Отделение выпарной установки свеклосахарного производства

Задача получения сахара стандартного качества решается с помощью многоступенчатой кристаллизации, при этом потери будут минимальны.

Наибольшее распространение получили двухступенчатая и трехступенчатая  схемы продуктового отделения. Для  получения сахара хорошего качества используют гибкие схемы, предусматривающие  оперативное перераспределение потоков в соответствии с ситуацией на заводе.

 

Рациональная технологическая  схема продуктового отделения должна иметь столько ступеней кристаллизации, чтобы суммарный эффект кристаллизации составлял 30-33%, а коэффициент завода составлял бы 80% при среднем качестве свеклы.

В достоинство трехпродуктовой  схемы можно включить более высокий  выход (37%) и высокое качество получаемого  товарного продукта. От прочих схем она отличается прямоточностью, существует один рециркуляционный контур - возврат  клеровки.

Исходным сырьем для продуктового отделения является сульфитированная смесь сиропа с клеровкой сахаров  II кристаллизации и сахара-аффинада III кристаллизации с чистотой не менее 92%.

Из этой смеси в вакуум-аппаратах  I продукта уваривают утфель I кристаллизации до массовой доли сухих веществ 92.5%, при этом содержание кристаллов в утфеле составляет 55%.

 

Уваривание осуществляют в вакуум-аппаратах  периодического действия, поэтому после  уваривания утфель выгружается в  буферную промежуточную емкость  приемной мешалки. После выгрузки аппарат пропаривается экстра-паром I корпуса выпарной установки и пропарка направляется в клеровочную мешалку. Если пропарка проводится ретурным паром, то ее можно направлять в приемную мешалку, где при смешивании с утфелем растворяется около 2-3% кристаллов.

 

Утфель центрифугируют нагорячо (t=70-75оC), при этом рекомендуется использовать центрифуги с фактором разделения 1000. При фуговке отделяем 2 оттека.На первой стадии выделяется "зеленая" патока I, которая направляется в сборник под центрифугой и перекачивается в сборник перед вакуум-аппаратами, для создания запаса зеленой патоки для уваривания утфеля II.

 

По окончании отделения зеленой  патоки в ротор центрифуги подается горячая артезианская вода в количестве 3.0-3,5% по массе сахара, проводится пробелка сахара и выделяется II оттек утфеля I кристаллизации, который направляется в сборник под центрифугами, а затем перекачивается в сборник перед вакуум-аппаратами, где создается запас для уваривания утфеля II.

 

Разность доброкачественности оттеков должна быть 5-7 единиц.

Выгруженный из центрифуг сахар-песок  транспортируют для высушивания, охлаждения, отделения ферромагнитных примесей, комков сахара и пудры. Затем он поступает  в бункеры, откуда в склад бестарного хранения или на упаковку.

 

Уловленную циклонами сахарную пыль, а также комочки сахара с  виброконвейера и из сушильного барабана растворяют в очищенном соке и  подают в клеровочные мешалки.

Белая и зеленая патоки используются для уваривания утфеля II (промежуточного) продукта. В процессе уваривания в начале в вакуум-аппарат забирается белая патока и в конце зеленая _ патока. Утфель II продукта уваривают до массовой доли сухих веществ 93-94%, при этом содержание кристаллов в утфеле достигает 45%. Используют вакуум-аппараты периодического действия. После уваривания утфель выгружают в приемную мешалку. Вакуум-аппараты пропаривают экстра-паром I корпуса, пропарку направляют в приемную мешалку, Из приемной мешалки утфель II кристаллизации нагорячо (70-75оС) направляют на центрифугирование. Для этого рекомендуется использовать центрифуги непрерывного действия с коническим ротором, снабженным сегрегатором. Центрифугирование может проводиться с пробеливанием или без него. В любом случае после пробеливания оба отека соединяются в одном сборнике под центрифугами, а затем перекачиваются в сборник перед вакуум-аппаратами, для создания запаса для уваривания утфеля III продукта.

 

Желтый сахар II шнеком направляют в клеровочную мешалку, где растворяют сульфитированным соком II сатурации или сиропом.

Клеровка с массовой долей сухих  веществ 65-72% направляется в сборник  сиропа после выпарной установки, где  смешивается с сиропом и направляется на сульфитацию, а затем используется для уваривания утфеля I.

