Переработка сахара-сырца на сахар-песок
25-04-2017, 20:19
Рафинадный завод, перерабатывающий сахар-сырец, значительно отличается от обычного рафинадного завода, перерабатывающего сахар-песок. Для переработки сахара-сырца наш рафинадный завод необходимо в значительной мере переоборудовать. В данный момент (1967 г.) производственные мощности рафинадных заводов, которые могут перерабатывать сырец, еще ограничены.
Поэтому большое количество сахара-сырца направляют на переработку на свеклосахарные заводы в период, когда там закончено основное производство.
Из сахара-сырца свеклосахарные заводы, как правило, вырабатывают не рафинад, а стандартный сахар-песок. Это обстоятельство позволяет в значительной мере снизить требования, которые должны быть предъявлены к основным песочным утфелям.
Вследствие этого можно работать со значительно более простыми технологическими схемами.
При всех многочисленных вариантах схем всегда применяют дефекацию и сатурацию. Этот метод очистки отлично освоен свеклосахарными заводами. Нужное оборудование всегда имеется.
Адсорбенты при производстве стандартного песка из сахара-сырца на свеклосахарных заводах, как правило, применения не находят.
Проведение аффинации сырца считают очень нужной, необходимой технологической операцией. Для ее осуществления целесообразно при свеклосахарных заводах строить и оборудовать аффинационные отделения площадью, например, 18х15 м, сблокированные со складом для бестарного хранения сахара-сырца.
В соответствующем типовом проекте Гипросахара намечена следующая технологическая схема аффинационного отделения (рис. 197).
Аффинацию намечено осуществлять в трехсекционной горизонтальной мешалке, в первую секцию которой подают 1-й аффинационный оттек. Предварительно его разжижают и нагревают в сборнике до 80°С паром через барботер.
В первой секции мешалки СВ аффинационной массы 90%. Чтобы улучшить условия фуговки аффинационной мелассы, в третьей секции ее доводят до СВ 88%, добавляя 2-й аффинационный оттек. Продолжительность аффинации 25—30 мин.
Аффинированный сахар-сырец после центрифуг намечено шпеком транспортировать в двухкотловую клеровочную мешалку, где его растворяют в нагретой барометрической воде. Температуру поддерживают барботированием пара. Продолжительность клерования 25 мин. В клеровочных котлах намечено измерять плотность клеровки при помощи пьезометрического плотномера, а также контролировать pH клеровки.
При задержке клеровки в котлах предусмотрена возможность нейтрализации ее известью. Для предотвращения развития микрофлоры клеровочные котлы намечено периодически (раз в смену) дезинфицировать, например, формалином.
Развернутая пятикристаллизационная схема переработки сырца на сахар-песок (рис. 198) предложена А.И. Шапиро.
Эта схема начинается с процесса аффинации. При исходной чистоте сырца 97,5%) чистота аффинированного сырца 99%. Утфель I предлагается варить из таких составных частей: сульфитированной клеровки аффинированного сырца; песка утфеля II, который поступает на сульфитацию клеровки; песка III, IV и V кристаллизации, которые направляют на дефекацию.
Чистота утфеля I — 98%. Такая чистота обеспечивает выработку песка с цветностью 0,6—0,7 ед. шт. (т. е. выпуск песка лучше стандартного). Чистота утфеля II равна 94,6%). 1-й аффинационный оттек сырца направляют на утфель III, чистота которого 88,6%, минуя утфель II. Чистота утфеля IV — 80,0%. Чистота утфеля V — 69,6 %.
Песок V аффинируют. Чистота мелассы намечена 54,9, но автор схемы указывает, что она может быть доведена до 50.
Если применять в качестве адсорбента небольшое количество активных углей (0,10—0,15% к массе сухих веществ клеровки), то сахар II кристаллизации можно будет выводить в качестве товарной продукции, что значительно сократит количество утфелей.
