Способ кристаллизации сахаросодержащего раствора

(23) Приоритет - (32) 16,04.74 Гасударстввнаый комитет Сааета Мевстрса СССР аа делам авсврвтвиив а сткрмтнВ(45) Дата опубликования описания 25.07,78 ИностранецВильсон Яенэин Никол (Великобритания)(72) Авторы иаобрЕтения Иностранная фирмафТейт анд Лайл Лимитед (Великобритания)(54) СПОСОБ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ САХАРОСОДЕРЖАШЕГО РАСТВОРАИзобретение относится к сахарнойпромышленности.Известен способ кристаллизации сахаросодержвщего раствора, согласно которому сахарный сироп нагревают до температуры не менее 123 С, концентрируютодо содержания сухих веществ 93-96%,образуют центры кристаллизации путемсбивания (при воздействии удара) сиропа в криствллнзаторе до получения мас- Осы в виде помады, полученную кристалломассу выдерживают. Длительность процесса составляет 30 с 1.Йель изобретения заключается в упрощении и ускорении процесса криствлли- Иэации,Для атого в предложенном способецентры кристаллизации в пересыщенномрастворе образуют путем воздействия нанего усилия сдвига с градиентом скорос о. ти от 5 000 до 107 000 см/с/см в течение 0,0001-1,0 с, преимущественно.10 000-20 000 см/с/см,Нв чертеже изображена схемв установки для .реализации способа, 25 Установка содержит: сборник 1; вы парной аппарат 2; трубопровод 3 подачи пара в выпарной аппарат; трубопровод 4 для удаления конденсата; коллоидную мельницу 5; сборник сиропа в виде подвижного ленточного конвейера 6, расположенного в камере 7; устройство 8 для удаления из камеры 7 воды, испаряющей-, ся из слоя 9 сахара; скребок 10 для удаления криствлломассы с конвейера 6; валок 11 для подачи сахара на перфорированную плиту 12; лотковый конвейер 13; барабанную сушилку 14.Сахарный сироп; содержащий 50-80% сухих веществ иэ сборника 1 подают в вынврной аппарат 2, в котором сироп концентрируемя до содержания сухих веществ по меньшей мере 90%. По трубопроводу 3 в выпарной ацпврвт подают пар низкого (около 2,8 кг/м ). или высокого (около 10;5 кг/см давления. Конденсат удаляется по трубопроводу 4, Затем концентрированный сироп при температуре около 125 С пропускают через коллоидоную мельницу 5, в которой сироп подвер3 63,8054, ; 4гают воздействию усилия сдвига. (Кроме Сироп после образования центров крисоллоидной мельницы может быть исполь- таллизации выгружают иэ оборудования,зован гомогенизатор), Целесообразно, создающего усилие сдвига например изиспбльэовать коллоидную мельницу, конус- .коллоидной мельницы 5, в сборник, к коного типа, преимущественно мелыцйу торому кристаллнзоваиный сахар не прифрима МХ 80/ Й которая обеспечи-ляпает. При непрерывном процессе в кавает создание усилиие усилия сдвига с градиенуо 4 честве сборника примешпот подвижныйскорости равныМ примерно 0 ( см с см.30 000 / /ленточный кони йер 6- . алькой и изллои щ,армированной пластмассы (волокно проМожяо использовать также коллоидныв. питанное политетрафторэтиленом) . Конмельницы дискового типа. Из промышлеи.вейе 6 расположен в камере 7, имеюиых гомогенизаторов целесообразно исполь- еР Ращей устройство 8 для удаления воды,зовать смесигель эмульгатор Сильверсона,исйараюшейся из сахара 9. Длину лентысоздающий усилие сдвига с градиентомконвейера и ее скорость, выбирают с та-скоросско ости 80 000 см/с/сы.ким расчетом чтобы кристалломасса наИспользуемое оборудование должно ра- киходилась на ней в течение по крайнейботать с такой скоростью, чтобы подвервг мере 1,5 мин перед удалением скребкомгающийся кристаллизации сироп выгру 10. Затем сахар подается валком навалком 11 нажалея из него прежде, чем произойдетпроволочную сетку или перфорированнуюс 0 ько-нибудь значит льная кристалли-,ту 12 а з тем иногда проходит ч "эация.