RU2150507C1

RU2150507C1 - Method of boiling down fillmass

Info

Publication number: RU2150507C1
Application number: RU99106869A
Authority: RU
Inventors: Н.М. Подгорнова; С.М. Петров; С.М. Диденко
Original assignee: Воронежская государственная технологическая академия
Priority date: 1999-04-07
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2000-06-10

Abstract

FIELD: sugar industry, more particularly methods of boiling down 1st, 2nd and 3rd crystallization fillmass. SUBSTANCE: method comprises thickening sugar-containing solution in vacuum pan till supersaturation is attained, preparing seed crystal suspension by crystallizing aqueous sugar- containing solution during cooling operation, seeding crystals in thickened sugar-containing solution by adding seed crystal suspension thereto, growing crystals in fillmass and finally thickening said fillmass. Prior to adding to thickened sugar-containing solution, the resulting seed crystal suspension is subjected to precipitating centrifugation to separate intercrystalline solution. Thickened suspension of crystals is mixed with phostatide concentrate at 9:1 ratio, and suspended. EFFECT: shorter cycle for boiling down 1st, 2nd and 3rd crystallization fillmasses, improved granulometric composition of sugar, and increased yield thereof.

Description

Изобретение относится к сахарной промышленности, в частности к способам уваривания утфелей I, II и III кристаллизации. The invention relates to the sugar industry, in particular to methods for boiling massecuite I, II and III crystallization.

Известен способ уваривания утфеля, предусматривающий получение пересыщенного сахарного раствора, заводку кристаллов посредством затравочной суспензии, предварительно полученной измельчением сахара-песка в изопропиловом спирте, наращивание кристаллов и окончательное сгущение утфеля [С. 295, Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. - М.: Агропромиздат, 1986. - 431 с.]. A known method of boiling massecuite, providing for the preparation of a supersaturated sugar solution, winding up crystals by means of a seed suspension previously obtained by grinding granulated sugar in isopropyl alcohol, crystal growth and final thickening of the massecuite [C. 295, Sapronov A.R. Technology of sugar production. - M .: Agropromizdat, 1986. - 431 p.].

К недостаткам известного способа следует отнести то, что он не позволяет повысить эффективность заводки центров кристаллизации и осуществить полную заводку кристаллов. Неравномерное распределение кристаллов в суспензии, полученной смешиванием 1 мас. ч. сахара и 2,2 об.ч. изопропилового спирта, приводит к осаждению кристаллов и их конгломерации. При введении затравочной суспензии происходит растворение мелкой фракции кристаллов в зонах перегрева утфеля, что снижает точность дозирования заданного количества центров кристаллизации. The disadvantages of this method include the fact that it does not allow to increase the efficiency of the planting of crystallization centers and to carry out a complete planting of crystals. The uneven distribution of crystals in the suspension obtained by mixing 1 wt. including sugar and 2.2 vol. isopropyl alcohol, leads to the precipitation of crystals and their conglomeration. When a seed suspension is introduced, the fine fraction of crystals dissolves in the overheating zones of the massecuite, which reduces the accuracy of dosing a given number of crystallization centers.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ уваривания утфеля, предусматривающий сгущение сахарсодержащего раствора в вакуум-аппарате до достижения пересыщения, приготовление затравочной суспензии путем кристаллизации водного сахарсодержащего раствора при охлаждении, заводку кристаллов в сгущенном сахарсодержащем растворе введением в него затравочной суспензии, наращивание кристаллов в утфеле и его окончательное сгущение [SU 62865 A, C 13 F 1/00. Способ варки утфеля /А.А. Шумилов. 11.11.1940 (прототип)]. The closest in technical essence and the achieved result is a method of boiling massecuite, which involves thickening a sugar-containing solution in a vacuum apparatus until supersaturation is achieved, preparing a seed suspension by crystallization of an aqueous sugar-containing solution upon cooling, crystal planting in a condensed sugar-containing solution by introducing a seed suspension into it, crystal growth in the massecuite and its final thickening [SU 62865 A, C 13 F 1/00. The method of cooking massecuite / A.A. Shumilov. 11/11/1940 (prototype)].