Подсчитано, что при рассматриваемой схеме расход пара на технологические нужды составит 200% к массе перерабатываемого сахара-сырца, из них 140%) — на уваривание утфелей, причем на уваривание отдельных утфелей:
В производственных масштабах испытана также пятикристаллизационная (2+3) схема, предложенная Краснодарским научно-исследовательским институтом пищевой промышленности. В этой схеме нет аффинации сахара-сырца, а дефекации и сатурации подвергается клеровка исходного сахара-сырца. Товарный сахар-песок получают как из утфеля I кристаллизации (его называют утфелем А), так и из утфеля II кристаллизации (его называют утфелем Б). Схема характеризуется усиленной (повторной) очисткой сиропов. Дефекации и сатурации подвергается отдельно сироп — клеровка исходного сырца, из которой варят утфель А, и отдельно сироп, составленный из оттека утфеля I и клеровок песков III, IV и V кристаллизации. Из этого сиропа варят утфель Б. Щелочность на основной дефекации сиропа утфеля А 1,4—1,5% СаО. Щелочность на основной дефекции сиропа для утфеля Б 1,6—1,8% СаО. Понятно, что при рассматриваемой схеме работа ведется со значительным расходом извести. На Кореневском свеклосахарном заводе, работавшем в 1966 г. по описанной схеме, чистота клеровки сырца в среднем была равна 95,9%: при цветности 45,1 ед. шт. В очищенной клеровке сахара-сырца содержалось сухих веществ (СВ) 45,1%), чистота ее составляла 96,4%, цветность — 17,5 ед. шт. Чистота утфелей характеризовалась следующими данными:
Чистота получившейся сырцовой мелассы 54,2%. Выход сахара-песка составлял 92,75%) к массе сахара-сырца. Цветность песка равнялась 0,89 ед. шт., т. е. была несколько лучше требуемой стандартной цветности.
На свеклосахарных заводах находили и находят себе применение не только пятикристаллизационные схемы, но и менее сложные схемы с меньшим числом кристаллизаций.
На рис. 199 приведен график, изображающий поток количеств красящих веществ на одном свеклосахарном заводе, работавшем с аффинацией сахара-песка и четырьмя кристаллизациями (1+3). Количество красящих веществ подсчитывалось как произведение. Один сомножитель — это количество сухих веществ, которые содержатся в данном производственном веществе (продукте), выраженное в процентах к массе сахара-сырца. Цветность данного вещества (продукта), выраженная в единицах Штаммера, служила вторым сомножителем.
В рассматриваемом случае большая часть красящих веществ сахара-сырца (его исходная цветность 48 ед. шт.) поступала с 1-м аффинационным оттеком на утфель III и далее из утфеля IV выводилась с мелассой. Утфель I и даже утфель II эти красящие вещества миновали. Оставшаяся меньшая часть красящих веществ сырца поступала с клеровкой аффинада на дефекацию и сатурацию. Сюда же направляли сильно окрашенные пески утфелей III и IV. Цветность объединенной клеровки после дефекации и сатурации равнялась 18 ед. Шт. Сульфитация снизила цветность до 15 ед. шт. Цветность утфеля I составляла 12,5 ед. шт., т. е. значительно ниже сульфитированной клеровки. Это произошло в основном за счет введения клеровки относительно слабоокрашенного песка утфеля II с цветностью 2 ед. Шт. При указанной цветности утфеля I свеклосахарный завод вырабатывал довольно хороший сахар-песок, лучше стандартного.
Однако в рассматриваемом случае наблюдалась большая нагрузка на последние кристаллизации и высокая чистота последнего утфеля. Это обусловлено растворением большого количества сахара на аффинации, который направлен на III утфель и не успевает выкристаллизоваться в двух последних последовательных кристаллизациях. В результате в рассматриваемом случае наблюдались повышенные потери сахара в сырцовой мелассе.
В ряде случаев недостаточность оборудования заставляет свеклосахарные заводы перерабатывать сахар-сырец по самым упрощенным схемам — не применять аффинацию; очистку вести только при помощи дефекации, сатурации и сульфитации, работать по трехкристаллизационной схеме (1+2).
В данном случае исходным материалом для переработки служит клеровка сахара-сырца в том его виде, в каком он поступает на свеклосахарный завод. Хотя чистота такой клеровки и ниже чистоты клеровки аффинированного сахара-сырца, но все же и в этом случае она довольно высокая — около 98%. Истощить такой маточный раствор до чистоты мелассы хотя бы 55% при трехкристаллизационной схеме очень трудно. Чтобы процент кристаллов в утфелях не превысил технически возможную величину, приходится применять весьма нежелательную меру: искусственно уменьшать чистоту утфелей.
