Производство сахара

Выход сахара на 75% зависит от потерь сахара в мелассе. Потери в продуктовом отделении  определяют технико-экономические  показатели завода. Качество сахара прямо  связано с потерями его в мелассе. Задачей оптимизации технологического процесса является выбор между глубоким истощением мелассы и качеством  песка.

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 2178.Эффект кристаллизации утфеля I должен составлять 12-13 ед., утфеля II5-7 ед., утфеля III - 10-12 ед. яш1Технологические 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.

1.9. С У Ш К А, О Х Л А Ж Д Е Н И Е И Х Р А Н Е Н И Е

С А Х А Р А.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.