CS209587B1 - Způsob krystalizace monohydrátu - laktózy odpařováním technických roztoků .obsahujících mléčný cukr - Google Patents

Abstract

echnický roztok s obsahem mléčného cukru se částečné zahustí odpařováním. Poté se jedna jeho Část zahuštuje zarpodtlaku dále a po dosaženi požadovaných parametrů se zaočkujs krystaly laktózy, které se stabilizuji dalším odpařováním. Do takto vzniklé cukroviny se uvádí za stálého odpařováni a krystalizace zbývající část částečné zahuštěného roztoku a po dosaženi hmotnostního zlomku sušiny cukroviny 0,7 až 0,9 se hotová, cukrovina zředí roztokem obsahujícím laktózu nebo vodou tak, aby její hmotnostní zlomek sušiny byl 0,55 až 0,80, načež se pozvolna ochlazuje řízeným snižováním teploty.

Description

Vynález se týká způsobu krystalizace monohydrát.u oč - laktózy (dále jen laktózy) odpařováním technických roztoků obsahujících mléčný cukr, zejména z odbilkovaně syrovátky

Dosud se krystalizace laktózy provádí tak, že se technický roztok, např, odbilkovaně syrovátka, zahustí odpařením na obsah sušiny kolem 65 %, takto zahuštěný roztok se ponechá, v klidu po dobu asi 3 hodin, poté se mírně promíchá a opět ponechá v klidu po dobu 10 hodin při teplotě okolí. Během této doby dochází k nukléaci laktózy v roztoku a vytvořeni cukroviny,tj, heterogenní směsi krystalů laktózy a jejího matečného sirobu, Pro urychleni nukleace se zahuštěný roztok zaočkovává krystaly laktózy. Po skončeni nukleace se cukrovina počne za stálého míchání chladit a při poklesu teploty na 20 až 15 °C odstřeópvat. Získaná surová krystalická laktóza se dále podrobí rafinačnimu procesu a odstředěný matečný sirob se opět zahuštuje na druhou cukrovinu a krystalizuje dosud známým, výše uve děným způsobem.

Nevýhodou tohoto způsobu je, že separované krystaly jsou relativně malé, s obsahem vlhkosti kolem 10 % a tím i s velkým množstvím necukrů, popslovin a barevných látek. Tato skutečnost je pak příčinou dalších obtíži při rafinaci surové laktózy. Další nevýhodou je nízká výtěžnost surové laktózy, nutnost svařováni'matečného sirobu na druhou cukrovinu, ztráty Způsobené tepelným rozkladem laktózy i značná spotřeba energie.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob krystalizace laktózy podle vynálezu, jehož podstata spočivá v tom, že se technický roztok, obsahující mléčný cukr, zejména odbilkovaně syrovátka, nejprve částečně zahusti na koncentraci, která odpovídá hmotnostnímu zlomku su siny 0,30 až 0,55, Jedna část tohoto předhuštěného roztoku, odpovídající 20 až 50 % hmotnosti hotové cukroviny, se za-absolutního tlaku 8 kPa až 47 kPa dále zahuštuje odpařováním a při· dosaženi hmotnostního zlomku sušiny 0,48 až 0,54 a při skutečném koeficientu přesycení laktózy 1,15 až 1,25 se zaočkuje krystaly laktózy o průměrné střední velikosti dgg 0.003 až 0,15 mm v množství 0,2 až 2 % hmotnosti hotové cukroviny. Stabilizace vnesených krystalů se provede dalším odpařováním roztoku na koncentraci o hmotnostním zlomku sušiny 0,53 až 0,65, přičemž se skutečný koeficient přesycení udržuje v rozmezí hodnot 1,1 až 1,3, Do takto vzniklé cukroviny se uvádí za stálého odpařováni a krystalizace další podíl předhuštěného roztoku odpovídající 250 až 80 % hmotnosti hotové cukroviny, přičemž se skůtečný koeficient přesyceni laktózy v matečném sirobu vytvořená cukroviny udržuje v rozmezí 1,05 až 1,4. Po vneseni předhuštěného roztoku se pokračuje v odpařování při skutečném koeficientu přesyceni matečného sirobu cukroviny 1,05 až 1,25 až !< dosaženi hmotnostního zlomku sušiny 0,7 až 0,-9. Při této hodnotě se odpařování ukonči a zruší se podtlak. Hotová cukrovina se zředí technickým roztokem obsahujícím laktózu, připadne vodou, nejlépe zahuštěnou odbílkovanou syrovátkou v množství, které upraví její hmotnostní zlomek sušiny na hodnotu 0,-55 až 0,80. a pozvolna se ochlazuje na teplotu 10 až 30 °C. Nejlepších výsledků se docílí řízeným snižováním teploty o 0,5 až 1,2 °C za hodinu při udržování skutečného koeficientu přesyceni matečného sirobu 1,05 až 1,25.

