Принципы правильной работы при уваривании утфелей
24-05-2017, 09:52
В качестве основы при уваривании утфелей отдельных кристаллизации использовать продукты соответствующего качества.
• Набираемый в вакуум-аппарат продукт должен быть предварительно нагрет до температуры примерно 85°С.
• Количество набираемого сиропа (продукта) должно быть таким, чтобы покрывалась греющая поверхность.
• Температура утфеля во время заводки кристаллов не должна снижаться ниже 80°С.
• Должно быть заведено достаточное количество центров кристаллизации.
• Уваривание необходимо проводить на частых коротких подкачках.
• В процессе заводки и наваривания утфеля осуществлять непрерывный контроль.
• Спускать хорошо отваренный утфель.
• Выдерживать цикличность уваривания утфелей.
• Загрузку утфеля в центрифугу проводить при частоте оборотов примерно 200 об/мин.
• Центрифугу не переполнять утфелем.
• Проводить по возможности более полное отделение межкристального раствора.
• Правильно проводить деление оттеков.
• Выгрузку сахара можно проводить только после того, как он хорошо пробелен и подсушен.
Затруднения при уваривании утфелей и их устранение.
Наиболее часто встречаются следующие затруднения.
Избыток или недостаток сиропа и оттеков. Для уваривания утфелей по двухпродуктовой схеме используют сироп, оттек утфеля I продукта, клеровку сахара последней кристаллизации, а по трехпродуктовой схеме еще и оттек утфеля промежуточного продукта.
Недостаток одного из этих продуктов в течение определенного времени обычно не сказывается на работе кристаллизационного отделения.
При недостатке продуктов в течение непродолжительного времени уваривание замедляют или совсем прекращают. Для этого резко уменьшают или отключают подачу пара в вакуум-аппараты. Во избежание образования кристаллической муки при охлаждении утфеля периодически проводят его подогрев. Одновременно уменьшают разрежение в вакуум-аппарате, прикрывая основной воздушный вентиль. За счет этого обеспечивается снижение выпаривания воды до минимума, ее же убыток восстанавливают, применяя водные раскачки. При уваривании утфеля I для этих целей лучше использовать сок II сатурации.
Если же намечается отсутствие продуктов в течение длительного времени, то в аппаратах, где только заведен кристалл или проведено сгущение сиропа, путем раскачки водой доводят концентрацию сухих веществ продукта до 70 % и держат его в вакуум-аппарате при температуре 75°С. Утфель, находящийся в аппаратах на стадии наращивания кристаллов, доваривают на имеющемся продукте.
Гораздо сложнее решить обратную задачу, когда имеется избыток продуктов.
Причинами перегрузки кристаллизационного отделения может быть медленное уваривание или большое количество оттеков при центрифугировании утфелей. Для уменьшения количества оттеков необходимо: увеличить выход кристаллического сахара; проверить, не добавляется ли вода в утфель перед его центрифугированием; сократить время уваривания утфелей, подавая пар большого потенциала и создавая более высокое разрежение; скорректировать распределение оттеков на уваривание отдельных утфелей.
Медленное уваривание. Увеличение времени уваривания обусловлено следующими факторами:
• Недостаточной площадью поверхности греющей камеры вакуум-аппаратов. Минимальная площадь поверхности нагрева на 1 т утфеля должна быть: для утфеля I продукта - 4 м2, промежуточного продукта - 3,5 м2 и последнего продукта - 3 м2. В целях унифицирования вакуум-аппаратов для утфелей всех продуктов исходят из величины 4...4,5 м2 на I т утфеля.
• Недостаточным отводом конденсата. Часто случается, что часть греющей камеры заполнена конденсатом. Следует проверить работу кондесатоотводчиков.
• Плохим отведением неконденсирующихся газов. Вентиль на коммуникации для отвода неконденсирующихся газов должен быть открыт таким образом, чтобы труба оттяжки была горячей.
• Низким потенциалом греющего пара. Надежным показателем потенциала пара является его давление. Для уваривания продуктовых утфелей используют соковый пар после II и III корпусов выпарной установки, а иногда и ретурный пар. Значения давления этих паров соответственно равны 0,17, 0,12 и 0,285 МПа. В начале уваривания утфеля обычно используют пар меньшего давления. Низкое давление греющего пара может быть связано с его неравномерным отбором из выпарной установки для уваривания утфелей при неправильно составленном графике уваривания или нарушении его. Использование ретурного пара в продуктовом отделении сырцового завода является проблематичным. Если ретурный пар использовать на выпарной установке, то это будет способствовать получению сиропа с более высокой концентрацией сухих веществ.
• Высокой температурой утфеля. Величина температуры кипения утфеля зависит от концентрации сухих веществ маточного раствора и разрежения. Температура утфеля регулируется изменением разрежения в вакуум-аппарате. Вначале уваривание проводят при меньшем разрежении, так как температура кипения сиропа ниже температуры кипения утфеля.
