ввода в него сиропа в смеси с клеровкой cахаров второй и третьей кристаллизаций с концентрацией 65-67% сухих веществ с добавлением нагретого до 50-60°С моноглицерида дистиллированного в количестве 0,002-0,005% к массе клеровки, при этом возврат оттека отобранной части утфеля в вакуум-аппарат осуществляют после окончания ввода сиропа с клеровкой и уваривание оставшейся в вакуум-аппарате части утфеля проводят до 92,0-92,7% сухих веществ.