СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ УТФЕЛЯ ПЕРВОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ САХАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
METHOD FOR SEPARATING MASSECUITE OF THE FIRST CRYSTALLIZATION OF SUGAR PRODUCTION

Изобретение относится к производству кристаллического белого сахара, а именно к процессу разделения утфеля первой кристаллизации в центрифугах.
Известен способ разделения утфеля первой кристаллизации, включающий в себя подогрев перед спуском из вакуум-аппарата до температуры 74-78°С с таким расчетом, чтобы при его центрифугировании температура была в интервале 68-72°С. Утфель загружают в ротор фильтрующей центрифуги периодического действия до достижения толщины его фильтрующего слоя около 150 мм. В самом начале процесса центрифугирования утфеля начинается отделение из слоя кристаллов межкристального раствора в виде первого оттека. Затем кристаллы сахара промывают горячей водой, нагретой до температуры 80-95°С для удаления с их поверхности пленки оттека. При этом промывание кристаллов сахара начинают через 15-25 с после загрузки утфеля в центрифугу. Перед выгрузкой кристаллического белого сахара из ротора центрифуги его подсушивают в поле действия центробежных сил до влажности 0,8-1,5% и при помощи вибротранспортера направляют в сушильное отделение [RU 2154107, C13F 1/08. Опубл. 10.08.2000. - Бюл. № 22].
Недостатком способа является отсутствие необходимых требований подготовки утфеля к центрифугированию, условиям проведения промывания кристаллов сахара в роторе центрифуги, а также использование для этой операции только горячей воды, что существенно увеличивает потери сахара за счет растворения его кристаллов.
Наиболее близким к предлагаемому является способ разделения утфеля первой кристаллизации, предусматривающий загрузку утфеля в ротор фильтрующей центрифуги периодического действия до достижения толщины слоя около 150 мм, отделение межкристального раствора из слоя кристаллов сахара в виде первого оттека, промывание кристаллов сахара горячей водой с отделением второго оттека и подсушивание их перед выгрузкой из ротора до влажности 0,8-1,5% к массе утфеля. Загружаемый в ротор утфель предварительно раскачивают сиропом, содержащим перекись водорода в количестве 0,003-0,009% к массе сахара, до содержания в нем 91,7-92,5% сухих веществ, выдерживая при этом температуру 68-72°С для обеспечения его минимальной вязкости. Промывание кристаллов начинают после отделения из них 95-98%>первого оттека, причем эту операцию проводят в две ступени - сначала сахарсодержащим раствором концентрацией 60-75%) сухих веществ и температурой 70-80°С в количестве 2,0-3,5%) к массе утфеля, а затем промывной водой температурой 80-95°С в количестве 0,5-1,5% к массе утфеля [RU 2508408, СИВ 30/10. Опубл. 27.02.2014. - Бюл. № 6].
К недостаткам осуществления данного способа следует отнести подготовку утфеля первой кристаллизации к разделению в поле действия центробежных сил, а также к режиму его промывания в роторе центрифуги.
Достигаемым техническим результатом заявленного способа является увеличение выхода сахара, улучшение его качественных показателей, как и придание, ему ароматических свойств.
Этот результат достигается тем, что в предлагаемом способе разделения утфеля первой кристаллизации, предусматривающем загрузку утфеля в ротор фильтрующей центрифуги периодического действия до достижения толщины слоя 150-200 мм, отделение первого оттека от кристаллов сахара, промывание их с отделением второго оттека, подсушивание кристаллов сахара перед выгрузкой из ротора до влажности 0,8-1,5%», отличающийся тем, что загружаемый утфель предварительно раскачивают клеровкой сахара второй кристаллизации концентрацией 68-72% сухих веществ и температурой 60-80°С, содержащую в своем составе воду насыщенную озоном из расчета 3-12 мг/л. При этом раскачивание проводят до содержания в утфеле 91,5-92,5% сухих веществ, промывание кристаллов проводят в две ступени - сначала раствором клеровки сахара второй кристаллизации концентрацией 68-72% сухих веществ и содержащую озон в количестве 3-12 мг/л при температуре 70-80°С, причем отделение первого оттека сопровождается вводом в ротор центрифуги насыщенного влагой воздуха, для чего его предварительно обрабатывают паром температурой 105-110°С в отдельной емкости, промывание кристаллов сахара с отделением второго оттека начинают через 15-30 с после загрузки утфеля в ротор центрифуги водой ароматизированной натуральным ароматизатором на основе эфирных масел из расчета 0,2-0,6% по массе кристаллов сахара.