• Плохой циркуляцией утфеля. Коэффициент теплопередачи зависит, в частности, от концентрации сухих веществ утфеля и его циркуляции в вакуум-аппарате. В вакуум-аппаратах для интенсификации процесса применяют перемешивающие устройства или паровое барботирование. Причиной плохой циркуляции может быть и применение для уваривания утфелей растворов высокой концентрации.
• Загоранием поверхности нагрева. Оно может происходить с обеих сторон поверхности нагрева. Однако серьезные последствия вызывает образование накипи со стороны сахарного раствора, которое связано с выпадением в осадок органических солей кальция. Образование накипи на поверхности нагрева может привести к тому, что процесс уваривания утфелей резко замедлится. В этих случаях говорят о так называемых «мертвых» варках.
• Низкой концентрацией сухих веществ в сиропе. Продолжительность уваривания утфелей увеличивается, если для их уваривания используется сироп с пониженной концентрацией сухих веществ.
«Мертвая» (трудная) варка. Она характеризуется тем, что сироп и оттеки вначале хорошо увариваются, а затем уваривание постепенно ухудшается и совсем прекращается, несмотря на то, что давление греющего пара и разрежение в аппарате являются нормальными.
Такое явление объясняется тем, что на поверхности нагрева образуется тонкий слой осадка, который затрудняет теплопередачу. Осадок может образоваться и в результате пригорания сахара на поверхности нагрева.
В отдельных случаях температура утфеля увеличивается, быстро нарастает цветность утфеля, а пузырьки пара не образуются. Причиной этого являются: низкое качество соков, полученных из порченой свеклы, неправильное проведение технологических процессов обессахаривания и очистки соков. «Мертвая» варка также наблюдается в тех случаях, когда сок II сатурации имеет высокую щелочность, обусловленную наличием свободной извести. В случаях трудной варки рекомендуется:
• Определить щелочность и содержание солей кальция в растворах перед варкой. Если она высокая, то добавить в вакуум-аппарат 3%-ный раствор технической соляной кислоты. Для снижения щелочности на 0,1% СаО требуется примерно 0,4% технической соляной кислоты. Кислоту нужно добавлять небольшими порциями, чтобы хорошо перемешать ее с массой утфеля. Если щелочность утфеля низкая (отрицательная реакция на фенолфталеин), то подщелачивание утфеля в вакуум-аппарате проводят путем добавления Са(ОН)2. Подщелачивание утфеля последнего продукта проводят при помощи NaOH. Соду для подщелачивания никогда не применяют, так как в этом случае образуется пена.
• Добавить в вакуум-аппарат синтетическое поверхностно-активное вещество.
• Если в вакуум-аппаратах подвод пара для пропарки осуществляется ниже греющей камеры, то, чтобы привести утфель в движение, можно использовать пар. Обнаружив, что сироп плохо уваривается, его лучше не применять для заводки кристаллов, а использовать в конце варки утфеля.
• Иногда избежать «мертвой» варки помогает добавление олифы (примерно 200 см3).
• Нужно провести контроль и внести в случае необходимости коррективы в работу отделений соколобывания и очистки, так как одной из главных причин трудной варки является высокое содержание в соке пектиновых веществ. Повышение температуры способствует увеличению перехода их при обессахаривании в диффузионный сок. В процессе очистки пектиновые вещества осаждаются не полностью, а частично гидролизуются, и продукты гидролиза затем переходят в мелассу. Для уменьшения их содержания рекомендуется снизить температуру диффузии сахара, проводить более тщательное отделение мезги от сока. При повышенном содержании пектиновых веществ в диффузионном соке увеличивают количество извести на основную диффузию.
• Для удаления осадка с греющей поверхности можно применить способ вываривания вакуум-аппаратов 5%-ным раствором соды в течение 2 ч. Часто применяют так называемый способ прижигания корки, заключающийся в том, что при закрытом шибере и воздушном вентиле подают пар в греющую камеру, а затем быстро открывают воздушный вентиль, создавая в аппаратах максимальное разрежение.
Трудная заводка кристаллов. Трудности при заводке кристаллов, связанные со сложностью образования кристаллов в требуемом количестве, следующие:
• Кристаллы трудно заводятся. Для устранения этой аномалии необходимо повысить чистоту продуктов, применяемых на начальных стадиях уваривания. Образование центров кристаллизации зависит от качественного и количественного состава несахаров. Процесс образования центров кристаллизации из продуктов с более высокой чистотой протекает легче.
• Применять необходимое количество затравки.
При сиропах низкого качества эффективен способ перетяжки примерно половины утфеля с заведенными кристаллами в другой аппарат и затем его доваривание.
