Цель и технологические схемы кристаллизации
30-05-2017, 01:04
Кристаллизация сахара — завершающий этап производства.
На этом этапе выделяют практически чистую сахарозу.
В сокоочистительном отделении из диффузионного сока удаляется около 1/3 несахаров, остальные несахара вместе с сахарозой поступают в продуктовое отделение, где почти вся сахароза выкристаллизовывается, а несахара остаются в межкристальном растворе.
Кристаллизация сахарозы проводится из пересыщенных растворов в вакуум-аппаратах при низкой температуре (под разрежением) для уменьшения разложения (инверсии) сахарозы, инвертного сахара и образования красящих веществ.
Рациональная технологическая схема продуктового отделения должна иметь столько ступеней кристаллизации, чтобы суммарный эффект кристаллизации (разность доброкачественности исходного сиропа с клеровкой и мелассы) составлял 30—33 %, а коэффициент завода (процентное отношение масс сахарозы в сахаре-песке и переработанной свекле) при среднем качестве свеклы был 75—80 %.
Однако рационализация технологии кристаллизации должна идти не только по пути максимального извлечения сахарозы из свеклы, но и с учетом разработки мероприятий, направленных на снижение расхода пара, а следовательно, и расхода топлива, учитывая, что вакуум-аппараты являются основными потребителями технологического пара.
При современной технологии этим требованиям наиболее полно соответствует трехкристаллизационная схема (рис. 59).
По этой схеме сироп с клеровкой из сборника 1 поступает в вакуум-аппарат 2 на уваривание до содержания 92,5 % сухих веществ. Готовый утфель I спускается в утфелемешалку 30, где к нему добавляют немного воды температурой 75 °С для снижения пересыщения межкристального раствора.
Освободившийся вакуум-аппарат обрабатывают паром из I корпуса выпарной установки и образовавшийся раствор присоединяют к утфелю I.
Из мешалки 30 утфель поступает через распределитель 31 в центрифуги 32, где центрифугируется с отбором двух оттеков: первого (межкристального раствора утфеля) и второго, полученного в результате промывания (пробеливания) кристаллов сахара-песка горячей артезианской водой. Разность оттеков по доброкачественности должна быть 5—7 %. На пробеливание расходуется 3,0—3,5 % воды к массе загружаемого утфеля. Пробеленный сахар-песок влажностью 0,8—1,2 % выгружается на вибротранспортер 33 и элеватором 9 поднимается в сушильно-охладительную установку 10, где высушивается до влажности 0,14% или 0,02—0,03% при бестарном хранении в силос ах.
Сахар-песок представляет собой смесь кристаллов различной величины, содержащих комки и ферромагнитные примеси. Последние удаляются электромагнитным сепаратором, установленным над ленточным транспортером 13, а комки отделяются в сортировочной установке 14. В этой же установке сахар-песок разделяется по размеру кристаллов на три фракции и поступает в бункера 15, расположенные в упаковочном помещении.
Воздух, отсасываемый вентилятором из сушильно-охладительной установки, очищается от сахарной пыли в циклоне сухой очистки 11, а затем — в циклоне влажной очистки 12. Уловленную сахарную пудру вместе с комками сахара растворяют соком II сатурации в мешалке 16 и подают в клеровочный аппарат 29.
Оттеки, полученные при центрифугировании утфеля I кристаллизации (утфель I), перекачивают в сборник 3 для первого оттека и сборник 4 для второго оттека.
Утфель II кристаллизации (утфель II) уваривают в вакуум-аппарате 5 до 93 % сухих веществ, спускают в приемную утфелемешалку 25, куда добавляют немного горячей воды и через утфелераспределитель 26 подают в центрифуги 27. Сироп после пропарки вакуум-аппаратов отводится в утфелемешалку 25. При центрифугировании утфеля II получают два оттека с разностью по доброкачественности 4—5 % и направляют первый оттек в сборник 6, второй в сборник 7. На пробеливание расходуется 1 % горячей воды к массе утфеля.
