Способ центрифугирования утфеля

)3 С 13 Р 110 КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ СУДАРСТВЕННО ИЗОБРЕТЕН И ГКНТ СССР ПИСАНИ ТОРС У,У ТЕЛЪСТВ(56) Авторское свид ЬВ 1409663, кл. М 13 38ский индустриальныйсеничевайельство СССРЕ 1/10, 1988,(54) СП ФЕЛЕЙ ТРИФУГИРОВАНИЯ Имеются и и различных о х в желтый са фугирования и ательно с темдругие вар ттеков, но хар с при имен яетс пературо работаботке ентрии обя-10 ОС анты перпри переренениемпромь;вкаводы на Изобретение относится к технологии сахаристых веществ, а именно к центрифугированию утфелей, например,; сахара-сырца, аффинационной массы, И,и других окрашенных продуктов,Известен способ центрифугирования утфеляпродукта, заключающийся в том, что после раскачки утфельпродукта поступает не. центрифуги для отделения межкристальной патоки от кристаллов сахара при температуре 40 С. Для этого утфельпродукта загружают в ротор центрифуги, отделяют кормовую межкристальную патоку при максимальных оборотах ротора центрифуги и желтый .сахар пробеливают водой, нагретой дл температуры 50 С, т,е. на 10 ОС выше температуры утфеля, поступающего в центрифугу. Расход воды составляет 1-1,25 по весу утфеля.Для более четкого разделения оттеков применяется пропарка, благодаря которой облегчается выгрузка желтого сахара. Желтый сахар поступает на аффинацию и затем аффинационная масса внось поступает в центрифуги. После отхода аффинационного оттека сахар в центрифугах промывают во 2(57) Область применения: в сахарной про-, мышленности, а именно при центрифугиро-вании утфеля, Сущность изобретения, для повышения выхода сахара при центрифугировании для пробеливания используют сахаросодаржащий раствор с содержанием сахара 45-580, имеющий температуру на 5-10 ОС выше температуры утфеля, при этом пробеливание ведут при числе оборотов ротора, которое определяют по формуле Х = (0,7-1,0)ймвкс, где Ивах - максимальное число оборотов ротора центрифуги. дой, нагретой до температуры 60-65 ОС при расходе воды около 1 б по весу утфеля,При переработке оттеков зеленой патоки на уваривание утфеляпродукта желтый сахар промывают водой в количестве 1 О по весу утфеля, нагретой до 70 С, т.е, на 5-10 С больше температуры утфеля, поступающего на центрифугирование.Сваренный из белой патоки, второй зеленной патоки и общего опека от аффинации желтого сахара ( продукта утфель подвергается центрифугированию с получением желтого или бурого сахара и кормовой патоки. Желтый или бурый сахар аффинируют при температуре 85 С и направляют на центрифугипродукта. Получают желтый сахар и аффинационный оттек, Желтый сахарпродукта после аффинации вместе с желтым сахаромпродукта направляют в клеровочные котлы.выше температуры утфелей, поступающих на центрифугирование,Вытеснение оттеков межкристальной жидкости водой сопровождается растворением, смывом и удалением вместе с оттеками значительного количества сахара, что является причиной потерь продукта при центрифугировании."Кроме того, при растворении сахара проявляется отрицательный тепловой эффект, приводящий к понижению температуры оттеков и повышению вязкости, что ухудшает условия центрифугирования,Целью изобретения является повышение выхода сахара при центрифугировании утфелей.Поставленная цел ь достигается тем, что для пробеливания используют раствор, содержание сахара в котором 45-58, с температурой на 5-10 С выше температуры утфеля, поступающего на центрифугирование, при этом пробеливание ведут при оборотах ротора центрифуги, определяемых по формуле Х =. (0,7-1,0)Им.где Х - искомое число оборотов ротора центрифуги при пробелке;Ммакс МаКСИМаЛЬНОЕ ЧИСЛО Оборотоа ротора центрифуги,Способ осуществляют следующим образом.