Способ получения сахара Советский патент 1986 года по МПК C13F1/00 

1

Изобретение относится к сахарной прог-шшшенности и может быть использовано при получении кристаллического сахара в свеклосахарном производстве.

Целью изобретения является повышение выхода сахара.

На чертеже представлена технологическая схема осуществления способ

Способ осуществляют следующим образом

Фильтрованньй сульфитированный сок через решеферы направляют на выпарную станцию с корпусами 1 - 5 Сгущенный сироп с концентратора 5 после фильтрования подают на уваривние в вакуум-аппарат 6 первой кристаллизации. В ре зультате центрифуги вания получают белый сахар и два От тека, из которых варят утфель II.

В вакуу -аппарат 7 второй кристализации набирают из сборника 8 чере коллектор 9 второй оттек утфеля I с Дб 87 , 91% и температурой 75 - , После заполнения аппарата оттеком въше поверхности нагрева в него подают горячий пар и сгущают оттек при максимальном разрежении до пересыщения 1,25 - 1,30„ Затем прикрывают воздушный вентиль и вводят в аппарат 60 - 80 г сахарной пудры. Заведенные кристаллы закрепляют подкачками второго оттека, а на последние закрепительные подкачки используют первьй оттек утфеля 1 из сборника 10. Коэффи- .циент пересьщения снижается до 1,1 ,2, В этот момент в вакуум-аппарат 7 через кран вводят активный гранулированный уголь в количестве 0,1 - 0,2% в массе утфеля, выдерживая при этом указанное выше пересьпцение

В качестве активного гранулиро-- ванного угля используют, например, уголь мелкой грануляции или ему подобный. Уваривание утфеля с добавлением активного гранулированного угля позволяет несколько повысить доброкачественность продуктов снизить их цветность, а также у1 1еньшить пенообразование в аппарате и сократить длительность активного уваривания за счет уве личения скорости кристаллизации, что приводит, в свою очередь, к увеличенга выхода сахара.

Активный гранулированньш уголь добавляют в количестве 0,1-0,2% к массе утфеля второй кри®тах ли92

зации, поскольку меньшее количество чем 0,1% не обеспечивает заметного повьшения Дб утфеля и ували- чения скорости кристаллизации сахарозы, а количества угля большие 0,2% к массе утфеля не вызывает существенного снижения цветности продуктов и экономически не оправдано ,

Введение активного гранулированного угля в вакуум-аппарат после заводки кристаллов в утфеле обусловлено тем, что на данном этапе уваривания по достижении коэффициента пересьпцения в интервале 1,1 - 1,2 введение дополнительных центров кристаллизации не вызывает образования некондиционных кристаллов - муки. При таком пересьщении в

метастабильном растворе новые кристаллы не образуются, а ранее образовавшиеся растут.

В конце уваривания утфель имеет СВ 92,5 - 93,0% и содержание кристаллов 38 - 40%, поскольку при

большем их содержании, например 42%, массовая скорость кристаллизации уменьшается, а период уваривания удлиняется. При содержании кристаллов меньшем 38%, например 36%,

выход сахара второй кристаллизации I недостаточен. При этом СВ оттеков 87,9 - 8853%. Длительность уваривания с момента начала сгущения не более 270 - 300 мин. При спуске утфелк коэффициент пересьш1ения снижают до 1,03 - 1,05 обрызгиванием горячей водой с Готовьй утфель спускают в приемную мешалку 11 и отби- }эают из утфелераспределителя 12

на центрифуги. В утфеле контролируют СХ, СВ и цветность. Влажный сахар из-под центрифуг совместно с актив- кьм углем транспортируют шнеком 13 и конвейером 14 в загрузочное устройство 15 выпарной установки. Первый и второй оттеки утфеля II на- гфавляют в соответствук1ш;ие сборники 16 и 17 и далее на уваривание утфеля третьей кристаллизации соглао

но трехкристаллизационной схемы. Часть второго оттека возвращают в ваку пуг-аппарат 7.

В загрузочном устройстве 15 к са- хару с углем добавляют ингибитор цветности в кристаллической форме, например сульфит натрия, Полученную смесь вводят в трубопровод сока.

3

соединяющий корпуса 2 и 3 выпарной установки.

Введение кристаллического сахара в выпарную установку позволяет регулировать (повышать) концентрацию сиропа на выходе из нее до 68 - 72% Переработка сиропа с такой концентрацией позволяет увеличить выход сахара за счет сокращения длительности уваривания утфеля первой кристаллизации, уменьшения нарастания цветности на выпарке и разложения сахарозы. Все это обеспечивает полу чение сахара более высокого качества

Подача сахара непосредственно в выпарной аппарат при выпаривании сока дает возможность уменьшить массу воды, выпариваемой из сока, и сократить время пребывания последнего в аппарате, чего нельзя добиться при осуществлении способа согласно прототипу, когда клеровка дцбавляет- ся к сиропу после выпарной установки для повьш1ения его концентрации.

