автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.05, диссертация на тему:Совершенствование технологии кристаллизации утфеля последнего продукта охлаждением

Г5 0;,

11 I- ... ч-

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ «ЕДВРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАННО

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

На правах рукописи УДК: 664.1.054

АПАСОВ Игорь Владиславович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ УТФЕЛЯ ПОСЛЕДНЕГО ПРОДУКТА ОХЛАЖДЕНИЕМ

Специальность 05.18.05 - Технология сахара и сахаристых веществ

Автореферат

диссертации на соисканиа ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1993

Работа выполнена на кафедре технологии сахара и сахаристых веществ Московской государственной академии лицевых производств.

Научный руководитель:

Члвн-коррвсаовдвнт РИА и МИА, доктор технических наук, профессор В.И.Тужилкии

Официальные оппоненты:

доктор технических ааук н.Р.Гулок

кандидат технических наук,профессор А.И.Гроиковскав

ведущая организация - добривсий сахарный завод.

Защита состоится 1993 г. в ауд._ва

заседании специализированного совета Д.063.51.02 при Московской государственной академии пицевых производств по адресу: 125080, г.Москва, Волоколамское косое, д. И.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГАПП.

Автореферат разослав * ¿¿-¿уе^^-Е- 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук,

профессор • Ц.С.Еигалов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Для удовле творения внутренних потребностей Российской Федерация (РФ) в сахара требуется ежегодно производить

I

более 7 млн.т этого продукта. Имеющиеся производственные мощности позволяют выработать лиаь около 2,5 млн.т, что приводит к необходимости крупных импортных закупок.

Решить существующую проблему можно лишь путец строительства новых и реконструкции ныве действующих сахарных заводов. Однако этот путь требует Бремени и значительных капитальных вложений.

Инеапо поэтому сегодня особую значимость приобретает разработка яовнх технологий и способов, позволяющих интенсифицировать основные технологические процесса, увеличить выход сахара и повысить его качество.'

Процесс получения утфеля последней кристаллизации является сдяим из заключительных этапов в технологии сахарного производства, от проведения которого зазясят многие технико-экономические показателя азвода в целом.

Несмотря па больяое количество научных работ в этой области, ряд киачзвых вопросов, касающихся осуществления данного процесса, остаются на сегодняшний день дискуссионными и требующими своего раз-рзиения. Это, в частности, относится к вопросам о конечной концентрации утфеяя пря уваргсапиа его я гэяуум-аппарате, о реяиме кристаллизация охлаждением, о предпочтительности различных способов снижения вязкости а ходе процесса и т.д. Неполное ревевие этих и целого ряда других проблей из позволяет внедрять сптй""явные режимы кристаллизация, затрудняет применения современных -- доп автоматизации, приводят я пзрупеяиэ технологического процесса, следствием которого является снижение выхода сахзпя.

Кроиэ того, ялитольясзтг. процесса полу-юния утфэля последзей

кристаллизации ашшельно превыиает врюл оеумгтмеим всех остальных технологических операция, что существенно ограничивает воз-момоош увеличения производственной мощности завода при реконструкции.

Цедь и задачи работы. Цель давка! работы состояла в разработке рекомендаций по оовврмнотвоааш> технологии кристаллизации утфедя последнего продукта и создании новых способов его получения.

В соответствии с целью были определены следующие задачи исследования:

- разработать устройства для ускоренного насыщения производственных сахарсодерхацих растворов;

- провести вкспериментальное исследование параметров наседзн-вых многокомпонентных сахарных растворов, подученных б рзэдачаых регионах РФ;

- усовершенствовать математическую модель полатермической кристаллизации сахарозы;

- исследовать влияние на кинетику процесса кристаллизации качественного состава несахаров;

- исследовать зависимость влияния на протекание процесса пола-термической кристаллизации начальных параиетров утфеля;

- разработать рекомендации по проведение кристаллизации утфеля последнего продукта с учетом влияния на процесс качественного состава несахаров;

- разработать способы получения утфеля последней кристаллизации, позволяющие интенсифицировать процесс и получать хелтыЗ сахар лучшего качества.