Так, на одном из заводов работали следующим образом.
Утфель I варили из клеровки неаффинированного сырца, желтого песка II (чистота 97—96%)); белого оттека I (чистота 92—93%); зеленого оттека I (чистота 89—90), который брали на последние подкачки. Чистота утфеля I составляла 95—97%. Количество зеленого оттека I, возвращаемого на утфель I, меняли в зависимости от качества сырца и качества сахара-песка, который получался. Если цветность песка превышала 1 ед. шт., то возврат зеленого оттека прекращали.
Утфель II варили из зеленого оттека утфеля I, белого оттека утфеля II и некоторого количества зеленого оттека этого же утфеля II. Количество зеленого оттека II, который возвращали в утфель II, тоже изменяли в зависимости от чистоты промежуточных продуктов. Чистота утфеля II — 85—88. Желтый песок утфеля II пробеливали небольшим количеством воды. Утфель III (последний) варили только из оттека утфеля II чистотой 74—78.
На последние подкачки брали мелассу и этим снижали чистоту утфеля III до 72—74%. Песок утфеля III клеровали и направляли на дефекацию и сатурацию. Чистота мелассы равнялась 53—55%.
При работе по трехкристаллизационной схеме постоянно приходится следить за тем, чтобы, с одной стороны, не повысилась цветность выпускаемого сахара-песка вследствие повышенной цветности I утфеля и, с другой стороны, чтобы чрезмерно не повысилась чистота сырцовой мелассы вследствие повышенной чистоты последнего, III утфеля.
При тщательной и напряженной работе некоторые свеклосахарные заводы и на упрощенных схемах давали результаты, приближающиеся к требуемым. В большинстве же случаев упрощенная схема очень затрудняет полное и рациональное использование высококачественного сырья, каким является тростниковый сахар-сырец, и принимается лишь как вынужденное решение.
В заключение нелишне уточнить одно обстоятельство. Сахар-песок и сахар-рафинад, выработанные из тростникового сахара-сырца, по сладости и по вкусу ничем не отличаются от выработанных из свеклы. Даже химику-аналитику очень трудно идентифицировать сахара. Для этого приходится сравнивать колебания концентрации ничтожного количества примесей (доли милиграмм-эквивалентов на 100 г сахара).
Поэтому большое количество сахара-сырца направляют на переработку на свеклосахарные заводы в период, когда там закончено основное производство.
Из сахара-сырца свеклосахарные заводы, как правило, вырабатывают не рафинад, а стандартный сахар-песок. Это обстоятельство позволяет в значительной мере снизить требования, которые должны быть предъявлены к основным песочным утфелям.
Вследствие этого можно работать со значительно более простыми технологическими схемами.
При всех многочисленных вариантах схем всегда применяют дефекацию и сатурацию. Этот метод очистки отлично освоен свеклосахарными заводами. Нужное оборудование всегда имеется.
Адсорбенты при производстве стандартного песка из сахара-сырца на свеклосахарных заводах, как правило, применения не находят.
Проведение аффинации сырца считают очень нужной, необходимой технологической операцией. Для ее осуществления целесообразно при свеклосахарных заводах строить и оборудовать аффинационные отделения площадью, например, 18х15 м, сблокированные со складом для бестарного хранения сахара-сырца.
В соответствующем типовом проекте Гипросахара намечена следующая технологическая схема аффинационного отделения (рис. 197).
Аффинацию намечено осуществлять в трехсекционной горизонтальной мешалке, в первую секцию которой подают 1-й аффинационный оттек. Предварительно его разжижают и нагревают в сборнике до 80°С паром через барботер.
В первой секции мешалки СВ аффинационной массы 90%. Чтобы улучшить условия фуговки аффинационной мелассы, в третьей секции ее доводят до СВ 88%, добавляя 2-й аффинационный оттек. Продолжительность аффинации 25—30 мин.
Аффинированный сахар-сырец после центрифуг намечено шпеком транспортировать в двухкотловую клеровочную мешалку, где его растворяют в нагретой барометрической воде. Температуру поддерживают барботированием пара. Продолжительность клерования 25 мин. В клеровочных котлах намечено измерять плотность клеровки при помощи пьезометрического плотномера, а также контролировать pH клеровки.