Для уваривания утфеля III кристаллизации (утфель III) в вакуум-аппараты 8 последовательно забирают второй и первый оттеки утфеля II. Содержание сухих веществ в готовом утфеле доводят до 93,5 94,0 % и через приемную утфелемешалку 18 его спускают в кристаллизационную установку 19. Здесь в течение 24—28 ч происходит дополнительная кристаллизация сахара охлаждением от 63—67 до 35—40 °С. В утфелераспределителе 21 утфель подогревают до 45—50 °С и центрифугируют в центрифугах 22 без пробеливания сахара водой. Отбираемый в сборник 23 оттек (меласса) взвешивают на весах 17 и перекачивают в емкость на хранение. Сироп, полученный от промывки сит в центрифугах, соединяют с первым оттеком утфеля II.
Сахар III кристаллизации направляют в аффинатор 24, где он смешивается с ненагретым первым оттеком утфеля I, разбавленным очищенным соком в мешалке 20 до содержания 74— 76 % сухих веществ, и образует аффинационный утфель с содержанием 89—90 % сухих веществ. В процессе перемешивания утфеля (в течение 20 мин) в аффинаторе часть несахаров из пленки на кристаллах сахара переходит (диффундирует) в более чистый межкристальный раствор. Такой способ повышения доброкачественности сахара III кристаллизации называется аффинацией (очисткой). Из аффинатора утфель подается в утфелераспределитель 26 и центрифугируется вместе с утфелем II в центрифугах 27.
После этого сахар II и III кристаллизаций подается шнеком 28 в клеровочный аппарат 29, где растворяется (клеруется) в соке II сатурации до содержания 65—70 % сухих веществ. Клеровка вместе с сиропом из выпарной установки направляется на сульфитацию.
На ряде заводов применяется двухкристаллизационная схема (рис. 60), по которой утфель I уваривают до 92,5—93,5 % сухих веществ из смеси сиропа с клеровкой аффинированного сахара II кристаллизации и второго оттека утфеля I. При спуске в мешалку утфель опрыскивают горячей водой. Вакуум-аппарат пропаривают паром из I корпуса выпарной установки, пропарку (растворенные остатки утфеля) направляют в ту же утфелемешалку, что и утфель I.
Утфель I центрифугируют немедленно после спуска в утфелемешалку, сахар-песок пробеливают горячей артезианской водой. При центрифугировании получается два оттека с разностью по доброкачественности 7—8 %; первый оттек представляет собой межкристальный раствор утфеля; второй оттек образуется при пробеливании сахара водой.
Сахар-песок из центрифуг поступает в сушильно-охладительную установку, где высушивается до влажности 0,14 или 0,02— 0,03% (для бестарного хранения), очищается от ферромагнитных примесей, комков, сахарной пудры, затем его сортируют на фракции и упаковывают в мешки массой по 50 кг или направляют в силосы для бестарного хранения.
Часть первого оттека утфеля I забирают на аффинацию сахара II кристаллизации, другую часть используют на уваривание утфеля II. На последние подкачки берут аффинационный оттек и оттек, образованный при промывке сит в центрифугах утфеля II. Утфель II уваривают до содержания 94—95 % сухих веществ. Пропарку из вакуум-аппаратов утфеля II спускают в ту же приемную мешалку, что и утфель II.
Дополнительная кристаллизация утфеля II проводится в утфелемешалках-кристаллизаторах с охлаждением до 35—40 °С. Перед центрифугированием утфель нагревают до 45—50 °С и центрифугируют с отбором одного оттека (мелассы).
Сахар II кристаллизации аффинируют ненагретым, разбавленным до 74—76 % сухих веществ первым оттеком утфеля I. Аффинационный утфель, содержащий 89—90 % сухих веществ, центрифугируют, сахар пробеливают горячей водой, первый и второй оттеки соединяют вместе и с последними подкачками забирают на уваривание утфеля II.
Аффинированный сахар поступает в клеровочный аппарат и растворяется в соке II сатурации до плотности сиропа. Клеровка вместе с сиропом из выпарной установки подается в сульфитатор. В клеровочном аппарате растворяются также комки сахара и сахарная пудра, направляемые из сортировочной установки.
Двухкристаллизационная схема проще и экономичнее трех-кристаллизационной, но при ее эксплуатации не всегда достигается полное обессахаривание мелассы и получение сахара-песка высокого качества.