Научная новизна работы состоит в развитии современных представлений о влиянии качественного состава несахаров на процесс по-литгрмичегиой кристаллизации сахарозы.

В райсте доказано, чю при разработке ноеих способов интенси-

фикации промышленной кристаллизации сахара должен осуществляться принцип дифференцированного подхода к выбору режима с обязательным учетом состава несахаров.

Многоаяаново рассмотрен вопрос о конечной концентрации утфеля при уваривании его в вакуум-аппарате и сделан вывод о том, что данная величина тесно взаимосвязана с качественным!! параметрами утфеля и возможностью осуществления различных реяимов политермической кристаллизации.

Изучена кинетика политермической кристаллизации сахарозц в рз-глмах с линейной и переменной скоростью схлэадения и показана целесообразность использования их с учетом конкретных технических и технологических условий, а н.-ленно - типа кристаллизационной установки и качественного состава несахаров.

Предложены устройства, позволяющие существенно интенсифицировать процесс насыщения многокомпонентных производственных растворов сахаром.

Обоснованы критерии сценки ц енбэра опхпмзлышх рехимов осуществления кристаллизации утфзлл последнего продукта с учетом и;чсс:-венного состаэа несахаров, выхода сзхзрз, срэдпевзвзпенногс времен;: кристаллизации и энергетических затрат.

Практическая значимость. Па основе проведенных изследовзниЛ для практического использования могут багь рзкомевдзраии следующие предложения.

1. Устройство для ускоренного насыщения меласс, позволяющее сократить продолжительность процесса с 3-1 суток до 15т20 минут, за счет интенсификации «ассозбмениэго происсса. Данное устройство защищено авторским свидетельством 17С'о ;?,

2. Устройство для ускоренного н.~^щоч" : сахарзеодзрдащих растворов, позволяющее сократить прэдо.-г-У'::^» г.ть аасицэния с 3-4 су-

юк до 15*25 минут. Устройство защищено авторским свидетельством № 1768645.

3. Универсальная математическая модель политермической кристаллизации сахарозы, позволяющая рассчитать оптимальный технологический режим процесса с учетом влияния качественного состава несахаров.

4. Способ получения утфеля последней кристаллизации с возвратом части желтого сахара в начало процесса в виде суспензии. Данный способ позволяет интенсифицировать процесс кристаллизации сахарозы охлаждением и улучшить качественные показатели получаемого желтого сахара. Способ защищен авторским свидетельством № 4949946.

5. Способ кристаллизации утфэля последнего продукта, уваренного до пониженного содержания сухих веществ. Данный способ позволяет интенсифицировать процесс политермической кристаллизац/< :ахарозы и улучшить качественные показатели желтого сахара. По этому способу получено положительное решение НИИГПЭ № 93-036659 о выдаче патента РФ на изобретение.

Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на конференции молодых ученых, посвященной 60-летию МТИПП, в 1991 г. (г.Москва) по тематике "Новые направления в совершенствовании и разработке технологий продуктов питания" и на конференциях профессорско-преподавательского состава МГАПП в 1991-1993 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликована I статья, получено 3 авторских свидетельства на изобретение и I положительное решение НИИГПЭ о выдаче патента РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованной литературы, включающего 156 названий, приложения. Работа изложена на 126 страницах машинописного текста, содержит 23 рисунка и 17 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы и дано обоснование необходимости поиска путей совершенствования технологии политермической кристаллизации, сформулирована цель работы, изложены основные научные и практические результаты исследований.