Кроме того, введение в сгущаемый сок сахара второй кристаллизации позволяет получить в выпарном аппарате тепловоспринимающую среду, которая за счет содержащихся в ней кристаллов обладает абразивным действием, и тем самым снизить накипе образование в выпарных аппаратах. Полное растворение кристаллов сахара, введенного между корпусами 2 и 3 выпарной установки, завершается через 8-10 мин, при этом сироп успевает дойти до корпуса 4 уст новки, т.е. кристаллы сахара способны воздействовать на поверхность труб в корпусах выпарной установки с интенсивным накипеобразованием. Дей- ствие тепловоспринимающей среды, содержащей кристаллы сахара, состоит в том, что, двигаясь по трубам выпарного аппарата, она затрудняет процесс кристаллизации солей - накипеобразователей, а также вызывает отслаивание образовавшейся накипи.

Частицы угля, проходя через последующие корпуса выпарной установки, также нарушают процесс кристаллизации солей - накипеобразователей и отслаивают накипь.

Сахар второй кристаллизации вводят в трубопровод, соединяющий корпуса 2 и 3 выпарной установки, поскольку введение кристаллического сахара перед 1 или 2 корпусом

147594

затруднено, наличием существенного избыточного давления (0,3 и 0,2 МПа соответственно). Кроме того, значительные температуры в этих корпусах выпарной установки могут вызвать разложение сахарозы и ее {фигоранне на поверхностях нагрева.

Для введения в выпарвую установку используют именно сахар втсфой

Q кристаллизации, поскольку сахар первой кристаллизации (сахар - песок) представляет собой товарный продукт, а сахар третьей кристаллизации имеет повышенное содержание

и несахаров, которые могут быть и накипеобразователями.

Сахар второй кристаллизации имеет показатели (Дб 97,0 - 97,5%, цветность 12 - 14 усл.ед.), поз- воляющие вводить его в выпарную ус- . тановку без снижения качества конечного сиропа. При этом используют весь сахар второй кристаллизации, так как это составляет 4,0 - 4,5% :

25 к массе сгущаемого сока и не вызовет заметного увеличения вязкости сиропа. Полученный сироп фильтруют на фильтре 18.

Фильтрование сиропов с концен- , трацией 68 - 72% затруднено значительной их вязкостью и характеризуется невысокой скоростью процесса. Однако фильтрование концентрированного сиропа, полученного с использованием активного уля, не

35 может служить препятствием для осуществления способа. Активный уголь удаляет из сиропа несахара и делает его менее вязким, а частицы отработавшего угля создают при

фильтровании дополнительную дренирующую перегородку. Фильтрование сиропа осуществляется на дисковых фильтрах или фильтрах типа ФЦВО с использованием фильтроперлита.

45 Отфильтрованный сироп из сборника; 19 перекачивают в сборник 20 перед вакуум-аппаратом 6 кристаллизации. В сиропе контролируют СВ, СХ и цветность (Цв.). Отработанный уголь от50 фильтровывают от сиропа и направляют на.преддефекацию, после чего выводят с осадком на вакуум - фильтрах.

Утфель 1 уваривают из сиропа

55 до СВ 92,0 - 92,5% в вакуум-аппарате 6, выгружают в приемную мешалку 21 и через утфелераспределитель 22 подают на центрифуги 23. Пробе30

ленный в центрифугах сахар-песок выгружают на трясун 24 и элеватором 25 подают в сушильное отделение Первый и второй оттеки из сборников центрифуг 26 и 27 насосами 28 перекачивают в соответствующие сборники 10 и 8 перед вакуум-аппаратами II продукта.

Способ применяют и при работе сахарного завода по двухкристалли- зационной схеме при переработке сиропа с Дб 88-89%.

По это й схеме утфель второй крис таллизации уваривают до СВ 94 - 95% из первого оттека утфеля 1. При уваривании утфеля второй кристаллизации после заводки кристаллов и достижении коэффициента пересыщения 1,1 - 1,2 вводят активный гранулированный уголь в количестве 0,1 0,2% к массе утфеля. Готовый утфель центрифугируют нагорячо с получением сахара второй кристаллизации в смеси с углем, направляемого на выпарную установку, и оттека. Оттек подвергают дополнительному истощению в мешалках - кристаллизаторах при температуре 30 - 40 С в конце кристаллизации.

Пример 1. Сульфитированный сок после фильтрования через решефе ры направляют на корпус 1 выпарной установки. Из сиропа, поступившего с концентратора после фильтрования, уваривают утфель первой кристаллизации, после центрифугирования которого получают бельй сахар и два. оттека.

В вакуум-аппарат 7 второй крис таллизации набирают оттек утфеля. 1 с Дб 87,4%, нагретьй до 85°С. После подготовки аппарата к работе набирают оттек вьше уровня греющей камеры и сгущают до коэффициента -пересыщения 1,25, Затем закрывают воздушный вентиль и,- когда температура в вакуум-аппарате повысится до 74 С, через пробньй кран вводят 60 г сахарной пудры. Кристаллы закрепляют подкачками оттека II каждые 2-3 мин. При этом количество кристаллов должно быть не более 4 - 6 на 1 мм, что гарантирует получение утфеля без муки.

