Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УТФЕЛЯ ПЕРВОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к сахарной промышленности и может быть использовано при получении утфеля первой кристаллизации в сахарном производстве.

Известен способ получения утфеля первой кристаллизации, включающий сгущение сиропа в вакуум-аппарате до требуемого коэффициента пересыщения, заводку кристаллов, их наращивание, сгущение утфеля, многократный отбор части утфеля из вакуум-аппарата, центрифугирование отобранной части утфеля с разделением на сахар и оттек, возврат оттека на уваривание оставшейся части утфеля до достижения требуемой чистоты. При этом с целью интенсификации процесса в период уваривания с отбором в него вводят исходный сироп в количестве, равном по сухим веществам количеству отобранного при центрифугировании сахара (SU 257368, 11.11.1969).

Недостатком этого способа является то, что при определенных в нем условиях невозможно обеспечить необходимое истощение межкристального раствора утфеля и получение сахара-песка в соответствии с требованиями ГОСТ 21-94.

Наиболее близким по технологической сущности является способ получения утфеля первой кристаллизации, включающий сгущение сиропа в вакуум-аппарате до требуемого коэффициента пересыщения, заводку кристаллов сахара в количестве 8-9 шт. на 1 мм длины поверхности пробного стекла, их наращивание до достижения в утфеле 91-91,5% сухих веществ. Утфель отбирают из вакуум-аппарата в количестве 35-40% от общей массы. После центрифугирования отобранной части утфеля кристаллы сахара промывают горячей водой с отделением оттека. Оставшийся в вакуум-аппарате утфель раскачивают сиропом до 88-89% сухих веществ и проводят повторное наращивание кристаллов путем подачи в вакуум-аппарат сиропа. Возврат оттека отобранной части утфеля в вакуум-аппарат осуществляют после окончания подачи сиропа. Уваривание оставшейся в вакуум-аппарате части утфеля до готовности проводят до 92-92,5% сухих веществ (RU 2227162, 20.04.2004).

Недостатком этого способа является то, что предусматриваемый в нем способ заводки центров кристаллизации не позволяет обеспечить равномерный гранулометрический состав кристаллов в утфеле, приводит к ухудшению условий уваривания утфеля и снижению выхода кристаллов из него.

Технический результат изобретения заключается в улучшении выхода и качества сахара-песка из утфеля первой кристаллизации за счет ускорения процесса уваривания утфеля и повышения равномерности гранулометрического состава кристаллов в нем.

Этот результат достигается тем, что в предложенном способе получения утфеля первой кристаллизации, включающем сгущение сиропа в вакуум-аппарате до требуемого коэффициента пересыщения, заводку кристаллов, их наращивание, отбор части утфеля из вакуум-аппарата, центрифугирование этой части утфеля с разделением на сахар и оттек, возврат оттека в вакуум-аппарат и уваривание оставшейся части утфеля до готовности. При этом заводку кристаллов проводят путем их самопроизвольного образования в количестве 8-12 шт. на 1 мм длины поверхности пробного стекла, для чего степень пересыщения сиропа доводят до 1,3-1,4 при температуре 78-82°C и затем быстро охлаждают до появления центров кристаллизации, при это регулируют подачу греющего пара в паровую камеру вакуум-аппарата и наращивают их до содержания в утфеле 40-42% кристаллов к его массе, при этом отбор части утфеля из вакуум-аппарата осуществляют в количестве 35-40% от общей массы, оставшийся в вакуум-аппарате утфель уваривают на подкачках сиропа до содержания в нем 88-89% сухих веществ, а затем проводят озонирование, причем возврат оттека отобранной части утфеля в вакуум-аппарат осуществляют после окончания подачи сиропа.

Способ осуществляется следующим образом.

Сначала в вакуум-аппарате создают разрежение, соответствующее остаточному давлению 0,014-0,021 МПа, затем набирают сироп выше уровня поверхности паровой камеры и начинают сгущать его до коэффициента пересыщения 1,3-1,4. Заводку центров кристаллизации проводят путем их самопроизвольного образования в количестве 8-12 шт. на 1 мм длины поверхности пробного стекла, для чего степень пересыщения сиропа доводят до требуемого при температуре 78-82°C и затем быстро охлаждают до появления центров кристаллизации за счет регулирования подачи пара в паровую камеру. Образование центров кристаллизации в таком количестве обеспечивает быстрое уваривание утфеля без вторичного образования центров кристаллизации. Наращивание центров кристаллизации сахара ведут на систематических подкачках сиропа, предварительно нагретого до 74-75°C.

Процесс наращивания кристаллов сахара проводят до достижения в утфеле 40-42% кристаллов к его массе. При этом создаются оптимальные условия для роста кристаллов сахарозы с обеспечением их однородности по составу кристаллов. Такой утфель достаточно подвижен и легко вытекает из вакуум-аппарата и центрифугируется.

После достижения в утфеле 40-42% кристаллов к его массе проводят отбор из вакуум-аппарата части утфеля в количестве 35-40% от его общей массы. Установлено, что при отборе менее 35% или более 40% ухудшаются условия уваривания оставшейся части утфеля, снижается выход сахара и его качественные показатели.

Отобранную из вакуум-аппарата часть утфеля центрифугируют с получением сахара, первого и второго оттеков. Промывка кристаллов сахара горячей водой температурой 80-90°C необходима для удаления с их поверхности пленки первого оттека и обеспечения их качественных показателей согласно требованиям ГОСТ 21-94. При исключении промывки кристаллов горячей водой возможно получение сахара-песка, не соответствующего по качеству требованиям ГОСТ 21-94.

