Работа на три продукта
25-04-2017, 18:01
Причины многократного уваривания утфелей. Возникает вопрос, почему бы для простоты не варить лишь один утфель I кристаллизации и почему бы при этом не получать сразу максимальное количество кристаллического сахара и в качестве оттека — мелассу низкой чистоты. Пусть сироп с Ч 92% уварен весьма густо до СВ 95,8%. Такой утфель содержит 88,1% сахара. Если при этом между кристаллами останется лишь меласса с СВ 82,0% и Ч 60%, т. е. с содержанием сахара 49,2%, найдем содержание кристаллов в утфеле по формуле
Конечно, получить такой утфель со столь большим содержанием кристаллов совершенно невозможно. Это была бы неподвижная груда кристаллов, лишь слабо смоченная межкристальной мелассой.
Приблизительно при содержании в утфеле 55% кристаллов они уже вплотную придвигаются один к другому и утфель теряет подвижность. Поэтому утфель I обычно и уваривают лишь до содержания 55% кристаллов, чего можно достичь через 2—3 ч уваривания.
Раньше (приблизительно до 1930 г.) стремились еще несколько повысить содержание кристаллического сахара в утфеле (например, до 60%), но это требовало уже непомерно большой затраты времени, от чего новаторы производства совершенно правильно отказываются. Это хорошо иллюстрируется диаграммой (рис. 153), составленной Н. Силиной по-прежнему хронометражу уваривания утфеля из Энциклопедии М. Зуева. Ясно видно, как быстро накопляется 55% кристаллов сахара в утфеле и как медленно идет дальнейшее повышение содержания кристаллов. Кроме того, утфель с чрезмерным содержанием кристаллов очень трудно и спускать из аппарата, и перемешивать в мешалке.
В утфеле II кристаллизации количество кристаллов бывает еще меньше, обычно лишь 42—43%, так как здесь вязкость утфеля (малая подвижность его) повышается еще вследствие высокой вязкости межкристальной мелассы.
Примерные практические данные о возможном максимальном содержании кристаллов сахара в утфелях сообщил Мерле; они приведены в табл. 29.
Если перерабатывается хорошая свекла, дающая сироп с Ч выше 91,0, нужно принимать какие-то меры, чтобы не получать мелассу слишком высокой чистоты и не терять в ней чрезмерного количества сахара. При сохранении прежней двухпродуктовой схемы работы эти меры могут быть двоякие: или на последние подкачки при уваривании утфеля 1 добавляют, кроме белого оттека, еще достаточное количество зеленого оттека, чтобы снизить чистоту утфеля по крайней мере до 91,0, а лучше и еще ниже. Это мероприятие неудобно тем, что снижается качество белого сахарного песка и теряется преимущество, даваемое хорошей свеклой. Или мирятся с получением зеленого оттека повышенной чистоты, но в конце уваривания утфеля II добавляют к нему мелассу для снижения его чистоты.
Можно, конечно, комбинировать оба эти метода, т. е. добавлять в уменьшенном количестве и зеленый оттек в утфель I, и мелассу — в утфель II. Есть еще третий, лучший метод: частичное отфуговывание кристаллов сахара из второго утфеля при кристаллизации. Это будет изложено дальше.
При Ч сиропа 93,0 и выше указанные мероприятия делаются слишком громоздкими и приходится применять уже троекратное уваривание, т. е. переходить на трехпродуктовую схему. Хотя она значительно сложнее, но зато дает большие преимущества. Утфели II и III кристаллизации могут содержать уже несколько пониженное количество кристаллов, т. е. имеют и меньшую вязкость; в то же время всегда есть возможность получить достаточно обессахаренную мелассу, а белый сахар — высшего качества, так как он получается из утфеля высокой чистоты, в который не возвращают зеленого оттека.
Трехпродуктовая схема. Схема в основном такова:
Обычно к трехпродуктовой схеме присоединяют еще специальную аффинацию бурого сахара для повышения его качества, о чем будет сказано дальше.
