Способ получения сахара Советский патент 1979 года по МПК C13F1/02 

с необходимостью предварительного растворения добавок в органических растворителях. Основным же недостатком следует считать нерентабельность применения в промышленности указанного способа в связи с высокой стоимостью затрат на его осуществление. Цель изобретения - повысить выход сахара и снизить его стоимость. Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе в качестве реагента для снижения вязкости сахарных растворов используют азотнокислый аммоний или роданид аммония или хлорид аммония в количестве 0,5-10,0% к массе сахарсодержащего раствора. Предлагаемый способ заключается в следующем. В последний улучшению фильтрации и качества продукта. Далее сироп (СВ 60- 65%) поступает на уваривание утфеля I продукта. Для снижения вязкости, а следовательно, улучшения циркуляцией и ускорения процесса кристаллизации в вакуум-аппараты I продукта также вводят NH4C1 или -NH4NO3, или NH4CNS. Утфель I продукта из мешалок распределителей через утфелераспределитель поступает на фуговку. В результате отделения кристаллов сахарозы от межкристальной жидкости получают белый сахар (готовый продукт) и белую и.зеленую патоки. Последние идут на уваривание утфеля И продукта. Для снижения их вязкости к ним добавляют одну из солей аммония. При затруднении уваривания утфеля П продукта также рекомендуется вводить в вакуум-аппараты названные реагенты. Утфель II поступает в мешалки и через утфелераспределитель на центрифуги, где отделяют желтый сахар от межкристальной жидкости, получают белую и зеленую патоки П продукта. Последние идут на уваривание III -продукта, а желтый сахар поступает на клеровку. Для уменьшения вязкости и снижения ее цветности в клеровку (сахарный раствор - СВ 65-70%) вносят соли аммония (или хлорид, или роданид, или нитрат). После уваривания утфель III спускается из вакуум-аппаратов в корытообразные мешалки- кристаллизаторы с перемешивающим устройством, вращающимся со скоростью 1-2 об/мин. На этой стадии процесс кристалИизации осуществляется за счет постепенного понижения температуры от 75-70 до 40°С и создания таким образом пересыщения. При этом дополнительно выкристаллизовывается некоторое количество сахара. Препятствием для дальнейшей кристаллизации становится все возрастающая, по мере снижения температуры, вязкость межкристальной жидкости. Ввиду высокой вязкости дальнейшее сгущение и кристаллизация зтфеля последнего продукта нерентабельны. Для снижения вязкости соли аммония вводят в утфель либо на первой стадии кристаллизации при уваривании в вакуум-аппарате (в любой момент уваривания),либо при спуске утфеля в мешалки, либо при кристаллизации в мешалках-кристаллизаторах таким образом, чтобы время контакта добавки с межкристальной жидкостью было не менее 4 ч. Утфель П1 продукта поступает далее из мешалок-кристаллизаторов через утфелЬраспределитель на фуговку, где происходит отделение кристаллического сахара от межкристальной жидкости. Получают желтый сахар III продукта и мелассу. Желтый сахар после аффинации поступает на клеровку вместе с желтым сахаром П продукта. Меласса является отходом производства. По своему составу она содержит около 50% сахарозы, и этот сахар потерян для сахарной промышленности. А снижение вязкости сахарных растворов за счет введения в них соли аммония позволяет выкристаллизовывать дополнительное количество сахарозы и уменьшить ее потери в мелассе. Соли аммония можно использовать как в сухом состоянии, так и в виде водных ил паточных растворов. Их вводят в суммарном для продуктового отделения количестве 0,5-10% по массе продуктов. При этом вязкость сахарных растворов понижается на 6,5-31% в зависимости от чистоты продуктов (табл. 1-4). Проведенные теоретические исследования на модельных сахарных растворах позволяют дать некоторые объяснения явлениям снижения вязкости и растворимости сахарозы в присутствии аммонийных солей. Ион NH сильно гидратируется, теплота гидратации его составляет AN 351 кдж/моль . Ионы NH отнимают воду, связывают ее,-уменьшается количество воды, участвующее в растворении сахарозы. Кроме того, NHf разрушает, разрыхляет структуру водно-сахарных растворов, тем самым снижает их вязкость. Пример 1. При выгрузке из вакуумаппарата П1 продукта отобран утфель с СВ 90,8 и ,6% при 72°С. Средняя проба разделена на 8 ч., одна из которых поступает на кристаллизацию, без добавок (контроль), а к другим добавлен хлористый аммоний NH4C1 в количестве от 0,5 до 10% по кристаллизующейся массе. Кристаллизация всех проб, помещенных в закрывающиеся емкости, осуществлена в одних и тех же условиях при перемешивании с об/мин в лабораторном воздушном термостате. Конечная температура кристаллизации 40°С. Падение температуры равно 1,7°С в час. Межкристальный оттек с содержанием сухих веществ 82,5-83,5% отделяют центрифугированием при 1500 в течение 8 мин и исследуют. Вязкость замеряют при температуре фуговки (40°С).

Технологические показатели межкристальной жидкости с данными контрольного опыта, осуществляемого одновременно в тех же условиях, но без добавления соли аммония,показаны в табл.1.

