СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО БЕЛОГО САХАРА
METHOD FOR PRODUCTION OF CRYSTALLINE WHITE SUGAR

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к производству кристаллического белого сахара.
Известен способ производства кристаллического белого сахара, включающий в себя разделение утфеля первой кристаллизации в фильтрующей центрифуге с отбором первого оттека, промывание кристаллов сахара с отделением второго оттека и выгрузку из центрифуги кристаллов сахара [Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. - 2-е изд., исправл. и доп. - М.: Колос, 1999. - С. 306-313].
Недостатком данного способа является то, что он не предусматривает требований к формированию центров кристаллизации и их наращиванию, а также к качеству кристаллического белого сахара при переработке ухудшенного исходного сырья, или в случае нарушения технологии его переработки.
Известен способ производства кристаллического белого сахара, предусматривающий уваривание утфеля первой кристаллизации в первом вакуум-аппарате, отбор части утфеля и подачу его во второй вакуум-аппарат, спуск готовых утфелей в приемную утфелемешалку и центрифугирование в фильтрующей центрифуге с отделением первого оттека, промывание кристаллов сахара с отделением второго оттека и выгрузку кристаллического белого сахара. Причем в качестве центров кристаллизации используют сахарную пудру, которую предварительно фракционируют ситовым рассевом до размеров кристаллов 0,10-0,15 мм и на ее основе заводят центры кристаллизации из расчета 10-12 шт. на 1 мм длины поверхности пробного стекла. Затем их наращивают при выдерживании в утфеле 88-90% СВ. После чего часть этого утфеля в количестве 35-45% от общей массы отбирают в смеси с сиропом и клеровкой во второй аппарат в качестве кристаллической основы и затем вводят в нее нагретый до температуры утфеля моноглицерид дистиллированный мягкий из расчета 0,002-0,004% по массе утфеля. В первом аппарате утфель уваривают до 92,0-92,5% СВ, а во втором - до 93,0-93,5% СВ. Утфель из первого вакуум-аппарата направляют на центрифугирование раньше, чем из второго. Промывание кристаллов сахара проводят сначала сахарсодержащим раствором концентрацией 70-76% СВ в количестве 2,5-3,5% к массе утфеля с добавлением в него 2-4 мг/л озона при температуре 80-90°С, потом подают промывную воду, насыщенную паром, при давлении 0,3-0,4МПа в количестве 0,8-1,4% к массе утфеля [RU №2619309, С2, С13В 30/02. Способ производства кристаллического белого сахара /Славянский А.А., Лебедева Н.Н., Докунина Н.С. - Опубл. 26.04.2017, Бюл. №14].
Недостатком данного способа является то, что использование сахарной пудры в качестве центров кристаллизации не обеспечивает однородный состав кристаллического белого сахара и она может быть причиной вторичного кристаллообразования.
Техническим результатом заявленного способа является повышение выхода и качества кристаллического белого сахара.
Этот результат достигается тем, что в предложенном способе производства сахара, предусматривающем получение диффузионного сока, очистку, выпаривание, фильтрование, уваривание утфеля первой кристаллизации в первом вакуум-аппарате, отбор части утфеля и подачу его во второй аппарат, спуск готовых утфелей в приемную утфелемешалку и центрифугирование в фильтрующей центрифуге с отделением первого оттека, промывание кристаллов сахара с отделением второго оттека и выгрузку кристаллического белого сахара, отличающийся тем, что в качестве центров кристаллизации используют кристаллы сахара самопроизвольного образованные по Брауншвейгскому методу и фракционированные сепарированием до размеров 0,12-0,16 мм после чего их смешивают с сиропом и подают в первый вакуум-аппарат, где наращивают при пересыщении 1,12-1,17 до 0,2-0,3 мм, после чего часть этой кристаллической основы в количестве 30-40% от общей массы отбирают и в смеси сиропа с клеровкой подают во второй вакуум-аппарат до закрытия поверхностей нагрева паровой камеры и уваривают на подкачках смеси сиропа с клеровкой до содержания в нем 92,0-92,5% сухих веществ, первый вакуум-аппарат после отбора из него части утфеля раскачивают сиропом с клеровкой и уваривают при пересыщении 1,12-1,15 до содержания в нем 92,0-92,5% сухих веществ, после чего первый и второй вакуум-аппараты готовят к выгрузке из них утфеля.