Трехпродуктовая схема считается в России стандартной, хотя большая часть заводов все еще применяет более простую и дешевую двухпродуктовую схему, особенно в районах, где обычно Ч сиропа не превышает 92%.
Главная цель применения трехпродуктовой схемы состоит в получении сахара повышенного качества, так как Ч сиропа значительно повышается возвратом в него желтых сахаров, а в утфель I не возвращается никаких оттеков. Что касается мелассы, то при правильной работе и та и другая продуктовая схема дают одинаковую нормально обессахаренную мелассу, только при трехпродуктовой схеме эта нормальная чистота мелассы достигается легче и надежнее, чем при двухпродуктовой, где приходится применять добавку зеленого оттека в утфель I или добавку мелассы в утфель II.
Ч мелассы, т. е. степень ее обессахаривания, определяется, как будет дальше показано, совсем не продуктовой схемой, а вязкостью мелассы и затруднениями при фуговке последнего утфеля. Часто встречающаяся ошибка при применении трехпродуктовой схемы состоит в том, что пытаются чрезмерно снизить Ч мелассы, слишком понижая Ч последнего утфеля, например, до 71—72%. Сделать это легко путем возврата белого оттека в утфель I и понижения таким образом Ч утфеля II, например, до 80—82%. Получается совершенно неудовлетворительный результат: очень плохой последний утфель при низкой Ч с весьма мелкими кристаллами. Фуговка этого утфеля оказывается невозможной, приходится разбавлять его водой и получать мелаосу не пониженной, а повышенной Ч.
Для бесперебойной работы и хорошего обессахаривания мелассы при трехпродуктовой схеме нужно следить за Ч последнего утфеля и не снижать ее ниже, например, 75%. При особенно высоком качестве сиропа из выпарки (например, 94%) можно возвращать белый оттек в утфель I, делая возврат с таким расчетом, чтобы удержать нормальную Ч второго и последнего утфелей.
Утфели I и II кристаллизации обычно фугуют немедленно после спуска их в мешалки, а последний утфель обрабатывают так же, как и последний утфель двухпродуктовой схемы, т. е. охлаждают, например, до 40° С и подогревают затем перед фуговкой на 5—6° С.
Аффинация бурого сахара. Обычно применявшаяся ранее небольшая пробелка бурого сахара при помощи 0,5% горячей воды по массе утфеля дает сравнительно слабый эффект, так как вода распределяется неравномерно и проходит сквозь слой сахара слишком быстро. В то же время при водной пробелке всегда часть бурого оттека попадает в мелассу, повышая ее чистоту. Поэтому в настоящее время распространяется и признан стандартным более энергичный метод очистки бурого сахара — его аффинация. Она успешно вводится и при трех-, и при двухпродуктовой схеме работы.
Аффинация (очистка) бурого сахара состоит в том, что его перемешивают в особой аффинационной мешалке с оттеком более высокой чистоты, чем меласса, и затем полученный «аффинадный утфель» снова фугуют на центрифугах. При этом получается более чистый аффинированный сахар, поверхность которого загрязнена уже не мелассой, а лишь более чистым и менее вязким оттеком. Схема обычной аффинации бурого сахара такова:
Таким образом, обычно для аффинации применяют зеленый оттек утфеля I. Этот оттек с Ч, например, 82% замещает на поверхности бурого сахара в аффинационной мешалке загрязняющий слой мелассы. При этом меласса примешивается к оттеку и понижает его Ч, аффинадный оттек применяют для последних подкачек при уваривании утфеля III. Получается аффинированный сахар высокой Ч (около 97), направляемый в виде клеровки в сироп.
Для аффинации требуются особая мешалка и дополнительные аффипадиые центрифуги, что, конечно, усложняет схему работы.
Аффинадный утфель по своему составу близок к утфелю II кристаллизации.
