Цель и технологическая схема уваривания и кристаллизации
25-04-2017, 17:34
Сироп после подогревания и фильтрации поступает на уваривание, где происходит дальнейшее выпаривание из него воды, причем раствор становится уже пересыщенным и сахар выделяется в виде кристаллов. Целью уваривания и является выкристаллизовывание сахара при выпаривании воды.
Продукт, полученный после уваривания, называется утфелем. Он содержит лишь около 7,5% воды и около 55% выкристаллизовавшегося сахара. Межкристальная жидкость представляет собой вязкий раствор, содержащий все несахара и насыщенньй раствор сахара в оставшемся небольшом количестве воды. По своей консистенции утфель является, следовательно, довольно густой и вязкой смесью кристаллов и межкристальной жидкости. Такую кристаллическую массу невозможно получить в выпарных аппаратах; там, наоборот, требуется, чтобы сироп не содержал кристаллов, т. е. концентрация сухих веществ в нем не превышала 70% во избежание засахаривания труб, вентилей и т. п.
Сироп уваривают в специальных вакуум-аппаратах, работающих периодически. Уваривание сиропа необходимо вести под разрежением, так как концентрация кипящей массы весьма высока, что вызывает повышение температуры кипения, например, на 20° С. Следовательно, если уваривать сироп под атмосферным давлением, то температура кипения будет 100 + 20 = 120° С, что вызовет карамелизацию сахара, так как уваривание сиропа длится 2—4 ч. Под разрежением же температура сиропа при уваривании держится лишь около 75—80° С.
Утфель I кристаллизации из вакуум-аппарата поступает в мешалку (миксер), откуда его направляют в центрифуги, где под действием центробежной силы во вращающемся дырчатом барабане (1000 об /мин) кристаллы сахара отделяются от межкристальной жидкости. Эта жидкость называется зеленым оттеком и содержит все несахара и концентрированный раствор сахара. Чистота зеленого оттека (75—78%) значительно ниже чистоты утфеля, так как большая часть сахара удалена в виде кристаллов.
Чтобы получить из центрифуги белый сахар, кристаллы его промывают небольшим количеством горячей воды, т. е. «пробеливают» сахар от оставшегося еще на поверхности кристаллов тонкого слоя зеленого оттека.
При пробелке часть кристаллического сахара растворяется, поэтому из центрифуги отходит оттек более высокой чистоты — так называемый белый оттек, который собирают отдельно от зеленого оттека.
Итак, при фуговке и пробелке утфеля I кристаллизации получаются (см. схему рис. 139): 1) зеленый оттек, 2) белый оттек, 3) белый сахарный песок. Белый сахарный песок направляют в сушилку для удаления влаги и затем в упаковочную.
Белый оттек (Ч около 85%) весь забирают в вакуум-аппарат в конце уваривания утфеля I кристаллизации. Туда же иногда берут часть зеленого оттека. Зеленый оттек добавляют при уваривании утфеля I для того, чтобы снизить несколько содержание кристаллического сахара в утфеле, удалить (раздвинуть) кристаллы один от другого путем разбавления массы зеленым оттеком, что делает утфель более подвижным, позволяет выпарить больше воды и выкристаллизовать при этом больше сахара.
Главная масса зеленого оттека уваривается в вакуум-аппарате II кристаллизации и получается утфель II кристаллизации, содержащий около 40 % кристаллического сахара. Этот утфель постепенно охлаждают до температуры 40° С при перемешивании в корытообразных мешалках-кристаллизаторах. При этом дополнительно выкристаллизовывается еще некоторое количество сахара. Наконец, утфель II направляют в центрифуги, где от кристаллов сахара отделяется меласса.
Меласса является отходом сахарного производства, так как ни нее уже нерентабельно получать сахар путем дальнейшего сгущении и кристаллизации.
Качество сахара II кристаллизации, или желтого сахара, значительно ниже белого сахара. Поэтому желтый сахар не выпускают из завода для потребления, а растворяют в соке II сатурации, полученный сироп (клеровку) примешивают к сиропу из выпарки и направляют вместе с ним на сульфитацию сиропа. Иногда для улучшения качества желтого сахара его пробеливают в центрифуге небольшим количеством воды; при пробелке получается бурый оттек, имеющий чистоту более высокую, чем меласса. Бурый оттек возвращают в вакуум-аппарат II продукта в конце уваривания.
