Сушка свеклосахарной патоки

УДК 66.047.6

СУШКА СВЕКЛОСАХАРНОЙ ПАТОКИ

© А.М. Воробьев, Г.С. Кормильцин, В.Ф. Першим

Ключевые слова: патока; кривая сушки; вязкость; сушилка; температура.

Приведены результаты исследований процесса сушки свеклосахарной патоки. Даны рекомендации по режимным параметрам процесса и аппаратурному оформлению стадии сушки.

Патока является побочным продуктом сахарного производства. Она представляет собой вязкую непрозрачную жидкость от коричневого до темно-бурого цвета. Химический состав патоки и ее свойства весьма разнообразны и зависят от почвенных и климатических условий произрастания свеклы, условий ее хранения и технологии переработки свеклы в сахар.

Свеклосахарная патока широко используется в пищевой промышленности, в производстве кормов для крупных комплексов и мелких фермерских хозяйств, а также для получения спирта и биотоплива. При этом остро встают экономические вопросы транспортировки ее к потребителю в больших количествах. Патока содержит наряду с ценными питательными компонентами значительное количество воды (по данным И.Б. Минца от 12,8 до 30,12 %), поэтому возникает необходимость обезвоживания ее, т. к. высушенный продукт позволяет экономить на транспортных перевозках, на площади складирования и т. д. Но при этом необходимо учитывать энергетические затраты на сушку, по-

этому в каждом конкретном случае следует делать сравнительные экономические расчеты.

Сушка патоки сопряжена с трудностями, которые обусловлены свойствами ее и в первую очередь высокой вязкостью, поэтому применение распространенной сушильной аппаратуры затруднительно для данного продукта. Нами была модернизирована и испытана пилотная ленточная сушилка, конструкция которой представлена на рис. 1.

Процесс сушки был организован следующим образом. Жидкая патока через отверстия сменного узла подачи исходного материала (3) наносится на бесконечную ленту сушилки (2). Сменные узлы подачи материала отличаются друг от друга размерами отверстий. Благодаря высокой вязкости патоки и, меняя эти узлы, можно регулировать размеры капель материала. В зависимости от начальной влажности патоки выбиралась скорость движения ленты и, следовательно, время сушки.

1 2І 3 4 6

Рис. 1. Схема сушилки для патоки: 1 - корпус; 2 - лента сушилки; 3 - узел подачи исходного материала; 4 - патрубок подачи сушильного агента; 5 - патрубок выхода отработанного сушильного агента; 6 - перегородка; 7 - нож; 8 - узел выгрузки высушенного материала

0 20 40 60 80 10 12 т мин-

Рис. 2. Кривая сушки сахарной патоки

По мере движения ленты через зону сушки, в которую подавался сушильный агент через патрубок (4), влага удаляется из капель, а отработанный сушильный агент уходит через патрубок (5). Сухой материал в виде гранул отделяется от ленты на изгибе ее, а оставшиеся гранулы срезаются с ленты ножом (7) и поступают на упаковку через узел выгрузки (8).

Для предотвращения смешивания исходного сушильного агента и отработанного предусмотрена перегородка (6), которая крепится к корпусу сушилки (1).

Температура сушки составляла 100 °С и была выбрана из условий критической, при которой начинается разложение сахарозы патоки. По данным В.Н. Швеца температурный диапазон разложения сахарозы составляет 40...138 °С. Конечная влажность и форма высушенного материала выбирались из условий, при которых не происходит слеживаемости продукта, и он достаточно хрупкий.

Предварительно были проведены опыты по определению рН патоки до сушки и после сушки, поскольку это является косвенным показателем состояния ее. Наши исследования показали, что рН до сушки патоки составил 7,2. Опыты производились в шкафу, при этом патока наносилась на подложку в виде капель с размером 3 мм. Материал подложки был тот же, что и мате-

риал ленты сушилки. Подложка с каплями помещалась в сушильный шкаф при температуре 100 °С и через определенное время извлекалась из него для взвешивания. Эксперименты показали, что начальная влажность составила 27 % в пересчете на общий вес, конечная влажность - 10 %. При этой конечной влажности сухой продукт легко снимается с подложки.

На рис. 2 представлена кривая сушки материала, который можно отнести по классификации А.В. Лыкова к типичным капиллярно-пористым коллоидным телам.

Высушенная патока растворялась в воде для определения рН, который составил 7,5. Изменение рН вписывается в требования ОСТ 18-395-82 для реализации патоки.

Поступила в редакцию 22 апреля 2014 г.

Vorobyev A.M., Kormiltsin G.S., Pershin V.F. DRYING OF SUGAR BEET SYRUP

The results of studies of the drying process sugar beet syrup are given. Recommendations on the regime parameters of the process and apparatus design-temperature of drying step are considered.

Key words: syrup; drying curve; viscosity; dryer; temperature.

Воробьев Александр Михайлович, Тамбовский государственный технический университет, г. Тамбов, Российская Федерация, доктор технических наук, профессор кафедры «Техническая механика и детали машин», е-mail: fvd56@mail.ru

Vorobyov Aleksander Mikhailovich, Tambov State Technical University, Tambov, Russian Federation, Doctor of Technics, Professor of “Technical Mechanics and Machine’s Details” Department, е-mail: fvd56@mail.ru

Кормилицин Геннадий Сергеевич, Тамбовский государственный технический университет, г. Тамбов, Российская Федерация, кандидат технических наук, профессор кафедры «Техническая механика и детали машин», е-mail: gkorm402002@mail.ru

Kormiltsin Gennadiy Sergeyevich, Tambov State Technical University, Tambov, Russian Federation, Candidate of Technics, Professor of “Technical Mechanics and Machine’s Details” Department, е-mail: gkorm402002@mail.ru

Першин Владимир Федорович, Тамбовский государственный технический университет, г. Тамбов, Российская Федерация, доктор технических наук, профессор кафедры «Техническая механика и детали машин», е-mail: gkorm402002@mail.ru

Pershin Vladimir Fedorovich, Tambov State Technical University, Tambov, Russian Federation, Doctor of Technics, Professor of “Technical Mechanics and Machine’s Details” Department, е-mail: gkorm402002@mail.ru