Способ кристаллизации сахаросодержащего раствора Советский патент 1978 года по МПК C13F1/02 

.

Изобретение относится к сахарной промьпиленности.

Известен способ кристаллизации сахаросодержащего раствора, согласно которому сахарный сироп нагревают до температуры не менее 123 С, концентрирую до содержания сухих веществ 93-96%, образуют центры кристаллизации путем сбивания (при воз;:ййствни удара) сиро па в кристаллизаторе до получения массы в виде помады, полученную крИсталломассу выдерживают. Длительность процесса составляет 30 с .

Цель изобретения заключается в упрощении и ускорении процесса кристаллизации.

Для этого в предложенном способе центры кристаллизации а пересьппенном растворе образуют путем воздействия на него усилия сдвига с градиентом скорости от 5 ООО до 107 рОО см/с/см в течение 0,ООО1-1,0 с, преимущественно 10 ООО-20 ОРО см/с/см.

На чертеже изображена схема установки для реализации способа.

Установка содермшт: сборник 1; выпарной аппарат 2; трубопровод 3 подачи Пара в вьшариой аппарат; трубопровод 4 для удаления конденсата: коллоидную мельницу 5; сборник сиропа в виде подвижного ленточного конвейера 6, располо5кенного в камере 7; устройство 8 для удаления из камеры 7 воды, испаряющей- . ся из слоя 9 сахара; скребок 10 для

удаления кристалломассы с конвейера 6; валок 11 для подачи сахара на перфорированную плиту 12; лотковый конвейер 13; бараба1шую сушилку 14.

