Спосіб обробки цукрового утфелю і-ї кристалізації

Винахід відноситься до способів обробки цукрового утфелю першої кристалізації в центрифугах при відділенні кристалів цукру від міжкристального розчину. Відомий спосіб обробки утфелю в центрифугах [Михатова Г.Н., Каганов И.Н. 1973, с 160], що включає промивання цукру, після видалення міжкристального розчину водою в кількості 2,5% до маси утфелю з метою вилучення з поверхні кристалів залишків міжкристального розчину. Основним недоліком цього способу є те, що частина міжкристального розчину, що залишилась на поверхні кристалів, видаляється шляхом промивання водою. Це викликає часткове розчинення отриманих кристалів цукру (6% до маси утфелю). Тобто, якщо прийняти вміст кристалів в утфелі і кристалізації мінімальним 50%, то маємо 12% витрат цукру до його маси. Відомий також спосіб обробки утфелю і кристалізації в центрифугах [Инструкция по введению технологического процесса свеклосахарного производства. - М.: Минпи-щепром СССР, 1985, с. 263-265], відповідно до якого центрифугування утфелю і кристалізації проводять з промиванням його водою температурою 80-90°С, що на 10-15°С вище за температурою утфелю, а витрати води становлять 2,0-3,5% до маси утфелю і кристалізації. До недоліків цього способу відноситься те, що під час промивання утфелю водою відбувається розчинення 7-14% кристалів цукру до маси утфелю. Найближчим технічним рішенням до запропонованого є спосіб комбінованого промивання цукру Утфелю і кристалізації [Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. - М.: Агропромиздат, 1986 -с. 307], Спосіб вимагає розділення цукрового утфелю в полі відцентрових сил через фільтруючу перегородку з послідуючим промиванням кристалів в центрифузі за допомогою розбавленого водою до 70 - 74% сухих речовин та нагрітим до 75 - 80°С другим витіком утфелю і кристалізації в кількості 2,5 - 3,5% витоку і води 1,5-1,9% до маси утфелю. Витрати води за цих умов зменшуються в 2 рази. Отже розчиняється цукру 3,5 - 7,0% до маси кристалів утфалю І-ї кристалізації. Крім зниження виходу кристалічного цукру, до недоліків слід віднести додаткові витрати енергії на транспортування, кристалізацію додатково отриманого розчину та збільшення витрат цукру від розпаду цукрози, що додатково повертається в рецикл для кристалізації В основу винаходу поставлена задача створення способу обробки цукрового утфелю І-ї кристалізації шляхом промивки кристалів цукровим розчином та після цього водою з температурою центрифугування або насиченою парою забезпечити уникнення розчинення кристалів цукру. Поставлена задача вирішується тим, що в способі обробки цукрового утфелю І-ї кристалізації, що вимагає його розділення в полі відцентрових сил через фільтруючу перегородку з послідуючим промиванням кристалів в центрифузі, згідно винаходу, промивання кристалів здійснюють насиченим цукровим розчином з температурою рівною температурі центрифугування в кількості 3,0 - 3,5% до початкової маси утфелю в центрифузі та після цього водою з температурою центрифугування в кількості 0,5 - 1,0% до маси утфелю або насиченою парою. Промивною рідиною може бути цукровий розчин концентрацією 65-68% СР. При промиванні кристалів насичену пару краще використовувати з тиском 0,105 - 0,110 МПа на протязі 510 секунд. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками та очікуваним технічним результатом буде в наступному. Відомо, що розчинність цукру в воді залежить від температури. Отже, якщо промивання кристалів здійснювати гарячою водою, то в залежності від її кількості та температури розчиняється відповідна кількість кристалічного цукру (табл. 1). З табл.1 видно, що в залежності від кількості води, що йде на промивання кристалів цукру і кристалізації та температури цієї води, може розчинятися від 5% до 14% кристалічного цукру до маси утфелю. Уникнути розчинення кристалів цукру при їх промиванні можна шляхом використання для пробілювання насиченого при температурі центрифугування цукрового розчину. Практика цукрового виробництва [Сапронов А.Р., Єобровник Л.Д. Сахар, современная технология. - М.: Легкая промышленность. 1987. С. 216-217] свідчить про те, що утфіль і кристалізації центрифугується при температурі 70 - 75°С. За такої температури мінімальну в'язкість має насичений цукровий розчин Дб = 92 -95%. Тому доцільно використовувати для промивання кристалів цукру насичений цукровий розчин - сироп з випарки, клеровку цукру ІІ кристалізації або сироп з клеровкою, що мають Дб = 92 -95%. За таких умов в'язкість промивного розчину цукру буде мінімально можливою, що зменшить гідравлічний опір при проходженні розчину через шар кристалів цукру в центрифузі, що зменшить час промивання та загальний час робочого циклу центрифуги. Проводились досліди різних способів обробки утфелю і кристалізації. Дані зведені в табл.2. Дані табл.2 свідчать про те, що запропонований спосіб обробки цукрового утфелю і кристалізації в центрифугах, значно зменшує кількість розчиненого цукру підчас промивки кристалів при практично незмінних характеристиках готового цукру. Зниження температури промивної води до 70°С (температура центрифугування) для остаточного промивання кристалів зменшує розчинність цукрози в ній порівняно з водою вищої температури. Так, наприклад, розчинність чистої цукрози при температурі 80°С становить 3,80 кг/кг води, а при температурі 70°С - 3,31 кг/кг води; розчинність цукрози при доброякісності Дб = 92% при температурі 80°С становить 3,73 кг/кг води, а