Для промежуточного утфеля можно использовать в качестве кристаллической основы утфель, приготовленный смешиванием желтого сахара последнего продукта с сиропом.
• Набираемый в вакуум-аппарат продукт должен быть предварительно нагрет до температуры примерно 85°С.
• Количество набираемого сиропа (продукта) должно быть таким, чтобы покрывалась греющая поверхность.
• Температура утфеля во время заводки кристаллов не должна снижаться ниже 80°С.
• Должно быть заведено достаточное количество центров кристаллизации.
• Уваривание необходимо проводить на частых коротких подкачках.
• В процессе заводки и наваривания утфеля осуществлять непрерывный контроль.
• Спускать хорошо отваренный утфель.
• Выдерживать цикличность уваривания утфелей.
• Загрузку утфеля в центрифугу проводить при частоте оборотов примерно 200 об/мин.
• Центрифугу не переполнять утфелем.
• Проводить по возможности более полное отделение межкристального раствора.
• Правильно проводить деление оттеков.
• Выгрузку сахара можно проводить только после того, как он хорошо пробелен и подсушен.
Затруднения при уваривании утфелей и их устранение.
Наиболее часто встречаются следующие затруднения.
Избыток или недостаток сиропа и оттеков. Для уваривания утфелей по двухпродуктовой схеме используют сироп, оттек утфеля I продукта, клеровку сахара последней кристаллизации, а по трехпродуктовой схеме еще и оттек утфеля промежуточного продукта.
Недостаток одного из этих продуктов в течение определенного времени обычно не сказывается на работе кристаллизационного отделения.
При недостатке продуктов в течение непродолжительного времени уваривание замедляют или совсем прекращают. Для этого резко уменьшают или отключают подачу пара в вакуум-аппараты. Во избежание образования кристаллической муки при охлаждении утфеля периодически проводят его подогрев. Одновременно уменьшают разрежение в вакуум-аппарате, прикрывая основной воздушный вентиль. За счет этого обеспечивается снижение выпаривания воды до минимума, ее же убыток восстанавливают, применяя водные раскачки. При уваривании утфеля I для этих целей лучше использовать сок II сатурации.
Если же намечается отсутствие продуктов в течение длительного времени, то в аппаратах, где только заведен кристалл или проведено сгущение сиропа, путем раскачки водой доводят концентрацию сухих веществ продукта до 70 % и держат его в вакуум-аппарате при температуре 75°С. Утфель, находящийся в аппаратах на стадии наращивания кристаллов, доваривают на имеющемся продукте.
Гораздо сложнее решить обратную задачу, когда имеется избыток продуктов.
Причинами перегрузки кристаллизационного отделения может быть медленное уваривание или большое количество оттеков при центрифугировании утфелей. Для уменьшения количества оттеков необходимо: увеличить выход кристаллического сахара; проверить, не добавляется ли вода в утфель перед его центрифугированием; сократить время уваривания утфелей, подавая пар большого потенциала и создавая более высокое разрежение; скорректировать распределение оттеков на уваривание отдельных утфелей.
Медленное уваривание. Увеличение времени уваривания обусловлено следующими факторами:
• Недостаточной площадью поверхности греющей камеры вакуум-аппаратов. Минимальная площадь поверхности нагрева на 1 т утфеля должна быть: для утфеля I продукта - 4 м2, промежуточного продукта - 3,5 м2 и последнего продукта - 3 м2. В целях унифицирования вакуум-аппаратов для утфелей всех продуктов исходят из величины 4...4,5 м2 на I т утфеля.
• Недостаточным отводом конденсата. Часто случается, что часть греющей камеры заполнена конденсатом. Следует проверить работу кондесатоотводчиков.
• Плохим отведением неконденсирующихся газов. Вентиль на коммуникации для отвода неконденсирующихся газов должен быть открыт таким образом, чтобы труба оттяжки была горячей.
• Низким потенциалом греющего пара. Надежным показателем потенциала пара является его давление. Для уваривания продуктовых утфелей используют соковый пар после II и III корпусов выпарной установки, а иногда и ретурный пар. Значения давления этих паров соответственно равны 0,17, 0,12 и 0,285 МПа. В начале уваривания утфеля обычно используют пар меньшего давления. Низкое давление греющего пара может быть связано с его неравномерным отбором из выпарной установки для уваривания утфелей при неправильно составленном графике уваривания или нарушении его. Использование ретурного пара в продуктовом отделении сырцового завода является проблематичным. Если ретурный пар использовать на выпарной установке, то это будет способствовать получению сиропа с более высокой концентрацией сухих веществ.
• Высокой температурой утфеля. Величина температуры кипения утфеля зависит от концентрации сухих веществ маточного раствора и разрежения. Температура утфеля регулируется изменением разрежения в вакуум-аппарате. Вначале уваривание проводят при меньшем разрежении, так как температура кипения сиропа ниже температуры кипения утфеля.