Утфель заружают в ротор центрифуги, отделяют межкристальный раствор и пробеливают сахаросодержащим раствором, Для пробеливания используют сахарсодержащий раствор с содержанием сахара 45-58 О, имеющий температуру на 5-10 С выше температуры утфелей, при этом пробеливание ведут при числе оборотов ротора, которое определяется по формуле;Х = (0,7-1,0)максПри пробелке утфеляпродукта кристалл смочен водным раствором сахара и загрязня 1 ощих примесей, Причем загрязняющих примесей в таком растворе содержится минимальное количество, так как утфельпродукта получают из наиболее чистых исходных веществ (сироп, белая патока и др,). Это количество загрязняющих примесей с поверхности кристалла смывается весьма быстро, не оказывая практического влиянияна кинетику процесов тепло- и массообмена, приводящих в конечном итоге к засушиванию.При центрифугировании и промывке сахара сырца, ,. и других окрашенных продуктов картина несколько иная. Кристаллыэтих продуктов смочены раствором сахара с большим количеством загрязняющих веществ, придающих кристаллу окраску, так как каждый последующий продукт получают из все более загрязненных минеральными солями, несахарами и др, патокообразова телями утфелей.С одной стороны, переработка этих утфелей осуществляется при более низких температурах, чем утфельпродукта, что обуславливает высокую. вязкость межкри стальных оттеков. С другой стороны, достаточно высокое (в количественном отношении) содержание загрязняющих веществ в пленке, экранирующей кристалл сахара - все это приводит к тому, что 15 промывающей жидкости требуется времяна разрушение этой экранирующей пленки.Сахар, несмотря на промывку, выходит из центрифуги окрашенным. Это означает, что непосредственный контакт и обмен между 20 молекулами сахара, находящимися в растворе и в кристаллической массе сильно затруднен, что значительно уменьшает вероятность заслушивания массы на сите центрифуги за время цикла ее центрифуги равания от загрузки до выгрузки. Это в своюочередь приводит к тому, что уравнение для количества оборотов ротора центрифуги при пробелке клерсом утфеляпродукта имеет вид 1/:30Х Ъ 2 2 0,7 Итак Может не полностью соблюдаться припромывке всех окрашенных продуктов. И 35 чем больше загрязнена патокообразователями поверхность сахара. тем быстрее Х стремится к Крах и в пределе Х будет равен МаахСледовательно, при достаточном за грязнении поверхности кристалла патокообразователями Х = йщах. Поэтому Х = (0,7-1,0)йтахгде: Х - искомое число оборотов ротора центрифуги при пробелке клерсом;йтах - максимальное число оборотов 45 ротора центрифуги.Известно, что процесс центрифугирования протекает по схеме: по мере оттока межкристальной жидкости кдренирующему ситу ее место в порах занимает воздух. Ког да полностью жидкая фаза из пор отошла иначался третий период центробежной фильтрации - механическая сушка слоя кристаллов, центрифуга работает, прокачивая воздух окружающей среды через слой кри сталлов и осушая его, Пи этом расход воздуха пропорционален Й гпах.Следовательно, число оборотов ротораопределяет количество осущающего воздуха, проходящего сквозь осадок. В данном5 10 20 25 30 35 40 45 50 55 случае например, при переработке утфелейипродуктов их нужно поддерживать науровне Явах При этом засушивания продуктов не произойдет,Иными словами, все последующие продукты, кроме утфеля 1 продукта, можно промывать клерсом беэ уменьшения оборотовротора центрифуги или сокращения времени пробелки,Это значит, что при поступлении на центрифугу 1 т утфеля будет израсходован но нааффинацию 10-12,5 уг воды, в которой притемпературе 50 С растворится сахарозыпри 50 С 2,614 частей, т.е, в 10 кг водырастворится 2,614 х 10 = 26,14 кг сахара.Растворение такого количества сахараприводит к понижению температуры (отрицательный тепловой эффект растворения)системы, что приводит не только к повышению вязкости межкристальных оттекав, нои к потере тепла,Так, вязкость оттека при 50 С = 100 спз,а при 40 С = 122 спз. Чтобы избежать этоготемпература пробеливающего растворадолжна быть на 5-10 С выше температурыутфеля. Причем, не следует опасаться растворимости сахара, т.