 

Из белой и зеленой патоки II уваривают утфель III кристаллизации в вакуум-аппаратах периодического действия до значения массовой доли СВ=94-96%, при этом содержание кристаллов в утфеле 35-37%. Дальнейшее сгущение и кристаллизация в вакумм-аппаратах невозможна, т.к. вязкость утфеля становится чрезмерно высокой, но межкристальный раствор утфеля в вакуум-аппаратах недостаточно истощен. Чистота раствора составляет 65-67%. Из него еще можно выделить сахарозу. Истощение раствора считается нормальным, когда чистота его уменьшается до 55-58%. т.е. для дальнейшего истощения необходимо провести второй этап кристаллизации утфеля III методом охлаждения - для этого утфель выгружают в приемную мешалку утфеля III.

 

Вакуум-аппараты пропаривают экстра-паром  I корпуса выпарки, пропарка направляется в приемную мешалку и перемешивается с утфелем. Из приемной мешалки утфель направляют в батарею кристаллизаторов с вращающейся поверхностью охлаждения, при движении по кристаллизатору температура утфеля уменьшается с 70оС до 35оС. За счет уменьшения растворимости сахароза выделяется из раствора на поверхности кристаллизатора, за счет этого чистота межкристалльного раствора уменьшается примерно на 10 единиц (от 65 до 55%), а содержание кристаллов в утфеле повышается от 35-37% до 44-48%. Из последнего кристаллизатора утфель непрерывно подается в утфелераспределеитель с вращающейся поверхностью теплообмена. В утфелераспределителе осуществляется подготовка утфеля III продукта к центрифугированию методом подогрева, раскачки при подогреве с 30-35 до 40-45оС, при раскачке температура постоянна.

 

Разделение утфеля III кристаллизации осуществляется в центрифугах периодического действия с фактором разделения 1500 или центрифугах непрерывного действия с двумя коническими роторами, при этом в первом роторе выделяется меласса, во тором проводится аффинация желтого сахара. При переходе желтого сахара с первого ротора на слой желтого сахара подается аффинирующий раствор: зеленая патока I, разбавленная до массовой доли сухих веществ 75% и подогретая до t=80оC. Со второго ротора отводится аффинационный оттек, который собирается в сборник под центрифугой и перекачивается в сборник перед вакуум-аппаратами. Из сборника перед вакуум-аппаратом отбирается на уваривание утфеля III на последние подкачки.

 

При использовании центрифуг периодического действия в центрифуге выделяется меласса, желтый сахар выгружается в аффинационную мешалку, куда подается аффинирующий раствор (разбавленная зеленая патока I в количестве 60% по массе желтого сахара). В мешалке желтый сахар 10 минут перемешивается с аффинирующим раствором и насосом подается на центрифугирование. Рекомендуется использовать центрифуги непрерывного действия с коническим ротором. При центрифугировании выделяется один аффинационный оттек. Желтый сахар III выгружается и шнеком подается в клеровочную мешалку, где растворяется с желтым сахаром II сульфитированным соком II сатурации или сиропом.

 

Меласса - отход производства, взвешивается и направляется в мелассохранилище.

При изменении качества перерабатываемой заводом свеклы необходимо производить  соответствующую корректировку трехкристаллизационной схемы:

а) при переработке свеклы с полученным сиропов из ВУ доброкачественностью 91-92% часть первого оттека утфеля I направляют на уваривание утфеля III кристаллизации;

б) при получении сиропа с Дб=90% переходят на работу по двухкристаллизационной схеме.

 

Целесообразно также применять  трехкристаллизационную схему ВНИИСП, которая имеет следующие отличительные  особенности:

- утфель III уваривают на кристаллической основе утфеля II из общего оттека утфеля II и аффинационного оттека;

- аффинационный утфель центрифугируют  совместно с утфелем II.

При поступлении на уваривание должны выполняться следующие качественные требования к продуктам: сироп в  смеси с клеровкой должен содержать  не менее 65% массовой доли СВ, быть прозрачным и иметь рН 7.8-8.2, содержание солей Са 0.12-0.5% СаО к массе сиропа, цветность не более 40 усл. ед.

Получаемый сахар-песок должен соответствовать требованиям ГОСТ 21-78.

Эффект кристаллизации утфеля I должен составлять 12-13 ед., утфеля II - 5-7 ед., утфеля III - 10-12 ед. яш1

 

Технологические параметры процесса кристаллизации.

 При уваривании утфелей происходит:

- увеличение цветности в результате  разложения редуцирующих веществ,  в основном, меланоидинов. В конце  уваривания цветность утфеля  III увеличивается в несколько раз, а утфеля I и II - в 1.5-2 раза.

- понижение рН, из-за разложения  редуцирующих сахаров образуются  органические кислоты, способствующие  увеличению инверсии.

 

2.9. СУШКА, ОХЛАЖДЕНИЕ И ХРАНЕНИЕ САХАРА.