Сахарный сироп, содержащий 5О-80%

сухих веществ из сборника 1 подают в выпарной аппарат 2, в котором сироп концентрируется до содержания сухих веществ по меньшей мере 9О%. По трубопроводу 3 в выпарной аппарат подают пар ннзкого (около 2,8 кг/см ) или высокого (около 1О;5 кг/см )давле ния. Конденсат удаляется по трубопроводу 4. Затем концентрированный сироп при температуре около 125 С пропускают через коллоидиую мельницу 5, в которой сироп подвергают воздействию усилия сдвига. (Кроме 11оллоианс мельницы может быть использован гомогенизатор). Целесоо.бразно. использовать коллоидную мельниду .конус- ного типа, преимущэстввнио мельнрЬу Фрнма MZ 8О/Т , которая обвспечивает создание усилия сдвигав с градиентоЦ скорости равным примернд ЗО 000 см/с/с Можно использшать также кголлоидные мелыгаиы дискового типа, з 1рсп«(1дшлениых гомогенизаторов целесообразно испопь зсйвать смесител1г-эмульгатор Сильверсона создаюишй усилие сдвига с гршшентом скорости 8О ООО см/с/см. Используемое оборудование должно работать с такой скоростью, чтобы пюдаергаюишйся кристаллизации CHjpon выгружалея из него прежде, чем произойдет сколько-нибудь значнтелЫ1ая кристалли Зв1ШЯ.. Для обеспечения бьютрого: образования центров кристаллнзсиши продолжнтельност пребывания снропа в оборудовании должна быть п ропорциональна градненту скороств силы сдвига. Так например, в коллоидной мелышце, работающей обычно 1ФЯ градиенте скорости чэколо ЗО ООО см/с /см, предпочтительна проаолжитепьность 10}ебывания от до О,5 с ,25с.В мог иааторе Снльверсона обычно работающей с rpai eHTpM скорости около 80 ООО см/с/ои. 1федпочтительная 11родолж1ятепь1Чсть {ц ебываняя рввна от 0,ООО1 до 6,001 с, корошяё результаты получают П шпродол жительнсютн преб1 ваниа около О, ООО5 с. Вообще оборудование работает 1федпочта тельно при пpoдoлжIrreлыIoctи фебываняя в ве.м снропа не более 1 Ct . Г дпоЦтительная температура сахарного сяропа, поступающего в оборудова няе для создания усвйяя лежит в преде лах от 115 до . Однако оптимальтя температура заперт от {Жда таких факторов, как концешграция сахара в сироп я количество посторонних примесей в последнем. Желаемую концентраци) сахара в ясхощюм сиропе можно олуяатъ любым известным способом.. Центры кристаллизации в пёресьтенир растворе образуют путем воздействия на Я6ГО усилия сдвига с градиентом скороеуя. от 5ООО до 1О7 ООО см/с/см IB 19Ченяе OfOOpl - 1,0 с, пренмушествев но с грсшиентом скорости 10 ООО 20 ООО см/с/см, Оптимальные температура в концентра ВИИ любого исходного продукта легко Определяются акспериментально. Сироп после образования центров крис- алЛиаацйи выгружают из оборудования, озпающёго усилие сдвига например из коллоидной мельницы 5, в сборник, к ко торому кристаллизованный сахар не пр липает. При непрерывном процессе в качестве сборника применяют подвижный ленточный конвейер 6 - стальной или из армирова1шой пластмассы (волокно, пропитанное политетрафторэтиленом). Конвейер 6 расположен в камере 7, устройство 8 для удаления воды, исйаряюшейся из сахара 9. Длину ленты конвейера к ее скорость, выбирают с таким расчетом, чтобы кристалломасса находилась на ней в течение по крайней мере 1,S млн перед удалением скребком 1О. Затем сахар подаётся валком 11 на проволочную сетку или перфорированную плиту 12, а затем иногда проходит ,через мельнику (на чертеже не показана) перед выгрузкой с помощью лоткового кЬнвейера 13 в обычную барабанную суь шилку 14. Силы, сйздаваемые в оборудовании и воздействующие на сахарный сироп, вызывают, очень быстрое и равноые{Яое образование центров кристаллнзаиин. Однако поскольку оироп немедле1шо затем выгружают из оборудования, создающего уоилиц сдмга, кристаллизации фактически в нем не происходит, а поэтому тфедотвращаегу ся забивка оборудрвйння Кроме того, при оптимальных условиях процесса кристаллизация пр01всходит на деюжушейся ленте конвейера, поэтому не образуется крмпактная масса caxapai как при кристаллизации в кристаллизадпоннь х аппаратах. В результате получается мягкий влажный И хрупкий йродукт с рткрэггой микропористой структурой, которая образуется в результате нспареняя воды. Твердый продукт легко можно измелычитЬ до (Образования частиц с размерами, необходимыми потребителю, обычными: сЬосЬбами. Например, продукт, грубо раз ру йенный скребком прн Давлении с конВ1вйера, обрабатывают в мелшвце Раймо да Кроме того, твердый продукт можно вкструдировать вальцом через одну или несколько сеток или перфорированных пластин так, как это делается при изготовлении вермишепи. Последний способ являем ся {федпочтительным. В конце процесса сахар сушат для уда ления остаточной влаги. Для етой цели можно, применять шобой обычный в проиэ водстве сахара сушильный Аппарат, наприЙео, барабанную сушилку, работающую .