В первой главе дан общий обзор существующих литературных данных сб основных методах определения параметров насыщенных сахарсодер-?.ащих растворов и способах насыщения меласс, описаны наиболее совершенные устройства для осуществления данного процесса, выявлены их достоинства и недостатки. На основании проведенного аналитического збзсра, а также реального положения в промышленности, показана актуальность дальнейших исследований по разработке методов для оперативного н точного определения параметров фазового равновесия ¿ногскомпонентных сахарсодеркащих растворов и устройств для их ускоренного насыщения.

Во второй части первой главы рассмотрены имеющиеся в литературе сведения о существующих математических описаниях процесса кристаллизации сахара и обоснована необходимость разработки усовершенствованной математической модели с целью более точного выявления внутренних взаимозависимостей между параметрами процесса с учесом влияния имеющегося качественного состава несахаров.

Вторая глава посвящена разработке устройств для ускоренного гасыцения производственных растворов сахаром. На рис Л изображено предложенное устройство /I/. Увеличить скорость насыщения при ис-юльзованка данного устройства удается за с-пт интенсиГ-днацча мас-:ообмеяа путем увеличения скорости движения исследуемого раствора зтносительио кристаллов сахара п 1!зпольоог;?.н".я более писоких, чем з классической методике, температур.

Устройство для насыщения мзлассн рэбэтэзг следуют:;? образоы.

Рис.1. Устройство для насыщения мелассы (а.с.И3 1784648): I - термостатированный корпус; 2 - коническое дницэ; 3 - нагревательный элемент; 4 - крышка корпуса; 5 - электродвигатель; 6 - цилиндрический перфорированный ротор для размещения сахара; 7 - перфорированная боковая поверхность; 8 - окна для загрузки сахара; 9 -приводной вал; 10 - усеченный конус; II - цилиндрическая распределительная кромка; 12 - съемные кольца; 13 - шнек; 14 - патрубок для подвода исследуемого раствора; 15 - патрубок для отвода насыщенного раствора; 16 - датчик; 17 - элэктрокснтактный термометр. /I/

При снятой верхней крышке термостатированного корпуса,через загрузочные окна, в цилиндрическом перфорированном роторе размещают пробу предварительно просеянного сахара-песка. Крышку и окна закрывают и внутрь корпуса по патрубку заливают пробу исследуемого раствора. Продукты термостатируют при необходимой температуре (60°С). а затем включают электродвигатель. Частота вращения ротора составляет 2500*3000 об/мин. Исследуемый раствор захватывается шнеком конуса и подается а полость ротора, где при помощи распределительной кромки равномерно распределяется по слоя сахара. Высота распределительной кромки мо^ет изменяться для растворов различной вязкости.

Пройдя через алай сахара и перфорированную боковую поверхность ротора.исследуемый раствор стекает по стенкам корпуса к вершине конического днища, где вновь захватывается пнексм.

Циркуляция продолжается до насыщения раствора, которое фиксируется при помощи датчика по скорости изменения электрического сопротивления исследуемых продуктов. Контроль и поддержание постоянной температуры в установке осуществляются автоматически.

По окончании процесса исследуемый раствор выводят из устройства и анализируют по известной методике.

Устройство было изготовлено и пропло технические испытания на Рамонском опытно-экспериментальном заводе. Данные о параметрах насыщенных меласс, полученные при помощи предложенного устройства, представлены на рис.3 и в табл.- I.

Как видно из табл.2, погреиность при использовании данного устройства для насыщения меласс не превышает 1% по сравнению с известной методикой П.М.Силина, при этом время насыщения сокращается с 3-4 суток до 15-20 минут.

Конструкция устройства для насыщения мелассы сахаром защищена авторским свидетельством 1734643.

Таблица I

Несахар | Коэффициент насыщения ! Отклонения, %

вода 1 предлагаемый , способ 1

1 способ ; П.М.Силина 1

1 ! У !* 3 Г 4

1,498 0,966 0,975 0,92

1,645 1,027 * 1,023 0,29

1,778 1,069 1,072 0,37

1,989 1,152 1,148 0,35

Несмотря на высокую эффективность предложенного устройства, широкое воспроизводство и использование его в промышленности осложняется из-за высокой точности, необходимой при изготовлении и балансировке.

