Способ выделения сахарозы из сахарсодержащего раствора и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК C13F1/02 

(54 ) СПОСОБ ВЬЩЕЛЕНИЯ САХАРОЗЫ ИЗ САХАРСОДЕРЗКАйЩГО РАСТВОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

t2

Изобретение относится к сахарной промышленности.

Известен способ выделения сахарозы из сахарсодержащего раствора г предусматривающий сгущение последнего и кристаллизацию сгущенного раствора при охлаждении. Сахарсодержащий раствор сгущают и уваривают до получения утфеля, который ,затем кристаллизуют в кристаллизаторах при охлажде нии.

Однако процесс очень длительный и не позволяет достаточно полно извлечь сахарозу из сахарсодержащих растворов низкой доброкачественности

Известна установка для выделения сахарозы из сахарсодержащего раствора, включающая вакуум-аппарат для сгущения последнего и емкость для кристаллизации сгущенного раствора с устройством для охлаждения, выполненным в виде вертикальных трубчатых змеевиков или ленточной мешалки l.

Однако в известной установке выделить сахарозу из межкристального раствора низкой доброкачественности достаточно полно не представляется возможным. ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Цель изобретения заключается в повышении выхода сахарозы из растворов низкой доброкачественности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выделения сахарозы из сахарсодержащего раствора, предусматривающему сгущение последнего и кристаллизацию сгущенного раствора при охлаждении сгущенный

10 сахарсодержащий раствор в процессе

кристаллизации контактирует с адгезионной поверхностью несущих отрица- . тельный по знаку заряд элементов для осаждения на них кристаллов сахарозы, 5 после чего последние растворяют сахарсодержащим раствором, причем в процессе растворения сообщают элементам .положительный по знаку заряд,

В устройстве для выделения сахаро20зы из сахарсодержащего раствора, включающем вакуум-аппарат для сгущения последнего и емкость для кристаллизации crynieHHoro раствора с устройством для охлаждения, в емкости ус25тановлены вертикальные перегородки для разделения ее на ряд сообщающихся секций, при этом устройство для охлаждения состоит из имеющих адгезионные поверхности и несущих ,элект30

