RU2135589C1

RU2135589C1 - Method of producing sugars from last crystallization fillmass

Info

Publication number: RU2135589C1
Application number: RU98111298A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Сапронова
Original assignee: Московский Государственный Университет пищевых производств
Priority date: 1998-06-15
Filing date: 1998-06-15
Publication date: 1999-08-27

Abstract

FIELD: sugar production. SUBSTANCE: method comprises evaporating fillmass and subsequently cooling it under stirring in fillmass mixers and introducing chemical agent which reduces saccharose solubility, fillmass is rocked by determined amount of water. Last crystallization sugar is then separated from molasses by centrifugation. Chemical agent is ethyl alcohol and the latter is added in admixture with water fed into fillmass mixers to rock fillmass. Mixture comprises 75-85% of water and 15-25% of alcohol. In the course of crystallization process, 15-30 % of boiled fillmass from first fillmass mixer are centrifuged with backflow returning to the same fillmass mixer when cooling process is begun. EFFECT: increased yield of sugar and greater acceleration of crystallization process. 2 ex, 1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии сахарного производства и предназначено для повышения выхода сахара и ускорения процесса кристаллизации. The invention relates to technology for sugar production and is intended to increase the yield of sugar and accelerate the crystallization process.

Известен способ кристаллизации сахара, предусматривающий повышение выхода кристаллического сахара путем снижения растворимости сахара в межкристальном растворе и уменьшение вязкости. В процессе уваривания или охлаждения утфеля последней кристаллизации в него вводят химический реагент - моноаммонийфосфат в количестве 0,10 - 0,15% к массе утфеля при диссоциации [SU, авторское свидетельство N 1472512, кл. C 13 F 1/02, 1989]. A known method of crystallization of sugar, providing for an increase in the yield of crystalline sugar by reducing the solubility of sugar in intercrystal solution and reducing viscosity. In the process of boiling or cooling the massecuite of the last crystallization, a chemical reagent is introduced - monoammonium phosphate in the amount of 0.10 - 0.15% by weight of the massecuite during dissociation [SU, copyright certificate N 1472512, cl. C 13 F 1/02, 1989].

Недостатком этого способа является введение химического реагента, снижающего качество мелассы. The disadvantage of this method is the introduction of a chemical reagent that reduces the quality of molasses.

Ближайшим техническим решением к предложенному является способ кристаллизации сахара, предусматривающий уваривание утфеля последнего продукта с последующим его охлаждением в утфелемешалках и введение в процессе уваривания или охлаждения химического реагента - кристаллогидрата сульфата магния [SU, авторское свидетельство N 1105505, кл. C 13 F 1/02, 1984]. The closest technical solution to the proposed one is a method of sugar crystallization, which involves boiling the massecuite of the last product and then cooling it in the mixers and introducing a chemical reagent - magnesium sulfate crystalline hydrate during boiling or cooling [SU, copyright certificate N 1105505, class. C 13 F 1/02, 1984].

Недостатком данного способа является невысокий эффект дополнительной кристаллизации сахара при добавлении кристаллогидрата сульфата магния, так как для дозирования реагента предусматривается его разведение водой, которая является мелассообразователем. The disadvantage of this method is the low effect of additional crystallization of sugar when adding magnesium sulfate crystalline hydrate, since for dosing the reagent it is intended to be diluted with water, which is a molasses former.

Технический результат изобретения заключается в повышении выхода сахара и ускорении процесса кристаллизации. The technical result of the invention is to increase the yield of sugar and accelerate the crystallization process.

Этот результат достигается тем, что в предложенном способе получения сахара из утфеля последней кристаллизации предусматривается его уваривание с последующим охлаждением при перемешивании в утфелемешалках и введение химического реагента, снижающего растворимость сахарозы. Раскачку утфеля производят расчетным количеством воды и далее отделяют сахар последней кристаллизации от мелассы путем центрифугирования. В качестве химического реагента используют этиловый спирт и его вводят в смеси с водой, подаваемой на раскачку утфеля в утфелемешалки, причем смесь содержит 75-85% воды и 15-25% спирта по ее объему. 15-30% сваренного утфеля из первой утфелемешалки по ходу процесса кристаллизации центрифугируют с возвратом оттека в эту же утфелемешалку на начало процесса охлаждения. This result is achieved by the fact that in the proposed method for producing sugar from massecuite of the last crystallization, it is boiled, followed by cooling with stirring in massecuite mixers and the introduction of a chemical reagent that reduces the solubility of sucrose. The massecuite is rocked by the calculated amount of water and then the sugar of the last crystallization is separated from the molasses by centrifugation. Ethyl alcohol is used as a chemical reagent and it is introduced into a mixture with water supplied to the buildup of massecuite in the masseuse mixer, the mixture containing 75-85% water and 15-25% alcohol by volume. 15-30% of the welded massecuite from the first massele mixer during the crystallization process is centrifuged with the return of the outflow into the same massele mixer at the beginning of the cooling process.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