Způsobem podle vynálezu se dosahuje vysokého výtěžku surové X - laktózy již jednostupňovým odpařováním cukroviny, což umožňuje, odstranit druhý stupeň svářeni matečnéhosirobu na druhou cukrovinu a tím i snížení dosavadní spotřeby energie, investičních nákladů a lidské práce. Dále se dosahuje sníženi výrobní ztráty laktózy jejím tepelným rozkladem a v neposlední řadě způsou umožňuje.výrobu takových krystalů laktózy, které dovolují použití efektivnější technologie při jejich dalším zpracování, zejména rafinaci.

Příklad provedeni způsobu podle vynálezu je znázorněn na podkladě schématu na připojeném výkresu,

Odbilkovaně syrovátka se přivádí potrubím 1 do třístupňové odparky 2, kde potrubí 3 přechází z. jednoho tělesa do druhého, a parou přivedenou potrubím 4 se postupně zahuštuje až l< dosaženi hmotnostního zlomku sušiny 0,48, Brýdovou parou jednoho stupně odparky 2, vedenou potrubím 5, se vytápí stupeň další, brýdovou -perou z prvního stupně odparky 2, vedenou potrubím 6, se vytápí zrnič 12, kde bb vyrábí cukrovina. Grýdová pára ze třetího stupně odparky 2 se potrubím 7 uvádí do kondenzace 8 , rak se v tomto stupni odparky 2 vytvoří podtlak, odpovídající absolutnímu tlaku brýdových par v tělese 10 kPa. Předhuštěná syrovátka o hmotnostním zlomku sušiny 0,48 se potrubím 9 uvádí do zásobníku 10, který je uzavřen a tepelně ošetřen tak, aby se jeji teplota udržovala v rozmezí 50 až 60 °C.

Ze zásobníku 10 se část před.huštěné syrovátky o hmotnosti 800 kg přivádí potrubím 11 do zrniče 12. Zrnič 12 je potrubím 13 zapojen na kondenzaci 14, jejíž regulaci lze docílit požadovaný absolutní tlak v zrniči 12. V něm se pomocí páry, přivedené potrubím 6, odpařuje další voda z předhuštěného roztoku při absolutním tlaku v zrniči 12 19 kPa až k dosažení hmotnostního zlomku sušiny 0,53. Skutečný koeficient přesycení takto odpařeného roztoku - základu cukroviny - činí 1,2. Základ cukroviny se zaočkuje 10 kg krystalické laktózy o střední velikosti krystalů d_gQ 0,05 mm. Po zaočkování základu se provede stabilizace krystalů laktozy tak, že se během 30 minut při sníženém odparu vody obsažené v základu na 12 % zvýši hmotnostní zlomek sušiny tohoto základu na 0,56, přičemž jeho skutečný koeficient- přesycení klesne na 1,17. Po skončení stabilizace krystalů laktózy se potrubím 11 počne uvádět do zrniče 12 další podíl předhuštěného roztoku syrovátky ze zásobníku 10, pokud možno kontinuálně a potrubím 6 se přivádí další topná pára tak, aby hmotnostní zlomek sušiny odpařované cukroviny postupně stoupal na hodnotu 0,70, přičemž skutečný koeficient přesycení jejího matečného sirobu je 1,20.

Absolutní tlak v zrniči 12 se při tomto procesu pohybuje od 15 l<Pa do 19 kPa, Po dosažení hmotnosti cukroviny 2 000 kg se přívod předhuštěné syrovátky zastaví a pokračuje se v odpařování vody při absolutním tlaku v zrniči 12 15 kPa --až se dosáhné hmotnostního zlomku sušiny cukroviny 0,85, přičemž skutečný koeficient přesycení jejího matečného sirobu je 1,10.

