Количество выпариваемой воды

25-04-2017, 17:16

Обычно из 100 кг перерабатываемой свеклы на сахарном заводе получается около 125 кг очищенного сока с содержанием, например, 15,0% сухих веществ (СВ) и с чистотой 91,0—92,0%, т. е. с содержанием сахара 13,65—13,8%.
Сахар выделяют из очищенного сока методом кристаллизации. Чтобы сахар начал выкристаллизовываться, необходимо удалять растворитель, т. е. воду.
Воду из очищенного сахарного сока на сахарном заводе удаляют в два приема: сначала воду выпаривают из сока на выпарных аппаратах (выпарке), при этом сок сгущается и превращается в сироп с концентрацией около 65% СВ, но сахар еще не кристаллизуется, так как в сиропе остается еще значительное количество воды (35%); .затем, после дополнительной очистки и фильтрации, сироп уваривают в вакуум-аппаратах, причем сахар уже выкристаллизовывается, так как после уваривания в получаемом продукте — утфеле — остается очень немного воды (7—8%).
Концентрация сиропа не должна быть чрезмерно высокой (например, не более 70% СВ), так как иначе при колебаниях концентрации может получиться пересыщенный раствор, из которого могут выпадать кристаллы сахара, что приведет к засахариванию сиропных труб и насосов. Кроме того, при чрезмерно высокой концентрации сиропа повышается его вязкость и затрудняется фильтрация.
Количество выпариваемой воды. Количество воды, подлежащее выпариванию на выпарке, легко вычислить. Допустим, что мы имеем на 100 кг свеклы А = 125 кг очищенного сока с содержанием сухих веществ (по рефрактометру) r1 = 15,0%; требуется сгустить этот сок до состояния сиропа с содержанием сухих веществ r2 = 65,0%.
Масса сиропа, очевидно, будет меньше, чем масса жидкого сока, во столько же раз, во сколько повысилась концентрация при сгущении сока, т. е. масса сиропа
а = 125*15,0/65 кг.

Количество выпаренной воды W = А — а, или
Количество выпариваемой воды

на 100 кг свеклы.
Общая формула для вычисления количества выпаренной воды

Расход пара на выпаривание 1 кг воды. Лишь в начале развития сахарной промышленности, 100 лет тому назад, выпаривание воды на сахарных заводах велось по «огневому» способу, т. е. в открытых плоских сосудах на голом огне. Это приводило к повышенной карамелизации сахара при выпаривании воды и к большому расходу топлива.
В настоящее время на сахарных заводах применяются исключительно паровые выпарные аппараты (выпарки), которые обогреваются паром, направляемым в трубчатую закрытую паровую камеру. Пар имеет более высокую температуру, чем обогреваемый им кипящий сок: поэтому теплота пара через поверхность нагрева передается соку, причем греющий пар, отдавший скрытую теплоту парообразования, конденсируется в воду и отводится из паровой камеры в виде горячего конденсата, а сок, получая тепло от пара, кипит, и вода из сока удаляется в виде сокового пара.
Здесь происходит как бы обмен скрытых теплот парообразования: греющий пар отдает свою скрытую теплоту парообразования и превращается в воду (конденсат), а из сока вода, получая скрытую теплоту парообразования, уходит в виде сокового пара. Так как скрытая теплота парообразования для греющего и для сокового пара приблизительно одинакова, то, очевидно, 1 кг пара выпаривает в выпарном аппарате (на выпарке) приблизительно 1 кг воды (при условии, что сок уже заранее нагрет до температуры кипения).