ф реэ мелькну (на чертеже не показана)я обеспечения быстрого образования,перед выгрузкой с помощью лотковогокЬнвейера 13 в обычную барабанную срь.пребывания сиропа в оборудовании должна к нве еРа в о ычншипку 14.ь обратно п ональна градиентуспрост силы сдвигаак например -ф воздействующие на сахарный сири выколлоидной мельнице работающей обычноб ро и равномерное образывмот.очень ыстрое и равноме оепрк град . орэование центров кристаллизациями Однакок кенте ск ости около ЗО 000см/с /см, предпочтительна продолжи- кольку оироп немедленно затем выгрутельность пребываний от 005 дос жают из оборудовании, создающего Уилаили 025 с. В гомогеиэаторе36 дви , кристаллизации фактически в немсока; обычно Работающем с градиентомскоростя около 80 ООО см/с/ся 4.по тому предотвращаетяе происходит, а поэтому предотвращаевся забивка оборудовании. Роме того притктельная продолжюьНФсть прело процесса кристалбываикя вка от О,ОО 01 до 0,001 с,ерошке результаты получают припродол-н й о тому не образуется ком",0 0005 конзе ера, поэтому не о РаэуеВообще оборудовакке Работаередпочти- и в кристаллзаоконных аппаратах.тельно пря продолжтельости. -" р езультате получается мягкий влажныйв кем сиропа н более. и,рупкнй продукт с фоткрытой микропоПредпочтительная температура сахар 40 рнстой структурой, которая образуется вного сиропа, поступающего в оборудова- результате испарений воды.иив для создания усилия, лежит в преде Твердый продукт легко можно измельлах т 118 до 135 ФС, Одна витим чк ь до обре о нщ ч тиц с размер миная темпераРатура зависв от рада таких необходимыми нотребителю обычными.4кт г бо эзаторов как концентрации саара в си . способами. Например, продукт, гр о раэРопв количество посторонних примесей руненный скребком пркаалейнк с кон,в последнем. ЖелаемуюкоценРаайо са,- . вейера, обрабатывают в мелЬнице Раймонхара в исходном.сиропе можно получить да; Кроме того, твердый продукт можнолюбым известным.способом." экструдировать вальцом через одну илкЦентры кристаллизации в пересыщенйм ф. несколько сеток или церфоркровакных цласРвстворе ра иоб эуют путем воздействия на тин так, как это делается прк изготовлеивго успня сдвига с градиентом сорос нии вермишели. Последний способ являеьу от 5000 до 107 000 см/с/сы. в ся ппедпочтительным.ечекие 00001 10 с, преимуществе В конце процесса сахар сушат для удао с градиентом скор 10 ООО -, ленни остаточной влаги, Дли этой цели20 000 смУс /см,можно, применять любой обычный в произО ьные температура к онцентрв водстве сахара сушильный аппарат.наприптимальнпв аобого кскодного продукта. легко ьео барабанную сушилку, ра щую.прк ботаю . и4 пределются экспериментально. Жмпературе, около ба С,1. Способ кристалпнэации сахаросодер жащего раствора путем образования центПродукт, полученный предлагаемымспособом, так же, как продукт любого процесса кристаллизации содержит все посторонние примеси, содержащиеся и исходномсиропе, однако это часто допустимо и даже желательно, когда необходимо получить5коричневый сахар. Предлагаемый способпозволяет дешевле н легче получать сахарсо значительно меньшим объемным весомот 0,4 до 0,9 г/см", чем у сахара, вы 16рабатываемого известными способамн,Качество продукта в определенной степени зависит от содержащихся в нем примесей, которые, в свою очередь, зависятот примесей в исходном сиропе. В пркн35ципе предлагаемый способ пригоден длярастворов сахаров получаемых на любойстадии обычного процесса рафинирования,а также для повторной очистки сахара,загрязненного после производства. Одна 20о при увеличении содержания примесейкристаллизация затрудняется, я при ихсодержании больше 15% она будет не полной, Поэтому предпочтительно применятьв данном процессе сахарный сироп, содер 25жащий не более 15% посторонних примесей в пересчете на сухой вес,П р н м е р 1, Сахарный сироп, пслученный при растворении белого сахара в воде и содержащий 25% воды, 99,9%30сахара (в пересчете на сухой вес) иО 015% эолы (в пересчета на сухой вес)9охранят в резервуаре при 86 С, Сиропподают из резервуара со скоростью70 кгУч в пластинчатый выпарной аппарат, где концентрируют паром при давленин. 