рический заряд элементов с каналами для циркуляции хладагента, обра зующих батарей,расположенные в каж дой секции. Способ заключается в следующем. Оттек или мелассу двух- и трех продуктовых схем сгущают.под раэре .жением до пересыщения 1,05-1,35 пр 65-80 С. Сгущенный сахарсодержащий раствор кристаллизуют путем контак тирования .с адгезионной поверхност несущих отрицательный по знаку заряд элементов для осаждения и роста на них кристаллов сахарозы. В процессе контактирования элементы охл дают и таким образом сгущенный рас вор также охлаждают, при этом степень пересыщения раствора увеличивается. По окончании процесса кристалли зации вещества осуществляют раствор ние кристаллов сахарсодержащим раствором для повышения его доброка чественности, после чего его возвра щают в процесс. Пример. Мелассу, полученную при уваривании утфелей по трехпродуктовой схеме и имеющую чистоту 57,0 СВ-85,4%, подают в вакуумаппарат, где сгущают при давлении 0,02 МПа и до пересыщения 1,1. Затем мелассу направляют в емкость для кристаллизации, где она контактирует с адгезионными поверхностями несущих отрицательный по зн ку заряд элементов, охлаждаемых- водой с температурой 25°С. В период кристаллизации на элементы подают постоянный электрический ток 2,5 А при напряжении 380 В. При прохождении мелассы через от дельные последовательно соединенные элементы она охлаждается, при этом коэффициент пересыщения достигает 1,35. Повышение пересыщения приводит к кристаллизации сахарозы на ох лаждаемой адгезионной поверхности. После прохождения мелассой последовательно соединенных элемен.тов определяют ее чистоту. При достижении последней 54,0 единиц прекращают цикл кристаллизации и мелас су выводят из производства. Если частота мелассы выше 54,0 единиц, ее .вновь направляют на уваривание в вакуум-аппарат, а затем в элементы на следующий цикл крис-, таллизации. После освобождения вакуум-аппарата и элементов от истощенной мелассы на элементы подают фильтрованный сок второй сатурации с чистотой 92,9 единиц и содержанием сухих веществ 15,5% для растворения выкристаллизовавшегося сахара. Первые порции сока, загрязненные истощенной мелассой, направляют в вакуум-испаритель. Ирч растворении выкристаллизовавшегося сахара доброкачественность сока второй сатурации возрастает до 93,8 единиц. После полного растворения выкристаллизовавшегося сахара доброкачественность сока второй сатурации не повышается и остается равной 92,9 единиц. Раствор направ- ляют на сульфитацию сока и в дальнейшем используют при уваривании утфеля.первого продукта. В процессе растворения адгезионной поверхности сообщают положительный по знаку, но равный по величине заряд. Время сгущения мелассы да требуемого сгущения составляет 0,5 ч, дополнительной кристаллизации 4,5 ч, освобождение аппарата 0,5 ч, растворение 1,5 ч, высушивание 0,5 ч. Общее время цикла работы установки по истощению мелассы достигает 7,5 ч. Выход сахара увеличивается за счет уменьшения потерь сахара в мелассе на 0,4% по весу переработанной свеклы. Пример 2. По предложенному способу уваривают и подвергают дополнительному истощению первый оттек утфеля второго продукта счистотой 72,0 единиц и содержанием сухих веществ 86,1%. Технологический процесс осуществляют согласно примеру 1. Истощение оттека производят до чистоты 68,0 единиц, а,затем направляют на уваривание в вакуум-аппарат третьего продукта. Растворение выкристаллизовавшегося сахара производят также соком второй сатурации и раствор направляют на сульфитацию сока. Способ согласно примеру 2 используется для дополнительного истощения оттеков в. случае повииенной доброкачественности продуктрв. Доброкачественность конечной мелассы понижается на 0,3%. Весь цикл истощения составляет 6,5 ч. На фиг.1 схематически изображена установка для осуществления способа, общий развернутый вид; на фиг.2 то же, продольный разрез; на Фиг.З разрез А-А на фиг.2, на фиг. 4-6 виды адгезионных поверхностней, на которых происходит кристаллизация сахарозы, на фиг. 7 - вакуум-аппарат с двумя емкостями для кристаллизацииJ на фиг. 8 - схема подключения элементов к источнику тока. Установка содержит вакуум-аппарат в виде вертикальной емкости 1 с коническим днищем и греющей камерой 2 с вертикальной трубчатой поверхностью 3 нагрева и центральной циркуляционной трубой 4. Емкость 1 сЕтабжена патрубком 5 с залви){1кой 6 для по ступления исходного раствора, патру ком 7 с задвижкой 8 для поступления истощенного раствора, аммиачной оттяжкой 9, патрубками 10 и 11 для подвода греющего пара в межтрубное пространство и отвода вторичног дара, задвижкой 12 на выходе из койического днища и насосом 13 для ос Ьествления принудительной рециркуля ции раствора. Установка содержит емкость 14 для кристаллизации сахарсодержащего раст вора, в которой установлены вертикал ные перегородки 15 для разделения ее на ряд сообщающихся секций 16, в которьах размещено устройство для охлаж дения, состоящее из имеющих адгезионные поверхности и несущих электрический заряд элементов 17 с каналами 18 для циркуляции хладагента, образующих батареи, расположенные в каждой секции. Циркуляция раствора из элемента в элемент осуществляется через верхние 19 и нижние 20 переходные каналы. Первый элемент имеет коллектор с патрубком 22 и задвижкой 23 для подвода растворителя, патрубком 24 и задвижкой 25 для подвода воздух задвижкой 26 на коммуникации раство ра из вакуум-аппарата, патрубком 27 и задвижкой 28 для подвода воды, пат рубком 29 и задвижкой 30 для подвод пара. Последний элемент имеет колле тор 31 с патрубками 32-34 для отвод истощенного раствора, раствора выкри таллизовавшегося вещества и воздуха соответственно. На этих коммуникациях установлены соответствующие задвижки 35-37. Охлаждаемые элементы 17 крепятся к корпусу через токонепроводящие изоляторы 38. Элементы 17 выполняют из штампов ных профилей , на которые нанесено покрытие с наибольшей адгезией по о ношению к сахарозе, т.