На этом этапе выделяют практически чистую сахарозу.
В сокоочистительном отделении из диффузионного сока удаляется около 1/3 несахаров, остальные несахара вместе с сахарозой поступают в продуктовое отделение, где почти вся сахароза выкристаллизовывается, а несахара остаются в межкристальном растворе.
Кристаллизация сахарозы проводится из пересыщенных растворов в вакуум-аппаратах при низкой температуре (под разрежением) для уменьшения разложения (инверсии) сахарозы, инвертного сахара и образования красящих веществ.
Рациональная технологическая схема продуктового отделения должна иметь столько ступеней кристаллизации, чтобы суммарный эффект кристаллизации (разность доброкачественности исходного сиропа с клеровкой и мелассы) составлял 30—33 %, а коэффициент завода (процентное отношение масс сахарозы в сахаре-песке и переработанной свекле) при среднем качестве свеклы был 75—80 %.
Однако рационализация технологии кристаллизации должна идти не только по пути максимального извлечения сахарозы из свеклы, но и с учетом разработки мероприятий, направленных на снижение расхода пара, а следовательно, и расхода топлива, учитывая, что вакуум-аппараты являются основными потребителями технологического пара.
При современной технологии этим требованиям наиболее полно соответствует трехкристаллизационная схема (рис. 59).
По этой схеме сироп с клеровкой из сборника 1 поступает в вакуум-аппарат 2 на уваривание до содержания 92,5 % сухих веществ. Готовый утфель I спускается в утфелемешалку 30, где к нему добавляют немного воды температурой 75 °С для снижения пересыщения межкристального раствора.
Освободившийся вакуум-аппарат обрабатывают паром из I корпуса выпарной установки и образовавшийся раствор присоединяют к утфелю I.
Из мешалки 30 утфель поступает через распределитель 31 в центрифуги 32, где центрифугируется с отбором двух оттеков: первого (межкристального раствора утфеля) и второго, полученного в результате промывания (пробеливания) кристаллов сахара-песка горячей артезианской водой. Разность оттеков по доброкачественности должна быть 5—7 %. На пробеливание расходуется 3,0—3,5 % воды к массе загружаемого утфеля. Пробеленный сахар-песок влажностью 0,8—1,2 % выгружается на вибротранспортер 33 и элеватором 9 поднимается в сушильно-охладительную установку 10, где высушивается до влажности 0,14% или 0,02—0,03% при бестарном хранении в силос ах.
Сахар-песок представляет собой смесь кристаллов различной величины, содержащих комки и ферромагнитные примеси. Последние удаляются электромагнитным сепаратором, установленным над ленточным транспортером 13, а комки отделяются в сортировочной установке 14. В этой же установке сахар-песок разделяется по размеру кристаллов на три фракции и поступает в бункера 15, расположенные в упаковочном помещении.
Воздух, отсасываемый вентилятором из сушильно-охладительной установки, очищается от сахарной пыли в циклоне сухой очистки 11, а затем — в циклоне влажной очистки 12. Уловленную сахарную пудру вместе с комками сахара растворяют соком II сатурации в мешалке 16 и подают в клеровочный аппарат 29.
Оттеки, полученные при центрифугировании утфеля I кристаллизации (утфель I), перекачивают в сборник 3 для первого оттека и сборник 4 для второго оттека.
Утфель II кристаллизации (утфель II) уваривают в вакуум-аппарате 5 до 93 % сухих веществ, спускают в приемную утфелемешалку 25, куда добавляют немного горячей воды и через утфелераспределитель 26 подают в центрифуги 27. Сироп после пропарки вакуум-аппаратов отводится в утфелемешалку 25. При центрифугировании утфеля II получают два оттека с разностью по доброкачественности 4—5 % и направляют первый оттек в сборник 6, второй в сборник 7. На пробеливание расходуется 1 % горячей воды к массе утфеля.
