Способ выделения сахарозы из сахарсодержащего раствора и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик н 960264(61) Дополнительное к авт. саид-ву(22 Заявлено 180280 (21) 2911582/28-13 51) М. Кп.з с присоединением заявки Мф -С 13 Р 1/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретени Киевский технологический институт пищев явител(5 ОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ САХАРОЗЫ ИЗ САХАРСОДЕРЖАЩЕГОРАСТВОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГООСУЩЕСТВЛЕНИЯ2 ахарной Изобретение относится к с промышленности.Известен способ выделения саха- розы из сахарсодержащего раствора, предусматривающий сгущение последнего и кристаллизацию сгущенного раствора при охлаждении. Сахарсодержащий раствор сгущают и уваривают до получения утфеля, который затем кристаллиэуют в кристаллизаторах при охлаждении.Однако процесс очень длительный и не позволяет достаточно полно извлечь сахарозу из сахарсодержащих растворов низкой доброкачественности;Известна установка для выделения сахарозы из сахарсодержащего раствора, включающая вакуум-аппарат для сгущения последнего и емкость для кристаллизации сгущенного раствора с устройством для охлаждения, выполненным в виде вертикальных трубчатых змеевиков или ленточной мешалОднако в известной установке выелить сахарозу из межкристального аствора низкой доброкачественности остаточно полно не представляется оэможным. Цель изобретения заключается вповышении выхода сахароэы из растворов низкой доброкачественности,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу выделениясахароэы из сахарсодержащего раствора, предусматривающему сгущение последнего и кристаллизацию сгущенногораствора при охлаждении сгущенныйсахарсодержащий раствор в процессекристаллизации контактирует с адгезионной поверхностью несущих отрицательный по знаку заряд элементов для,осаждения на них кристаллов сахароэы,после чего последние растворяют сахарсодержащим раствором, причем в про-цессе растворения сообщают элементамположительный по знаку заряд.В устройстве для выделения сахароэы из сахарсодержащего раствора, включающем вакуум-аппарат для сгущенияпоследнего и емкость для кристаллизации сгущенного раствора с устройством для охлаждения, в емкости ус тановлены вертикальные перегородкидля разделения ее на ряд сообщающихся секций, при этом устройство дляохлаждения состоит иэ имеющих адгезионные пбверхности и несущих элект- О рический заряд элементов с каналами для циркуляции хладагента, образующих батарей, расположенные в каждой секции,Способ заключается в следующем.Оттек или мелассу двух- и трехпродуктовых схем сгущают под разре,жением до пересыщения 1,05-1,35 при65-80 С. Сгущенный сахарсодержащийраствор кристаллизуют путем контаКтирования с адгеэионной поверхностьюнесущих отрицательный по знаку за Оряд элементов для осаждения и ростана них кристаллов сахарозы. В про-цессе контактирования элементы охлаждают и таким образом сгущенный раствор также охлаждают, при этом степень пересыщения раствора увеличивается,По окончании процесса кристаллизации вещества осуществляют растворение кристаллов сахарсодержащимраствором для повышения его доброкачественности, после чего его возвращают в процесс.П р и м е р 1, Мелассу, полученную при уваривании утфелей по трехпродуктовой схеме и имеющую чистоту 57,0 СВ,4, подают в вакуумаппарат, где сгущают при давлении0,02 МПа и 72 С до пересыщения1,1. Затем мелассу направляют вемкость для кристаллизации, где она ЗОконтактирует с адгезионными поверхностями несущих отрицательный по зна.ку заряд элементов, охлаждаемых водой с температурбй 25 С. В периодкристаллизации на элементы подают 35постоянный электрический ток 2,5 Апри напряжении 380 В.При прохождении мелассы через отдельные последовательно соединенныеэлементы она охлаждается, при этом 40коэффициент пересыщения достигает1,35. Повышение пересыщения приводит к кристаллизации сахарозы на охлаждаемой адгезионной поверхности.После прохождения мелассой последовательно соединенных элементов определяют ее чистоту. При достижении последней 54,0 единиц прекращают цикл кристаллизации и мелассу выводят из производства.Если частота мелассы выше 54,0единиц, ее .вновь направляют на уваривание в вакуум-аппарат, а затемв элементы на следующий цикл крис-,таллизации,После освобождения вакуум-аппарата и элементов от истощенноймелассы на элементы подают фильтрованный сок второй сатурации с чистотой 92,9 единиц и содержанием су хих веществ 15,5 для растворения выкристаллизовавшегося сахара. Первые порции сока, загрязненные истощенной мелассой, направляют в вакуум-испаритель. 