при Ьмпературе, около . Продукт, полученный предлагаемым способом, так же, как продукт любого пр цесса кристаллизйдии содержит все пост ронние примеси, содержашиеса в исходном сиропе, однако это часто допустимо и даже желательно, когда необходимо получит коричневый сахар. Предлагаемый способ позволяет дешевле и легче получать саха со значительно меньшим объемным весом от 0,4 дО 0,9 г/см , чем у сахара, вырабатываемого известными способами. Качество продукта в определенной сте пени зависит от содержащихся в нем примесей, которые, в свою очередь, зависят от примесей в исходном сиропе. В принципе предлагаемый способ пригоден для растворов caxapoBj, получаемых на любой стадии обычзюго процесса рафинирования, а также для повторной очистки сахара, загрязненного после производства. Одна ко hpiR увеличении содержания примесей кристаллизация затрудняется, я при их содержании больше 15% она будет не пол ной. Поэтому предпочтительно применять в данном процессе сахарный сироп, содер жаишй не более 15% посторонних г имесей в пересчете на-сухой вес. Пример. Сахарный сироп, полученный при растворении белого сахара в воде и содержаишй 25% воды, 99,9 сахара (в пересчете на сухой вес) и 0,015% золы (в пересчэта на сухой вес) Хранят в резервуаре при Q6°C. Сироп подают из резервуара со скоростью 70 кг/ч в пластинчатый выпарной аппарат, где концентрируют паром при да&лении 2,8 кг/см. Получают capoit, cixдёржащий от 65 до 90% по весу твердых веществ. Затем концшпгрярованный сироп при температура около 12 С направляют через коллоидную мельницу Фркма М Z t вращающуюся со скоростью ЗООО об/мин при зазоре меж ду конусами равном ЗОО мк. Сироп подвергают воздействию усилия сдвига, имеющему градиент скорости около ЗОООО см/с/см, при средней 14 оаолжйтельностн пребывания около 0,25 с. В результате чрезвычайно быстрого образования центров кристаллиэаиви по луиают крем, в котором кристаллы образовываются немедленно после выгрузки нз коллоидной мелшвцы н стекают на лен ту конвейера, образуя слой толщиной около 15 мм. Длина ленты конвейера равна 1,2 м, и сахар находится на ней в течо ние 2 мин до удаления скребком На этой стадии сахар полусухой и при 1фохожде НИИ через сетку с диаметром отверстий 1,30 мм при шздейбтвин валка легко разделяется на частицы соответствующих размеров. Этот сахар, еще несколько влажный пропускают через лабораторную мельницу Раймонда без сеткн, а затем сушат пр мерно 15 М1Ш при температуру до содержания влаги 0,5%,. П р и м е р 2. Аналогично примеру 1 сироп тростникового сахара, содержащий ЗО% воды, 90,36% сахара ( в пересчете на сухой вес) и 3,27% золы (в пересчете на сухой вес), концентрируют до содержания твердых веществ 91% при температуре 126 С. При обработке в коллоидной мельнице в сиропе образуют ся центры кристаллизации. Полученнь1Й кремообразный сироп остается на ленте транспортера примерно в течение 4 мин, затем проходит через проволочную сетку с диаметром отверстий 1 см, после чего - через лабораторную мельницу Раймонда, снабженную сеткой с отверстиями диаметром 4 мм. Измельченный сахар сушат 15 мин. при в обычной ббн , сушилке. Полученный коричневый сахар содержит 0,85% влаги и обладает свободной теку;честью с .желательными вкусовыми качествами (свойствами). П р и м ер 3. Сироп TpocTtiHEOBoro сахара, содержащий 32% воды к сахарозы (в пересчете на сухой вес) концентрируют в ш1аст1В{чат6м аппарате, как описано в примере 1. Полученный концентрированный сироп при температуре пропускают через с мес1тгел|уэмульгатор Силыверсона цощностыо О,5 л, с., где чреавыч 1Йно быстро обре зуются центры {фйсталлнаапяи. Усклне сдвига в аппарате имеет градиент скороо ти около ВО ООО см/с/см; средняя продолжительность пребывания в нем сиропа равна примерно 0,О005 с. Полученный продукт поступает на движущуюся ленту, на которой сахар остается в течение 4 мин, после чего происходит полная кристаллизация и получается продукт в виде полусухих, похожих на помаду кусков. Этот продукт проходит с помощью .вал- . ка через сетку с отверстиями диаметром 2 мм, а затем поступает в барабанную сушилку, где сушится в течение 15 мин при температуре , Получают мелкий сахар, обладающий свободной текучестью. Формула из обретение 1. Способ кристаллизации сахвросодеращего раствора путем образования цен1 ов кристаллизации в пересыщенном paciw