Для уваривания утфеля III кристаллизации (утфель III) в вакуум-аппараты 8 последовательно забирают второй и первый оттеки утфеля II. Содержание сухих веществ в готовом утфеле доводят до 93,5 94,0 % и через приемную утфелемешалку 18 его спускают в кристаллизационную установку 19. Здесь в течение 24—28 ч происходит дополнительная кристаллизация сахара охлаждением от 63—67 до 35—40 °С. В утфелераспределителе 21 утфель подогревают до 45—50 °С и центрифугируют в центрифугах 22 без пробеливания сахара водой. Отбираемый в сборник 23 оттек (меласса) взвешивают на весах 17 и перекачивают в емкость на хранение. Сироп, полученный от промывки сит в центрифугах, соединяют с первым оттеком утфеля II.
Сахар III кристаллизации направляют в аффинатор 24, где он смешивается с ненагретым первым оттеком утфеля I, разбавленным очищенным соком в мешалке 20 до содержания 74— 76 % сухих веществ, и образует аффинационный утфель с содержанием 89—90 % сухих веществ. В процессе перемешивания утфеля (в течение 20 мин) в аффинаторе часть несахаров из пленки на кристаллах сахара переходит (диффундирует) в более чистый межкристальный раствор. Такой способ повышения доброкачественности сахара III кристаллизации называется аффинацией (очисткой). Из аффинатора утфель подается в утфелераспределитель 26 и центрифугируется вместе с утфелем II в центрифугах 27.
После этого сахар II и III кристаллизаций подается шнеком 28 в клеровочный аппарат 29, где растворяется (клеруется) в соке II сатурации до содержания 65—70 % сухих веществ. Клеровка вместе с сиропом из выпарной установки направляется на сульфитацию.
На ряде заводов применяется двухкристаллизационная схема (рис. 60), по которой утфель I уваривают до 92,5—93,5 % сухих веществ из смеси сиропа с клеровкой аффинированного сахара II кристаллизации и второго оттека утфеля I. При спуске в мешалку утфель опрыскивают горячей водой. Вакуум-аппарат пропаривают паром из I корпуса выпарной установки, пропарку (растворенные остатки утфеля) направляют в ту же утфелемешалку, что и утфель I.
Утфель I центрифугируют немедленно после спуска в утфелемешалку, сахар-песок пробеливают горячей артезианской водой. При центрифугировании получается два оттека с разностью по доброкачественности 7—8 %; первый оттек представляет собой межкристальный раствор утфеля; второй оттек образуется при пробеливании сахара водой.
Сахар-песок из центрифуг поступает в сушильно-охладительную установку, где высушивается до влажности 0,14 или 0,02— 0,03% (для бестарного хранения), очищается от ферромагнитных примесей, комков, сахарной пудры, затем его сортируют на фракции и упаковывают в мешки массой по 50 кг или направляют в силосы для бестарного хранения.
Часть первого оттека утфеля I забирают на аффинацию сахара II кристаллизации, другую часть используют на уваривание утфеля II. На последние подкачки берут аффинационный оттек и оттек, образованный при промывке сит в центрифугах утфеля II. Утфель II уваривают до содержания 94—95 % сухих веществ. Пропарку из вакуум-аппаратов утфеля II спускают в ту же приемную мешалку, что и утфель II.
Дополнительная кристаллизация утфеля II проводится в утфелемешалках-кристаллизаторах с охлаждением до 35—40 °С. Перед центрифугированием утфель нагревают до 45—50 °С и центрифугируют с отбором одного оттека (мелассы).
Сахар II кристаллизации аффинируют ненагретым, разбавленным до 74—76 % сухих веществ первым оттеком утфеля I. Аффинационный утфель, содержащий 89—90 % сухих веществ, центрифугируют, сахар пробеливают горячей водой, первый и второй оттеки соединяют вместе и с последними подкачками забирают на уваривание утфеля II.
Аффинированный сахар поступает в клеровочный аппарат и растворяется в соке II сатурации до плотности сиропа. Клеровка вместе с сиропом из выпарной установки подается в сульфитатор. В клеровочном аппарате растворяются также комки сахара и сахарная пудра, направляемые из сортировочной установки.
Двухкристаллизационная схема проще и экономичнее трех-кристаллизационной, но при ее эксплуатации не всегда достигается полное обессахаривание мелассы и получение сахара-песка высокого качества.