К недостаткам известного способа следует отнести возможность растворения части затравочной суспензии в своем межкристальном растворе, насыщенном при температуре получения (около 20^oC) и ненасыщенном при температуре в вакуум-аппарате (75 - 85^oC) ввиду небольшого среднего размера кристаллов (3 - 4 мкм), что снижает точность заводки центров кристаллизации; расслаивание затравочной суспензии в результате осаждения кристаллов, содержащей 40% дисперсной фазы; необходимость постоянного и тщательного перемешивания суспензии; сложность сохранения затравочной суспензии перед использованием в специальном аппарате из-за неравномерного укрупнения кристаллов, необходимость полной герметизации аппарата для избежания ее высыхания и образования кристаллической корки [Востоков А.И., Жиленко В.Д. Заводка кристалла при варке утфелей сахарной кристаллической пастой по способу проф. А.А. Шумилова // Сах. пром-сть. -1948. - N4. -с. 22- 25; Воронко Г.А. Варка утфелей с заводкой кристалла по методу проф. А А. Шумилова // Сах. пром-сть. - 1952. - N3. -с. 25- 26].The disadvantages of this method include the possibility of dissolving part of the seed suspension in its intercrystal solution, saturated at the receiving temperature (about 20 ^o C) and unsaturated at a temperature in the vacuum apparatus (75 - 85 ^o C) due to the small average crystal size (3 - 4 microns), which reduces the accuracy of planting crystallization centers; delamination of the seed suspension by precipitation of crystals containing 40% of the dispersed phase; the need for constant and thorough mixing of the suspension; the difficulty of preserving the seed suspension before use in a special apparatus due to the uneven enlargement of crystals, the need to completely seal the apparatus to avoid drying out and the formation of a crystalline crust [Vostokov AI, Zhilenko V.D. Crystal winding during cooking massecuite with sugar crystal paste according to the method of prof. A.A. Shumilova // Sah. industry. -1948. - N4. -with. 22-25; Voronko G.A. Cooking massecuite with crystal filling according to the method of prof. A. Shumilova // Sakh. industry. - 1952. - N3. -with. 25-26].

В изобретении решается техническая задача повышения эффективности заводки центров кристаллизации при уваривании утфелей. The invention solves the technical problem of increasing the efficiency of the planting of crystallization centers when boiling massecuite.

Технический результат изобретения заключается в сокращении продолжительности цикла при уваривании утфелей I, II и III кристаллизации, улучшении гранулометрического состава кристаллического сахара и увеличении его выходя. The technical result of the invention is to reduce the duration of the cycle when boiling massecuite I, II and III crystallization, improving the granulometric composition of crystalline sugar and increasing it leaving.

Сущность изобретения заключается в том, что согласно способу уваривания утфеля, предусматривающему сгущение сахарсодержащего раствора в вакуум-аппарате до достижения пересыщения, приготовление затравочной суспензии путем кристаллизации водного сахарсодержащего раствора при охлаждении, заводку кристаллов в сгущенном сахарсодержащем растворе введением в него затравочной суспензии, наращивание кристаллов в утфеле и его окончательное сгущение. Новым является то, что полученную затравочную суспензию перед введением в сгущенный сахарсодержащий раствор подвергают осадительному центрифугированию с отделением межкристального раствора, сгущенную суспензию кристаллов смешивают с фосфатидным концентратом в соотношении 9:1 и суспендируют. The essence of the invention lies in the fact that according to the method of boiling massecuite, which involves thickening a sugar-containing solution in a vacuum apparatus until supersaturation is achieved, preparing a seed suspension by crystallization of an aqueous sugar-containing solution upon cooling, crystal planting in a condensed sugar-containing solution by introducing a seed suspension into it, crystal growth massecuite and its final thickening. What is new is that the obtained seed suspension is subjected to precipitation centrifugation with the intercrystal solution before being introduced into the condensed sugar-containing solution, the condensed crystal suspension is mixed with a phosphatide concentrate in the ratio 9: 1 and suspended.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