• Плохой циркуляцией утфеля. Коэффициент теплопередачи зависит, в частности, от концентрации сухих веществ утфеля и его циркуляции в вакуум-аппарате. В вакуум-аппаратах для интенсификации процесса применяют перемешивающие устройства или паровое барботирование. Причиной плохой циркуляции может быть и применение для уваривания утфелей растворов высокой концентрации.
• Загоранием поверхности нагрева. Оно может происходить с обеих сторон поверхности нагрева. Однако серьезные последствия вызывает образование накипи со стороны сахарного раствора, которое связано с выпадением в осадок органических солей кальция. Образование накипи на поверхности нагрева может привести к тому, что процесс уваривания утфелей резко замедлится. В этих случаях говорят о так называемых «мертвых» варках.
• Низкой концентрацией сухих веществ в сиропе. Продолжительность уваривания утфелей увеличивается, если для их уваривания используется сироп с пониженной концентрацией сухих веществ.
«Мертвая» (трудная) варка. Она характеризуется тем, что сироп и оттеки вначале хорошо увариваются, а затем уваривание постепенно ухудшается и совсем прекращается, несмотря на то, что давление греющего пара и разрежение в аппарате являются нормальными.
Такое явление объясняется тем, что на поверхности нагрева образуется тонкий слой осадка, который затрудняет теплопередачу. Осадок может образоваться и в результате пригорания сахара на поверхности нагрева.
В отдельных случаях температура утфеля увеличивается, быстро нарастает цветность утфеля, а пузырьки пара не образуются. Причиной этого являются: низкое качество соков, полученных из порченой свеклы, неправильное проведение технологических процессов обессахаривания и очистки соков. «Мертвая» варка также наблюдается в тех случаях, когда сок II сатурации имеет высокую щелочность, обусловленную наличием свободной извести. В случаях трудной варки рекомендуется:
• Определить щелочность и содержание солей кальция в растворах перед варкой. Если она высокая, то добавить в вакуум-аппарат 3%-ный раствор технической соляной кислоты. Для снижения щелочности на 0,1% СаО требуется примерно 0,4% технической соляной кислоты. Кислоту нужно добавлять небольшими порциями, чтобы хорошо перемешать ее с массой утфеля. Если щелочность утфеля низкая (отрицательная реакция на фенолфталеин), то подщелачивание утфеля в вакуум-аппарате проводят путем добавления Са(ОН)2. Подщелачивание утфеля последнего продукта проводят при помощи NaOH. Соду для подщелачивания никогда не применяют, так как в этом случае образуется пена.
• Добавить в вакуум-аппарат синтетическое поверхностно-активное вещество.
• Если в вакуум-аппаратах подвод пара для пропарки осуществляется ниже греющей камеры, то, чтобы привести утфель в движение, можно использовать пар. Обнаружив, что сироп плохо уваривается, его лучше не применять для заводки кристаллов, а использовать в конце варки утфеля.
• Иногда избежать «мертвой» варки помогает добавление олифы (примерно 200 см3).
• Нужно провести контроль и внести в случае необходимости коррективы в работу отделений соколобывания и очистки, так как одной из главных причин трудной варки является высокое содержание в соке пектиновых веществ. Повышение температуры способствует увеличению перехода их при обессахаривании в диффузионный сок. В процессе очистки пектиновые вещества осаждаются не полностью, а частично гидролизуются, и продукты гидролиза затем переходят в мелассу. Для уменьшения их содержания рекомендуется снизить температуру диффузии сахара, проводить более тщательное отделение мезги от сока. При повышенном содержании пектиновых веществ в диффузионном соке увеличивают количество извести на основную диффузию.
• Для удаления осадка с греющей поверхности можно применить способ вываривания вакуум-аппаратов 5%-ным раствором соды в течение 2 ч. Часто применяют так называемый способ прижигания корки, заключающийся в том, что при закрытом шибере и воздушном вентиле подают пар в греющую камеру, а затем быстро открывают воздушный вентиль, создавая в аппаратах максимальное разрежение.
Трудная заводка кристаллов. Трудности при заводке кристаллов, связанные со сложностью образования кристаллов в требуемом количестве, следующие:
• Кристаллы трудно заводятся. Для устранения этой аномалии необходимо повысить чистоту продуктов, применяемых на начальных стадиях уваривания. Образование центров кристаллизации зависит от качественного и количественного состава несахаров. Процесс образования центров кристаллизации из продуктов с более высокой чистотой протекает легче.
• Применять необходимое количество затравки.
При сиропах низкого качества эффективен способ перетяжки примерно половины утфеля с заведенными кристаллами в другой аппарат и затем его доваривание.
Для промежуточного утфеля можно использовать в качестве кристаллической основы утфель, приготовленный смешиванием желтого сахара последнего продукта с сиропом.