к, аффинация осуществляется также раствором сахара, Все жевязкость выходящего из центрифуги аффинирующего раствора будет панижена засцет того, что вязкость раствора при однойи той же концентрации раствореннога вещества будет ниже там, где выше температура,вязкость раствора при 50 С = 5,02 спзпри 55 С = 4,5 спэКроме того, в системе (центрифуга -осадок - оттеки) также и роисходит постоя нное снижение температуры за счет контактас окружаащей средой, прицем разностьтемператур достигает 25-30 С (утфель -50 С, окружающая среда 25 С), а периодцентрифугиравания, например,продукта,составляет примерно 7-9 мин, Все эти потери в тепловом балансе центрифуги учтены врезультате чего температура процесса напротяжении всего периода цикла ат загрузки центрифуги и до ее выгрузки постоянна.Таким образом, предложенная температурааффинируащего раствора стабилизируеттепловой режим центрифуги, что весьмаважно для процесса центрифугирования,Однако, превышение температуры раствора на 5-10 С выше температуры утфелятакже само по себе не может обеспечитьувеличения выхода сахара на стадии цент. рифугирования.Выход сахара повышается эа счет устранения его потерь при растворении в пробеливающей жидкости, а также эа счет улуцшения условий центрифугирования утфеля. При аффинации или пробеливании механическую работу выполняет не центрифуга, а поступательное лвиж.ие пробелинающей ж, дкза 1 и ворм: ,р, ,-, в - лическай массь. И чем больше эта работа, тем меньше требуется пробеливающей жидкости для получения продукта одного и того же качества.Чем больше плотность аффинирующего раствора и скорость центрифугирования,тем большую работу он выполняет по очистке кристаллическй поверхос 1 и.редалом являются возможчости центрифу и текучесть жидкой фазы. Таким образом, применение сахарсадержащего раствора улучшает условия оцистки поверхности в результате аффинации на центрифуге, способствует снижению расхода аффинирующего раствора и сводит до минимума или ликвидирует растворимость кристаллического вещества при аффинации, Все это повышает выход сахара и улучшает условия центрифугирования, но в пределах указанных температур и оборотов ротора. В данном случае допустимы обороть 1,0 ИПах по сравнению с а.с, йг 1409663, в котором установлено 0,7 МахЕсли же осуществлять аффинацио сахаросодержащим раствором ниже или выше укаэанных пределов температуры, та кроме явления засушивания или увеличения растворения кристаллического вещества ухудшаются условия центрифугирования из-эа нарушения теплового баланса цетрифуги,Следует заметить, чта концентрация сахара в аффинирующем растворе и его температура действуот при аффинации в одном направлении. Повышение содержания сахара в аффинирующем растворе равосильно повышению температуры, иба как повышение содержания сахара, так и повышение температуры приводит к умеьшенин содержания воды в аффинируащем растворе, цто в свою очередь приводит к эасушиванию и родукта.В то же время, накопление несахаров в утфере равносильна увеличениа содержания воды или понижению температурь, Вот почему эти параметры тесно увязаны,Таким образам, увеличения выхода сахара можно достичь при аффинации сахар- содержащем раствором, имеющим температуру на 5-10 С вьше телпературы поступаащего на центрифугу утфеля и при числе оборотов ротора(0,7-1,И,;Чтобы увеличить выход продукта, нужно ликвидировать или снизить разворимость продукта при аффинации. Чтабь не уменьшить скорость процесса и полностью ис15 20 25 30 35 40 45 50 55 Х = (0,7-1,0)К ,пользовать возможности центрифуги следует выдерживать указанную температуру и число оборотов ротора.Пример 1, Утфельпродукта делят нэ 3 равные части и загружают в ротор центрифуги при температуре 40 С, Отделение межкристального оттека ведут при 700 мин 1, Аффинацию сахара осуществляют при тех же оборотах ротора 450/О сэхарсодержащим раствором с температурой 50 С. Расход аффинирующего раствора составляет 80 кг/Г. Затем определяют выход сахара вот загруженного в центрифугу.Вторую часть этого ке утфеля центрифугируют и аффиниуют при числе оборотов ротора 800 мин, Треть 1 о часть утфеля центифугируют и аффинируот при 800 мин, Затем в пробах также определяют выход сахара.