Po docíleni těchto parametrů se další odpařování vody zastaví a hotová cukrovina se potrubím 15 převede do krystalizačního mísidla 16, kde pokračuje krystalizace laktózy řízeným snižováním teploty, cukroviny. V krystalizačnim mísidle 16 sé hotová cukrovina o hmotnosti 2 000 kg smisí s 600 kg odbílkované syrovátky, přivedené potrubím 17, která je zahuštěná na hmotnostní zlomek sušiny 0,25 a zahřáta na teplotu 45 °C. Tímto zředěním poklesne koncentrace cukroviny na hmotnostní zlomek sušiny 0,70 a skutečný koeficient přesycení na 1,17.

Takto upravená cukrovina se podrobí řízenému snižování, teploty. Oejí pokles se vede tak, aby byl prakticky lineární a pohyboval se kolem 0,8 °C/hod. Skutečný koeficient matečného sirobu krystalované cukroviny je 1,17. Krystalizace se ukonči při teplotě 20 °C a po snížení skutečného koeficientu přesyceni na hodnotu 1,08. Doba krystalizace se pohybuje kolem 60 hodin. Vykrystalovaná cukrovina se potrubím 18 odvede z krystalizačního mísidla 16 na další zpracování,

Při provedení způsobu podle vynálezu lze získat krystalickou surovou laktózu o obsahu popela 0,3 % a výtěžku 80 až 88 % počítáno na zpracovanou laktózu, o střední velikosti krystalů d_gg 0,2 až 1,5 mm.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Způsob krystalizace monohydrátu - laktózy odpařováním technických roztoků obsahujících mléčný cukr, zejména odbílkované syrovátky, vyznačený tím, že se z technického roztoku zahuštěného na koncentrapi o hmotnostním zlomku sušiny 0,30 až 0,55 odebere podíl, jehož hmotnost odpovídá 20 až 50 % hmotnosti hotové cukroviny a tento podíl sa dále odpařuje za absolutního tlaku 8 kPa až 47 kPa, přednostně 15 až 19 kPa, při skutečném koeficientu přesycení 1,15 až 1,25 a po dosaženi hodnoty hmotnostního zlomku sušiny 0,48 až 0,54 se zaoČkuje krystaly X - laktózy o průměrné střední velikosti d_5Q 0,003 až 1,15 mm v množství, které činí 0,2 až 2 % hmotnosti hotové cukroviny a opět se pokračuje v za- . huštování při skutečném koeficientu přesyceni-1,1 až 1,3 až k dosažení hmotnostního zlomku sušiny 0,53 až 0,65, načež se do takto připravené cukroviny počne uvádět za stálého odpařování a krystalizace další podíl zahuštěného technického roztoku o hmotnostním zlomku sušiny 0,30 až 0,55 při udržováni skutečného koeficientu přesyceni matečného sirobu cukroviny 1,05 až 1,4 a po vneseni takového množství technického roztoku, které odpovídá 250 až 80 % hmotnosti hotové cukroviny, se další přívod zastaví, pokračuje se opět v odpařování při skutečném koeficientu přesyceni matečného sirobu cukroviny 1,05 až 1,25 a po dosaženi hmotnostního zlomku sušiny 0,7 až 0,9 se odpařování ukonči, zruší se podtlak, hotová cukrovina se zředí technickým roztokem laktózy, např. odbilkovanou syrovátkou zahuštěnou na hmotnostní zlomek sušiny 0,05 až 0,25, nebo sirobem získaným odstřeSovánim cukroviny při výrobě laktózy, případně vodou tak, aby hmotnostní zlomek sušiny cukroviny byl 0,55 až 0,80, načež se pozvolna ochlazuje řízeným snižováním teploty na hodnotu 10 až 30 °C,
2. 2, Způsob krystalizace podle bodu 1, vyznačený tim, že řízené snižováni teploty se provádí o 0,5 až 1,5 °C za hodinu při udržováni skutečného koeficientu přesycení matečného sirobu cukroviny 1,05 až 1,25.