при 70°С - 3,23 кг/кг води. Окрім цього, усунення процесу розчинення кристалічного цукру під час промивання зменшує на 5-15% кількість цукру до маси утфелю і кристалізації, що повертається в рецикл разом з II витоком на кристалізацію, чим скорочуються витрати цукру від його термічного розпаду. Кількість насиченого цукрового розчину була визначена - 3,0 - 3,5% до початкової маси утфелю. При кількості менше 3,0% значно зменшується кількість розчиненого цукру, але цієї кількості промивного розчину недостатньо для видалення міжкристального розчину з поверхні кристалів, збільшення його кількості понад 3,5% недоцільно з точки зору надмірної витрати розчину при такому ж видаленню міжкристального розчину з поверхні кристалів, що і 3,0 - 3,5%. Після обробки насиченим цукровим розчином в способі використовують воду з температурою центрифугування в кількості 0,5 - 1,0% до маси утфелю. Температура центрифугування (70-75°С) має бути обов'язковою у використовуваної води тому, що за більшої температури збільшується розчинність Існуючих кристалів цукру, а за меншої температури, вода охолоджує утфель, підвищує його в'язкість, погіршує центрифугуючи властивості утфелю. При використанні кількості води менше 0,5% до маси утфелю не отримуються потрібні кінцеві характеристики способу. При використанні води в кількості більше 1,0% до маси утфелю спостерігається надмірне розчинення кристалів цукру. Тільки кількість 0,5 - 1,0% води з температурою центрифугування забезпечить очікуваний технічний результат - усунення процесу розчинення кристалічного цукру під час промивання. Пропонується краще в якості промивної рідини використовувати цукровий розчин концентрацією 65 - 68% СР. Якщо концентрація цукрового розчину буде меншою 65% СР, то це викличе збільшення розчинення кристалів цукру. При концентрації цукрового розчину більше 68% СР - його в'язкість підвищується і цей розчин гірше промиває кристали цукру, довше проходить через міжкристальний простір, збільшує час центрифугування. Тому і пропонується використовувати краще цукровий розчин з концентрацією 65 -68% СР. Після промивання кристалів їх промивання можливо здійснювати насиченою парою. Краще використовувати насичену пару з тиском 0,105 - 0,110 МПа на протязі 5-10 секунд. При використанні насиченої пари для промивання процес здійснюється швидко, пара рівномірно омиває кристали цукру, чим досягається якісне промивання кристалів. Краще подавати насичену пару з тиском 0,105 0,110 МПа. При застосуванні тиску менше 0,105 МПа спостерігається нерівномірне омивання кристалів цукру. При використанні тиску більше 0,110 МПа значно зростають її витрати при однаковому ефекті омивання кристалів. Тому бажано рекомендувати використовувати насичену пару з тиском 0,105 -0,110 МПа. Насичену пару з таким тиском застосовують на протязі 5-10 секунд. Тільки в такому Інтервалі часу буде досягатись бажаний технічний результат. При зменшенні часу менше 5 секунд буде не повне омивання кристалів, а при збільшенні понад 10 секунд буде збільшуватись витрата пари та відбуватись розчинення кристалів цукру. Поєднання запропонованих ознак дозволяє досягти бажаний технічний результат, який буде в тому, що уникається розчин кристалів цукру. Здійснення способу заключається в наступному. Після завантаження центрифуги цукровим утфелем і кристалізації здійснюється її розгонка. Під дією відцентрових сил кристали цукру затримуються на фільтруючому ситі, а міжкристальний розчин проходить через сито і відводиться Із центрифуги. Основна частина міжкристального розчину (85-90°С) відокремлюється від кристалів в період розгону центрифуги. Міжкристальний розчин, що залишився на поверхні кристалів, видаляється промиванням кристалів цукру. Для промивання використовують спочатку насичений цукровий розчин Дб = 92 - 97% з температурою рівною температурі центрифугування (70-75°С) в кількості 3,0 -3,5% до початкової маси утфелю в центрифузі. Можливо в якості промивної рідини використовувати цукровий розчин концентрацією 65 - 68% СР. Після промивання кристалів подальшу їх промивку здійснюють водою з температурою центрифугування (70 - 75°С) в кількості 0,5 -1,0% до початкової маси утфелю або насиченою водяною парою. Краще використовувати насичену пару з тиском 0,105 - 0,110 МПа на протязі 5- 10 секунд. Приклад. Після завантаження центрифуги, її розгонки - під дією відцентрових сил здійснюється обробка цукрового утфелю і кристалізації через фільтруючу перегородку з послідуючим промиванням кристалів. Промивання здійснюють насиченим цукровим розчином, в якості якого використовують сироп з клеровкою Дб = 93% з температурою центрифугування 73°С в кількості 3% до початкової маси утфелю в центрифузі. При цьому беруть цукровий розчин концентрацією 67% СР. Подальшу промивку здійснюють водою з температурою центрифугування в кількості 0,7% до початкової маси утфелю. В результаті отримано такі характеристики: кількість промивного витоку - 12,37% до маси утфелю; доброякісність його - 90,5%; доброякісність та колірність білого цукру відповідно стали Дб - 99,8%, Кол. - 0,75 умовних одиниць. Ці характеристики свідчать, що спосіб значно зменшив кількість розчиненого цукру. Інші способи зведені в табл.3. Таким чином, з таблиці видно, що тільки при використанні для промивання насиченого цукрового розчину в кількості 3 - 3,5% до початкової маси утфелю діє бажаний технічний результат - значно зменшується кількість розчиненого цукру при незмінних характеристиках готового цукру.