Эта старая простейшая схема варочно-кристаллизационной станции в настоящее время на большинстве заводов усовершенствована, о чем будет сказано в дальнейшем.
Продукт, полученный после уваривания, называется утфелем. Он содержит лишь около 7,5% воды и около 55% выкристаллизовавшегося сахара. Межкристальная жидкость представляет собой вязкий раствор, содержащий все несахара и насыщенньй раствор сахара в оставшемся небольшом количестве воды. По своей консистенции утфель является, следовательно, довольно густой и вязкой смесью кристаллов и межкристальной жидкости. Такую кристаллическую массу невозможно получить в выпарных аппаратах; там, наоборот, требуется, чтобы сироп не содержал кристаллов, т. е. концентрация сухих веществ в нем не превышала 70% во избежание засахаривания труб, вентилей и т. п.
Сироп уваривают в специальных вакуум-аппаратах, работающих периодически. Уваривание сиропа необходимо вести под разрежением, так как концентрация кипящей массы весьма высока, что вызывает повышение температуры кипения, например, на 20° С. Следовательно, если уваривать сироп под атмосферным давлением, то температура кипения будет 100 + 20 = 120° С, что вызовет карамелизацию сахара, так как уваривание сиропа длится 2—4 ч. Под разрежением же температура сиропа при уваривании держится лишь около 75—80° С.
Утфель I кристаллизации из вакуум-аппарата поступает в мешалку (миксер), откуда его направляют в центрифуги, где под действием центробежной силы во вращающемся дырчатом барабане (1000 об /мин) кристаллы сахара отделяются от межкристальной жидкости. Эта жидкость называется зеленым оттеком и содержит все несахара и концентрированный раствор сахара. Чистота зеленого оттека (75—78%) значительно ниже чистоты утфеля, так как большая часть сахара удалена в виде кристаллов.
Чтобы получить из центрифуги белый сахар, кристаллы его промывают небольшим количеством горячей воды, т. е. «пробеливают» сахар от оставшегося еще на поверхности кристаллов тонкого слоя зеленого оттека.
При пробелке часть кристаллического сахара растворяется, поэтому из центрифуги отходит оттек более высокой чистоты — так называемый белый оттек, который собирают отдельно от зеленого оттека.
Итак, при фуговке и пробелке утфеля I кристаллизации получаются (см. схему рис. 139): 1) зеленый оттек, 2) белый оттек, 3) белый сахарный песок. Белый сахарный песок направляют в сушилку для удаления влаги и затем в упаковочную.
Белый оттек (Ч около 85%) весь забирают в вакуум-аппарат в конце уваривания утфеля I кристаллизации. Туда же иногда берут часть зеленого оттека. Зеленый оттек добавляют при уваривании утфеля I для того, чтобы снизить несколько содержание кристаллического сахара в утфеле, удалить (раздвинуть) кристаллы один от другого путем разбавления массы зеленым оттеком, что делает утфель более подвижным, позволяет выпарить больше воды и выкристаллизовать при этом больше сахара.
Главная масса зеленого оттека уваривается в вакуум-аппарате II кристаллизации и получается утфель II кристаллизации, содержащий около 40 % кристаллического сахара. Этот утфель постепенно охлаждают до температуры 40° С при перемешивании в корытообразных мешалках-кристаллизаторах. При этом дополнительно выкристаллизовывается еще некоторое количество сахара. Наконец, утфель II направляют в центрифуги, где от кристаллов сахара отделяется меласса.
Меласса является отходом сахарного производства, так как ни нее уже нерентабельно получать сахар путем дальнейшего сгущении и кристаллизации.
Качество сахара II кристаллизации, или желтого сахара, значительно ниже белого сахара. Поэтому желтый сахар не выпускают из завода для потребления, а растворяют в соке II сатурации, полученный сироп (клеровку) примешивают к сиропу из выпарки и направляют вместе с ним на сульфитацию сиропа. Иногда для улучшения качества желтого сахара его пробеливают в центрифуге небольшим количеством воды; при пробелке получается бурый оттек, имеющий чистоту более высокую, чем меласса. Бурый оттек возвращают в вакуум-аппарат II продукта в конце уваривания.
Эта старая простейшая схема варочно-кристаллизационной станции в настоящее время на большинстве заводов усовершенствована, о чем будет сказано в дальнейшем.