Аффинация 45%-ным раствором с температурой 50 С с ростом числа оборотов не приводит к засушиванию. Такая закономерность наблюдается и при концентрации сахэросодержащего раствора в пределах 50-58 и температуре в пределах 50-60 С. Чем выше концентрация сахэрозы в аффинирующем растворе в пределах 45-58%), тем больше выход сахара от загрукенного в центрифугу, Так, при 45-ном аффинирующем растворе выход продукта находится в пределах 90,3-94,60/, а при 58%-ном этот показатель составляе г 92,3-95,7;4. И ными словами, чем выше концентрация сэхарозы и аффинирующем растворе, тем меньше в нем растворяется сахэрозы. Важную роль в этом процессе играет тепловой. баланс центрифуги,Учитывая тот факт, что максимальные обороты ротора центрифуги при центрифугировании утфелей сахара сырца, аффинационной массы и последней кристаллизации не приводят к засушиванию дальнейший процесс центрифугирования вели в соответствующей последовательности.Пример 2, Ротор центрифуги загружают утфелем 11 продукта при температуре 40 С, отделяя оттеки пои максимальном числе оборотов ротора (йгпдх = 1000 мин ). Полученный сахар перед аффинацией делят нэ три равные части,Первую часть сахара аффинируют при максимальных оборотах ротОра сахарсодержащим раствором с концентрацией 45", при температуре 50 С,Вторую часть сахара аффинируют также при числе Оборотов ротора Мвдх, но сэхаросодержэщим раствором с концентрацией 55% и температуре 60 С. Третью часть сахара эффинируют аналогично, но используют в качестве эффинирующего раствор сахара с концентрацией 586 при температуре 70 С,После выгрузки во всех пробах определяют выход сахара при центрифугировании,При таком центрифугировании с повышением температуры аффинирующего раствора от 50 до 70 С и при числе оборотов ротора Йвдх выход сахара с ростом концентрации сэхаросодержащего раствора от 45 до 55 растет от 94,6 до 97,30,.При повышении концентрации сахара в аффиниоующем раствоое до 58;4 или повышении температуры процесса до 70 С начинают появляться первые признаки засушивания, особенно, при совместном воздействии этих факторов на процесс. Поэтому с повышением температуры процесса концентрация аффинирующего раствора должна снижаться,Данные поримеров указывают на удовлетворительные свойства растворов сахара как промывочной жидкости при температуре 70 С и максимальных оборотах ротора центрифуги, Однако, в случае высоких концентраций СВ 55-58 Я, при оборотах ротора равных 1000 об/мин и выше имеет место засушивание, а при 850 об/мин слабое схватывание. Поэтому в случае проведения центрифугирования окрашенных продуктов при высоких температурах и промывке растворами с высоким содержанием СВ целесообразно промьвку проводить при оборотах ротора центрифуги, описываемых уравнением; Х= 7 2 2 =1 ГТ 010 =70 бминВдХ 2Заметим, что снижение концентрации раствора сахара до содержания СВ;ь по сравнению с прототипом обусловлено телперэтурой центрифугирования утфеля, например, 11 продукта - 40 С и который промывается при температуре 50 С, Это обьясняется тем, что концентрация раствора сахара на промывку и температура промывки кристаллической массы нэ сите центрифуг величины взаимно обуславливающие одна другую. Следовательно, в зависимости от того: какой окрашенный продукт перерабатывается нэ центрифуге, например, утфель й продукта при температуре 40 С или аффинэционная масса при температуре 70"С, количество оборотов ротора центрифуги при промывке раствооом сахара должно изменяться в пределах:Заказ 3622 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Использование предлагаемого способа позволяет увеличить выход сахара за счет устранения его растворения и многократной циркуляции в системе, повысить производительность центрифуг и снизить их машинное время,Формула изобретения Способ центрифугирования утфеля, включающий загрузку его в ротор центрифуги, отделение межкристального раствора и пробеливание сахаросодержащим раствором, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода сахара, для пробеливания используют сахаросодержащий раствор с содержанием сахара 45-58%, имеющий температуру на 5-10 С выше температуры 5 утфеля, при.этом пробеливание ведут причисле оборотов ротора, которое определяют по формуле: Х " (0,7-1,0)ймакс,10где смаке - максимальное число оборотовротора центрифуги.