После отбора утфеля из вакуум-аппарата оставшуюся его часть раскачивают сиропом до содержания в нем 88-89% сухих веществ, а затем проводят его озонирование с концентрацией озона в смеси 7-12 г/м³ в течение 5 минут. При обработке сиропа озоном происходит интенсивное разложение моносахаридов, продукты разложения которых в щелочной среде окисляются с образованием постоянных бесцветных соединений, вместо того, чтобы конденсироваться в высокомолекулярные красящие вещества, что снижает цветность готового утфеля. Также озон оказывает прямое обесцвечивающее действие на продукты сахарного производства, вступая в реакцию с ранее образовавшимися молекулами красящих веществ. Таким образом, происходит окисление высокомолекулярных соединений, сопровождающееся разрывом углеродных цепочек, чем и обусловлено падение цветности и снижение вязкости сахаросодержащего раствора.

После раскачивания оставшейся части утфеля до содержания в нем 88-89% сухих веществ проводят повторное наращивание его кристаллов по типовой технологии вначале на сиропе, а после его истощения до чистоты второго оттека отобранной части утфеля наращивание кристаллов сахара проводят на его подкачках. Использование для уваривания оставшейся части утфеля второго оттека вместо первого обусловлено его более высоким качеством. Это позволяет получить из второй части утфеля стандартный по ГОСТ 21-94 сахар-песок. При этом снижаются потери сахара в процессе центрифугирования второй части утфеля и промывке его кристаллов. Все это позволяет не только сократить время уваривания второй части утфеля, но и снизить потери сахара в производстве.

При завершении наращивания кристаллов и заполнении вакуум-аппарата утфелем проводят окончательное его сгущение по типовой технологии до содержания в нем 92,0-92,5% сухих веществ. При этих условиях утфель имеет хорошую подвижность, легко спускается из вакуум-аппарата и центрифугируется с отделением сахара-песка, первого и второго оттеков.

Пример. Утфель I кристаллизации уваривают из сиропа чистотой 92,5% в вакуум-аппарате. В самом начале процесса уваривания сироп набирают в вакуум-аппарат выше уровня поверхности паровой камеры и сгущают его до коэффициента пересыщения 1,35. Заводку центров кристаллизации проводят путем их самопроизвольного образования в количестве 10 шт. зародышей кристаллов на 1 мм длины поверхности пробного стекла, регулируя подачу греющего пара в паровую камеру вакуум-аппарата. Наращивание кристаллов проводят на систематических подкачках сиропа, предварительно нагретого на 5°C выше температуры кипения утфеля, которую выдерживают равной 75°C. При достижении в утфеле 42% кристаллов к его массе, часть этого утфеля в количестве 40% от общей массы отбирают из вакуум-аппарата и направляют на центрифугирование. После разделения утфеля в центрифугах получают сахар-песок и два оттека.

Оставшийся в вакуум-аппарате утфель раскачивают сиропом с одновременным его озонированием в течение 5 мин, для чего в утфель вводят озон в количестве 7 г/м³. Затем проводят повторное наращивание кристаллов в сиропе, а на последние подкачки подают в вакуум-аппарат второй оттек отобранной части утфеля. После этого утфель доводят до готовности, сгущая его до 92,5% сухих веществ, и выгружают из вакуум-аппарата в приемную утфелемешалку.

Время уваривания утфеля в вакуум-аппарате по данному способу составляет 2,8 часа.

После центрифугирования получают товарный сахар-песок, имеющий размер кристаллов 0,72 мм и коэффициент неоднородности 28% и цветность 0,7 усл.ед., а также первый и второй оттеки, которые в дальнейшем используют на последующих технологических операциях. Выход сахара при уваривании утфеля I кристаллизации по предлагаемой технологии составляет 16,2% к массе свеклы.

Параллельно осуществляют процесс уваривания утфеля первой кристаллизации в вакуум-аппарате из сиропа чистотой 92,5% по известному способу. В самом начале процесса уваривания сироп набирают в вакуум-аппарат выше уровня поверхности паровой камеры и сгущают до значения коэффициента пересыщения 1,35. После этого в пересыщенный сироп вводят затравку в виде тонкоизмельченной сахарной пудры из расчета 8 шт. зародышей кристаллов на 1 мм длины поверхности пробного стекла, что соответствует требованиям известного способа. Наращивание кристаллов проводят на систематических подкачках сиропа, предварительно нагретого на 5°C выше температуры кипения утфеля в вакуум-аппарате, которую выдерживают равной 75°C. Для получения сопоставляемых результатов отбор утфеля из вакуум-аппарата проводят, как и по предлагаемому способу, в количестве 40% от общей его массы.

Отобранный утфель центрифугируют с получением товарного сахара-песка, первого и второго оттеков.

Оставшуюся часть утфеля в вакуум-аппарате вначале уваривают на сиропе, а затем на втором оттеке отобранной части утфеля до готовности.

Готовый утфель содержит 92,5% сухих веществ.

Общее время уваривания утфеля по известному способу составляет 3,2 часа.

После центрифугирования получают сахар-песок с размером кристаллов 0,56 мм и коэффициентом неоднородности 35%, цветностью 0,8 усл.ед., первый и второй оттеки. Выход сахара при уваривании утфеля I кристаллизации по известному способу составляет 16,15% к массе свеклы.

Помимо улучшения физико-химических показателей сахара предложенный способ в сравнении с известным позволяет увеличить выход товарного сахара-песка на 0,05% к массе сырья и сократить время уваривания утфеля первой кристаллизации на 12,5%.