Способ разделения утфеля первой кристаллизации заключается в следующем.
Готовый утфель первой кристаллизации перед подачей в центрифуги предварительно раскачивают клеровкой сахара второй кристаллизации концентрацией 68-72% сухих веществ pi температурой 60-80°С, содержащей в своем составе воду насыщенную озоном из расчета 3-12 мг/л. Использование для раскачивания клеровки сахара второй кристаллизации позволяет улучшить качество межкристального раствора утфеля, обеспечить его эффективное центрифугирование и уменьшить потери сахара о - растворения. Добавление в клеровку воды насыщенной озоном снижает в ней содержание красящих веществ, что существенно улучшает цветность кристаллического белого сахара [Применение озона в технологии сахарного производства / И.А. Апасов, В.В. Агеев, Г.К. Подпоринова и др. // Сахар. - 2005. - № 6. - С. 52-53]. Определение количества насыщенной озоном воды в диапазоне 3-12 мг/л установлено опытным путем и при запредельных показателях, т.е. менее 3 мг/л или более 12 мг/л не позволяет достигнуть установленного технического результата изобретения. Концентрация сухих веществ клеровки в диапазоне 68-72%, как и ее температурный интервал от 60 до 80°С, также получены экспериментальным путем и при их запредельных значениях невозможно достигнуть поставленную цель изобретения. Раскачивание утфеля перед его подачей в ротор центрифуги проводят до содержания сухих веществ 91,5-92,5%, что обеспечивает ему высокие центрифугальные свойства. При запредельных значениях, например, менее 91,5% снижается выход кристаллического сахара из центрифуг, а более 92,5% сухих веществ ухудшает его разделение, особенно при высокой вязкости утфеля.
Загрузку утфеля в ротор фильтрующей центрифуги периодического действия ведут до достижения его слоя 150-200 мм. При этих условиях обеспечивается полное удаление из порового пространства слоя кристаллов межкристального раствора и значительно снижается количество получаемых оттеков. При запредельных значениях, т.е. менее 150 мм возрастают энергетические расходы на центрифугирование, а при более 200 мм, особенно в случае высоких вязкостных свойств утфеля, возможно значительное ухудшение качества белого сахара.
Промывание кристаллов сахара проводят в две ступени - сначала раствором клеровки сахара второй кристаллизации концентрацией 68-72% сухих веществ, содержащую озон в количестве 3-12 мг/л при температуре 70-80°С. Повторное использование клеровки с целью удаления межкристального раствора из порового пространства слоя кристаллов позволяет достигнуть более высокое качество кристаллов белого сахара. Указанные интервалы по клеровке установлены опытным путем и позволяют уменьшить затраты на промывание кристаллов. Температурный интервал в диапазоне 70-80°С улучшает отделение первого оттека и позволяет создать оптимальные условия для получения второго оттека. Поскольку процесс центрифугирования сопровождается вводом в ротор насыщенного влагой воздуха, то достижение результата изобретения значительно улучшается. С этой целью воздух предварительно обрабатывают паром температурой 105-110°С в отдельной емкости.
Предварительная обработка воздуха паром в отдельной паровой емкости исключает опасность обжечься паром, а также выбранный интервал по температуре пара 105-110°С позволяет создать необходимую температуру воздуха в короткий период времени. В итоге это уменьшает возможность больших потерь сахара в процессе разделения утфеля в центрифугах.
Промывание кристаллов сахара с отделением второго оттека начинают через 15-30 с после загрузки утфеля в ротор центрифуги. С этой целью используют воду, ароматизированную натуральным ароматизатором на основе эфирных масел из расчета 0,2-0,6% по массе кристаллов сахара.
