Формирование качества сахара-песка в процессе производства

На рис. 3.2. приведена схема производства сахара-песка.

Подготовка сырья. Свекла, поступающего на завод, накапливается в железобетонной емкости, расположенной рядом с главным корпусом завода. Главный гидротранспортер разделен на два участка: нижний и верхний. В начале нижнего участка, что нацелена в землю, устанавливают уловитель для песка. После удаления песка свеклу вместе с водой проходит через ловушки соломы, ботвы и камней. Очищенная сырье специальным насосом подается в желоб верхнего участка гидротранспортере. В верхнем Гидротранс-портере смесь свеклы с водой дополнительно очищается от примесей. Перед поступлением свеклы на мойку важно как можно полнее отделить от него транспортерную воду и примеси. Это осуществляется на дисковых и ротационных водоотделителя. На ротационных водоотделителя вместе с транспортерной водой отделяются камни, песок, обломки и хвостики корней, частично ботва и солома. Для того, чтобы повторно использовать воду для транспортировки свеклы, ее необходимо очистить и осветлить.

Обобщенная схема производства сахара-песка

Рис. 3.2. Обобщенная схема производства сахара-песка

Мытье свеклы. При ручном сборе грунт, остается на корнеплодах, составляет 1-3% от массы партии свеклы, при механизированной уборке комбайном - 10-12%.

Свеклу необходимо тщательно отмыть от загрязнений, во-первых, для того, чтобы уберечь ножи для резки от их затупления и, во-вторых, для предотвращения загрязнения диффузионного сока. Свекла частично отмывается от примесей в гидравлическом транспортере и бурякопидйомних устройствах. Для полной очистки свеклы от загрязнений и дополнительного отделения тяжелых и легких примесей применяются свекломойки. Земля и глина лучше всего отмываются при трении корней друг о друга. Поэтому на начальной стадии мойки свекла должны находиться в скученном состоянии, сначала происходит их отмывания барабанной бурякомийци. Принцип работы свекломойки заключается в том, что свекла в барабане неотмывающегося от грязи водой, а грязь оттирается от свеклы в суспензии определенной плотности. Степень отмывания земли от свеклы до 70%. Расход свежей воды до 30% к массе свеклы. Преимущество бурякомийок барабанного типа заключается в том, что их эффективность выше при очистке сильно загрязненных свеклы, постоянно отделяются примеси, низкий процент поврежденных свеклы. После барабана свекла поднимается в ополаскиватель. Из него свекла поступает двумя шнеками. Внизу ополаскивателя есть каменевловлювач. Легкие примеси отделяются ситовым транспортером. После ополаскивателя свекла дополнительно очищается в гидрокаменеписковловлювачи. После барабанной бурякомойкы и ополаскивателя свекла поступает в приемную емкость второй свекломойки, которая состоит из отделения с низким уровнем воды и отделения с высоким уровнем воды. В первой части отделения с низким уровнем воды происходит интенсивное механическое удаление поверхностных загрязнений свеклы при недостатке воды, а во второй части этого отделения свекла частично отмывается при наличии незначительного объема воды. Во втором отделении при наличии избытка воды завершается отмывание свеклы и отделение примесей. Чистый свекла выводится шнековыми конвейерами, в верхней части которых установлены форсунки для подачи чистой хлорированной воды для ополаскивания свеклы. Потери сахара в транспортерно-моечной воде зависят от качества свеклы и времени года. До наступления морозов размер потерь определяется в зависимости от качества свеклы, поступающей железнодорожным транспортом, и находится в пределах 0,17-0,35% от массы свеклы. Чтобы потери сахара оставались в допустимых пределах, необходимо, чтобы температура воды при мытье целых, неповрежденных свеклы была не выше 15-18 С. В случае повышения температуры воды потери сахара увеличиваются.