Поэтому иногда предлагают просто смешивать аффинадный утфель с утфелем II кристаллизации и отфуговывать совместно на одной станции фуговки II продукта. Однако, вероятно, это лишь кажущееся упрощение и облегчение. Сахар III кристаллизации мельче сахара II кристаллизации и будет ухудшать и затруднять фуговку, число же центрифуг все равно будет увеличенным.
Конечно, получить такой утфель со столь большим содержанием кристаллов совершенно невозможно. Это была бы неподвижная груда кристаллов, лишь слабо смоченная межкристальной мелассой.
Приблизительно при содержании в утфеле 55% кристаллов они уже вплотную придвигаются один к другому и утфель теряет подвижность. Поэтому утфель I обычно и уваривают лишь до содержания 55% кристаллов, чего можно достичь через 2—3 ч уваривания.
Раньше (приблизительно до 1930 г.) стремились еще несколько повысить содержание кристаллического сахара в утфеле (например, до 60%), но это требовало уже непомерно большой затраты времени, от чего новаторы производства совершенно правильно отказываются. Это хорошо иллюстрируется диаграммой (рис. 153), составленной Н. Силиной по-прежнему хронометражу уваривания утфеля из Энциклопедии М. Зуева. Ясно видно, как быстро накопляется 55% кристаллов сахара в утфеле и как медленно идет дальнейшее повышение содержания кристаллов. Кроме того, утфель с чрезмерным содержанием кристаллов очень трудно и спускать из аппарата, и перемешивать в мешалке.
В утфеле II кристаллизации количество кристаллов бывает еще меньше, обычно лишь 42—43%, так как здесь вязкость утфеля (малая подвижность его) повышается еще вследствие высокой вязкости межкристальной мелассы.
Примерные практические данные о возможном максимальном содержании кристаллов сахара в утфелях сообщил Мерле; они приведены в табл. 29.
Если перерабатывается хорошая свекла, дающая сироп с Ч выше 91,0, нужно принимать какие-то меры, чтобы не получать мелассу слишком высокой чистоты и не терять в ней чрезмерного количества сахара. При сохранении прежней двухпродуктовой схемы работы эти меры могут быть двоякие: или на последние подкачки при уваривании утфеля 1 добавляют, кроме белого оттека, еще достаточное количество зеленого оттека, чтобы снизить чистоту утфеля по крайней мере до 91,0, а лучше и еще ниже. Это мероприятие неудобно тем, что снижается качество белого сахарного песка и теряется преимущество, даваемое хорошей свеклой. Или мирятся с получением зеленого оттека повышенной чистоты, но в конце уваривания утфеля II добавляют к нему мелассу для снижения его чистоты.
Можно, конечно, комбинировать оба эти метода, т. е. добавлять в уменьшенном количестве и зеленый оттек в утфель I, и мелассу — в утфель II. Есть еще третий, лучший метод: частичное отфуговывание кристаллов сахара из второго утфеля при кристаллизации. Это будет изложено дальше.
При Ч сиропа 93,0 и выше указанные мероприятия делаются слишком громоздкими и приходится применять уже троекратное уваривание, т. е. переходить на трехпродуктовую схему. Хотя она значительно сложнее, но зато дает большие преимущества. Утфели II и III кристаллизации могут содержать уже несколько пониженное количество кристаллов, т. е. имеют и меньшую вязкость; в то же время всегда есть возможность получить достаточно обессахаренную мелассу, а белый сахар — высшего качества, так как он получается из утфеля высокой чистоты, в который не возвращают зеленого оттека.
Трехпродуктовая схема. Схема в основном такова:
Обычно к трехпродуктовой схеме присоединяют еще специальную аффинацию бурого сахара для повышения его качества, о чем будет сказано дальше.
Трехпродуктовая схема считается в России стандартной, хотя большая часть заводов все еще применяет более простую и дешевую двухпродуктовую схему, особенно в районах, где обычно Ч сиропа не превышает 92%.
Главная цель применения трехпродуктовой схемы состоит в получении сахара повышенного качества, так как Ч сиропа значительно повышается возвратом в него желтых сахаров, а в утфель I не возвращается никаких оттеков. Что касается мелассы, то при правильной работе и та и другая продуктовая схема дают одинаковую нормально обессахаренную мелассу, только при трехпродуктовой схеме эта нормальная чистота мелассы достигается легче и надежнее, чем при двухпродуктовой, где приходится применять добавку зеленого оттека в утфель I или добавку мелассы в утфель II.
Ч мелассы, т. е. степень ее обессахаривания, определяется, как будет дальше показано, совсем не продуктовой схемой, а вязкостью мелассы и затруднениями при фуговке последнего утфеля. Часто встречающаяся ошибка при применении трехпродуктовой схемы состоит в том, что пытаются чрезмерно снизить Ч мелассы, слишком понижая Ч последнего утфеля, например, до 71—72%. Сделать это легко путем возврата белого оттека в утфель I и понижения таким образом Ч утфеля II, например, до 80—82%. Получается совершенно неудовлетворительный результат: очень плохой последний утфель при низкой Ч с весьма мелкими кристаллами. Фуговка этого утфеля оказывается невозможной, приходится разбавлять его водой и получать мелаосу не пониженной, а повышенной Ч.
Для бесперебойной работы и хорошего обессахаривания мелассы при трехпродуктовой схеме нужно следить за Ч последнего утфеля и не снижать ее ниже, например, 75%. При особенно высоком качестве сиропа из выпарки (например, 94%) можно возвращать белый оттек в утфель I, делая возврат с таким расчетом, чтобы удержать нормальную Ч второго и последнего утфелей.
Утфели I и II кристаллизации обычно фугуют немедленно после спуска их в мешалки, а последний утфель обрабатывают так же, как и последний утфель двухпродуктовой схемы, т. е. охлаждают, например, до 40° С и подогревают затем перед фуговкой на 5—6° С.
Аффинация бурого сахара. Обычно применявшаяся ранее небольшая пробелка бурого сахара при помощи 0,5% горячей воды по массе утфеля дает сравнительно слабый эффект, так как вода распределяется неравномерно и проходит сквозь слой сахара слишком быстро. В то же время при водной пробелке всегда часть бурого оттека попадает в мелассу, повышая ее чистоту. Поэтому в настоящее время распространяется и признан стандартным более энергичный метод очистки бурого сахара — его аффинация. Она успешно вводится и при трех-, и при двухпродуктовой схеме работы.
Аффинация (очистка) бурого сахара состоит в том, что его перемешивают в особой аффинационной мешалке с оттеком более высокой чистоты, чем меласса, и затем полученный «аффинадный утфель» снова фугуют на центрифугах. При этом получается более чистый аффинированный сахар, поверхность которого загрязнена уже не мелассой, а лишь более чистым и менее вязким оттеком. Схема обычной аффинации бурого сахара такова:
Таким образом, обычно для аффинации применяют зеленый оттек утфеля I. Этот оттек с Ч, например, 82% замещает на поверхности бурого сахара в аффинационной мешалке загрязняющий слой мелассы. При этом меласса примешивается к оттеку и понижает его Ч, аффинадный оттек применяют для последних подкачек при уваривании утфеля III. Получается аффинированный сахар высокой Ч (около 97), направляемый в виде клеровки в сироп.
Для аффинации требуются особая мешалка и дополнительные аффипадиые центрифуги, что, конечно, усложняет схему работы.
Аффинадный утфель по своему составу близок к утфелю II кристаллизации.
Поэтому иногда предлагают просто смешивать аффинадный утфель с утфелем II кристаллизации и отфуговывать совместно на одной станции фуговки II продукта. Однако, вероятно, это лишь кажущееся упрощение и облегчение. Сахар III кристаллизации мельче сахара II кристаллизации и будет ухудшать и затруднять фуговку, число же центрифуг все равно будет увеличенным.