2,8 кг/смф. Получают сироп, содержащий от 65 до 80% по весу твердых веществ. Затем концентрированныйсироп при температуре около 12 УСнапраЬлаот через коллоидиую мельащуФрима М Е 80/М, вращающуюся со:скоростью 3000 об/мнн при зазоре между конусамиравном 300 мк. Сиропподвергают Воздействию усилия сдвига 45имеющему градиент скорости около30 000 смlс/см, при средней продолжительности пребывания около 0,25 с,В результате чрезвычайно быстрогообразования центров кристаллнэаани полунают крем, в котором кристаллы обраэовываются немедленно после выгрузкииэ коллоидной мельницы и стекают на ленту конвейера, образуя слой толщиной около 15 мм. Длина ленты хонвейера равна55.1,2 м, и сахар находится на ней в течение 2 миндо удаления скребком, На этойстадии сахар полусухой и при прохожденин через сетку с диаметром отверстий1,30 мм при оэдействин валка легко разделяется на частицы соответствующихразмеров,Этот сахар, еше несколько влажный,пропускают через лабораторную мельницуРаймонда беэ сетки, а затем сушат привмерно 15 мин при температуре 60 Сдо содержания маги 0,5%П р и ме р 2. Аналогично примеру1 сироп тростникового сахара, содержащий 30% воды, 90,36% сахара ( вересчете на сухой вес) и 3,27% золы (впересчете на сухой вес), концентрируютдо содержания твердых веществ 91%при температуре 126 С, При обработкеов коллоидной мельнице в сиропе образуются центры крнсталляэации. Подученный кремообраэный сироп остается на ленте транспортера примерно в течение 4 мин,затем проходит через проволочную сет ку с диаметром отверстий 1 см, после чего через лабораторную мельницу Раймонда, снабженную сеткой с отверстиямидиаметром 4 мм. Измельченныйсахар сушат 15 мин, при 60 С в обычной барабанной сушилке. Полученный коричневый сахар содержит 0,85% влаги и обладает свободной текучестью с желательнькмивкусовыми качествами (свойствами).П р н м ер 3. Сироп тростникового . сахара, содержащий 32% воды и 99,9% сахароэы (в пересчете на сухой вес) кон центрируют в пластинчатом аппарате, как . описано в примере 1. Полученный он центрированный сироп при температуре 125 С пропускают через сиесркгель . эмульгатор Сильверсона мощностью 0,5 л, с., где чрезвычайно быстро обра зуются центры кристаллизации, Усилне сдвига в аппарате имеет градиент скороо ти около 80 ООО см/с/см; средняя про должнтельность пребывания в нем сиропа равна примерно 0,0005 с. Полученный продукт поступает на движущуюся ленту, на которой сахар остается в течение 4 мнн, после чего происходит полнаякристаллизация и получается продукт в виде полусухих, похожих на помаду кусков. Этот продукт проходит с помощью .валка через сетку с отверстиями диаметром 2 мм, а затем поступает в барабанную сушилку, где сушится в течение 15 мин при температуре 60 С, Получают мелкий сахар, обладающий свободной текучестью. формула иэобретения, ул, Проектная, 4 илиал 7воре и последующего его выаержнвании,о т л и ч а ю щ и й с и тем, что, с цельюупрощении процесса и его ускорении,центры кристаллизации в перес ыщенномрастворе образуют путем воздействиииа него усилии сдвига с градиентом ско фрости от 5 ООО до 107 000 см/сlсме течение 0,0001 - 1,0 с. 82. Способ по и. Х, о т л и ч а ющ и й с и тем, что указанный градиентскорости составлиет преимущественно10 000 - 20 000 см/с/см.Источники информации, принатые вовнимание при экспертизе:1. Патент США й 3655442,кл. 127-58, 1972.