Нарезанные свеклы на стружку. Отмытый свекла с свекломойки элеватором, после которого установлен контрольный ленточный транспортер с подвесным электромагнитным сепаратором, направляют в бункер к свеклорезок. Для удаления из массы свеклы ферромагнитных примесей, не удалили на предыдущих стадиях очистки, применяются электромагнитные сепараторы. Для полного извлечения сахара из свеклы с помощью диффузионного способа, корнеплоды необходимо нарезать на стружку. Процесс получения стружки из свеклы осуществляется на свеклорезки с помощью диффузионных ножей, установленных в специальные рамки. Производительность диффузионной установки и содержание сахара в обессахаренная стружке зависят от качества стружки. Свекольная стружка может иметь вид желобков или пластинок в зависимости от типа диффузионного аппарата. Ширина желобчатой стружки - от 3 до 5 мм, толщина стружки составляет 0,5-1 мм. ее поверхность должна быть гладкой без трещин. Очень тонкая стружка нежелательна, поскольку она деформируется, сбивается в комки и ухудшает циркуляцию сока в диффузионных установках. Качество свекловичной стружки принято определять длиной ее в метрах в навеске массой 100 грамм (100 г качественной стружки - 15 см). Для получения качественной свекловичной стружки на центробежных свеклорезки необходимо, чтобы свекла в процессе резки с достаточным усилием прижимался к поверхности ножей и внутренней поверхности барабана. Для центробежных свеклорезок с диаметром барабана 1200 мм при скорости резки 8,2 м / с давление на внутреннюю поверхность барабана около 40 кПа.

Получение диффузионного сока. Диффузией называется изъятие ингредиентов со сложной по своему составу вещества с помощью растворителя. В механизированных диффузионных аппаратах непрерывного действия свекловичная стружка и диффузионный сок находятся в непрерывном противоточного движении. Важнейшее требование к диффузных аппаратов - строгое соблюдение принципа противотока сока и стружки при равномерном заполнении всего аппарата. Отличная работа диффузионного аппарата возможна только со стружкой высокого качества. Если в аппарате есть транспортирующие устройства, то стружка во время процесса не должна перемешиваться, а только перемещаться. Для получения диффузионного сока высокого качества в аппарате следует поддерживать определенную температуру, а длительность дифундування должна быть оптимальной. Так, продолжительность дифундування в аппаратах непрерывного действия при использовании грубой стружки составляет 70-80 мин, а температура, при которой происходит диффузия, не должна превышать 75 ° С, так как при ее повышении стружка очень розварюватиметься и забивать поверхность сит. Стружка поступает в главную часть диффузионного аппарата и движется к хвостовой его части, отдавая сахарозу подвижном навстречу растворителе. В хвостовой части аппарата находится стружка с незначительным количеством сахарозы, но поскольку сюда поступает чистая вода, то диффузия продолжается. Диффузный процесс необходимо осуществлять при отсутствии воздуха, так как при доступе воздуха диффузионный сок пенится, в нем быстро развиваются микроорганизмы, которые вызывают коррозию стенок аппарата. Потери сахара в процессе диффузии не должны превышать установленных норм, а потери тепла должны быть минимальными. Диффузные аппараты не должны быть сложными в обслуживании и ремонте.

Очистки диффузионного сока. Цель данной операции - увеличить выход товарного сахара и уменьшить его потери. Полученный диффузионный сок содержит 15-16% сухих веществ, из них 14-15% сахарозы и около 2% нецукрив. К числу растворимых нецукрив входят растворимые белки, аминокислоты, редуцирующие сахара, пектиновые вещества, слабые азотистые основания, соли органических и неорганических кислот, а также хлопья свернувшиеся белка и мезга. Он имеет кислую реакцию (рН 6,0-6,5), очень темный, почти черный цвет и сильно пенится. Все несахара задерживают кристаллизацию сахарозы, увеличивая потери сахара с патокой. Для их удаления проводят очистку диффузионного сока известью (дефекацию) с последующим удалением его избытка диоксидом углерода (сатурация). Для освещения сока проводят сульфитацию (обработку диоксидом серы)

Дефекация диффузионного сока (обработка диффузионного сока известью). Обработку диффузионного сока известью (дефекацию) проводят в два этапа: предварительная дефекация и основная дефекация. На этапе передде-фекации в сок добавляют 0,2-0,3% СаО. При этом рН сока медленно повышается до 10,8-11,6. Во время основной дефекации добавляют 2,5-3% СаО к массе и рН сока повышается до 12,2-12,3.

Переддефекация, проводимой при оптимальной рН, обеспечивает перевод в осадок до 80% высокомолекулярных соединений сока, которые составляют 30-40% всех нецукрив удаляемых при очистке сока. Также целью переддефекапии является нейтрализация и осаждение кальциевых солей ряда кислот (лимонной, оксилимоннои, яблочной, винной, щавелевой и др.) И образования осадка, состоящий из больших плотных хлопьев. Осадок хорошо фильтруется и устойчив к разрушающего действия ионов кальция в условиях высокой щелочности и температуры во время основной дефекации.