Способ осуществляется следующим образом
Вначале на основе сиропа в кристаллизаторе-охладителе готовятся кристаллы, образованные самопроизвольно по Брауншвейгскому методу [Современные технологии и оборудование свеклосахарного производства / В.О. Штангеев, В.Т. Кобер, Л.Г. Белостоцкий и др. (часть 2). - Киев: Цукор Украiни, 2004. - С. 112-113].
Использование самопроизвольно образованных кристаллов позволяет улучшить гранулометрический состав кристаллов сахара, а их образование по Брауншвейгскому методу - сделать их стабильно равномерными. Это позволяет улучшить истощение межкристального раствора утфеля и тем самым повысить выход кристаллов сахара.
Затем кристаллы фракционируют на сепараторе марки А1-ОЦМ-5 до размеров 0,12-0,16 мм.
Требования к размерам кристаллов установлены экспериментальным путем. При превышении размеров кристаллов более 0,16 мм снижается скорость их роста, а при размере менее 0,12 возрастает риск срастания кристаллов.
Подготовку утфеля к увариванию проводят по типовой технологии. Затем в сироп вводят фракционированные сепарированием до размеров 0,12-0,16 мм кристаллы, образованные самопроизвольно по Брауншвейгскому методу.
После ввода затравки кристаллы наращивают до размеров 0,2-0,3 мм при пересыщении в диапазоне 1,12-1,17. При пересыщении менее 1,12 или более 1,17 не обеспечиваются требуемые условия для роста уже образованных центров кристаллизации.
Затем часть полученной кристаллической основы в количестве 30-40% от общей массы отбирают и в смеси сиропа с клеровкой подают во второй вакуум-аппарат до закрытия поверхности нагрева паровой камеры. Отбор части утфеля во второй вакуум-аппарат способствует ускорению уваривания и обеспечивает более высокий выход сахара. При отборе менее 30% или более 40%, условия достижения технического результата по предлагаемому способу ухудшаются.
Утфель во втором аппарате уваривают на подкачках смеси сиропа с клеровкой до содержания в нем 92,0-92,5% сухих веществ. Уваривание утфеля во втором вакуум-аппарате до 92,0-92,5%» сухих веществ способствует достижению более глубокого истощения его межкристального раствора, а значит позволяет повысить выход кристаллического белого сахара из центрифуги. Если содержание сухих веществ менее 92,0%, то ухудшается истощение межкристального раствора, а если более 92,5% затрудняются условия спуска утфеля из вакуум-аппарата и центрифугирования, при этом ухудшаются и качественные показатели кристаллического белого сахара. -
После отбора из первого аппарата части утфеля его раскачивают во втором аппарате сиропом с клеровкой и уваривают при пересыщении 1,12-1,15 до содержания 92,0-92,5% сухих веществ. Эти технологические показатели определены экспериментальным путем и обеспечивают условия более высокого выхода и качества кристаллического белого сахара. Раскачивание утфеля сиропом с клеровкой в первом аппарате позволяет уменьшить вязкость увариваемого утфеля и растворить очень мелкие кристаллы сахара. При пересыщении менее 1,12 или более 1,15, т.е. при запредельных показателях, не будут созданы необходимые условия роста уже образованных центров кристаллизации и гранулометрический состав кристаллического белого сахара ухудшается. При содержании сухих веществ менее 92,0% межкристальный раствор истощается хуже, а при более 92,5% сухих веществ ухудшаются условия спуска утфеля из вакуум-аппарата и качество кристаллического белого сахара.
Далее первый и второй вакуум-аппараты готовят к выгрузке из них утфеля в приемную утфелемешалку, причем утфель из первого вакуум-аппарата спускают раньше. После их центрифугируют в фильтрующей центрифуге с отделением первого оттека, промывают кристаллы сахара с отделением второго оттека и затем выгружают кристаллический белый сахар.
Пример. Вначале на основе сиропа в кристаллизаторе-охладителе готовятся кристаллы, образованные самопроизвольно по Брауншвейгскому методу и фракционируют на сепараторе марки А1-ОЦМ-5 до размеров 0,16 мм.
Далее фракционированные кристаллы смешивают с сиропом и подают в первый вакуум-аппарат, где наращивают при пересыщении 1,17 до 0,3 мм. Далее часть полученной кристаллической основы в количестве 40% от общей массы отбирают и в смеси сиропа с клеровкой подают во второй вакуум-аппарат до закрытия поверхностей нагрева паровой камеры. Затем отобранный во второй вакуум-аппарат утфель уваривают на подкачках смеси сиропа с клеровкой до содержания в нем 92,5% сухих- веществ.
