способ разделения утфеля первой кристаллизации

Формула изобретения

Способ разделения утфеля первой кристаллизации, предусматривающий загрузку утфеля с температурой 68-72^oС в ротор фильтрующей центрифуги периодического действия до достижения заданной толщины слоя, отделение первого оттека от кристаллов сахара, промывание последних водой с температурой 80-95^oС через 15-25 с после загрузки утфеля в ротор центрифуги с отделением второго оттека и подсушивание кристаллов сахара до влажности 0,8-1,5% к его массе, отличающийся тем, что промывание кристаллов сахара водой начинают после отделения первого оттека в количестве 97-98% от его массы в утфеле, при этом воду подают отдельными порциями в течение 5-7 с и интервалом между ними 1-2 с.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к разделению утфеля первой кристаллизации в поле действия центробежных сил.

Известен способ разделения утфеля первой кристаллизации, предусматривающий загрузку утфеля температурой 64-67^oС в ротор фильтрующей центрифуги периодического действия до достижения заданной толщины слоя, отделение первого оттека от кристаллов сахара, промывание последних водой, нагретой до 70-90^oС, с отделением второго оттека и подсушивание кристаллов сахара до влажности 0,8-1,5% к массе сахара перед выгрузкой из центрифуги /Сапронов А. Р. Технология сахарного производства. - М.: Агропромиздат, 1986, с. 431.(с. 297-307)/.

Недостатком этого способа является отсутствие фиксированного начала промывания, центрифугирование утфеля при температуре, не соответствующей минимальной вязкости, что приводит к завышенному расходу промывной воды, увеличению массы растворенных кристаллов, количества оттеков и расхода пара на их последующую переработку.

Наиболее близким к предложенному способу является способ разделения утфеля первой кристаллизации, предусматривающий загрузку утфеля температурой 68-72^oС в ротор фильтрующей центрифуги периодического действия до достижения заданной толщины слоя, отделение первого оттека от кристаллов сахара, промывание последних водой с температурой 80-95^oС через 15-25 с после загрузки утфеля в ротор центрифуги с отделением второго оттека, подсушивание кристаллов сахара до влажности 0,8-1,5% к его массе перед выгрузкой из центрифуги /Патент RU 2154107 C1, 7 С 13 F 1/08, от 10.08.2000 г./.

Недостатком этого способа является несколько завышенный расход промывной воды, что приводит к дополнительному растворению кристаллов сахара и уменьшению их выхода из центрифуги, увеличению массы оттеков, потерь сахара и расхода пара при их последующей переработке.

Достигаемым техническим результатом заявленного способа является увеличение выхода сахара из центрифуги, уменьшение расхода воды на его промывание при сохранении качественных показателей товарного сахара-песка.

Этот результат достигается тем, что в предложенном способе разделения утфеля первой кристаллизации, предусматривающем загрузку утфеля температурой 68-72^oС в ротор фильтрующей центрифуги периодического действия до достижения заданной толщины слоя, отделение первого оттека от кристаллов сахара, промывание последних водой с температурой 80-95^oС через 15-25 с после загрузки утфеля в ротор центрифуги с отделением второго оттека, подсушивание кристаллов сахара до влажности 0,8-1,5% к его массе. При этом промывание кристаллов водой начинают после отделения первого оттека в количестве 97-98% от его массы в утфеле, причем воду подают отдельными порциями в течение 5-7 с и интервалом между ними 1-2 с.

Предложенный способ разделения утфеля первой кристаллизации заключается в следующем. Сваренный утфель первой кристаллизации перед спуском из вакуум-аппарата доводят до температуры 74-78^oС с таким расчетом, чтобы при его центрифугировании температура была 68-72^oС. Центрифугирование утфеля при данной температуре обеспечивает его минимальную вязкость и способствует снижению расхода воды на промывание кристаллов сахара.

Утфель загружают в ротор фильтрующей центрифуги периодического действия до достижения заданной толщины слоя утфеля, что составляет около 150 мм и отделяют первый оттек от кристаллов сахара.

Промывание кристаллов начинают через 15-25 с после загрузки утфеля в ротор центрифуги и отделении от кристаллов сахара первого оттека в количестве 97-98% от его массы в утфеле. Воду на промывание кристаллов сахара подают температурой 80-95^oС отдельными порциями в течение 5-7 с и интервалом между ними 1-2 с.

Подача воды для промывания кристаллов сахара отдельными порциями в течение 5 -7 с и интервалом между ними 1-2 с установлена экспериментально и обеспечивает более полное удаление пленки оттека с поверхности кристаллов сахара и мест их соприкасания. Расход воды при таком способе промывания сокращается до минимума, что приводит к уменьшению массы растворяемых при этом кристаллов сахара.

При подаче промывной воды в течение менее 5 с или более 7 с и интервале между ними выходящим за пределы 1-2 с сложно обеспечить оптимальные условия промывания кристаллов сахара. Выдерживание длительности подачи каждой порции промывной воды в течение 5-7 с необходимо для создания оптимальных условий самоиспарения и конденсации ее паров в слое кристаллов сахара. При длительности менее 5 с сложно выдерживать требуемую температуру в слое сахара, а при превышении 7 с возрастает растворимость его кристаллов, что, с одной стороны, требует дополнительного расхода промывной воды, а с другой, снижает выход сахара из центрифуги.

Уменьшение интервала времени между отдельными порциями промывной воды менее 1 с не позволяет выдерживать оптимальные условия порционного промывания кристаллов сахара, а при превышении его более чем 2 с может привести к некоторой подсушке пленки оттека на поверхности кристаллов, что потребует дополнительного расхода воды на ее удаление.