 

Целью сушки является удаление поверхностной влаги и обеспечение длительного хранения кристаллическго сахара. На сушку направляется сахар с t=60оC после центрифугирования и влажностью 0.8-1.2%.

Для обеспечения длительного хранения влажность должна соответствовать  относительной влажности хранилища. Влажность и температуру нормируют в зависимости от способа хранения.

 

Существуют два способа хранения: тарный в мешках 50 кг влажность до 0.14% и температура до 25оС и бестарный - в силосах емкостью 10000-20000 т влажностью не более 0.04% и t до 22оС.

После центрифуг сахар-песок влажностью 0.8-1.8% подают виброконвейером к элеватору. Влажный сахар поднимается элеватором и попадает в сушильную часть  установки, где высушивается горячим  воздухом (t=105оC). Сушка производится в прямотоке, что позволяет не превышать критическую температуру разложения сахарозы (85оС). Охлаждение сахара осуществляется в противотоке, температура сахара понижается до 20оС.

 

Высушенный и охлажденный сахар-песок  подается на машину рассева, где отделяются конгломераты и мелкие фракции. Для бестарного хранения формируются фракции с коэффициентом однородности до 10%. После рассева сахар направляется в бункера, находящиеся в упаковочном отделении, из которых затаривается в мешки, взвешивается, зашивается и ленточным транспортером направляется в склад.

 

При бестарном хранении сахар подается в дозреватель для удаления внутренней влаги из объема кристалла за счет диффузии приблизительно на 10 суток, после  чего сахар направляется в силос.

 

 

 

 

 

2.10. ПОЛУЧЕНИЕ ИЗВЕСТКОВОГО МОЛОКА И САТУРАЦИОННОГО ГАЗА.

 

Из склада хранения известняк конвейером подают на сортировку. Отсортированный  известняк конвейером подают в бункер-накопитель топлива. Топливо подают через дозатор. Известняк вместе с ковшом скипового подъемника взвешивают на весах.

После дозировки порции шихты ковш по направляющим поднимается к верху  печи. При опрокидывании его шихта  высыпается в загрузочную воронку. Герметичность загрузочной воронки  обеспечивает клапан.

Полученный в результате обжига известняка сатурационный газ из балки отсоса газа попадает в сухую ловушку, а затем в газопромыватель для окончательной очистки и охлаждении водой. Затем через каплеулавитель газ поступает в компрессор, который подает его в завод. Для поддержания разрежения в газопромывателе и каплеулавливателе удаление воды в них осуществляется через гидрозатвор.

Обожженная известь по направляющему  желобу поступает в известегаситель, куда из сборника подают воду. Полученное известковое молоко поступает на вибросито, где отделяются частицы размером более 1.2 мм, затем в мешалку, гидроциклоны - для отделения частиц от 1.2 до 0.3 мм - и в мешалку известкового молока. Из мешалки насосом подают на дефекацию.

 

3. СПЕЦИАЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ.

 

АСР уровня в сборнике VI (поз 9).

 

Для непрерывности технологического процесса, необходим постоянный контроль уровня сиропа в сборнике VI (поз 9).

 

Для процесса регулирования  уровня используются следующие средства автоматизации:

1. Ультразвуковой датчик для бесконтактного непрерывного измерения уровня, фирмы Endress + Hauser, модель Prosonic S FDU91, для подключения к преобразователю FMU95

 

Предел диапазона измерения – 10 метров;

Данный датчик обеспечивает -

Бесконтактный метод  измерения, почти не

зависит от свойств среды

• Встроенный датчик температуры для коррекции

времени прохождения  сигнала. Точное

измерение даже при изменении  температуры

• Герметичный датчик FDU91 со сваркой

PVDF для измерения жидкости; для высокой

химической стойкости

• Встроенная система  определения датчика в

преобразователе FMU90; простой ввод в

действие

• Установка на расстоянии до 300 метров от

преобразователя

• Пригоден для измерения  в жестких окружающих условиях благодаря отдельной установке от преобразователя

• Устойчивость к грязи  и наростам вследствие эффекта самоочистки

• Встроенная система  обогрева против обледенения датчика

• Устойчивость к атмосферным  явлениям и подтоплению (IP68)

• Сертификаты для  взрывоопасных пыли и газа (ATEX, FM, CSA)

2. Преобразователь для  подключения ультразвуковых датчиков FDU90 в корпусе для монтажа на DIN-рейку, фирмы Endress + Hauser, модель Prosonic S FMU95.

 

 
Данный преобразователь обеспечивает -

Простое меню с подсказками  на 6-строчном дисплее