При задержке клеровки в котлах предусмотрена возможность нейтрализации ее известью. Для предотвращения развития микрофлоры клеровочные котлы намечено периодически (раз в смену) дезинфицировать, например, формалином.
Развернутая пятикристаллизационная схема переработки сырца на сахар-песок (рис. 198) предложена А.И. Шапиро.
Эта схема начинается с процесса аффинации. При исходной чистоте сырца 97,5%) чистота аффинированного сырца 99%. Утфель I предлагается варить из таких составных частей: сульфитированной клеровки аффинированного сырца; песка утфеля II, который поступает на сульфитацию клеровки; песка III, IV и V кристаллизации, которые направляют на дефекацию.
Чистота утфеля I — 98%. Такая чистота обеспечивает выработку песка с цветностью 0,6—0,7 ед. шт. (т. е. выпуск песка лучше стандартного). Чистота утфеля II равна 94,6%). 1-й аффинационный оттек сырца направляют на утфель III, чистота которого 88,6%, минуя утфель II. Чистота утфеля IV — 80,0%. Чистота утфеля V — 69,6 %.
Песок V аффинируют. Чистота мелассы намечена 54,9, но автор схемы указывает, что она может быть доведена до 50.
Если применять в качестве адсорбента небольшое количество активных углей (0,10—0,15% к массе сухих веществ клеровки), то сахар II кристаллизации можно будет выводить в качестве товарной продукции, что значительно сократит количество утфелей.
Подсчитано, что при рассматриваемой схеме расход пара на технологические нужды составит 200% к массе перерабатываемого сахара-сырца, из них 140%) — на уваривание утфелей, причем на уваривание отдельных утфелей:
В производственных масштабах испытана также пятикристаллизационная (2+3) схема, предложенная Краснодарским научно-исследовательским институтом пищевой промышленности. В этой схеме нет аффинации сахара-сырца, а дефекации и сатурации подвергается клеровка исходного сахара-сырца. Товарный сахар-песок получают как из утфеля I кристаллизации (его называют утфелем А), так и из утфеля II кристаллизации (его называют утфелем Б). Схема характеризуется усиленной (повторной) очисткой сиропов. Дефекации и сатурации подвергается отдельно сироп — клеровка исходного сырца, из которой варят утфель А, и отдельно сироп, составленный из оттека утфеля I и клеровок песков III, IV и V кристаллизации. Из этого сиропа варят утфель Б. Щелочность на основной дефекации сиропа утфеля А 1,4—1,5% СаО. Щелочность на основной дефекции сиропа для утфеля Б 1,6—1,8% СаО. Понятно, что при рассматриваемой схеме работа ведется со значительным расходом извести. На Кореневском свеклосахарном заводе, работавшем в 1966 г. по описанной схеме, чистота клеровки сырца в среднем была равна 95,9%: при цветности 45,1 ед. шт. В очищенной клеровке сахара-сырца содержалось сухих веществ (СВ) 45,1%), чистота ее составляла 96,4%, цветность — 17,5 ед. шт. Чистота утфелей характеризовалась следующими данными:
Чистота получившейся сырцовой мелассы 54,2%. Выход сахара-песка составлял 92,75%) к массе сахара-сырца. Цветность песка равнялась 0,89 ед. шт., т. е. была несколько лучше требуемой стандартной цветности.
На свеклосахарных заводах находили и находят себе применение не только пятикристаллизационные схемы, но и менее сложные схемы с меньшим числом кристаллизаций.
На рис. 199 приведен график, изображающий поток количеств красящих веществ на одном свеклосахарном заводе, работавшем с аффинацией сахара-песка и четырьмя кристаллизациями (1+3). Количество красящих веществ подсчитывалось как произведение. Один сомножитель — это количество сухих веществ, которые содержатся в данном производственном веществе (продукте), выраженное в процентах к массе сахара-сырца. Цветность данного вещества (продукта), выраженная в единицах Штаммера, служила вторым сомножителем.
