Непрерывная варка и кристаллизация сахара. Теоретические и экспериментальные разработки - Гулый И.С.
Скачать (прямая ссылка):
2. СТАДИИ ПРОЦЕССА НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ САХАРНЫХ УТФЕЛЕЙ
Производственный процесс получения сахарных утфелей второго (последнего) продукта включает следующие стадии: сгущение исходного раствора до определенного пересыщения,
в
образование центров кристаллизации (заводка кристаллов), наращивание (рост) кристаллов в условиях кипения утфельной массы и кристаллизация сахара в изогидрических условиях в кристаллизаторах с охлаждением. Все стадии взаимосвязаны между собой и зависят от многих переменных процесса.
Стадия сгущения особой сложности не представляет и осуществляется известными методами [70, 88, 134, 142, 183, 265, 267, 284, 290, 381, 388, 389, 414, 415, 423—425, 428, 433].
Стадия заводки кристаллов является одной из наиболее ответственных и наименее изученных операций, от выполнения которой в значительной мере зависят качество получаемого утфеля, фракционный состав кристаллов сахара и истощение межкристального раствора.
В сахарном производстве известны три основных метода заводки кристаллов: метод «выжидания», «затравки сотрясением» и «дачи полной затравки» [62, 63, 76, 79, 134, 138, 139, 168, 205, 265, 290, 294, 375]. Необходимость стадии заводки кристаллов и способы ее осуществления в процессе непрерывного получения сахарных утфелей неоднократно подвергались дискуссии [59, 62, 292, 346]. А утфель, получаемый в испытанных разными авторами ВАНД, оказывался неудовлетворительного качества.
По нашему мнению, одной из главных причин этого является недооценка или исключение стадии заводки кристаллов, недостаточная изученность закономерностей образования центров кристаллизации сахарозы, отсутствие необходимых данных для расчета аппаратуры по генерации кристаллов и создания работоспособной системы автоматического управления процессом непрерывного кристаллообразования.
До настоящего времени нет не только обоснованных рекомендаций по вопросам расчета процесса и аппаратуры, но имеются противоречивые мнения об их необходимости и целесообразности при непрерывной варке утфеля.
Стадия роста кристаллов (при периодической варке) в производственных условиях осуществляется под вакуумом при удалении растворителя и кипении утфельной массы в циркуляционных аппаратах. В конце стадии питание свежим сахарным раствором прекращают и утфельную массу сгущают до заданного содержания CBY. Применяемые при этом методы аналогичны в нашей стране и за рубежом [76, 134, 138, 389 и др.]. Что касается непрерывной варки, то здесь нет единого мнения
о режиме питания ВАНД свежим раствором. Некоторые саха-ротехники [60—64] предлагают вводить свежий раствор во все секции, кроме последней. Другие [193, 194, 195] считают, что питать следует только первую (головную) секцию ВАНД.
В заводских условиях [45, 46, 49, 372] свежий раствор в аппарат вводят в зависимости от концентрации сухих веществ в секциях. Очередность и режим питания секций
ВАНД [381, 389] организуют в зависимости от принятой схемы автоматического регулирования процесса.
Во всех упомянутых аппаратах стадия роста кристаллов рассматривалась вне количественной связи со стадией образования кристаллов.
Заключительная стадия непрерывного процесса получения утфеля второго продукта — кристаллизация сахара — выполняется в проточных кристаллизаторах путем охлаждения ут-фельной массы до заданной температуры в изогидрических условиях. Это одна из наиболее ответственных стадий, так как от ее организации и выполнения в значительной мере зависят фракционный состав кристаллов утфеля, его фуговочная способность, эффект истощения межкристального раствора и потери сахара в кормовой патоке. Она выполняется в кристаллизаторах непрерывного действия (КНД) с охлаждением и перемешиванием без раскачки водой (патокой) или с раскачкой. Единого мнения сахаротехников на этот счет нет.
3. КЛАССИФИКАЦИЯ и КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ВАКУУМ-АППАРАТОВ И КРИСТАЛЛИЗАТОРОВ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
Для аппаратурного оформления процесса непрерывного получения сахарных утфелей (97] в нашей стране и за рубежом предложено и испытано множество конструкций ВАНД.
Известные в литературе конструкции ВАНД мы классифицировали [97] следующим образом:
по пространственному расположению — вертикальные, горизонтальные, наклонные;
по количеству секций—односекционные, трехсекционные, многосекционные;
по характеру движения увариваемой массы — рециркуляционные, рециркуляционно-прямоточные, прямоточные (с естественным и принудительным перемещением);
по конструкции корпуса — цилиндрические, прямоугольные, сундучные, корытные;
по конструкции поверхности нагрева — с
подвесными трубчатыми камерами, с кольцевой, дисковой ¦ (неподвижной или вращающейся), змеевиковой, из горизонтальных труб (вращающихся или неподвижных), с пластинчатой, а также с другими видами поверхности нагрева;
по способу заводки кристаллов [294] — на аппараты, в которых возбудителями кристаллообразования являются кристаллы, содержащиеся в утфеле (ВАНД Абра-гама, Зуева — Востокова, Бурдакова, Кестнера, Може, Антонова, Ляшкевича, Кота и др.); аппараты, в которых возбудителем кристаллообразования является затравка в виде сахарной пудры или пасты Шумилова, вводимая в первые секции аппара-