Поэтому нами было разработано аналогичное по назначению и технической сущности, но более простое по конструкции, устройство для насыщения мелассы, изображенное на рис.2. /2/

Данное устройство работает следующим образом: вкольцевое пространств емкости для контактирования мелассы с сахаром засыпают просеянный сахар, а в нижнюю часть корпуса заливают пробу исследуемого сахарсодержащего раствора, термостатируют, а затеи включают насос. Циркуляция раствора продолжается до достижения им насиненного состояния, которое фиксируется аналогично с ранее описанным устройством.

Установка была изготовлена и смонтирована в лаборатории ОНИЛ физико-химических исследований сахарной промышленности МГАПП. С помощью предложенного устройства было проведено исследование образцов меласс из различных регионов РФ. Полученные данные представлены на р.ю.3.

Каи бндно из табл.2, погрешность при работе устройства не пре-

Рис.2. Устройство для насыщения мелассы (а.с. К? 1768645): I - термостатированный корпус; 2 - крышка корпуса; 3 - пчтруЗ-ки для подвода и отвода теплоносителя; 4 - емкость для контактирования мелассы с сахаром; 5 - крыяка емкости; 6 - уплотнительная прокладка; 7 - насос; 8 - привод; 9 - нагнетательный патрубок; 10 - оса сываюций патрубок; II - электроконтаятный термометр; 12 - датчан:.,;",*

Рис. 3. Параметры насыщенных меласс сахарных заводов Российской Федерации в производственном сезоне 1990/1991 г.:

I - Рамонского (октябрь); й - Рамонского (декабрь); 3 - "БОДь-певик"; 4 - Ново-Таволканского; 5 - Садовского; 6 - Чисминского; 7 - Мелеузовского.

вышает 1,5% по отношению к известной методике, а время насышения не превышает 15»25 минут. Конструкция устоойства защищена авторским свидетельством № 1768645.

На основании проведенных экспериментов были рассчитаны коэффициенты уравнения Каганова, представленные в табл.3, для различных регионов РФ, основываясь на которых в дальнейшем исследовали влияние на кинетику процесса кристаллизации качественного состава несахаров.

Таблица 2

Несахар 1 Коэффициент насыщения | Отклонения, %

вода предлагаемый 1 способ { способ { 1 П.М.Силина {

1 ! а ! а ! 4

1,557 0,983 0,970 1,32

1,653 1,062 1,068 0,47

1,856 1,123 1,126 0,27

1,954 1,171 1,169 .0,17

■ Таблица 3

! 1? ! 1 Значение коэффициентов

п/п| 1 т ] Ь 1 п + Ь

1 1 2 . 1 а 1 ! 4' ! Ь

I Рамонский (октябрь) 0,376 0,408 0,784

2 Рааонеяий (декабрь) 0,263 0,780 1,043

3 "Больпевнк" 0,324 0,449 0,773

4 Ново-Таволханский 0,339 0,508 0,847

5 Садовский 0,390 0,440 0,830

6 ЧппыинокяЯ 0,343 0,509 0,852

7 Иелеузозский 0,409 0,433 0,842

В третьей главе подробно описана математическая модель пола-термической кристаллизации сахарозы, разработанная в 1985-1987 гг. во МТИППе, и усовершенствованная нами.

функциональные возможности модели были значительно расширены за счет частичного изменения алгоритма моделирования и введеы-.л ¿-его состав новых Функциональных блоков.

Алгоритм моделирования процесса политермической кристаллизации сахарозы представлен на рис.4.

Указанная математическая иодель (ММ) позволяет моделировать процессы кристаллизации утфеля в различных технологических режимах (5 режимов), учитывая влияние на процесс качественного состава несахаров, что достигается путем введения ь исходные данные коэффициентов .т, Ь, к. \

Ш позволяет учитывать параметры реально сваренного утфеля, предусматривает перерасчет параметров кристаллизирующегося утфеля при применении различных способов снижения вязкости (4 способа).