В вакуум-аппарате создают необходимое разрежение и набирают в него сахарсодержащий раствор до полного погружения греющей камеры. При небольшом остаточном давлении, соответствующем необходимой температуре кипения, осуществляют интенсивное сгущение сахарсодержащего раствора до достижения метастабильной зоны. Полную заводку необходимого числа центров кристаллизации осуществляют в метастабильной зоне дозированием предварительно приготовленной затравочной суспензии. При этом в течение небольшого промежутка времени делают несколько подкачек сахарсодержащего раствора, предотвращая возможное появление новых центров кристаллизации и способствуя росту уже имеющихся. Затравочную суспензию, содержащую кристаллы заданного размера (преимущественно 10±5 мкм), получают кристаллизацией водного сахарсодержащего раствора при охлаждении. Для прекращения роста затравочных кристаллов после достижения ими заданного размера их отделяют от межкристального раствора осадительным центрифугированием. Сгущенную суспензию кристаллов смешивают с фосфатидным концентратом в соотношении 9:1. Перед заводкой кристаллов дозированием затравочной суспензии ее суспендируют для повышения стабильности свойств при использовании: добиваются постоянного содержания кристаллов в единице массы, исключения растворения кристаллов в вакуум-аппарате при попадании их в зоны перегрева сахарсодержащего раствора и равномерного распределения кристаллов в объеме кристаллизуемого раствора
Фосфатидный концентрат, являясь неионогенным поверхностно-активным веществом, адсорбируется на поверхности кристаллов и при введении в вакуум-аппарат предотвращает их растворение, а также способствует повышению скорости роста кристаллов сахара-песка. Наличие в затравочной суспензии фосфатидного концентрата, представляющего собой дисперсионную фазу, в количестве 10% к ее массе препятствует при кратковременном хранении конгломерации кристаллов, их перекристаллизации кристаллов, росту и укрупнению.The necessary vacuum is created in the vacuum apparatus and a sugar-containing solution is drawn into it until the heating chamber is completely submerged. With a small residual pressure corresponding to the required boiling point, an intensive thickening of the sugar-containing solution is carried out until a metastable zone is reached. The full winding of the required number of crystallization centers is carried out in the metastable zone by dosing a previously prepared seed suspension. At the same time, for a short period of time, several pumpings of a sugar-containing solution are made, preventing the possible emergence of new crystallization centers and promoting the growth of existing ones. A seed suspension containing crystals of a given size (preferably 10 ± 5 μm) is obtained by crystallization of an aqueous sugar-containing solution upon cooling. To stop the growth of seed crystals after they reach a predetermined size, they are separated from the intercrystal solution by precipitation centrifugation. The thickened crystal suspension is mixed with a phosphatide concentrate in a ratio of 9: 1. Before crystal filling, the dosing of the seed suspension is suspended to increase the stability of the properties when used: they achieve a constant crystal content per unit mass, eliminate the dissolution of crystals in a vacuum apparatus when they enter the overheating zone of the sugar-containing solution and uniform distribution of crystals in the volume of the crystallized solution
A phosphatide concentrate, being a nonionic surfactant, is adsorbed on the surface of crystals and, when introduced into a vacuum apparatus, prevents their dissolution and also increases the growth rate of sugar crystals. The presence in the seed suspension of a phosphatide concentrate, which is a dispersion phase, in an amount of 10% by weight prevents the conglomeration of crystals, their recrystallization of crystals, growth and enlargement during short-term storage.

Способ поясняется следующими примерами. The method is illustrated by the following examples.

Пример 1
В вакуум-аппарате утфеля I продукта создают необходимое разрежение и набирают в него сироп с клеровкой до полного погружения греющей камеры. При остаточном давлении 0,02 МПа, соответствующем температуре кипения 72^oC, осуществляют интенсивное сгущение сиропа до достижения коэффициента пересыщения 1,1, что соответствует метастабильной зоне. При данном коэффициенте пересыщения осуществляют полную заводку необходимого числа центров кристаллизации дозированием предварительно приготовленной затравочной суспензии. Затравочную суспензию, содержащую кристаллы средним размером 10±5 мкм, получают кристаллизацией водного сахарсодержащего раствора при охлаждении в метастабильной зоне, исключающей образование вторичных кристаллов ("муки"). Для прекращения роста затравочных кристаллов после достижения ими заданного размера их отделяют от межкристального раствора осадительным центрифугированием. Сгущенную суспензию кристаллов смешивают с фосфатидным концентратом в соотношении 9:1. Перед заводкой кристаллов дозированием затравочной суспензии ее суспендируют для повышения стабильности свойств при использовании: добиваются постоянного содержания кристаллов в единице массы, исключения растворения кристаллов в вакуум-аппарате при попадании их в зоны перегрева сахарсодержащего раствора и равномерного распределения кристаллов в объеме кристаллизуемого раствора. Количество дозируемой затравочной суспензии составляет 21 г на вакуум-аппарат вместимостью 40 т утфеля.Example 1
In the vacuum apparatus of the massecuite of product I, the necessary rarefaction is created and syrup is added to it with cling until the heating chamber is completely immersed. At a residual pressure of 0.02 MPa, corresponding to a boiling point of 72 ^o C, an intensive thickening of the syrup is carried out until a supersaturation coefficient of 1.1 is achieved, which corresponds to a metastable zone. At this supersaturation coefficient, the required number of crystallization centers is completely planted by dosing a previously prepared seed suspension. A seed suspension containing crystals with an average size of 10 ± 5 μm is obtained by crystallization of an aqueous sugar-containing solution upon cooling in a metastable zone, eliminating the formation of secondary crystals ("flour"). To stop the growth of seed crystals after they reach a predetermined size, they are separated from the intercrystal solution by precipitation centrifugation. The thickened crystal suspension is mixed with a phosphatide concentrate in a ratio of 9: 1. Before crystal filling, the dosing of the seed suspension is suspended in order to increase the stability of the properties when used: they achieve a constant crystal content per unit mass, eliminate the dissolution of crystals in a vacuum apparatus when they fall into the overheating zone of a sugar-containing solution and uniform distribution of crystals in the volume of the crystallized solution. The quantity of dosed seed suspension is 21 g per vacuum apparatus with a capacity of 40 tons of massecuite.