Основная дефекация диффузионного сока. Эту дефекацию проводят сразу же после переддефекапии без предварительного фильтрования или подогрева сока. Основные процессы, происходящие при основной дефекации: разложение некоторых органических нецукрив сока (амидов кислот, солей аммония, редуцирующих веществ), а также омыления жиров, доосаджування анионов кислот.

В результате разложения амидов (аспарагина, глутамина и др.) Выделяется аммиак, в растворе накапливаются растворимые соли кальция, которые ухудшают кристаллизацию сахарозы и приводят к увеличению ее потерь.

В результате разложения редуцирующих сахаров образуются органические кислоты - молочная, уксусная, муравьиная и растворимые соли кальция.

При омылении жиров образуется мыло, которое выпадает в осадок, и глицерин. Пектиновые вещества разлагаются с образованием метилового спирта, уксусной и полигалактуроновой кислот. Метиловый спирт при дальнейшем испарении сока испаряется, уксусная кислота образует водорастворимую оцтовокальциеву соль, а полигалак-туроновая кислота - слизистый осадок - пектаты кальция, который трудно отфильтровывается.

Таким образом, в процессе дефекации с нецукрив, перешедших в раствор, образуются соли кальция и красящие вещества, ухудшающие качество очищенного сока.

Продолжительность основной дефекации регулируется в зависимости от содержания нецукрив в соке и способа проведения переддефекации. Обработку сока известковым молоком проводят при температурах ниже 50 ° С (холодная дефекация), в интервале температур 50-60 ° С (тепла) и 85-90 ° С (горячая основная дефекация). Продолжительность холодной основной дефекации составляет 20-30 мин, оптимальная продолжительность горячей дефекации - 15-20 мин. Комбинированная холодно-горячая дефекация позволяет провести достаточно полное разложение нецукрив и получить менее окрашенный сок. При этом первая ступень - холодная дефекация (при температуре ниже 50 ° С) - длится 20-30 мин, вторая - горячая (при температуре 85 ° С) - 10-15 мин.

Сатурация диффузионного сока (обработка сахарных растворов диокси-дом углерода. Во сатурацией понимают обработку сока сатурационного газом, содержащим 30-34% диоксида углерода. Сатурации проводят в две стадии (I и II сатурации) с обязательным отделением осадка нецукрив. Диффузный сок с температурой 80-85 С поступает сразу же после дефекации в непрерывно действующий сатуратор, который имеет форму цилиндра с коническим днищем и расширенной верхней частью. сатурационного газ подается в нижнюю часть сатуратора. Дефекованный сок поступает сверху на коническую тарелку навстречу потоку газа.

При продувке диоксида углерода почти все чрезмерное известь выпадает в осадок в виде оксида кальция. Частицы этого осадка несут на себе положительный заряд и адсорбируют на своей поверхности все отрицательно заряженные несахара. Сок после I сатурации содержит около 4-5% осадка. После сатурации сок направляют в отстойники, после которых 75-80% всего сока является слегка мутной жидкостью, практически лишенной осадка. После отстойников сок сразу же направляют на контрольный фильтрования. Вторую часть сока (20-25% общего его количества) - загущенную суспензию, в которой содержится 18-20% осадка направляют на вакуум-фильтры.

II сатурацию проводят для снижения концентрации растворимых солей кальция, так как неполное удаление кальциевых солей из сока приводит к образованию накипи в теплообменных аппаратах и увеличивает потери сахарозы. Для контрольного фильтрования сока I сатурации и фильтрации сока II сатурации применяют дисковые фильтры, работающие под избыточным давлением 0,15-0,20 МПа.

Сульфитация сока (обработка сахарных растворов диоксидом серы). Для снижения цветности и щелочности фильтрованный сок II сатурации обрабатывают диоксидом серы в оросительных или жидкостно-струйных сульфитаторах. Сульфитацийний газ содержит 10- 15% диоксида серы. При пропускании газа через диффузный сок часть растворенного диоксида серы реагирует с водой, образуя сернистую кислоту. Последняя является хорошим восстановителем красящих веществ сока, превращая их в бесцветные соединения. Кроме того, сернистая кислота и ее соли блокируют карбонильные группы редуцирующих соединений - моносахаридов и продуктов их распада, предотвращая образование красящих веществ в соке. Сернистая кислота также снижает щелочность сока за счет перехода карбоната калия, имеет щелочную реакцию, в нейтральный сульфит, что облегчает процесс кристаллизации сахарозы, снижая ее потери с патокой.