65 При растворении выкристаллизовавшегося сахара доброкачественность сока второй сатурации возрастает до 93,8 единиц. После полйого растворения выкриСталлиэовавшегося сахара доброкачественность сока второй, сатурации не повышается и остается равной 92,9 единиц. Раствор направляют на сульфитацию сока и в дальнейшем используют при уваривании утфеля.первого продукта.В процессе растворения адгезионной поверхности сообщают положительный по знаку, но равный по величине заряд.Время сгущения мелассы до требуемого сгущения составляет О,Ъ ч, дополнительной кристаллизации 4,5 ч, освобождение аппарата 0,5 ч, растворение 1,5 ч, высушивание 0,5 ч. Общее время цикла работы установки по истощению мелассы достигает 7,5 ч.Выход сахара увеличивается за счет уменьшения потерь сахара в мелассе на 0,4 по весу переработанной свеклы.1П р и м е р 2. По предложенному способу уваривают и подвергают дополнительному йстощению первый оттек утфеля второго продукта счистотой 72,0 единиц и содержанием сухих веществ 86,1.Технологический процесс осуществляют согласно примеру 1.Истощение оттека производят до чистоты 68,0 единиц, а.,затем направляют на уваривание в вакуум-аппарат третьего продукта.Растворение выкристаллизовавшегося сахара производят также соком второй сатурации и раствор направляют на сульфитацию сока.Способ согласно примеру 2 используется для дополнительного истощения оттеков в случае повышенной доброкачественности продуктрв.Доброкачественность конечной мелассы почижается на 0,3.Весь цикл истощения составляет 6,5 ч.На фиг.1 схематически изображена установка для осуществления способа, общий развернутый вид, на фиг.2 то же, продольный разрез, на фиг.3 разрез А-А на фиг.2; на фиг, 4-6 виды адгезионных поверхностей, на которых происходит кристаллизация сахарозы, на фиг. 7 - вакуум-аппарат с двумя емкостями для кристаллизации, на фиг. 8 - схема подключения элементов к источнику тока.Установка содержит вакуум-аппарат в виде вертикальной емкости 1 с коническим днищем и греющей камерой 2 с вертикальной трубчатой поверхностью 3 нагрева и центральной циркуляционной трубой 4. Емкость 1 снабжена патрубком 5 с задвижкой 6 для поступления исходного раствора, патруб" ком 7 с задвижкой 8 для поступления истощенного раствора, аммиачной оттяжкой 9, патрубками 10 и 11 дляподвода греющего пара в межтруб ное пространство и отвода вторичного пара, задвижкой 12 на выходе из ко" нического днища и насосом 13 для осуществления принудительной рециркуляции раствора. 10Установка содержит емкость 14 для кристаллизации сахарсодержащего раствора, в которой установлены вертикаль. ные перегородки 15 для разделения ее на ряд сообщающихся секций 16, в ко торых размещено устройство для охлаждения, состоящее из имеющих адгезионные поверхности и несущих электрический заряд элементов 17 с каналами 18 для циркуляции хладагента, образующих батареи, расположенные в каждой секции.Циркуляция раствора из элемента в элемент осуществляется через верхние 19 и нижние 20 переходные каналы. Первый элемент имеет коллектор 21 с патрубком 22 и задвижкой 23 для подвода растворителя, патрубком 24 и задвижкой 25 для подвода воздуха, задвижкой 26 на коммуникации раствора из вакуум-аппарата, патрубком 27 З 0 и задвижкой 28 для подвода воды, пат- рубком 29 и задвижкой 30.для подвода пара. Последний элемент имеет коллен-тор 31 с патрубками 32-34 для отвода истощенного раствора, раствора выкрис-З 5 таллизовавшегося вещества и воздуха соответственно. На этих коммуникациях установлены соответствующие задвижки 35-37.Охлаждаемые элементы 17 крепятся 40 к корпусу через токонепроводящие изоляторы 38.Элементы 17 выполняют из штампованныхпрофилей, на которые нанесено покрытие с наибольшей адгезией по от ношению к сахарозе, т.е. отложение сахарозы на ней наибольшее. Этими свойствами обладает игольчатая разветвленная поверхность из стали Ст 3, пористой меди и т.д.Для подвода электрического тока на элементы 17 решетка 39 крепится, к стенке элемента через изолятор 39. Подвод осуществляется посредством кабеля 40.Установка работает следующим образом.При уваривании сахарных утфелей по трехпродуктовой схеме с аффинацией сахара третьего продукта в установившемся режиме конечная ме О ласса через патрубок 5 поступает в вакуум-аппарат, где меласса циркулирует, поднимаясь в вертикальных трубах 3 поверхности нагрева, обогреваемой паром поступающим через65.патрубок 10 в межтрубчатое пространство греющей камеры 2 и опускаясь по центральной циркуляционной трубе 4. При этом меласса нагревается до температуры кипения и сгущается до определенной плотности. Раствор сгущается при полностью открытых воздушном и паровом вентилях. Вакуум-аппарат подключается к вакуумной системе через патрубок 11.1(оличество поступающей на увари-: вание мелассы регулируется с помощью задвижки 6.