В вакуум-аппарате утфель уваривают при температуре 65-75^oC до содержания сухих веществ 93-96% и кристаллов 34-40%. Затем утфель, сваренный в вакуум-аппарате, разбавляют (раскачивают) водой температурой 65-75^oC. Объем воды, подаваемой на раскачку в вакуум-аппарат, равен примерно половине расчетного количества воды. Раскаченный утфель выгружают из вакуум-аппарата в приемную утфелемешалку и сразу центрифугируют 15-30% утфеля. Полученный кристаллический сахар направляют в клеровочную мешалку, а оттек возвращают в первую утфелемешалку по ходу процесса кристаллизации, снижая вязкость утфеля в 1,5-2,0 раза и увеличивая таким образом массовую скорость кристаллизации. В оставшейся воде, предназначенной для раскачивания утфеля в кристаллизационной установке, 15-25% ее (по объему) заменяют этиловым спиртом. Водно-спиртовая смесь вводится равномерно в нижнюю часть второй, третьей и четвертой утфелемешалок-кристаллизаторов, заполненных утфелем, повышая таким образом истинный коэффициент пересыщения в 1,3-1,6 раза. Соответственно, скорость кристаллизации сахара увеличивается. Скорость охлаждения утфеля в среднем поддерживают 1,8-2,0^oC/ч.In a vacuum apparatus massecuite is boiled at a temperature of 65-75 ^o C to a dry matter content of 93-96% and crystals of 34-40%. Then the massecuite, boiled in a vacuum apparatus, is diluted (pumped) with water at a temperature of 65-75 ^o C. The volume of water supplied to the buildup in the vacuum apparatus is approximately half the calculated amount of water. The rocked massecuite is unloaded from the vacuum apparatus into the receiving massecuite mixer and 15-30% of the massecuite is immediately centrifuged. The obtained crystalline sugar is sent to a trowel mixer, and the outflow is returned to the first massecuite mixer during the crystallization process, reducing the massecuite viscosity by 1.5-2.0 times and thus increasing the mass crystallization rate. In the remaining water intended for rocking massecuite in a crystallization unit, 15-25% of it (by volume) is replaced with ethyl alcohol. The water-alcohol mixture is introduced evenly into the lower part of the second, third and fourth massecuite crystallizer mixers filled with massecuite, thereby increasing the true coefficient of supersaturation by 1.3-1.6 times. Accordingly, the rate of crystallization of sugar increases. The massecuite cooling rate is on average 1.8-2.0 ^° C./h.

Охлаждение утфеля в кристаллизационной установке заканчивают при температуре 40-50^oC, когда вязкость межкристального раствора приблизится к вязкости нормальной мелассы (4,4-8,0 Па•с при 40^oC) и без дополнительного нагревания утфель центрифугируют. Время охлаждения утфеля при перемешивании в утфелемешалках сокращается на 8-10 ч. Следовательно, снижается расход электроэнергии на работу утфелемешалок и расход тепла на подогрев утфеля перед центрифугированием.Cooling the massecuite in the crystallization unit is completed at a temperature of 40-50 ^o C, when the viscosity of the intercrystal solution approaches the viscosity of normal molasses (4.4-8.0 Pa • s at 40 ^o C) and the massecuite is centrifuged without additional heating. The cooling time of the massecuite with stirring in the massecuite mixers is reduced by 8-10 hours. Therefore, the energy consumption for the operation of the massecuite mixers and the heat consumption for heating the massecuite before centrifugation are reduced.

Кристаллический сахар направляют в клеровочный аппарат, а мелассу, содержащую некоторое количество спирта, выводят на хранение. В межсезонный период ее перерабатывают на этиловый спирт-сырец и кормовые дрожжи. Crystalline sugar is sent to the tinning apparatus, and molasses containing a certain amount of alcohol is stored. During the off-season, it is processed into raw ethyl alcohol and fodder yeast.

