СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАТРАВОЧНОЙ СУСПЕНЗИИ
METHOD FOR OBTAINING SEED SUSPENSION

Изобретение относится к сахарной промышленности и может быть использовано для повышения эффективности процесса уваривания утфелей сахарного производства.
Известен способ получения затравочной суспензии для уваривания утфеля, предусматривающий приготовление насыщенного сахарсодержащего раствора при 105-108°С, его охлаждение с образованием кристаллов и подача полученной суспензии в вакуум-аппарат [Шумилов А.А. Варка утфелей в сахарном производстве с применением кристаллической массы. - М.: ВНИИТО сах. промышленность, 1938. - С. 10…20.].
Недостатком этого способа является то, что получаемая по данному способу затравочная суспензия обладает неравномерным гранулометрическим составом, что отрицательно отражается на качественных показателях сахара и его выходе из вакуум-аппарата.
Наиболее близким к предлагаемому является способ получения затравочной суспензии для уваривания утфеля, предусматривающий приготовление насыщенного сахарсодержащего раствора при 105-108°С и его охлаждение с образованием кристаллов, причем с целью улучшения гранулометрического состава суспензии и, таким образом, качества утфеля, насыщенный сахарсодержащий раствор делят на две равные части. Одну из них охлаждают под разрежением до температуры 40-50°С с образованием 40-50% кристаллов. Обе части подвергают двухстадийному фракционированию в центрифугах периодического действия при температуре 80-85°С с оставлением в жидкой фазе кристаллов сахара размером 50-80 мкм, затем после завершения фракционирования эти две части смешивают и наращивают кристаллы при снижении температуры до 70-74°С, выдерживая их размеры в диапазоне 120-150 мкм и содержание в суспензии в пределах 20-30% [Пат. №2480527 Российская Федерация, МПК С13В 30/02 (2011.01). Способ получения затравочной суспензии для уваривания утфеля / А.А. Славянский, Е.В. Семенов, А.В. Карамзин, Н.Н. Лебедева; заявитель и патентообладатель Славянский А.А. - №2011152052/13; заявл. 21.12.2011; опубл. 27.04.2013, Бюл. №12.].
Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает необходимую однородность кристаллов в затравочной суспензии, что ухудшает ее качественные показатели, а следовательно и качество увариваемого утфеля.
Технический результат изобретения заключается в улучшении качества утфеля и гранулометрического состава сахара.
Этот результат достигается тем, что предложенный способ получения затравочной суспензии для уваривания утфеля, предусматривает приготовление насыщенного сахарсодержащего раствора при 105-108°С и его охлаждение с образованием кристаллов, причем насыщенный сахарсодержащий раствор делят на две равные части, при этом одну из них охлаждают под разряжением до температуры 35-45°С с образованием 20-30% кристаллов, далее обе части смешивают до достижения температуры смеси 80-85°С и подвергают фракционированию методом сепарирования с выделением в жидкой фазе кристаллов сахара размером 0,05-0,10 мм, добавляют в жидкую фазу моноглицерид дистиллированный в количестве 0,0005-0,001% к массе затравочной суспензии, далее наращивают кристаллы при снижении температуры до 70-74°С, выдерживая их размеры в диапазоне 0,15-0,20 мм и содержание в суспензии в пределах 45-50%, затем кристаллы повторно фракционируют методом сепарирования с выделением в жидкой фазе кристаллов размером 0,15-0,18 мм и их содержанием в готовой затравочной суспензии в диапазоне 35-45%.
Способ осуществляют следующим образом
Вначале готовят насыщенный сахарсодержащий раствор при температуре 105-108°С, делят на две равные части и охлаждают одну при температуре 35-45°С с образованием 20-30% кристаллов.
Деление насыщенного раствора на две равные части обеспечивает лучшие условия их последующего смешения и сепарирования. Превышение или уменьшение предельных значений по температурному режиму приводит к ухудшению технического результата изобретения.
Далее обе части смешивают до достижения температуры смеси 80-85°С. При запредельных значениях температурного диапазона, т.е. менее 80°С или более 85°С ухудшаются условия сепарирования кристаллической суспензии, что может отрицательно сказаться на качестве увариваемого утфеля.
Суспензию подвергают фракционированию методом сепарирования в жидкостном сепараторе-очистителе марки AI ОЦМ-5 с оставлением в жидкой фазе кристаллов сахара размером 0,05-0,10 мм.