ММ позволяет моделировать новые технологические режимы кристаллизации путем рационального перераспределения ыатераальиых потоков в продуктовом отделении.

Программа построена таким образом, что работа с пользователем проводится в диалоговом режиме. Получаемая при расчете информация может выводиться отдельными блоками (например блок технологических параметров, включающий 12 показателей), либо полностью, по келанию пользователя, в любой момент времени процесса. Всего же контроль за протеканием процесса кристаллизации может осуществляться по 29 параметрам. у

В четвертой главе описаны исследования по"изучению кинетики процесса политермической кристаллизации сахарозы в различных технологических рзкимах.с учетом влияния на процесс качественного состава песахарое

pnc.4. Алгоритм моделирования процесса политермической кристаллизации сахарозы.

В первом раздела указанной главы исследован вопрос о конечной концентрации утфеля при увариваний его в вакуум-аппарате. Как показал анализ литературных источников по рассматриваемому вопросу, для истощения межкристального раствора утфеля до параметров "норкзльной" ыелассы иногда требуетея лть минимальная степень сгущения его е вакуум-аппарате. Однако д.шшх о конкретных значениях параметр и качественных характеристиках утфзля'; который можно уваривать до пониженного содержания сухих веществ не приводится.

Нам представляется целесообразным рассчитывать концентрацию сухих веществ утфеля перед спуском исходя из параметров "нормальной" ыелассы, которая является насыщенным сахарсодеряацим раствором, предельно истощенным для данного предприятия, исходя из технических возможностей его технологического оборудования. Впзмогность такого расчета определяется тем,- что если осуществлять процесс кристаллизации утфеля охлаждением без водных раскачек, то количество воды в нем до окончания процесса не изменится, как не изменится количество несахаров и сахарозы (общее). Поэтому, основываясь на параметрах "нормальной" мелассы (Чнм, СВНИ, о, ь, НСх/ВД) и допустимом кристал-лосодераании Шрдоп) в утфеле для различных конструкций утфелемеша-лок кристаллизаторов, модно осуществить расчет параметров утфеля. Методика расчета приведена в диссертационной работе.

Конечные параметры утфеля при уваривании^ зависимости

от качественного состава несахаров,представлены в табл.4.

Таблица 4

I „ ,„ IПараметры "нормаль-

I Параметры "нормальной" мелассы !ного" утфеля для

п/п 1 1 Кр„пп = 46%

! ! 1 СВ • 1 нм | m I ь 1 I к i ' ч ! ну i i свну

1 i "' а 1 " " ! '3 ! 4 ! b ! b ! 7 ! Ь

I 6-1,94 83,50 0,5 0,5 0,6 82,64 91,09

2 62,99 83,59 0,4 0,6 0,6 81,66 91,13

1 ! а 1—3 ! 4 ! а !-5-!-Ч ! В

3 60,35 83,76 0,3 0,7 0,6 80,34 91,23

4 56,73 83,96 0,2 0,8 0,6 78,52 91,33

5 51,35 84,26 0,1 0,9 0,6 75,80 91,50

Основываясь на этом,было введено понятие "нормального" утфе-ля (НУ)."Нормальным" называется такой утфель, параметры которого определены по параметрам "нормальной" мелассы, а межкристальный раствор после проведения полатгрмическоД кристаллизации в установленном режиме истощается до параметров "нормальной" мелассы.

Для обоснованного ответа на вопрос о том, можно ли на практике осуществлять уваривание утфелей до параметров НУ без значительного увеличения длительности истощения межкристального раствора и достижения им параметров "нормальной"мелассы, а также без возникновения технологических осложнений, было проведено моделирование процесса политермической кристаллизации в различных технологических режимах. Исследовались утфели с различным качественным составом несахаров. Кинетика кристаллизации НУ отображена на рис.5. .•

Параллельно проводили моделирование процесса и для утфелей, уваренных в соответствии с "Инструкцией по ведению технологического процесса свеклосахарного производства",которые в дальнейшем ыы будем называть "реальными" утфелями (рУ). Эксперимент осуществлялся с ут-фелями такого ае качественного состава, как и у НУ, и в аналогичных технолргических режимах. Кинетика кристаллизации РУ представлена на рис.б.

На основании проведенных исследований доказано, что выбор технологического режима охлаждения утфеля и параметры, до которых его следует уваривать в вакуум-аппарате, необходимо выбирать исходя из качественного состава несахаров перерабатываемых продуктов и техм-ческих возможностей кристаллизационной установки (КУ) ззесгз..

Рис,5. Кинетика кристаллизации "нормального" утфеля в различных технологических режимах:

I - Уохл = I ./ч: 2 - «0ХЯ = 1,5 ./«Г; з - «охл - 2 «/ч; 4 - П » 1,05: 5 - П * 1,Г.

Рис.6. Кинетика кристаллизации "реального-' утфеля в различных технологических режимах:

1 - уохл = 1 °/ч; 2 - уохл - °<4' 3 - иохл = 2 °/ч;

4 - П = 1,5; 5 - П = 1,1. -

Если КУ позволяет осуществлять режим охлаждения лишь с линейной скоростью, то утфели, независимо от качественного состава несахаров, следует уваривать до параметров РУ, а при кристаллизации ох- ; лаждением для утфелей более высокой чистоты целесообразнее использовать режимы о более высокой скоростью охлаждения:

- утфели высокой чистоты:

(<« =0,4*0,5; ь =0,5*0,6; Чнц=61,0*65,0«) - 1,7*20 °/ч;

- утфели средней чистоты:

(rn =0,25*0,4; ь =0,6*0,75; ЧЯЦ=58,0*6Ш - 1,4*1,7 °/ч;

- утфели низкой чистоты:

(» =0,1*0,25; Ь =0,75*0,9; Чнц=55,0*58,0%) - 1,0*1,5 °/ч.

Если же КУ позволяет осуществить режим с переменной скоростью охлаждения, то утфели высокой и средней чистоты целесообразно уваривать в вакуум-аппарате до параметров НУ, истощая затем межкристальный раствор в выбранном режиме. Для утфэлей низкой чистоты использование режимов с переменной скоростью не дает значительного сокращения времени процесса и чревато осложнениями при проведении кристаллизации из-за достижения вязкости утфеля предельно допустимых значений.

В целой,режимы с переменной скоростью охлаждения являются предпочтительными в силу того, что в них скорость охлаждения утфеля и скорость кристаллизации сахарозы более точно соответствуют друг другу.

Применение изложенных выаз рекомендаций позволит провести процесс кристаллизации за меньиез время и без осложнений, связанных с нарастанием вязкости утфеля до предельных значений.

Второй раздел данной главы посвящен разработке способа полу- чения утфеля последней кристаллизации с возвратом части желтого сахара в начало процесса. Анализ литературных данных показал, что одним из эффективных способов интенсификации процесса крйст25л.г.т.т_:!.(!

является увеличение площади поверхности кристаллизации. Ряд таких способов был разработан, однако при практической их реализации выявились технические сложности с транспортировкой желтого сахара и его равномерным распределением в утфеле, резко снижающие эффентиЕ::'; ггь способов.

Учитывая эти недостатки, был разработан способ получения х ля последней кристаллизации с возвратом части желтого сахара начало процесса в виде суспензии с сахаросодер'ящим растЕором.

Суть способа состоит в том, что утфель уваривают е вакуум-аппарате до концентрации сухих веществ СВ = 92,0 -г- 92,5%, спускают в приемную мешалку и осуществляют кристаллизацию охлаждением. Из третьей утфелемешалки отбирают часть утфеля на промежуточное центр1 фугирование. Оттек, получаемый при этом, возвращают на "себя", или в предыдущий кристаллизатор, а сахар делится на две части, одна из которых клеруется, а вторая поступает на приготовление суспензии. Суспензия, концентрация сухих веществ в которой составляет 90 т 91%, возвращается с первый кристаллизатор. Количество возвращаемого желтого сахара состаоляет 8 т 12% к массе утфеля. В качестве межкристального раствора суспензии используют подготовленную мелассу (СВ = 79,0 т 81,0%, = 75 С).

Основные технологические показатели способа, в сравнении с известными, приведены в таблице 5.

Как видно из приведенных результатов, способ позволяет интенсифицировать процесс кристаллизации и улучшить качество получаемого :;злтого сахара. Предложенный способ защищен авторским свидетельством № 4949946. /4/.

Таблица 5

1Р

п/п

~ГТ

Параметры процесса кристаллизации

} Способ получения утфеля ! -----Г

, а .с.

1240786 Г—Я-

а.с.

3975252

¡предлагаемый ¡способ

1 Длительность уваривания утфеля в вакуум-аппарате, ч

2 Концентрация сухих веществ утфеля в конце уваривания, %

3 Чистота утфеля, %

4 Количество добавляемого са-хзра, % к массе утфеля

5 Содержание кристаллов в ут-феле перед центрифугированием, %

9,5

94,2 79,0

4,0 45,9

6 Средний размер кристаллов, мм 0,32 7. Цветность сахара, усл.ед. 38,6

Длительность кристаллизации утфеля охлаждением, ч

26

7,2

90,2

79.1

20,0

46.2 0,33 30,2

23

8,2

92.0 79,2

10,0

43.1 0,35 32,4

21

В последнем разделе данной главы описан способ кристалнзациа утфзля, уваренного до пониженного содержания сухих веществ.

Суть способа состоит в том, что утфель уваривают в вакуум-аппарате до концентрации сухих веществ 91,0 г 91,5% (концентрация НУ), спускают в приемную утфелемешалку и проводят кристаллизацию утфеля охлаждением в несколько ступеней, причем в первом кристаллизаторе скорость охлаждения поддерживают равной 3,0 {■ 4,0 °/ч и охлаждение ведут до 60 г 65 °С, во втором - 2,5 * 3,0 °/ч, до температуры 45 - 50° С, а в каждом последующем кристаллизаторе скорость охлаждения снижают на 0,4 - 1,0 °/ч по сравнению с предыдущим, причем в последнем охлаждение прекращай! и выкристаллизовывать сахарозы происходит за счет уменьшения пересыщения межкристального раствора, что способствует пучией подготовке ут!,еля к центри-

3

5

фугированию.

Кинетика процесса политермической кристаллизации предложенного способа,в сравнении с типовым.представлена на рис. 7, а основные технологические параметры процесса в таблице 6.

Таблица 6

№ п/ ! ! ! Параметры ! Способ получения утфеля

г| процесса ! 1 1 ! \ типовой 1 способ {п.в.голо- ¡вина ; а.с. № ¡1604855 ¡предла-;гаемый ¡способ

1 ! 2 ! 3 1 4 '!.....5 ..... ! 6

I Длительность уваривания утфеля в вакуум-аппарате, ч 9,0 7,2 10,1 7,4

2 ■Концентрация сухих веществ в утфеле перед спуском, % 94,5 • 91,0 95,0 91,2

3 Чистота утфеля, % 78,4 • 78,0 78,2 78,9

4 Содержание кристаллов в утфеле перед центрифугированием, %, 43,2 ■ 43,5 43,5 43,9

5 Средний размер кристал лов, мм 0,28 0,29 0,31 0,34

6 Цветность сахара, усл. ед. 46,3 35,4 48,4 32,6

7 Чистота "нормальной" мелассы, % 60,5 60,6 60,3 60,3

8 Длительность кристаллизации утфеля охлажде нием, ч 32 40 24 25

Как видно из представленных результатов, предложенный способ, по сравнению с типовым, позволит:

- сократить время уваривания утфеля в вакуум-аппарате на 15 # 20*;

- сократить время кристализацна утфеля охлаждением на 15 * 20%;

Рис.?. Сравнит-элышй анализ спссоиоз "стсценил утфеля последней кристаллизации:

1 - типовой способ; 2 - пр-зллаг'.г-:.", способ (п.р. 93-036659).

- улучшить качественные показатели получаемого желтого сахара.

Способ прошел производственные испытания, подтвержденные документально. Ожидаемый экономический эффект от использования предложенного способа на сахарном заводе производственной мощностью 6000 т.св./сут. составит 8 млн.руб. (цены 1992 г.) в год.

По предложенному способу получено положительное решение НИИГПЭ № 93 - 036659 о выдаче патента РФ на изобретение. /5/

ОБЩИЕ ВиВОДЫ Н РЕКОМЕНДАЦИИ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

1. По теме диссертации проведен критический анализ отечественной и зарубежной литературы, позволяющий определить вопросы, требующие более глубоких и комплексных исследований по технологии кристаллизации утфеля последнего продукта.

2. Составлен алгоритм и разработана программа моделирования процесса политермнческой кристаллизации сахара, позволяющая изучить кинетику процесса с учетом влияния качественного состава несахаров.

3. Разработаны устройства для ускоренного насыщения производственных растворов сахаром, позволяющие сократить продолжительность процесса с 3-4 суток до 15-25 минут, что позволит операгизно осуществлять контроль за технологическим режимом кристализации.

4. Исследованы параметры насыщенных сахарных растворов различных регионов РФ и определены коэффициенты уравнения КаганОЕЭ, позволяющие изучить влияние несахаров на протекание процесса крн-стализации.

5. Исследовано влияние на кинетику процесса кристаллизации качественного состава несахаров и параметров утфеля, получаешх при уваривании, и дзны рекомендации по Еыбору оптимальных технологических режимов в зависимости ст указа!:::::;; пероменних.

6. Разработав способ получения утфзля последней кристаллизации с возвратом части желтого сахара в начало процесса, позволяющий интенсифицировать процесс кристалла?1щш а улучаить качественные показатели желтого сахара.

7. Разработан способ получения утфвяя последней нряотализации, уваренного до пониженного содержания сухих веществ, позволяющий интенсифицировать процесс врпоталлазациа я улучаить качественные показатели желтого сахара.

основное содержание диссертация опубликовано в следующих работах:

1. A.c. !Р 1784548 (СССР). Устройство для насыщения мелассы сахарои / в.и.Тузаякяа, А.Р.Сапроаов, А.А.Славянский, И.в. Апасов. -Опубл. Б.И., 1992. - № 38.

2. A.c. tP 1763645 (СССР). Устройство для насыдения мелассы сахаром / В.И.Тужилкин, А.Р.Сапроаов, А.А.Славянский, И.В.Апасов. -Опубл. Б.И., 1992 - № 39.

3. A.c. IP 4949946 (СССР). СаоссЗ пояученяя утФеля последней нристаллазацяи / В.И.Тужилкин, А.Р.Сапроаов, А.А.Славянский,

И.В.Апасов. - Опубл. В.И., 1993. - № 28.

4. Апасов И.В. Устройства для касыщеняя меласс // Тезисы докладов научной конфер. мол.ученых, посвященной 60-летию ЫТИПП по тематике "новые направления в совершенствовании и разработке технологий продуктов питания". - IJ.: МТИПП. - 1991. - 0. 93.

5. Способ получения утфеля последней кристаллизации / В.И.Тужилкин, и.В.Апасов и др. - Положительное решение НИИГПЭ по заявке I? 93 - 036659 от 6.09.93 г.