Пример 1. На сахарном заводе, перерабатывающем 2700 т сахарной свеклы в сутки, в вакуум-аппарате уваривают 32,4 т утфеля III кристаллизации чистотой 79,4%, содержащий 94% сухих веществ (СВ) и 74,64% сахарозы. На раскачку утфеля до 90,64% СВ в конце процесса охлаждения при перемешивании по расчету требуется 1,2 т воды. Половину объема воды (0,6 т) вводят в вакуум-аппарат перед выгрузкой утфеля. Из вакуум-аппарата утфель выгружают в приемную утфелемешалку. Example 1. At a sugar factory processing 2700 tons of sugar beets per day, 32.4 tons of massecuite III of crystallization with a purity of 79.4%, containing 94% solids and 74.64% sucrose are boiled in a vacuum apparatus. For the buildup of massecuite up to 90.64% DM at the end of the cooling process with stirring, 1.2 tons of water are calculated. Half of the volume of water (0.6 t) is introduced into the vacuum apparatus before unloading the massecuite. The massecuite is unloaded from the vacuum apparatus into the receiving massecuite mixer.

Основная часть утфеля поступает в утфелемешалки для кристаллизации охлаждением. На начало процесса охлаждения (в первую утфелемешалку) вводят 0,33 т кристаллогидрата сульфата магния. В третью утфелемешалку при достижении температуры 65^oC вводят вторую половину расчетного количества воды (0,6 т) для раскачки утфеля. После центрифугирования утфеля получают 16,2 т мелассы чистотой 59% и содержанием сухих веществ 83%. В пересчете на производительность завода 2700 т свеклы в сутки общее количество сваренного утфеля получилось 227,07 т, утфеля центрифугируемого 235,44 т, мелассы 114,2 т. Расход воды на раскачку утфеля составляет 235,44 - 227,07 = 8,4 т.The bulk of the massecuite enters the massecuite for cooling crystallization. At the beginning of the cooling process (in the first massecuite mixer) 0.33 tons of magnesium sulfate crystalline hydrate are introduced. When the temperature of 65 ^o C is reached, the second half of the estimated amount of water (0.6 t) is introduced into the third massecuite mixer to swing the massecuite. After centrifugation of massecuite, 16.2 tons of molasses are obtained with a purity of 59% and a solids content of 83%. In terms of the plant productivity of 2700 tons of beets per day, the total amount of massecuite mashed was 227.07 tons, centrifuged massecuite 235.44 tons, molasses 114.2 tons. Water consumption for the buildup of massecuite is 235.44 - 227.07 = 8.4 t

Меньшую часть (250 кг) утфеля из вакуум-аппарата направляют в экспериментальную утфелемешалку. Из нее отбирают 37,5 кг (15%) утфеля, центрифугируют, оттек возвращают на начало процесса охлаждения, а сахар направляют в клеровочный аппарат. Утфель охлаждают от 70 до 45^oC со скоростью 1,8 - 2,0^oC/час, равномерно добавляя в него водно-спиртовую смесь в количестве 4,6 л, содержащей 0,69 л спирта и 3,91 л воды. Объемное содержание этилового спирта в смеси составило 15%. Охлаждение утфеля при перемешивании в утфелемешалке длилась 20 ч при среднем коэффициенте пересыщения 1,12. При центрифугировании утфеля было получено 118 кг мелассы чистотой 57,52 %.A smaller part (250 kg) of massecuite from the vacuum apparatus is sent to the experimental massecuite mixer. 37.5 kg (15%) of massecuite are taken from it, centrifuged, the flow is returned to the beginning of the cooling process, and the sugar is sent to the curing unit. The massecuite is cooled from 70 to 45 ^o C at a rate of 1.8 - 2.0 ^o C / hour, uniformly adding to it a water-alcohol mixture in an amount of 4.6 l, containing 0.69 l of alcohol and 3.91 l of water. The volumetric content of ethyl alcohol in the mixture was 15%. Cooling the massecuite with stirring in the massecuite mixer lasted 20 hours with an average supersaturation coefficient of 1.12. By centrifugation of massecuite, 118 kg of molasses with a purity of 57.52% were obtained.

Результаты, полученные при кристаллизации в экспериментальной утфелемешалке, были пересчитаны на реальную производительность завода, то есть на 2700 т переработки свеклы в сутки. Так, при замене этиловым спиртом 15% воды, направляемой на раскачку утфеля в утфелемешалках в количестве 8,4 т, расход ее снижается на 8,4•15/100=1,26 т. При 45^oC в этой воде растворится 2,448•1,26=3,084 т сахара. Следовательно, такое количество сахара из мелассы возвращается в производство, а количество мелассы снижается до 114,21-3,084= 111,126 т. Чистота мелассы будет 57,52%, что на 1,48% чем мелассы, полученной по известному способу.The results obtained by crystallization in an experimental utmele mixer were recalculated for the actual productivity of the plant, that is, for 2700 tons of beet processing per day. So, when replacing with ethyl alcohol 15% of the water directed to the buildup of massecuite in massecuite mixers in the amount of 8.4 tons, its consumption decreases by 8.4 • 15/100 = 1.26 tons. At 45 ^o C, 2.448 • will dissolve in this water 1.26 = 3.084 tons of sugar. Therefore, such an amount of sugar from molasses is returned to production, and the amount of molasses is reduced to 114.21-3.084 = 111.126 tons. The purity of molasses will be 57.52%, which is 1.48% than molasses obtained by a known method.