е. отложение сахарозы на ней наибольшее. Этими свойствами обладает игольчатая раз ветвленная поверхность из стали СтЗ, пористой меди и т.д.. Для подвода электрического тока на элементы 17 решетка 39 крепится к стенке элемента через изолятор 39 Подвод -осуществляется посредством кабеля 40. Установка работает следующим образом. При уваривании сахарных утфелей по трехпродуктовой схеме с аффинацией сахара третьего продукта в установившемся режиме конечная меласса через патрубок 5 поступает в вакуум-аппарат, где меласса циркулирует, поднимаясь в вертикальных трубах 3 поверхности нагрева, обогреваемой паром,, поступающим через патрубок 10 в межтрубчатое пространство греющей камеры 2 и опускаясь по центральной циркуляционной трубе 4 . При этом меласса нагревается до температуры кипения и сгущается до определенной плотности. Раствор сгущается при полностью открытых воздушном и паровом вентилях. Вакуум-аппарат подключается к в куумной системе через патрубок 11. Количество поступающей на увари- вание мелассы регулируется с помощью задвижки 6. При достижении заданного пересыщения часть .сгущенной мелассы поступает на насос 13, который подает ее в коллектор 21, а из него в емкость 14 для кристаллизации. Меласса проходит из секции В секцию и Контактирует с адгезионными поверхностями несущих отрицательный по знаку электрический заряд охлаждаемьк элементов 17. Из пос- ледней секции меласса поступает обратно в вакуум-аппарат через патрубок 7. При контактировании мелассы с адгезионными поверхностями элементов 17 происходит выкристаллизовывание сахарозы на них. При достижении заданного исто-, щения мелассы закрывают задвижку 12 и в коллектор 21 через патрубок 22 подают растворитель для растворения выкриста.7глизовавшегося сахара. В данном случае используют сок второй сатурации. Первые порции раствора (клеровки) возвращают в вакуум-аппарат, а затем закрывают задвижку 8 и через патрубок 33 подают в производство, например на сульфитацию густого сиропа или на уваривание утфеля второго продукта, в зависимости от доброкачественности клеровки. В период растворения выкристаллизовавшегося сахара на адгезионную поверхность подается тот же, что и при кристаллизации, заряд, но с положительным знаком. После растворения выкристаллизо вавшейся сахарозы высушивают элементы 17 с адгезионной поверхностью горячим воздухом с температурой . Высушивание позволяет подготовить на адгезионной поверхности уже готовые центры кристаллизации. Горячий воздух поступает через патрубок 24 и отводится через патрубок 34. После высушивания батареи элементов включаются в работу. Цикл растворения и высушивания занимает 1,5ч. В конце производства предусмотрена припарка элементов и промывка их водой, для чего имеются-соответствующие коммуникации. . Для обеспечения непрерывности цикла истощения мелассы один вакуумаппарат может быть оборудован неск кими емкостями 14 для кристаллизац с батареями элементов 17. Предлагаемые способ и установка могут быть использованы как при ис тощении конечных меласс двух- и Трехпродуктовых технологических сх так и при истощении промежуточных продуктов, например зеленого от1тека первого продукта . При использовании предлагаемых способа и установки по сравнению с существующими упрощается технологическая схема продуктового отделения и отпадает необходимость строительства дорогостоящих сепарационных отделений для дополнительного извле чения сахара из мелассы} уменьшаются потери сахара в мелассе и увеличивается выход сахара. Кроме того, устройство, просто в изготовлении и обслуживании, имеется возможность автоматизировать устройство. Ожидаемый экономический эффект от внедрения предлагаемых способа и устройства для кристаллизации ве ществ из растворов на сахарном заво де производственной мощностью 6000 т переработки свеклы в сутки составляет 372.8 тыс.руб. в год. формула изобретения 1. Способ выделения сахарозы из сахаосодержащего раствора, предусматривающий сгущение последнего, и кристаллизацию сгущенного раствора при охлаждении, отличающи с я тем, что, с целью повышения выхода сахарозы из растворов низкой доброкачественности, сгущенный сахарсодержащий раствор в процессе кристгигшизации контактирует с адгезионной поверхностью несущих отрицательный по знаку заряд элементов для осаждения на них кристаллов сахарозы, после чего последние растворяют сахарсодержащим раствором, прйчем в процессе растворения сообщают элементам положительный по знаку заряд.. 2. Устройство для выделения сахарозы из сахарсодержащего раствоРс1 включающее вакуум-аппарат . для сгущения последнего и емкость для кристаллизации сгущенного раствора с устройствам для охлажден11я, о т- личающееся тем, что, с целью повышения выхода сахара из растворов низкой доброкачественности, в емкости установлены вертикальные перегородки для разделения ее на ряд сообщающихся секций, лри этом устройство для охлаждения состоит из имеющих адгезионные поверхности и несущих электрический заряд, элементов с каналами для циркуляции хладагента, образующих батареи, расположенные в каждой секции. Источники информации., принятые во внимание при экспертизе 1. Силин П.М. Технология сахара. М., Пищевая промышленность, 1967, с..447-481.

w

ФигЛ