Отделение второго оттека через 15-30 с обусловлено практически полным удалением из парового пространства кристаллов первого оттека за этот период времени. При запредельных значениях, т.е. менее 15 с не весь оттек может быть удален, а при более 30 с возможна подсушка на поверхности кристаллов пленки первого оттека, что может быть причиной последующего повышенного расхода промывной воды и потерь сахарозы.
Использование ароматизаторов позволяет получать кристаллический белый сахар с различным запахом. Все основные характеристики используемых ароматизаторов отражаются в сертификате качества от завода-производителя. При использовании нескольких ароматизаторов их количество зависит от природы, т.е. являются они натуральными или синтетическими [RU 2326949, C13F 3/00, A23L 1/236. Опубл. 20.06.2008. Бюл. № 17].
-1
Пример 1. Утфель первой кристаллизации чистотой 91,95%, содержащий 92,8% сухих веществ, спускают из вакуум-аппарата в приемную утфелемешалку, где его предварительно раскачивают клеровкой сахара второй кристаллизации концентрацией 70% сухих веществ и температурой 70°С, содержащую в своем составе воду насыщенную озоном из расчета 8 мг/л. Разделение утфеля осуществляют в центрифугах периодического действия марки ФПН-1251Т с разовой загрузкой 700 кг. Утфель загружают до достижения толщины его слоя на перфорированной поверхности ротора 170 мм при частоте вращения ротора 230 мин. Раскачивание проводят до содержания в утфеле 92% сухих веществ.
Промывание кристаллов проводят в две ступени - сначала раствором клеровки сахара второй кристаллизации концентрацией 70% сухих веществ, и содержащую озон в количестве 8 мг/л при температуре 70°С. При этом отделение первого оттека сопровождается вводом в ротор центрифуги насыщенного влагой воздуха. С этой целью вводимый воздух предварительно обрабатывают паром температурой 107°С в отдельной емкости. Промывание кристаллов сахара с отделением второго оттека начинают через 17 с после загрузки утфеля в ротор центрифуги. Его проводят водой ароматизированной натуральным ароматизатором на основе эфирных масел - идентичный ароматизатору лимон-лайма из расчета 0,4% по массе кристаллов сахара. Затем кристаллы белого сахара подсушивают в поле действия центробежных сил до влажности 1,0% перед выгрузкой из центрифуг.
Утфель подаваемый на центрифугирование имеет следующий состав: чистота 91,95%, содержание сухих веществ 92,8%, содержание кристаллов 52,8%.
Показатели качества белого сахара после высушивания: цветность 0,65 усл. ед.; мутность раствора сахара 12,7 физ. ед.; содержание редуцирующих веществ 0,021%; содержание золы 0,014%; гранулометрический состав сахара: средний размер кристаллов 0,72 мм; коэффициент неоднородности 22,0%.
Пример 2. Для сравнения осуществляют способ разделения утфеля первой кристаллизации по известному способу (прототип). Процесс реализуют в тех же центрифугах, что и по предлагаемому способу (ФПН 1251Т). Загружаемый в ротор центрифуги утфель предварительно раскачивают сиропом, содержащим перекись водорода в количестве 0,007% к массе сахара, до содержания в нем 92% сухих веществ при температуре 70°С для обеспечения его минимальной вязкости. Промывание кристаллов начинают после отделения из них 96% первого оттека. Причем эту операцию проводят в две ступени - сначала сахарсодержащим раствором концентрацией 70% и температурой 75°С в количестве 3% к массе утфеля, а затем промывной водой температурой 90°С в количестве 1,2% к массе утфеля.
Утфель, подаваемый на центрифугирование, имеет следующие технологические показатели: чистота утфеля 92,0%; содержание сухих веществ 92,5%; содержание кристаллов в утфеле 48,5%.
Показатели качества сахара после высушивания: цветность 0,8 усл. ед.; мутность раствора сахара 26 физ. ед.; содержание редуцирующих веществ 0,047%; содержание золы 0,039%; гранулометрические показатели: средний размер кристаллов 0,63 мм; коэффициент неоднородности 27,4%.
Таким образом, из приведенных результатов видно, что предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает более высокий выход сахара. Причем показатели качества белого сахара превышают известный способ, а сам сахар приобретает привлекательный пищевой аромат.