При достижении заданного пересыщения часть сгущенной мелассы поступает на насос 13, который подает ее в коллектор 21, а из него в емкость 14 для кристалпизации. Меласса проходит из секции в секцию и.контактирует с адгезионными поверхностями несущих отрицательный по знаку электрический заряд охлаждаеььи элементов 17. Из пос" ледней секции меласса поступает обратно в вакуум-аппарат через патрубок 7. Прн контактировании мелассы с адгезионными поверхностями элементов 17 происходит выкристаллиэовывание сахарозы на них.При достижении заданного исто-, щения мелассы закрывают задвижку 12 и в коллектор 21 через патрубок 22 подают растворитель для растворения выкристаллизовавшегося сахара. В данном случае используют сок второй сатурации. Первые порции раствора (клеровки) возвращают в вакуум-аппарат, а затем закрывают задвижку 8 и через патрубок 33 подают в произ" водство, например на сульфитацию густого сиропа или на уваривание утфеля второго продукта, в зависимости от доброкачественности клеровки.В период растворения выкристаллизовавшегося сахара на адгезионную поверхность подается тот же, что и при кристаллизации, заряд, но с положительным знаком.После растворения выкристаллизовавшейся сахарозы высушивают элементы 17 с адгезионной поверхностью "горячим воздухом с температурой 85 ьС. Высушивание позволяет подготовить на адгезионной поверхности уже готовые центры кристаллизации. Горя" чий воздух поступает через патрубок 24 и отводится через патрубок 34. После высушивания батареи элементов включаются в работу. Цикл растворения и высушивания занимает 1,5 ч.В конце производства предусмотрена пропарка элементов и промывка их водой, для чего имеются соответствующие коммуникации.Для обеспечения непрерывности цикла истощения мелассы один вакуум960264 аппарат может быть оборудован несколь. кими емкостями 14 для кристаллизации с батареями элементов 17.Предлагаемые способ и установка могут быть использованы как при истощении конечных меласс двух- и 5 трехпродуктовых технологических схем, так и при истощении промежуточных продуктов, например зеленого оттека первого продукта.При использовании предлагаемых способа и установки по сравнению с существующими упрощается технологическая схема продуктового отделения и отпадает необходимость строительства дорогостоящих сепарационных отделений для дополнительного извлечения сахара иэ мелассы, уменьшаются потери сахара в мелассе и увели-. чивается выход сахара. Кроме того, устройство, просто в изготовлении и обслуживании, имеется возможность автоматизировать устройство.Ожидаемый экономический эФФект от внедрения предлагаемых способа и устройства пля кристаллизации веществ из растворов на сахарном заводе производственной мощностью 6000 т переработки свеклы в сутки составляет 372,8 тыс.руб. в гол. 15 30 Формула изобретения З 5 1. Силин П.М, Технология сахара. М., Пищевая промышленность, 1967, с 447-481. 1. Способ выделения сахарозы из сахэрсодержашего раствора, предусматривающий сгущение последнего и кристаллизацию сгущенного раствора при охлаждении, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышениявыхода сахарозы из растворов низкойдоброкачественности, сгущенный сахнрсодержащий раствор в процессекристаллизации контактирует с адгезионной поверхностью несущих отрицательный по знаку заряд элементовдля осаждения на них кристаллов сахарозы, после чего последние растворяют сахарсодержащим раствором, причем в процессе растворения сообщаютэлементам положительный по знаку заряд,2. Устройство для выделения сахарозы иэ сахарсодержащего раствора, включающее вакуум-аппаратдлясгущения последнего и емкость длякристаллизации сгущенного растворас устройствам для охлаждения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения выхода сахара из растворов низкой доброкачественности, вемкости установлены вертикальные перегородки для разделения ее на рядсообщающихся секций, при этомустройство для охлаждения состоитиз имеющих адгезионные поверхностии несущих электрический заряд, элементов с каналами для циркуляциихладагента, образующих батареи,расположенные в каждой секции. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе960264 Составитель Г.Лошкареваедактор Л.Лукач ТехредМ.Гергель Корректор Е.Рошко а илиал ППП "Патент", г. Ужгород. Ул. Проектная, 4 371ственноретенийЖ,7150/31 ТиражВНИИПИ .Госудпо делам из113035, Моск Подписноео комитетаСССРи открытийРаушская наб., д. 4