В рассматриваемом случае большая часть красящих веществ сахара-сырца (его исходная цветность 48 ед. шт.) поступала с 1-м аффинационным оттеком на утфель III и далее из утфеля IV выводилась с мелассой. Утфель I и даже утфель II эти красящие вещества миновали. Оставшаяся меньшая часть красящих веществ сырца поступала с клеровкой аффинада на дефекацию и сатурацию. Сюда же направляли сильно окрашенные пески утфелей III и IV. Цветность объединенной клеровки после дефекации и сатурации равнялась 18 ед. Шт. Сульфитация снизила цветность до 15 ед. шт. Цветность утфеля I составляла 12,5 ед. шт., т. е. значительно ниже сульфитированной клеровки. Это произошло в основном за счет введения клеровки относительно слабоокрашенного песка утфеля II с цветностью 2 ед. Шт. При указанной цветности утфеля I свеклосахарный завод вырабатывал довольно хороший сахар-песок, лучше стандартного.
Однако в рассматриваемом случае наблюдалась большая нагрузка на последние кристаллизации и высокая чистота последнего утфеля. Это обусловлено растворением большого количества сахара на аффинации, который направлен на III утфель и не успевает выкристаллизоваться в двух последних последовательных кристаллизациях. В результате в рассматриваемом случае наблюдались повышенные потери сахара в сырцовой мелассе.
В ряде случаев недостаточность оборудования заставляет свеклосахарные заводы перерабатывать сахар-сырец по самым упрощенным схемам — не применять аффинацию; очистку вести только при помощи дефекации, сатурации и сульфитации, работать по трехкристаллизационной схеме (1+2).
В данном случае исходным материалом для переработки служит клеровка сахара-сырца в том его виде, в каком он поступает на свеклосахарный завод. Хотя чистота такой клеровки и ниже чистоты клеровки аффинированного сахара-сырца, но все же и в этом случае она довольно высокая — около 98%. Истощить такой маточный раствор до чистоты мелассы хотя бы 55% при трехкристаллизационной схеме очень трудно. Чтобы процент кристаллов в утфелях не превысил технически возможную величину, приходится применять весьма нежелательную меру: искусственно уменьшать чистоту утфелей.
Так, на одном из заводов работали следующим образом.
Утфель I варили из клеровки неаффинированного сырца, желтого песка II (чистота 97—96%)); белого оттека I (чистота 92—93%); зеленого оттека I (чистота 89—90), который брали на последние подкачки. Чистота утфеля I составляла 95—97%. Количество зеленого оттека I, возвращаемого на утфель I, меняли в зависимости от качества сырца и качества сахара-песка, который получался. Если цветность песка превышала 1 ед. шт., то возврат зеленого оттека прекращали.
Утфель II варили из зеленого оттека утфеля I, белого оттека утфеля II и некоторого количества зеленого оттека этого же утфеля II. Количество зеленого оттека II, который возвращали в утфель II, тоже изменяли в зависимости от чистоты промежуточных продуктов. Чистота утфеля II — 85—88. Желтый песок утфеля II пробеливали небольшим количеством воды. Утфель III (последний) варили только из оттека утфеля II чистотой 74—78.
На последние подкачки брали мелассу и этим снижали чистоту утфеля III до 72—74%. Песок утфеля III клеровали и направляли на дефекацию и сатурацию. Чистота мелассы равнялась 53—55%.
При работе по трехкристаллизационной схеме постоянно приходится следить за тем, чтобы, с одной стороны, не повысилась цветность выпускаемого сахара-песка вследствие повышенной цветности I утфеля и, с другой стороны, чтобы чрезмерно не повысилась чистота сырцовой мелассы вследствие повышенной чистоты последнего, III утфеля.
При тщательной и напряженной работе некоторые свеклосахарные заводы и на упрощенных схемах давали результаты, приближающиеся к требуемым. В большинстве же случаев упрощенная схема очень затрудняет полное и рациональное использование высококачественного сырья, каким является тростниковый сахар-сырец, и принимается лишь как вынужденное решение.
В заключение нелишне уточнить одно обстоятельство. Сахар-песок и сахар-рафинад, выработанные из тростникового сахара-сырца, по сладости и по вкусу ничем не отличаются от выработанных из свеклы. Даже химику-аналитику очень трудно идентифицировать сахара. Для этого приходится сравнивать колебания концентрации ничтожного количества примесей (доли милиграмм-эквивалентов на 100 г сахара).