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
![Работа на три продукта](http://profood-industry.ru/uploads/posts/2013-02/1359720310_412.jpeg)
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.
![](http://profood-industry.ru/uploads/posts/2013-02/1359720451_r153.jpeg)
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:
![](http://profood-industry.ru/uploads/posts/2013-02/1359720581_416.jpeg)
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.
![Работа на три продукта](http://profood-industry.ru/uploads/posts/2013-02/1359720310_412.jpeg)
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.
![](http://profood-industry.ru/uploads/posts/2013-02/1359720451_r153.jpeg)
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:
![](http://profood-industry.ru/uploads/posts/2013-02/1359720581_416.jpeg)
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.