Пример 2. Аналогично примеру 1, но спиртом заменяют 25% воды, расходуемой на раскачку утфеля. В этом случае суточный расход воды на раскачку снижается на 6,4•25/100=2,1 т, в которой при 45^oC растворится 2,448•2,1=5,14 т сахара. Масса мелассы при этом снижается до 114,2-5,14=109,07 т, а ее чистота - до 56,56%. Это на 2,44% меньше, чем мелассы, полученной по известному способу.Example 2. Analogously to example 1, but with alcohol replace 25% of the water spent on the buildup of massecuite. In this case, the daily water consumption for buildup is reduced by 6.4 • 25/100 = 2.1 tons, in which at 45 ^o C 2.488 • 2.1 = 5.14 tons of sugar will dissolve. The mass of molasses is reduced to 114.2-5.14 = 109.07 tons, and its purity - up to 56.56%. This is 2.44% less than molasses obtained by a known method.

При длительности производства переработки свеклы 100 суток, в результате замены 25% воды на раскачку утфеля этиловым спиртом, выход кристаллического сахара увеличивается на 5,14•100= 514 т, что эквивалентно работе завода в течение 2 суток без увеличения расхода сырья. With a beet processing production time of 100 days, as a result of replacing 25% of the water by pumping massecuite with ethyl alcohol, the yield of crystalline sugar increases by 5.14 • 100 = 514 tons, which is equivalent to the operation of the plant for 2 days without increasing the consumption of raw materials.

Спирт, выводимый с мелассой, сохраняется практически полностью, так как находится в ней в виде ассоциатов и самопроизвольно не испаряется (температура кипения спирта 78,3^oC). При переработке мелассы на спирт и дрожжи он присоединяется к общей массе получаемого спирта.The alcohol removed with molasses remains almost completely, since it is in the form of associates and does not evaporate spontaneously (the boiling point of alcohol is 78.3 ^o C). When processing molasses into alcohol and yeast, it joins the total mass of the resulting alcohol.

В 1 т мелассы, содержащей 83% СВ и 46,95% сахарозы содержится 389,7 кг сахара. Из 100 кг сахара практический выход спирта составляет 60 л, а из 1 т мелассы 389,7•60/100= 234 л. При замене 25% воды, расходуемой на раскачку утфеля, спиртом суточная потребность его составит 2100 л. На выработку такого количества спирта будет израсходовано 2100/234=9 т мелассы. In 1 ton of molasses containing 83% SV and 46.95% sucrose contains 389.7 kg of sugar. Of the 100 kg of sugar, the practical yield of alcohol is 60 liters, and of 1 ton of molasses 389.7 • 60/100 = 234 liters. When replacing 25% of the water spent on the buildup of massecuite with alcohol, its daily need will be 2100 liters. 2100/234 = 9 tons of molasses will be spent on the production of such an amount of alcohol.

Результаты анализа кристаллического сахара и мелассы, полученных при центрифугировании, представлены в таблице. The results of the analysis of crystalline sugar and molasses obtained by centrifugation are presented in the table.

Использование предложенного способа обеспечивает повышение выхода кристаллического сахара из утфеля последней кристаллизации на 1,5 - 2,0%, продолжительность охлаждения утфеля при перемешивании в утфелемешалках сокращается примерно на 1/3. Using the proposed method provides an increase in the yield of crystalline sugar from the massecuite of the last crystallization by 1.5 - 2.0%, the duration of cooling of the massecuite with stirring in the massecuite mixers is reduced by about 1/3.

Claims

A method of producing sugar from the massecuite of the last crystallization, involving boiling it with subsequent cooling with stirring in the massecuite mixers, introducing a chemical reagent that reduces the solubility of sucrose, pumping the massecuite with the calculated amount of water and separating the sugar of the last crystallization from molasses by centrifugation, characterized in that it is a chemical reagent Ethyl alcohol is used and it is introduced in a mixture with water supplied to the buildup of massecuite in the masseuse mixer, while the mixture contains 75-85% water and 15- 25% alcohol by volume, moreover, 15-30% of the cooked massecuite from the first muffler during the crystallization process is centrifuged with the return of the effluent to the same muffler at the beginning of the cooling process.