Таблица I

Пример 2. Аналогично примеру 1 в утфель III вводят в качестве добавки ЫН4КОз.

Пример 3. Аналогично примеру 1 в утфель последнего продукта вводят в качестве добавки NH-jCNS.

Результаты исследования изменения вязкости и содержания сахара в мелскристальной жидкости представлены в табл. 2.

Т а б л и и а 2

Результаты исследования вязкости и со10 держания сахара в мел кристальной жидкости представлены в табл. 3.

Т а б л и и а 3

7

Согласно данным в приведенных примерах (табл. 1-3) наиболее целесообразной следует считать концентрацию добавки 2% по массе продукта.

Поэтому нижеперечисленные примеры по снижению вязкости дрзгих сахарных растворов приведены при концентрации реагентов 2% по массе растворов.

Пример 4. В сироп, поступивший с выпарки (СВ 61,5%, ,2%) вводят в виде добавки одну из солей аммония (NH.CI, Nn4NO3 или NH4CNS) в количестве 2% по Массе сиропа, измеряют вязкость сиропа до введения добавок и с каждой из добавок. Экспериментальные данные представлены в табл. 4.

Пример 5. Аналогично примеру 4 указанные добавки вводят в клеровку желтого сахара последнего продукта с содержанием сухих веществ 69,5% и доброкачественноКак видно из табл. 4, указанные добавки обладают способностью понижать вязкость сахарных растворов различной природы, причем по данным табл. 4 можно проследить зависимость повыщения эффективности их применения для продуктов с более низкой доброкачественностью.

8

стью 90,0%. Данные по изменению вязкости представлены в табл. 4.

Пример 6. Аналогично примеру 4 указанные добавки вводят в белый оттек I продукта, отобранный из-под центрифуг. Содержание сухих веществ в нем 63,3%, доброкачественность 85,3%. Данные по изменению вязкости представлены в табл. 4.

Пример 7. Аналогично иримеру 4 указанные добавки вводят в зеленый оттек I продукта, отобранный из-под цеитрифуг. Содержание сухих веществ в нем 74,6%, доброкачественность 75,3%. Данные по изменению вязкости представлены в табл. 4.

Пример 8. Аналогично примеру 4 указанные добавки вводят в чистый сахарный раствор, насыщенный при40°С (,6%, Дб 99,7%). Данные по изменению вязкости представлены в табл. 4.

Таблица 4

Снижение вязкости производственных сахарных растворов (сиропов, клеровок, оттеков) позволит облегчить фильтрацию и сульфитацию сиропов и клеровок; интенсифицировать процесс уваривания в вакуумаппаратах; сократить время центрифугирования утфелей.

Таблица 5

Как видно из табл. I-3, наибольшее значение процесс снижения вязкости сахарных растворов имеет нри кристаллизации утфелей последнего продукта.

Сравнительная характеристика эффективности применения предлагаемых реагентов по сравнению с контрольным определением показана в табл. 5.

Использование предлагаемого способа позволяет:

снизить стоимость осуществления процесса понижения вязкости сахарных растворов;

использовать указанные добавки в производственном масштабе, так как применяемые в предлагаемом способе реагенты легко доступны и дешевы;

Звеличить выход сахара на 0,45-0,60% (в процентах к плановому) за счет интенсификации кристаллизации при снижении вязкости межкристальной жидкости 25- 31%;

снизить цветность сахара последней кристаллизации как за счет лучшего отделения кристаллов при центрифугировании, так и за счет снижения цветности межкристальной жидкости на 2,3-4,9 %.

Такое вязкостипозволит получить не только дополнительное количество сахара при тех же условиях кристаллизации, но и понизить конечную температуру процесса, до величины, соответствующей той вязкости межкристального оттека, которая определяется техническими возможностями применяемого для фуговки оборудования. За счет этого дополнительного охлаждения также можно более глубоко истощить межкристальный раствор, являющийся отходом сахарного производства и тем самым снизить потери сахара в процессе его ползчения. Кроме того, снижение вязкости межкристальной жидкости позволит более полно отделить ее от кристаллов при центрифугировании, что снизит количество несахаров, поступающих на уваривание I продукта, а следовательно, и улучшит качество товарного сахара-песка.

Предполагаемый экономический эффект для завода производительностью 3000 т переработки свеклы в сутки за сезон сахароварения составит 39300 руб. (при применении NH4CI) и 77600 руб. (при применении NH4N03). Для сахарной промышленности в целом это составит 8600000 руб. и 17000000 руб. соответственно.

Формула изобретения

Способ получения сахара, включающий выпаривание сока, уваривание утфелей,

кристаллизацию утфеля последнего продукта, фуговку продуктов с получением сахара и оттеков, клеровку желтого сахара с возвратом ее на уваривание одного из продуктов, введение реагента, снижающего вязкость раствора, отличающийся тем,что, с целью повыщения выхода сахара и снижения его стоимости, в качестве реагента используют азотнокислый аммоний, или роданид аммония, или хлорид аммония в количестве 0,5-10,0% к массе сахарсодержащего раствора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4. Патент Франции № 2158050, кл. С I3F, опублик. 1973.