Подача промывной воды в период, когда из слоя кристаллов сахара отделилось 97-98% первого оттека от его массы в утфеле обусловлена необходимостью исключить возможность интенсивного прохода между кристаллами сахара воздушного потока, образуемого за счет вращения ротора центрифуги и имеющего температуру, значительно ниже пробеливающей воды. Проходя между кристаллами воздух понижает температуру в слое сахара, что ухудшает удаление с поверхности кристаллов пленки оттека и приводит к увеличению расхода воды на эту операцию. Отделение из слоя кристаллов 97-98% первого оттека от его массы исключает риск влияния воздуха и позволяет вести их промывку при минимальном расходе воды. Данные условия определены экспериментальным путем. При подаче промывной воды в момент отделения из слоя сахара менее 97% первого оттека ее расход возрастает, так как часть воды идет не на промывание кристаллов, а на вытеснение оставшегося оттека из их порового пространства. Удаление из слоя кристаллов сахара более 98% первого оттека не исключает попадание в их поровое пространство воздушного потока и подсушки пленки на поверхности кристаллов, что также потребует дополнительного расхода промывной воды.

Перед выгрузкой из центрифуги кристаллы сахара подсушивают во врашающемся роторе до влажности 0,8-1,5% и вибротранспортером направляют на дальнейшую обработку в отделение сушки сахара.

Пример. Утфель первой кристаллизации уваривают в вакуум-аппарате по типовой технологии и перед выгрузкой доводят его температуру до 76^oС, спускают в приемную утфелемешалку, где он охлаждается до 70^oС, содержит 92,5% сухих веществ при чистоте 91,3%. Затем утфель массой 750 кг загружают в ротор фильтрующей центрифуги ФПН-1251T-01 при частоте вращения 230 мин^-1 и отделяют от кристаллов сахара первый оттек при возрастании частоты вращения ротора с 230 до 1000 мин^-1. Через 18 с после начала загрузки ротора утфелем и отделении из слоя сахара 98% первого оттека от его общего количества начинают промывание кристаллов водой, нагретой до 87,5^oС. При этом воду для промывания кристаллов сахара подают в три приема отдельными порциями, каждая продолжительностью 5,5 с и интервалом между ними 1,5 с до полного удаления пленки оттека с их поверхности. После этого кристаллы сахара подсушивают до влажности 0,8% к массе сахара перед выгрузкой из центрифуги.

После разделения утфеля в поле действия центробежных сил получают товарный сахар-песок, соответствующий требованиям ГОСТ 21-94, первый и второй оттеки чистотой соответственно 81,0 и 87,8%.

Для сопоставления предлагаемого способа с известным определяют общее время цикла центрифугирования утфеля (t, мин), продолжительность операции промывания сахара (t¹, с), расход воды на промывание сахара (Q,% к массе утфеля) и его выход из центрифуги (К, % к массе утфеля), количество растворившихся в процессе промывания кристаллов сахара (m, к массе утфеля), а также качественные показатели сахара-песка: цветность (Ц, усл.ед.), мутность (М, физ. ед.), содержание золы (мг/кг) и солей кальция (мг/кг).

Результаты: t= 2,96 мин; t¹=19,5 с; Q=2,64% к массе утфеля; К=50,6% к массе утфеля; m= 3,62% к массе утфеля; Ц=0,75 усл. ед.; М=58,2 физ. ед.; содержание золы - 220 мг/кг и солей кальция - 14,8 мг/кг.

Параллельно осуществляют разделение утфеля первой кристаллизации по известному способу. Для этого утфель уваривают в вакуум-аппарате по типовой технологии и перед спуском доводят его температуру до 76^oС, спускают в приемную утфелемешалку, где он охлаждается до 70^oС, содержит 92,6% сухих веществ при чистоте 91,31%. Затем 750 кг утфеля первой кристаллизации загружают в ротор фильтрующей центрифуги ФПН-1251T-01 при частоте вращения 230 мин^-1 и отделяют от кристаллов сахара первый оттек при возрастании частоты вращения ротора с 230 до 1000 мин^-1. Через 18 с после загрузки утфеля в центрифугу кристаллы сахара промывают водой, нагретой до 87,5^oС, до полного удаления пленки оттека с их поверхности и подсушивают во вращающемся роторе до влажности 0,8% к массе сахара перед выгрузкой из центрифуги.

После разделения утфеля в поле действия центробежных сил получают товарный сахар-песок, соответствующий требованиям ГОСТ 21-94, первый и второй оттеки чистотой соответственно 81,0 и 88,6%.

Результаты: t=2,96 мин, t¹=22,8 с; Q=3,04% к массе утфеля; К=49,8% к массе утфеля; m - 4,34% массе утфеля; Ц=0,75 усл. ед.; М=58,8 физ. ед.; содержание золы - 225 мг/кг и солей кальция - 15,1 мг/кг.

Таким образом, из приведенных в примере данных видно, что предложенный способ по сравнению с известным позволяет уменьшить растворимость кристаллов сахара при его промывании и тем самым увеличить выход сахара из центрифуги примерно на 0,8% к массе утфеля. Кроме того, при некотором улучшении качественных показателей товарного сахара-песка по предлагаемому способу расход воды на промывание снижается на 0,44% к массе утфеля. Это позволяет сократить массу оттеков, потери сахара на 0,02-0,04% к массе свеклы и расход пара при их последующей переработке.