Далее переходят на подкачки оттека 1, имеющего Дб 82,5%. Коэффициент пересыщения при этом снижа- ется и, когда он становится равным

5

0

5

0

5

0

;

151 (контроль по числу кристаллов), в аппарат из сборника оттека вводят активный гранулированньй уголь в количестве 40 кг (0,1% к массе утфеля). На 200 - 210-й мин уваривания закрывают наборный клапан и сгущают утфель до СВ 92,5% при содержании кристаллов 38%. Оттек имеет СВ 87,9%. В готовом утфеле контролируют СВ, СХ и цветность. После центрифугирования получают влажный сахар второй кристаллизацииj к которому добавляют сульфит натрия в виде кристаллов. Полученную смесь влажного сахара с активным углем и сульфитом натрия вводят в переходную трубу соковой коммуникации, соединяющую корпуса 2 и 3 выпарной установки.

После фильтрования сиропа на дисковых фильтрах типа ФД--150 отбирают пробы, в которых определяют СВ, СХ и цветность. При использовании фильтроперлита в качестве вспомогательного фильтрующего материала скорость фильтрования во всех опытах составляет 1,05 - 1,10 л/ (м, мин) .

Для сравнения принимают способ получения кристаллического сахара согласно прототипу по которому ут- фель второй кристаллизации уваривают из оттека утфеля II с Дб 87,4% по трехкристаллизационной схеме, исклю- чая введение активного угля при уваривании утфеля II (но с введением порошкообразного угля марки Норит в сборник сока перед выпаркой в коли- честззе 40 кг), без введения сахара второй кристаллизации и ингибитора цветности в кристаллической форме в выпарные аппараты.

Результаты, характеризующие пока - затели продуктов, полученных по предлагаемому способу и по прототипу, представлены в табл. 1,

Таблица 1

I

Качество сиропа с выпарной установки СХ,%

60,1 67,7

57,6

65,5

Продолжение табл. 1

П р и м е р 2. Способ осуществляют аналогично описанному в примере 1.

Утфель уваривают из второго оттека утфеля 1с Д688,2% и температурой 86 С. Утфельную массу сгущают до пересыщения 1,20. После заводки кристаллов в момент достижения коэффициента пересьпцения-1J15 в аппарат вводят 45 кг активного гранулированного угля (0,15%). Утфель уваривают до СВ 92,5% и содержания кристаллов 39%. При этом СВ оттека составляет 87,7%. После центрифугирования отделяют сахар., в который добавляют сульфит натрия из расчета 30 кг./час (0,0004%) и смесь направляют в выпарной аппарат. В утфеле и в фильтрованном сиропе определяют СВ, СХ и цветность, которые сравнивают с прототипом. Сравнительные показатели качества продуктов, полученных по предлагаемому способу и по прототипу, приведены в табл. 2. По прототипу ,утфель второй кристаллизации уваривается из того же оттека с Дб 88,2%.до СВ 92,5%. Соблюдается и содержайие кристаллов 39%. Но вместо гранулированного угля применяется порошкообразный

древесньй уголь типа Норит в количестве 45 кг, который вводят в сборник сока перед выпарной установкой. Результаты проведения предлагае- мого способа и прототипе представлены в табл. 2.

Таблица 2

Показатели

Способ

предла- гаемый

прото- тип

Качество сиропа с выпарной установки

СХ,% СВ,% ЦБ.уел.ед.

Дб,%-.

Качество утфеля второй кристаллизации

61,4 68,1 38,5 90,2

58,9 66,2 45,0 89,0

270 315

0,15 0,15

П р и м е р 3. Способ осуществляют аналогично описанному в примере 1 .

50 Утфель второй кристаллизации уваривают из оттека с доброкачественностью 89,5% до СВ 93,0% при содержании кристаллов 40%. После заводки кристаллов при коэффициен55 те пересыщения 1,20 вводят 50 кг (0,2%) активного гранулированного угля типа АГС.

Результаты представлены в табл.3

6А,1 70,2 38,0 91 ,4

60,3

66,8

А4,5 90,2

10

При проведении опытов с использованием при уваривании активного угля в количестве менее 0,1% к массе утфеля получен утфель с показателями, худшими, чем в примере 1, При расходе угля 0,25% доброкачественность утфеля возросла лишь на 5,6% по сравнению с Дб ут.феля в примере 3 при прочих равных условиях.

Введение активного угля в вакуум- аппарат в момент, когда коэффициент пересыщения в утфельной массе составляет 1,25%, вызвало образование муки.

Таким образом, предлагаемьй способ по сравнению с прототипом

позволяет повысить СБ сиропа, выодящего с выпарной установки, при одинаковом расходе активного угля, снизить цветность сиропа и повысить его доброкачественность, а также улучшить показатели утфеля второй кристаллизации - снизить цветность: повысить доброкачественнос ть при сокращении общей длительности уваривания утфеля,

ВНИИПИ Заказ 858/39 Тираж 329 Подписное

Фнлилп ШШ Патент, г,Ужгород ул,Проектная, 4