По окончанию уваривания утфеля во втором вакуум-аппарате его спускают в утфелемешалку, подготавливают по типовой технологии к центрифугированию и разделяют в поле действиям центробежных сил с отбором кристаллов сахара и соответствующих оттеков.;.
После отбора из первого аппарата части утфеля его раскачивают сиропом с клеровкой и уваривают при пересыщении 1,15 до содержания в нем 92,25% сухих веществ.
Затем первый вакуум-аппарат готовят к выгрузке из него утфеля в приемную утфелемешалку раньше чем из второго, центрифугируют в фильтрующей центрифуге с отделением первого оттека, промывают кристаллы сахара с отделением второго оттека и затем выгружают кристаллический белый сахар.
1
2
1
2
утф1
утф2
утф1
утф2
ср
сах
сах
н
Для сопоставления предлагаемого способа с известным в них определяют основные технологические показатели: чистоту утфеля первой кристаллизации в первом и втором вакуум-аппаратах (Ч, Ч), содержание в них сухих веществ (СВ, СВ), средний выход кристаллов сахара из центрифуг (К, % к массе утфеля); физико-химические показатели качества кристаллического белого сахара: цветность (Ц, ед. опт. пл.), мутность (М, физ. ед.), содержание редуцирующих веществ (РВ,%); гранулометрические показатели кристаллического белого сахара: средний размер кристаллов (Ср, мм), коэффициент неоднородности (К, %).
Параллельно кристаллический белый сахар получали по известному способу с использованием тех же условий, что и по предлагаемому.
Уваривание утфеля первой кристаллизации в вакуум-аппарате начинают с открытия вентиля предварительного разряжения, для создания в нем остаточного давления 0,065 МПа. Затем, после открытия основного воздушного вентиля, в вакуум-аппарате уменьшают остаточное давление до 0,015 МПа. Одновременно с открытием вентиля предварительного разряжения в вакуум-аппарат начинают подавать сироп с клеровкой. Как только уровень вводимого сиропа с клеровкой заполнит аппарат на 1/3 высоты паровой камеры, начинают подавать пар в паровую камеру аппарата.
После закрытия всей поверхности паровой камеры сиропом с клеровкой, паровой вентиль открывают полностью, и при остаточном давлении 0,015 МПа начинают выпаривание воды из смеси сиропа с клеровкой. Этот процесс ведут до содержания в смеси сиропа с клеровкой около 82,5% сухих веществ, что соответствует состоянию пересыщения в лабильной зоне. При этих условиях начинают заводку центров кристаллизации с использованием сахарной пудры. Причем предварительно ее фракционируют ситовым рассевом с выделением из пудры кристаллов размером 0,12 мм. Необходимое количество центров кристаллизации заводят в пересыщенном растворе из расчета 12 шт. на 1 мм длины поверхности пробного стекла. Последующее их наращивание ведут при поддержании 89% сухих веществ в утфеле. Затем часть утфеля из первого вакуум-аппарата из расчета 40% от его общей массы отбирают и подают во второй вакуум-аппарат.Одновременно с отбором утфеля из первого вакуум-аппарата во второй вводят нагретый до температуры утфеля моноглицерид дистиллированный мягкий марки ПО-90 в количестве 0,003% по массе утфеля. После этого уваривание и сгущение утфеля ведут параллельно в двух вакуум-аппаратах. В первом аппарате утфель сгущают перед спуском до 92,25% сухих веществ, а во втором - до 93,25% сухих веществ. Утфель из первого аппарата спускают в приемную утфелемешалку и сразу направляют на центрифугирование, а утфель из второго аппарата после спуска в приемную утфелемешалку раскачивают первым оттеком утфеля первого аппарата до содержания в нем 92,95% сухих веществ, а затем направляют на центрифугирование. Промывание кристаллов, гсахара проводят после отделения основной массы первого оттека (около 98%). При этом данный процесс ведут в две ступени - сначала сахарсодержащим раствором, концентрации 73% сухих веществ в количестве 3,0% к массе утфеля с добавлением в него 3 мг/л озона при температуре 85°С. Затем промывание кристаллов осуществляют водой, насыщенной паром, при давлении 0,35 МПа из расчета 1,0% к массе утфеля.
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 (прототип) позволяет повысить выход кристаллического белого сахара из центрифуги на 3,3% к массе утфеля. Причем получаемый при этом сахар имеет более высокие показатели качества.