На стадии наращивания кристаллов сахара обеспечивают равномерный рост уже имеющихся кристаллов без образования новых подкачкой свежего сиропа в вакуум-аппарат и поддержанием коэффициента пересыщения 1,1. Окончательное сгущение утфеля осуществляют до массовой доли сухих веществ 92,0%, с массовой долей кристаллов в утфеле 55% и средним размером кристаллов сахара 1,0 мм. At the stage of growing sugar crystals, they ensure uniform growth of existing crystals without the formation of new ones by pumping fresh syrup into a vacuum apparatus and maintaining a supersaturation coefficient of 1.1. The final thickening of the massecuite is carried out to a mass fraction of solids of 92.0%, with a mass fraction of crystals in the massecuite of 55% and an average sugar crystal size of 1.0 mm.

Пример 2
Уваривание утфеля II продукта осуществляют аналогично примеру 1, используя для уваривания второй оттек утфеля I продукта и частично первый оттек утфеля I продукта. Полную заводку кристаллов осуществляют в метастабильной зоне при пересыщении 1,15 дозированием затравочной суспензии в количестве 60 г на вакуум-аппарат вместимостью 40 т утфеля. Утфель II продукта уваривают до массовой доли сухих веществ 93,0%, с массовой долей кристаллов в утфеле 54% и средним размером кристаллов сахара 0,7 мм.Example 2
Boiling massecuite II product is carried out analogously to example 1, using for boiling the second outflow of massecuite I product and partially the first outflow of massecuite I product. The crystals are completely planted in a metastable zone with a supersaturation of 1.15 by dosing a seed suspension in an amount of 60 g per vacuum apparatus with a capacity of 40 tons of massecuite. The massecuite II of the product is boiled to a mass fraction of solids of 93.0%, with a mass fraction of crystals in the massecuite of 54% and an average sugar crystal size of 0.7 mm.

Пример 3
Уваривание утфеля III продукта осуществляют аналогично примеру 1, используя для уваривания первый и второй оттеки утфеля II продукта. Полную заводку кристаллов осуществляют в метастабильной зоне при пересыщении 1,25 дозированием затравочной суспензии в количестве 140 г на вакуум-аппарат вместимостью 40 т утфеля. Утфель III продукта уваривают до массовой доли сухих веществ 94,0%, с массовой долей кристаллов в утфеле 46% и средним размером кристаллов сахара 0,5 мм.Example 3
Boiling massecuite III product is carried out analogously to example 1, using for boiling the first and second outflows of massecuite II product. Complete crystal winding is carried out in a metastable zone with a supersaturation of 1.25 by dosing a seed suspension in an amount of 140 g per vacuum apparatus with a capacity of 40 tons of massecuite. The massecuite III of the product is boiled to a mass fraction of solids of 94.0%, with a mass fraction of crystals in the massecuite of 46% and an average sugar crystal size of 0.5 mm.

Таким образом, предлагаемый способ дает возможность осуществлять уваривание утфелей I, II и III кристаллизации с точным и полным образованием необходимого числа кристаллов посредством улучшения стабильности свойств затравочной суспензии при использовании и исключает возможность растворения части затравочных кристаллов в зонах перегрева утфеля. Это позволяет сократить продолжительность активного уваривания утфеля на 10-13% и уменьшить тем самым расход пара на 0,05 т на 1 т утфеля, а также улучшить гранулометрический состав кристаллического сахара и увеличить его выход на 1-2%. Thus, the proposed method makes it possible to boil massecuite I, II and III crystallization with accurate and complete formation of the required number of crystals by improving the stability of the properties of the seed suspension in use and eliminates the possibility of dissolution of part of the seed crystals in the overheating zones of the massecuite. This allows you to reduce the duration of active boiling massecuite by 10-13% and thereby reduce steam consumption by 0.05 tons per 1 ton of massecuite, as well as improve the granulometric composition of crystalline sugar and increase its yield by 1-2%.

Claims

A method of boiling massecuite, which involves thickening a sugar-containing solution in a vacuum apparatus until supersaturation is achieved, preparing a seed suspension by crystallization of an aqueous sugar-containing solution upon cooling, filling crystals in a condensed sugar-containing solution by introducing a seed suspension into it, growing crystals in the massecuite and its final thickening, that the obtained seed suspension is subjected to a precipitation centrifuge before being introduced into the condensed sugar-containing solution When separating the intercrystal solution, the thickened crystal suspension is mixed with a phosphatide concentrate in a ratio of 9: 1 and suspended.