Сложный и многоступенчатый процесс очистки диффузионного сока обеспечивает удаление только 30-35% нецукрив. При этом почти полностью отделяются белки, 40-45% безазотистых органических веществ и 10-12% зольных элементов. Очищенный сок содержит (%): 12-14 сухих веществ, из них 10-12 сахарозы; 0,5-0,7 азотистых веществ; 0,4- 0,5 безазотистых органических веществ и 0,5 золы. Чистота сока 86-92%.

Сгущения сока испарением. Сгущения сока ведут в два этапа: сначала его сгущают до содержания сухих веществ 65%, при этом сахароза еще не кристаллизуется, а в дальнейшем, после дополнительной очистки, вязкий сироп сгущают до содержания сухих веществ 92,593,5%, после чего отделяют кристаллы сахарозы. Всего из очищенного сока выпаривают 110-115% воды к массе свеклы. Разделение процесса сгущения на два этапа вызвано тем, что на первом этапе при небольшой вязкости раствора процесс ведут в многокорпусных выпарных установках, позволяет снизить удельный расход топлива примерно в 2,5 раза. Как типичную на сахарных заводах применяют схему с использованием едва выпарной установки и концентратора. Последний корпус работает под разрежением. Нагретый до температуры кипения (126 ° С) сульфитированного сок поступает в первый корпус выпарной установки, где из него испаряется часть воды, образуя вторичный пар. Сок последовательно проходит из первого корпуса во второй, третий, четвертый и затем в концентратор, сгущаясь до нужной густоты. Греющий пар поступает только в первый корпус, остальные корпусов обогревается вторичным паром предыдущего корпуса. Многократное использование теплоты пара в выпарной установке возможно только при условии понижения температуры кипения сока и давления, начиная от первого до последнего корпуса.

Концентратор не обогревается паром, в нем происходит только испарение воды за счет перепада давления. При сгущении сока происходит ряд процессов, приводящих к изменению его химического состава происходит разложение сахарозы и редуцирующих сахаров с образованием органических кислот, снижает рН сока, повышается цветность сиропа, является следствием процесса карамели-зации сахарозы и образования темнозабарвлених продуктов взаимодействия редуцирующих сахаров с Аминосоединения, возрастает концентрация солей кальция, которые частично выпадают в осадок.

Варки утфелей и получения кристаллического сахара. Очищенный сироп, содержащий 55-60% сухих веществ, поступает на дальнейшее уваривания. Чтобы выделить из сиропа практически чистую сахарозу, кристаллизацию проводят в кипящих перенасыщенных растворах в вакуум-аппаратах при низкой температуре. Продукт, полученный после уваривания, называется утфелем. Он содержит 7,5-8% воды, 9292,5% сухих веществ и около 55% сахара, выкристаллизовался. Мижкристалева жидкость является вязким раствором, содержащим несахара и насыщенный раствор сахарозы.

Для того, чтобы при минимальных затратах топлива максимально исключить сахар из сахарной свеклы, кристаллизацию сахарозы проводят много раз. Рациональна трикристализацийна схема продуктового отделения. По данной схеме сироп из сборника поступает в вакуум-аппарат и вываривается до содержания сухих веществ 92,5%. Готовый утфель I кристаллизации (утфель I) спускают в приемную ут-фелемишалку. Через утфелерозподильник он поступает в центрифуги. В процессе центрифугирования отделяют кристаллы сахарозы и два отток (мижкристалеву жидкость).

Поскольку поверхность кристаллов покрыта пленкой мижкристалевои жидкости, кристаллы в центрифуге пробилюють артезианской водой с температурой 70-95 ° С. Воду тратят в количестве 3-3,5% к массе утфеля. Таким образом, первый отток - это мижкристалевий раствор утфеля, содержащий некоторое количество мелких кристаллов, а второй - получают при пробелку кристаллов сахара.

Сушки сахара-песка. Сахар-песок выгружают из центрифуги с содержанием влаги 0,8-1% на вибротранспортер и элеватором подают в сушильно-охладительную установку, где высушивают горячим воздухом до содержания влаги 0,14% (при бестарной хранении массовая доля влаги в сахаре-песке должна быть 0,03-0,04%), а затем охлаждают.

Когда сахар-песок проходит по ленточному транспортеру, с него удаляют феродомишкы с помощью магнитного сепаратора, а затем в сортировочной установке отделяют грудки и выделяют фракции по размеру кристаллов. Очистка воздуха от сахарной пыли ведется в циклонах. Далее сахар-песок поступает в бункер на хранение.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >