Технологические схемы получения сахара-рафинада

30-05-2017, 15:36

Часть отечественных сахаро-рафинадных заводов работает самостоятельно, а часть — в составе сахарных комбинатов. Свеклосахарный и сахаро-рафинадный заводы, входящие в состав комбината, работают по самостоятельным технологическим схемам. На некоторых сахарных заводах имеются сахарорафинадные отделения, технологическая схема которых является как бы продолжением свеклосахарного производства.
При производстве сахара-рафинада различают две-, группы продуктов: рафинадную (2—3 ступени) и продуктовую (3—4 ступени). Сахар-рафинад получают только в первых двух или трех циклах, последующие циклы служат для обессахаривания оттеков и возвращения получаемого желтого сахара на адсорбционную очистку и кристаллизацию в рафинадных циклах. В результате этих технологических операций сахароза выводится с сахаром-рафинадом, а несахара и небольшое количество сахарозы (0,6—0,9 % к массе сахара-песка) выводятся с рафинадной патокой.
Технология сахара-рафинада строится на четком разделении промежуточных продуктов по их доброкачественности. Смешивание растворов различной доброкачественности и цветности не допускается.
Схема переработки сахара-песка. Для переработки сахара-песка цветностью до 1,3 усл. ед. принята 6-кристаллизационная технологическая схема с тремя рафинадными и тремя продуктовыми кристаллизациями, в которой при поступлении сахара-песка цветностью выше 1,3 усл. ед. предусмотрена возможность работы с двумя рафинадными и четырьмя продуктовыми кристаллизациями.
Структурная схема технологических операций при производстве сахара-рафинада из сахара-песка приведена на рис. 75.

По схеме с тремя рафинадными кристаллизациями проводятся следующие операции. Сахар-песок после взвешивания на автоматических весах просеивают и растворяют до плотности сиропа в чистой горячей воде вместе с отходами рафинадной кашки, сахара-рафинада и отбора сиропа из адсорберов рафинадной группы (отбор -это первые порции разбавленного сиропа, отбираемого из адсорбера, заполненного свежим или отрегенерированниым адсорбентом). Сироп сначала фильтруют через слой гравия для удаления крупных примесей, затем через слой фильтроперлита для удаления волокон и мелких примесей.
Сиропы I, II, III рафинадных, I и II продуктовых кристаллизаций подвергают адсорбционной очистке активным углем. При использовании анионитов сироп II продуктовой кристаллизации адсорбентом не обесцвечивается. До и после адсорберов сироп обязательно фильтруют. Часть обесцвеченного и профильтрованного сиропа I рафинадной кристаллизации может быть выведена в виде жидкого сахара (сиропа с содержанием 64—67 % сухих веществ).
Уваривание утфелей проводится в вакуум-аппаратах при максимально возможном разрежении. На каждой ступени кристаллизации под вакуум-аппаратами установлены утфелемешалки-кристаллизаторы, в которых утфель немного охлаждается и межкристальный раствор дополнительно обессахаривается. По мере охлаждения утфеля в утфелемешалках и увеличения концентрации кристаллов вязкость его увеличивается, а подвижность (текучесть) снижается, что ухудшает интенсивность кристаллизации. Чтобы уменьшить вязкость, утфель разжижают (раскачивают) обесцвеченным сиропом, подаваемым с последующей ступени кристаллизации.
Сахар рафинадных кристаллизаций пробеливают охлажденным и подсиненным заливочным клерсом (сироп), приготовленным из сахара-песка повышенного качества. На I ступени рафинадной кристаллизации отбирают один оттек и направляют на II ступень рафинадной кристаллизации, а на И и III ступенях рафинадных кристаллизаций и на I, II ступенях продуктовых кристаллизаций отбирают по два оттека. Первый оттек идет на уваривание утфеля на следующей ступени кристаллизации, а второй как более чистый добавляют к сиропу той же ступени кристаллизации, где он был получен.
Сахар I и II продуктовых кристаллизаций пробеливают холодной питьевой водой. Сахар последней ступени кристаллизации водой не пробеливают, отбирают только один оттек, называемый рафинадной патокой. При повышенной вязкости утфелей воду для пробеливания сахара нагревают до 35— 45 °С.
Сиропы II и III рафинадных и I продуктовой кристаллизаций получают из первого оттека предыдущего утфеля, своего второго оттека и сахара со ступени кристаллизации, расположенной через одну назад по схеме. Сиропы II и III продуктовых кристаллизаций получают только из оттеков.
Влажные кристаллы сахара (рафинадная кашка), получаемые в результате центрифугирования утфелей рафинадных кристаллизаций, тщательно смешивают, просеивают для отделения комков и с максимальным сохранением тепла и влаги направляют на прессование.
Часть сахара I рафинадной кристаллизации можно вместо клерса пробеливать водой и после сушки выводить как рафинированный сахар-песок.
Рафинадную патоку разбавляют горячей водой, сироп фильтруют, очищают адсорбентом, снова фильтруют, сгущают в вакуум-аппарате выпариванием до 80—82 % сухих веществ, взвешивают и выводят в емкость для хранения.
Выход прессованного сахара-рафинада (в % к общей массе утфелей рафинадных кристаллизаций) составляет примерно 53. Общая масса этих утфелей будет (100/53)100=188% к массе выработанного сахара-рафинада, в том числе: утфеля I рафинадной кристаллизации 100 %, утфеля II 55 %, утфеля III 33 %.
Общая масса утфелей продуктовых кристаллизаций находится в пределах 18—20 % к массе выработанного сахара-рафинада, в том числе утфеля I продуктовой кристаллизации 10—12%, утфеля II—4—6%, утфеля III — 2—3%.
Уменьшения массы утфелей продуктовых кристаллизаций можно достичь четким делением оттеков и растворяемого сахара по их доброкачественности и цветности.
При переработке сахара-песка цветностью до 1,3 уел. ед. доброкачественность утфелей продуктовых кристаллизаций должна быть следующей: I — 96—98%; II — 92—94%, III — 84—88%. При ухудшении качества адсорбционной очистки сиропов, снижении темпов производства, нарушении технологического режима масса утфелей продуктовых кристаллизаций может резко возрастать.
Для достижения высоких технико-экономических показателей работы сахарорафинадного завода необходимо соблюдать следующие основные требования: тщательно очищать сырье и полупродукты от посторонних включений и предохранять их от попадания смазочных масел; не допускать чрезмерного увеличения продуктов на верстате; поддерживать слабощелочную реакцию сахарных растворов (pH 7,5—8,0), подщелачивая известью воду, расходуемую на клеровку сахара-песка и сиропов продуктовых кристаллизаций; не допускать перегревания или длительного нагревания сахарных растворов; своевременно регенерировать (восстанавливать) адсорбенты; уменьшать отбор вторых оттеков при центрифугировании, повышая тем самым качество первых оттеков.
При поступлении на переработку сахара-песка пониженного качества в сиропах рафинадных кристаллизаций снижают содержание сухих веществ на 2—4 % и на 10—20 % увеличивают расход фильтровального порошка, более часто подвергают регенерации адсорбенты, для пробеливания сахара I и II рафинадных кристаллизаций применяют подогретый заливочный клере, а сахар III рафинадной кристаллизации пробеливают подогретой подсиненной водой.
Если на рафинирование подается небольшое количество сахара-песка пониженного качества, то он перерабатывается вместе с основной массой стандартного сахара-песка равномерно. При поступлении большой партии сахара-песка цветностью 1,5—2,5 усл. ед. его направляют на приготовление сиропа II рафинада; цветностью 2,5—4,0 усл. ед. — на приготовление сиропа III рафинада, цветностью более 4 усл. ед. — на приготовление сиропа I продукта.
Сахар-песок цветностью выше 4 усл. ед. и с повышенным содержанием редуцирующих веществ (более 0,25%) должны перерабатывать на сахарорафинадных заводах и в отделениях, оборудованных установками для аффинации, дефекации, сатурации и сульфитации клеровки.
Для адсорбционной очистки сиропов из нестандартного сахара-песка расход порошкообразного угля увеличивается сверх нормы на 0,01 % на каждую 0,1 единицы увеличения цветности перерабатываемого сахара-песка. Норма расхода порошкообразного угля принята 0,25 % к массе сахара-рафинада.
На заводах, где вместо порошкообразного угля применяют гранулированный, в сироп следует также дополнительно добавлять порошкообразный уголь в количестве 0,01 % на каждую 0,1 единицы увеличения цветности перерабатываемого сахара-песка. На заводах, применяющих в качестве адсорбентов аниониты, для дополнительного обесцвечивания сиропов применяют гидросульфит в количестве 0,001 % на каждую 0,1 % единицы увеличения цветности перерабатываемого сахара-песка.
На приготовление заливочного клерса подают воду, все отходы, полученные при прессовании рафинадной кашки, сушке, колке брикетов, и сахар-песок повышенного качества. Для устранения желтоватого оттенка сахара-рафинада заливочный клере подсинивают ультрамарином.
В сахарорафинадном отделении свеклосахарного завода применяется схема с двумя рафинадными кристаллизациями (рис. 76), являющаяся продолжением схемы продуктового отделения свеклосахарного завода.

По этой схеме сахар-песок из-под центрифуг продуктового отделения без сушки и учета передается на уваривание утфеля I рафинадной кристаллизации. Для обесцвечивания сиропа I рафинадной кристаллизации используют свежий порошкообразный активный уголь, который после отделения от сиропа подают на обесцвечивание сиропа II рафинадной кристаллизации. Первый оттек утфеля II рафинадной кристаллизации поступает в продуктовое отделение на уваривание утфеля I кристаллизации продуктового отделения.
Влажный сахар I и II рафинадных кристаллизаций смешивают, просеивают для отделения комков, прессуют в бруски, сушат и фасуют.
При необходимости можно выводить рафинированный сахар-песок. Тогда сахар I и II рафинадных кристаллизаций вместо клерса пробеливают водой и высушивают в сушильноохладительной установке.
Укороченная технологическая схема рафинирования сахара без продуктовых утфелей, когда первый оттек утфеля II рафинадной кристаллизации перерабатывается вместе со свеклосахарными утфелями, имеет определенные преимущества: снижаются потери сахарозы от разложения, повышается доброкачественность утфеля I кристаллизации в продуктовом отделении, а следовательно, и качество сахара-песка, используемого на приготовление сиропа I рафинадной кристаллизации.
После окончания переработки свеклы сахарорафинадное отделение продолжает работать на привозном сахаре-песке, но уже по схеме с двумя рафинадными и тремя продуктовыми кристаллизациями. Для получения утфелей продуктовых кристаллизаций используется освободившееся оборудование продуктового отделения.
Схема переработки тростникового сахара-песка. На сахарорафинадных заводах тростниковый сахар-сырец перерабатывают по схеме с аффинацией, тремя рафинадными и четырьмя продуктовыми кристаллизациями (рис. 77).

Сахар-сырец проходит через дробилку, где разрушаются комки, затем его взвешивают и в течение 10 мин аффинируют первым оттеком утфеля I продуктовой кристаллизации и вторым аффииационным оттеком, разбавленными до 70—72 % сухих веществ и нагретыми до температуры 80—85 °С. Для со хранения инвертного сахара от разложения pH аффинационного утфеля поддерживается 7,5—8. Содержание сухих веществ в аффинационном утфеле 88—90 %.
После центрифугирования первый аффинационный оттек, содержащий значительную часть несахаров, в том числе и инвертного сахара, выводится на уваривание утфеля III продуктовой кристаллизации. Часть второго оттека возвращается на аффинацию сахара-сырца, а часть используется на приготовление сиропа и уваривание утфеля II продуктовой кристаллизации.
Сахар-рафинад пробеливают теплой водой (40—50 °С) в количестве 4—6 % к массе утфеля и растворяют в горячей воде (80—85 °С) до содержания сухих веществ 58—60 %. Клеровку обрабатывают известковым молоком [Са(ОН)2], а затем диоксидом углерода (СОг) до щелочности 0,015—0,02 % СаО. После отделения иа фильтрах осадок выводят в вакуум-фильтр, где его обессахаривают горячей водой до содержания сахарозы в нем 1,0—1,5 %, а полученный сироп сульфитируют до щелочности 0,005 % СаО и вновь фильтруют. Эффект очистки клеровки известью должен быть не менее 35 %.
Очищенная клеровка смешивается в клеровочной мешалке с сахаром I продуктовой кристаллизации, отходами сахара-рафинада, полученными при прессовании, сушке и колке, смесь растворяется при 80 °С до 65—67 % сухих веществ. Полученный сироп обесцвечивают адсорбентом, фильтруют и направляют на уваривание утфеля I рафинадной кристаллизации.
При центрифугировании утфеля I рафинада отбирают один общий оттек и подают на уваривание утфеля II рафинадной кристаллизации.
Дальнейшие технологические операции аналогичны и показаны на рис. 80.
Технологические схемы получения сахара-рафинада

При работе по данной схеме получают примерно 210 % рафинадных утфелей к массе сахара-рафииада, из них утфеля I рафинадной кристаллизации — 110%, утфеля II — 60%, утфеля III —40 %. Масса продуктовых утфелей составляет около 150%, в том числе утфеля I продуктовой кристаллизации — 35%, утфеля II — 35%, утфеля III — 60%, утфеля IV — 20%.
Соблюдение на всех этапах производства оптимального технологического режима дает возможность получать выход сахара-рафинада около 94 % к массе сахара-сырца.