Спосіб отримання утфелю першої кристалізації

Корисна модель відноситься до цукрового виробництва, а саме до варки цукрових утфелей. Відомий спосіб отримання утфеля, який передбачає згущення сиропу, заведення кристалів, попереднє нагрівання сиропу, багатократне нагрівання та охолодження з одночасною дією на нього ультразвукових коливань [А.с. №1781302 опубліковано 15.12.92, бюл. №46]. Недоліком способу отримання утфеля є його багатократне нагрівання та для ультразвукових коливань, які призводять до розчинення крупних та дрібних кристалів під час уварювання. Найбільш близьким до корисної моделі є спосіб отримання утфеля першої кристалізації [А.с. №1707081, опубл. 23.01.1992р., бюл. №3], що передбачає згущення сиропу в вакуум-апараті, заведення кристалів цукру шляхом введення в згущений розчин центрів кристалізація у вигляді цукрової пудри з наступним їх закріпленням, нарощуванням кристалів цукру із збільшенням сухих речовин, яку проводять впродовж 60-65% загального часу, кінцеве згущення утфеля та його сп уском. Недоліком є відсутність можливості регулювати тривалість процесу отримання утфеля та виходу готового продукту в залежності від кількості сиропу, який поступає в утфельний вакуум-апарат. В основу корисної моделі поставлена задача знаходження оптимальних режимів керування утфельним вакуум-апаратом на базі ситуаційного підходу, що дасть можливість збільшити вихід готового продукту, покращити якість цукру та зменшити тривалість уварювання утфеля. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб передбачає згущення сиропу в вакуум-апараті, заведення кристалів цукру шля хом введення в згущений розчин центрів кристалізація у вигляді цукрової пудри з наступним їх закріпленням, нарощуванням кристалів цукру із збільшенням сухи х речовин, яку проводять впродовж 60-65% загального часу, кінцеве згущення утфеля та його сп уском. Згідно корисної моделі в залежності від кількості сиропу, який поступає в вакуум-апарат визначають технологічні режими, а саме при кількості сиропу більше допустимого обирають скорочення тривалості процесу та зменшення виходу го тового продукту за рахунок припинення, або прискорення процесу уварювання, а при обмеженій кількості сиропу обирають збільшення виходу готового продукту в межах 0,7-0,8 за рахунок збільшення тривалості процесу. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та технічним результатом буде в наступному: Для кожної ситуації синтезується відповідне їй оптимальне керування, яке зводитися до розв'язання однієї з таких задач: мінімізація тривалості процесу, максимізація виходу готового продукту. Максимізації виходу го тового продукту використовується у разі, коли продуктове відділення стає "вузьким" місцем у виробництві цукру і запаси сиропу досягають критичної межі, і головна ціль - досягнення збільшення виходу готового продукту, а тривалість проходження процесу грає другорядну роль. Мінімізації тривалості використовується при достатній кількості сировини і головна ціль є звести до мінімуму втрати сиропу, а ви хід готового продукту вже грає другорядну роль. Вихід готового продукту визначається відношенням кінцевим значенням масового вмісту кристалів цукру до максимально можливого. Відображення цих задач з обмеженнями, які накладаються знаходиться в таблиці 1.1. Таблиця 1.1 Варіанти розв'язання задачі оптимізації. 1-ий варіант 2-ий варіант КрК/КрМ→max tц →min КрК/КрМ≥(Кр К/КрМ)ДОП tК.ОГР≥tц.к де КрК, КрМ, (КрК/КрМ)ДОП - відповідно кінцеве та максимальне значення відсоткового масового вмісту кристалів в утфеля та допустиме значення; tц - тривалість циклу; tц.к , tК.ОГР - відповідно час закінчення процесу кристалізації та його обмеження. Відомо, кінетичне рівняння процесу кристалізації: (1) Кр=КрМ(1-ехр(t/θ)n) Мінімізація тривалості періодичного процесу в утфельному вакуум-апараті: t=f(θ,n)→min, (2) де n і θ - кінетичні параметри: коефіцієнт форми кінетичної кривої та постійна часу. Це функція залежності від постійної часу та форми кінетичної кривої при обмеженні: КрК/КрМ≥(КрК/КрМ)ДОП, де, КрК/КрМ, (КрК/КрМ)ДОП - відповідно відносне кінцеве значення масового вмісту кристалів в утфелі та його допустима значення. Причому вихід готового продукту не може бути менше 0,632. Максимізації виходу го тового продукту: КрК/КрМ=f(n,θ)→max (3) при обмеженні: tК.ОГР≥tК, де tК, tК.ОГР - відповідно час закінчення процесу кристалізації та його обмеження. Кінетичні параметри в свою чергу залежать від параметрів стану, а саме від температури пари в гріючій камері та тиску вторинної пари вакуум-апарата, якими можливо регулювати процес уварювання утфеля. Даний спосіб забезпечить оперативне регулювання тривалості процесу отримання утфеля та ви хід готового продукту. Все призведе до зменшення енергоносії, зменшення втрат цукру та покращення його якості. Спосіб здійснюється наступним чином. При недостатній кількості продукту, сироп з температурою 75-77°С поступає в вакуум-апарат, де відбувається згущення сиропу, заведення кристалів цукру шляхом введення в згущений розчин центрів кристалізація у вигляді цукрової пудри з наступним їх закріпленням, нарощуванням кристалів цукру із збільшенням сухи х речовин до 90%, яку проводять впродовж 60-65% загального часу, кінцеве згущення утфеля до вмісту сухи х речовин 98% та його спуском. За рахунок збільшення тривалості уварювання та збільшення температури в гріючій камері до максимально можливого за технологічним регламентом, вихід готового продукту збільшився до 0,79, при цьому тривалість уварювання утфелю складає 2,5 годин. При достатній кількості продукту, сироп з температурою 75-77°С поступає в вакуум-апарат, де відбувається згущення сиропу, заведення кристалів цукру шляхом введення в згущений розчин центрів кристалізація у вигляді цукрової пудри з наступним їх закріпленням, нарощуванням кристалів цукру із збільшенням сухи х речовин до 90%, кінцеве згущення утфеля до вмісту сухих речовин 95%. Коли досягається потрібний вміст сухи х речовин і вихід го тового продукту не менше допустимого 0,632, а саме 0,651, тоді закінчується час варіння утфелю і відбувається спуск. Результати дослідження показали, що при здійсненні запропонованого способу отримання утфеля першої кристалізації, в порівнянні із способом отримання утфеля першої кристалізації за типовою схемою, досягається збільшення готового продукту від 0,7 до 0,8, зменшення тривалості уварювання утфелю від 2 до 2,5 годин. Спосіб призводить до знаходження оптимальних умов роботи утфельного вакуум-апарату, що дасть можливість збільшити вихід готового продукту, покращити якість цукру та зменшити тривалість уварювання утфеля.