Фракционирование кристаллов сахара проводят с целью улучшения гранулометрического состава затравочной суспензии. Диапазон кристаллов размером 0,05-0,10 мм получен экспериментально. При снижении размеров кристаллов менее 0,05 мм или превышении 0,10 мм ухудшается гранулометрический состав сахара при использовании затравочной суспензии.
В процессе наращивания кристаллов затравочной суспензии в нее вводят поверхностно-активное вещество - моноглицерид дистиллированный в количестве 0,0005-0,001% к массе затравочной суспензии.
Применение моноглицерина дистиллированного обусловлено тем, что он является пищевым поверхносто-активным веществом, проявляющим свою эффективность при добавлении в сахарные растворы. Добавление ПАВ в увариваемый утфель приводит к изменению его реологических характеристик. Использование пищевых ПАВ этого класса гарантирует качество и безопасность готового продукта [Славянский А.А., Мойсеяк М.Б. Особенности и интенсификация процессов уваривания, охлаждения и центрифугирования утфеля последней кристаллизации (монография). - М.: Издательский комплекс МГУПП, 2007. - 108 с.].
Количество вводимого моноглицерида дистиллированного в диапазоне 0,0005-0,001% к массе утфеля определено опытным путем и является достаточным для решения технической задачи изобретения. При запредельных значениях эффективность вводимого поверхносто-активного вещества снижается.
Наращивание кристаллов проводят при снижении температуры до 70-74°С, выдерживая их размеры в диапазоне 0,15-0,20 мм и содержание в суспензии в пределах 45-50%. Выбранный нижний диапазон температур до 70-73°С позволяет обеспечить оптимальные условия наращивания кристаллов сахара.
Кристаллы размером 0,15-0,20 мм повторно фракционируют методом сепарирования с использованием жидкостного сепаратора-очистителя марки AI ОЦМ-5 с выделением в жидкой фазе кристаллов размером 0,15-0,18 мм и их содержанием в суспензии 35 - 45%.
Размер кристаллов в диапазоне 0,15 - 0,18 мм позволяет свести к минимуму возможность образования конгломератов при уваривании утфеля сахарного производства.
Содержание кристаллов в готовой затравочной суспензии в пределах 35-45% позволяет вести процесс их наращивания при максимальной скорости и обеспечить необходимое качество и выход сахара при уваривании утфеля.
Запредельные значения по размерам затравочных кристаллов и их содержанию приводят к снижению технического результата изобретения.
Пример.
Вначале готовят насыщенный сахарсодержащий раствор при температуре 105°С, делят на две равные части и охлаждают одну при температуре 40°С с образованием 30% кристаллов.
Далее обе части смешивают до достижения температуры смеси 85°С.
Суспензию подвергают фракционированию методом сепарирования в жидкостном сепараторе-очистителе марки AI ОЦМ-5 с оставлением в жидкой фазе кристаллов сахара размером 0,05 - 0,10 мм.
В процессе наращивания кристаллов затравочной суспензии в нее вводят поверхностно-активное вещество - моноглицерид дистиллированный в количестве 0,001% к массе затравочной суспензии.
Наращивание кристаллов проводят при снижении температуры до 72°С, выдерживая их размеры в диапазоне 0,15-0,20 мм и их содержание в суспензии в пределах 50%.
Кристаллы размером 0,15- 0,20 мм повторно фракционируют методом сепарирования с использованием жидкостного сепаратора-очистителя марки AI ОЦМ-5 с выделением в жидкой фазе кристаллов размером 0,15 - 0,18 мм. Содержание кристаллов в готовой затравочной суспензии достигает 45%.
Параллельно осуществляют способ получения затравочной суспензии по прототипу. Готовят насыщенный сахарсодержащий раствор, растворяя сахар в горячей воде при температуре 107°С, и затем делят его на две равные части. Одну из них охлаждают под разрежением до температуры 45°С с образованием 45% кристаллов. Затем их подвергают двухстадийному фракционированию в центрифугах периодического действия при температуре 82°С с оставлением в жидкой фазе кристаллов сахара размером 65 мкм.
После завершения фракционирования эти две части смешивают и наращивают кристаллы при снижении температуры до 72°С. При этом размер кристаллов выдерживают 0,135 мм, а их содержание в суспензии 25%. На основе затравочных суспензий, полученных по предлагаемому способу и по прототипу уваривают утфель I кристаллизации. Сравнение качественных характеристик утфеля представлено в таблице.
Таким образом, из приведенных в примере данных видно, что затравочная суспензия по предлагаемому способу позволяет повысить выход сахара на 1,5% к массе утфеля, повысить качественные показатели белого сахара и снизить коэффициент неоднородности на 1,7%.