Технологическая схема тростниковосахарного производства. Схема производства сахара из сахарной свеклы
Технологическая схема тростниковосахарного производства — Мегаобучалка
ПРОИЗВОДСТВО САХАРА ИЗ САХАРНОГО ТРОСТНИКА
Переработка сахарного тростника имеет специфические особенности, обусловленные как составом сырья, так и историческими, и экономическими аспектами.
Производство и торговля сахаром имеют важное значение для многих стран. В некоторых же странах сахар является одним из главных источников валютных поступлений.
Основным видом продукции, получаемым при переработке сахарного тростника, является сахар-сырец, который проще получать, транспортировать через океан, легче реализовать на мировом рынке вследствие меньшей его стоимости.
Тростниковый сахар-сырец для непосредственного употребления непригоден. Поэтому его подвергают переработке (рафинированию), которая проводится как в странах, производящих сахарный тростник, так и импортирующих сахар-сырец. При этом получают рафинированный сахар-песок.
Технология получения сахара-сырца из сахарного тростника в принципе подобна получению сахара из сахарной свеклы. Принципиальная схема получения сахара-сырца на тростниково-сахарном заводе представлена на рис. 8.1
Она практически включает те же операции, которые используются в свеклосахарном производстве:
– измельчение сырья;
– извлечение сока из сахарного тростника;
– очистка сока;
– сгущение очищенного сока в сироп;
– кристаллизация сахара из сиропа;
– сушка сахара-сырца.
Технология получения сахара-сырца из сахарного тростника проще, чем получение сахара-песка из сахарной свеклы.
Схема получения сахара-сырца на тростниковосахарном заводе
Рисунок 8.1
Однако она имеет свои особенности, обусловленные специфическими особенностями сахарного тростника как сырья и получаемого из него сока. Эти особенности наглядно видны на представленной на рис. 8.2 аппаратурно-технологической схеме получения тростникового сахара-сырца на тростнико-во сахарном заводе, применяющем известковую очистку сока.
Технологическая схема тростниковосахарного производства
Рисунок 8.2
Для получения сока из сахарного тростника его вначале взвешивают, а затем изрезывают на куски, которые измельчают на вальцовой дробилке. Измельченную массу подвергают последовательному прессованию на трех вальцовых отжимающих прессах.
Измельчение тростника производится при помощи ножей–измельчителей, расположенных над наклонным транспортером, и вращающихся со скоростью 600 – 800 об./мин.
После ножей тростник поступает на дробилку, состоящую из двух вальцов с зубчатой поверхностью.
Измельченный тросник поступает на мельницы, представляющие собой вальцовые прессы. Каждая мельница имеет три валка. Валки диаметром: 900 мм длиной 2,5 – 3 м имеют рифленую поверхность, облегчающую транспортировку измельченной массы тростника. Два нижних валка неподвижные. Верхний вместе с подшипниками может перемещаться в вертикальной плоскости. При помощи гидравлического устройства он силой до 500 т прижимается к двум нижним валкам.
На сахарном заводе устанавливают последовательно одну за другой несколько мельниц, соединяя их планочным транспортером. Поточная линия, состоящая из одной или двух дробилок и нескольких мельниц (от 3 до 7) называется тандемом.
При прохождении через мельницы из измельченной массы тростника отжимается сок, содержащий сахар. Из последней мельницы тандема выходит обессахаренный остаток (содержащий в основном клетчатку), который называется багассой. Для более полного извлечения сахара из тростника процесс отжима сока на вальцах мельниц сочетают с противоточным выщелачиванием водой. При прохождении массы измельченного тростника от мельницы к мельнице ее смачивают все более жидким соком, а затем водой. Этот процесс называется имбибицией (иногда мацерацией). Вода для имбибиции подается к тростниковой массе перед последней мельницей. Полученный на последней мельнице жидкий сок подают насосом к массе перед предпоследней мельницей и т.д. