Центрифугування утфеля І

Центрифугуванням відділяється більша частина між кристального розчину, який після центрифугування називають першим відтоком (зелена патока). На відміну від між кристального розчину він містить ще невелику кількість кристалів (різниця чистот не повинна перевищувати 1%). Так як на кристалах цукру ще залишається невелика кількість між кристального розчину, який придає кристалам жовтуватого відтінку, то для його відділення цукор промивають артезіанською водою з t = 85-90°С. В результаті утворюється другий відтік (біла патока). На промивання витрачається 3...3,5 % води до маси утфеля, тривалість промивання 15...30 с. Для того, щоб забезпечити необхідну різницю чистоти першого та другого відтоку (5...7%), після початку промивання через 10...15 с автоматично повертається сегрегатор.

Після промивання цукор підсушується до вологості 0,8..1,2%. Після зсипання цукру на фільтрувальному ситі залишається шар цукру товщиною 2...5 мм, який періодично протягом 4...8 с промивають гарячою водою. Промий – у збірник другого відтоку.

Кількість води для промивання на заводах як правило завищують, щоб підвищити якість цукру-піску. Але, як видно з рисунка, кількість видалених красок не пропорційно кількості води. Залежність виходу цукру від кількості води має лінійний характер, а забарвленість змінюється по експоненті.

Вихід Цк,% Забарвл, у.о.

60 1,2

0,8

45 0,6

0 2 4 6 8 Вода,%

Як видно з графіка, збільшуючи витрату води в два рази, ми забарвленість цукру знижуємо на 35%, а вихід кристалічного цукру зменшився на 18%. Можна прийняти, що збільшення витрати промивної води на 1% зумовлює до зменшенню виходу кристалічного цукру на 3,7% до маси утфеля, а на випаровування цієї води потрібно приблизно 0,02% умовного палива до маси буряків.

Таким чином існуючі варіанти пробілювання утфелі мають ряд недоліків, основними з яких є те, що від 20 до 30% цукру розчиняється під час пробілювання водою, а через змішування відтоків (нечітка робота сегрегаторів) підвищується забарвленість та вміст золи у готовій продукції.

З огляду на це заслуговує уваги система ТОВ „ПромОПЕКС”, застосування котрої дозволяє проводити безперервний контроль забарвленості цукру на віброконвейері з метою оптимізації витрат води на пробілювання, автоматичне визначення якості утфелі та корекцію параметрів центрифугування, пробілювання та сушки в кожному циклі, кероване чітке розділення відтоків або їх перерозподіл в залежності від якості проуктів і т.д. (див. схему).

Рис.2. Принципова схема підключення датчиків та приладів автоматичної системи обробки утфелів

Практична цінність вказаної системи автоматизації оброблення утфелі полягає в тому, що враховуються різні ситуації, які зустрічаються в процесі роботи продуктового відділення. Крім цього, вона здійснює автоматичне регулювання режиму комбінованої промивки цукру білою патокою (сиропом) та водою. За рахунок зменшення кількості води на промивку від 20 до 200% збільшується вихід кристалічного цукру на 1,2...2,0 т за один цикл уварювання, що наприклад, для Володимир-Волинського ц/з дозволило для виробітку 10 тис. Т цукру зменшити на кількість зварених вакуум-апаратів на 70!

Найбільш доцільно проводити промивання у два етапи з використанням на першому розбавлений до СР 70...74% та нагрітий до 85°С другий відтік І утфеля. Витрата останнього – 2% до маси утфеля, а води після нього – 1,5...2%, тобто кількість води знижується майже в 3 рази.

Перспективне пробілювання парою. Цукор з центрифуг в такому разі виходить з вищою температурою, що не спричиняє до його “розвалу” кристалів в сушильному відділенні, а кількість відтоків зменшується.

6.2.2. Удосконалення уварювання та кристалізації утфелю останнього продукту

Уварювання утфелю останнього ступеню кристалізації характеризується тим, що в вакуум-аппарат поступають відтоки, які мають значно більше нецукрів, ніж на І і ІІ ступенях кристалізації. Це приводить до значного збільшення вмісту сухих речовин, а також в’язкості уварюваної маси при досягненні необхідного пересичення і зниженню швидкості кристалізації. В результаті цього повний цикл уварювання утфеля ІІІ кристалізації в 1,5…2,5 рази довше, ніж цикл уварювання утфеля ІІ кристалізації.

Міжкристальний розчин утфеля ІІІ кристалізації намагається знецукрити найбільш повно, тому що зниження його чистоти в кінці процесу на 1 % дає можливість збільшити вихід цукру-піску на 0,07-0,1 % до маси буряків. Всього в відтоку утфеля останньої кристалізації залишається біля 2,5 % Цк до маси буряків.

Варочно-кристалізаційна станція цукрового заводу, яка працює по двох-чи трьохпродуктовій схемі, ставить перед собою завдання отримати максимально можливу кількість цукру при найбільшому знецукренні меляси.

6.2.2.1. Раціональний спосіб кристалізації утфеля ІІІ продукту, розроблений Жвирблянським.

– Утфель ІІІ продукта уварюють до різного вмісту СР в залежності від доброякості зеленої патоки – чим вона вища, тим більш повно уварюється утфель.

– Утфель при спуску з вакуум-апарата обприскується точно розрахованою кількістю води, щоб запобігти утворенню муки внаслідок надмірного пересичення, яке викликається різним падінням температури утфеля.

– З метою зменшення вмісту кристалів цукру в утфелі при його кристалізації в мішалки вводять розкачки з нерозбавленої підігрітої меляси.

– Охолоджений утфель в мішалках перед фуговкою нагрівають до температури, при якій в’язкість міжкристальної патоки досягає 4000 спз.

Жвирблянський, аналізуючи роботу на станції кристалізації ІІІ продукту по використанню раціонального метода кристалізації, відмічає наступне.

Цей спосіб не є методом, в якому використовуються тільки паточні розкачки. Цей метод включає ряд мір по уварюванні утфеля в вакуум-апаратах, обприскування його водою при спуску, розкачування в утфелемішалках і підігрів перед фуговкою.

Автор вказує, що можуть використовуватися розкачки з допомогою розбавленої патоки і навіть води в залежності від доброякісності утфеля і в’язкості міжкристальної патоки.

Недоліки способу:

– методика аналізів, необхідних для регулювання раціонального метода кристалізації, як, наприклад, методика визначення кількості і складу розкачок і способи їх виконання, дуже складна і вимагає більшої затрати часу.

– Паточні розкачки не тільки зменшують вміст кристалів в утфелі, але й механічно знижують чистоту міжкристальної патоки, внаслідок чого погіршуються умови кристалізації утфеля – збільшується в’язкість утфеля.

– Уварювання утфеля вище 95,5 % вмісту СР затягує варку утфеля, сильно ускладнює його спуск і викликає необхідність збільшеної розкачки, внаслідок чого втрачається ефект сильного згущування утфеля.

– Паточні розкачки просто збільшують відстань між кристалами цукру в утфелі, але не зменшують в’язкості середовища, тобто маточного розчину, що негативно відображається на кристалізації цукру.

– Паточна розкачка дуже повільно “приймається ” утфельною масою внаслідок великої її в’язкості, так як по вмісту СР вона еквівалентна міжкристальному розчину утфеля.

6.2.2.2. Спосіб розкачування утфеля ІІІ продукту, запропонований Фелером.

– утфель ІІІ продукта уварюється до можливо більшого вмісту СР в залежності від поверхні нагріву і конструкції апарата, умов спуску утфеля в мішалки;

– при спуску утфеля із апарата його обприскують протягом всього часу спуску водою чи патокою або сумішшю води і патоки, температура яких на 2-3^о С вище температури утфеля. При цьому досягається зниження істинного коефіцієнта пересичення до 1,1, що не допускає утворення муки. Це розкачка розрахована також на вміст кристалічного цукру в кінці кристалізації не більше 42 % до маси утфеля, що не допускає поломки перемішувача в мішалках кристалізаторах

– за 2 год перед фуговкою, коли утфель має температуру 40^оС, його розкачують водою в кількості; необхідній для зниження густини міжкристальної патоки до 82-83 % вмісту СР, що забезпечує нормальну фуговку утфеля.

6.2.2.4. Спосіб Акіндінова. Новий метод кристалізації утфеля останнього продукту є одним з варіантів розробки і уточнення режиму кристалізації по Красильщикову і Жвирблянському. Ними запропоновано для зниження вмісту кристалів в утфелі до прийнятої норми при кристалізації його в мішалках використовують паточні чи водні розкачки. Запропонували використовувати проміжну фуговку останнього утфеля з метою розрідження кристалізаційного утфеля в мішалках отриманим міжкристальним розчином. Спосіб Акіндінова заключається в тому, що зменшення кількості кристалів в утфелі роблять не паточними розкачками, а попередньою фуговкою утфеля з поверненням міжкристальної патоки, причому починати попередню фуговку утфеля треба не одразу після спуску, а тільки при досягненні в утфелі допустимої кількості кристалів цукру, під час кристалізації його в мішалках.

Повернення після попередньої фуговки утфеля міжкристальної патоки дозволяє при розжижені утфеля залишити в ньому максимально допустиму кількість кристалів цукру.

Для більш глибокого знецукрення міжкристалевого розчину автор нового методу рекомендує направляти міжкристальну патоку після попередньої фуговки утфеля не в наступну, а в ту ж мішалку кристалізатор.

У випадку тяжкої фуговки, яка викликана підвищенням в’язкості утфеля, треба знизити в’язкість міжкристального розчину шляхом нагрівання відтоку від попередньої фуговки відкритою парою. Якщо природна в’язкість міжкристального розчину висока, то міжкристальний розчин розбавляють гарячою водою.

6.2.2.5. Спосіб уварювання утфеля ІІІ кристалізації на кристалічній основі утфеля ІІ кристалізації. Завданням цієї схеми є:

– покращення кристалічної структури утфеля ІІІ кристалізації (збільшеня розмірів кристалів та їх рівномірності);

– скорочення тривалості уварювання і центрифугування утфеля ІІІ кристалізації;

– підвищення якості жовтого цукру;

– зменшення вмісту цукру в мелясі.

Для збереження стабільних показників кристалізацій і центрифугування утфеля ІІІ кристалізації чистоту утфеля треба підтримувати постійною 76-77 % незалежно від якості переробленого цукрового буряка. Це досягається зміною кількості утфеля ІІ кристалізації, який відбирається для кристалічної основи і відтоків, що поступають на уварювання утфеля ІІІ кристалізації. Кількість перетягнутого утфеля визначається технологічною лабораторією заводу і складає 30-45 % об’єму вакуум-апарата. Утфель ІІ кристалізації уварюється на мілкій кристалічній основі 0,25-0,30 мм. Чистота його в межах 83-84 %.

Опит роботи цукрових заводів показує, що введення трьохкристалізаційної схеми з використанням кристалізаційної основи для уварювання утфеля ІІІ кристалізації дозволяє знизити вміст цукру в мелясі на 0,1-0,3 % до маси цукрового буряка.

6.2.2.6. Спосіб отримання утфеля останньої кристалізації з проведенням кінцевого згущення в кожному вакуум-апараті в 2 стадії. Спосіб отримання утфеля полягає в згущенні цукровмісного розчину в вакуум-апараті, заведення кристалів, їх нарощування до отримання кристалічної основи, відбір частини останньої і подачу її в другий вакуум-аппарат, послідуюче нарощування кристалів в вакуум-апараті і кінцеве згущення утфелів. Нарощування кристалів в вакуум-апаратах здійснюють при підтримці вмісту кристалів в утфелі 30-35 %, а кінцеве згущення утфеля в кожному апараті проводять в дві стадії: першу з яких при розрідженні 660-670 мм рт.ст. до вмісту СР-89,0-91,0, а другу при розрідженні 600-615 мм рт.ст. до досягнення заданого вмісту СР. цей спосіб зменшує тривалість уварювання на 40 хв, підвищує вміст кристалів цукру в утфелі перед спуском на 0,8-1,6 % і дозволяє отримати цукор кращої якості.

6.3. Використанням ПАР для уварювання утфелі.

У цукрових буряках містяться речовини, що мають поверхнево-активні властивості: сапоніни, білки, продукти розкладу білків (амінокислоти та бетаїн), ПР, жири. Всі вони в основному мають колоїдний характер. накопичуються в сиропі і з ним приходять в кристалізаційне відділення. Таким чином вони спричиняють утворенню піни, адсорбуються на поверхні кристалів, уповільнюють швидкість кристалізації, погіршують якість продукції.

В останнє десятиліття виник новий напрямок інтенсифікації процесів кристалізації цукру шляхом застосування синтетичних ПАР. Існує дві великі групи ПАР, що відрізняються характером адсорбції та механізмом стабілізації дисперсних систем. До першої групи можна віднести низькомолекулярні сполуки дифільного характеру, що мають гідрофільну головну частину (-ОН, SOзH, -COOMe, і т.д.) та гідрофобну хвостову частину. За застосуванням ПАР цієї групи поділяються на змочувачі, емульгатори, миючі агенти, піноутворювачі. До другої групи належать ПАР, в яких має місце чергування гідрофільних та гідрофобних груп, рівномірно розподілених по довжині полімерного ланцюжка (поліакриламід, желатин та ін.). найбільший інтерес представляє застосування ПАР для інтенсифікації процесів кристалізації цукрози.

Утфелі ІІ і ІІІ кристалізації відрізняються підвищеною в’язкістю і властивостями до піноутворення і пониженою швидкістю кристалізації. Використання ПАР може мати значний вплив на пониження в’язкості і збільшення текучості утфелів. При поганій якості утфеля оптимальна величина додавання ПАР досягає 100 мг/кг утфеля. Якщо уварювання утфелів останньої кристалізації з чистотою 76-80 % не супроводжується піненням, величина добавки ПАР може бути знижена до 50 мг/кг утфеля.

Особливо великий вплив ПАР є при переробці буряків пониженої технологічної якості. При введені ПАР в утфель зникає пінення, зменшується в’язкість, підвищується антиадгезійні властивості. В зв’язку з цим значно покращується гранулометричний склад утфелів. Центрифугування утфелів останнього ступеня кристалізації з високою в’язкістю при двох чи трьох кристалізаційній схемах пов’язано з збільшенням водними розкачками в утфелемішалках чи використанням закожушної пари, що сприяє збільшенню вмісту цукру в мелясі.

Додавання емульсії ПАР (АМГСК-100) до утфеля останньої кристалізації перед центрифугуванням скорочує цикл центрифугувння, покращує якість цукру, запобігає залипанню сит, полегшує вигрузку цукру з центрифуг. Приготування емульсії виконують шляхом змішування ПАР з водою. При неперервній кристалізації утфеля емульсію ПАР вводять в останню мішалку-кристалізатор перед подаванням утфеля в розподільник. Заводка емульсії ПАР в утфель перед центрифугуванням треба використовувати в тих випадках, коли різко погіршується відокремлення меляси від кристалів в центрифугах, наприклад при надмірному зниженні чистоти утфеля, його переохолодженні і накопиченні утфеля через зупинки центрифуг, які є вимушеними. При введені ПАР в вакуум-апарати останньої кристалізації добавку його до утфеля перед центрифугуванням виконують з урахуванням раніше введеного в вакуум-апарат, в сумарній кількості, яка не перевищує 80-100 мг/кг утфеля.

У зв’язку з тим, що дія ПАР короткострокова, доцільно подавати їх у в/а не менше чотирьох разів за цикл уварювання. Для цього ПАР розчиняють у сиропі у співвідношенні 1:1 за температури 60^оС.

Спосіб інтенсифікації процесу кристалізації шляхом застосування ПАР показав такі переваги:

· скорочення тривалості уварювання утфелі ІІ та ІІІ кристалізацій на 20...30%;

· підвищення рівномірності кристалів;

· поліпше5ння якості цукру;

· зменшення тривалості центрифугування;

· зниження чистоти меляси приблизно на 1 од.. та вмісту цукру в ній на 0,01% від к.б.

Дата добавления: 2014-01-07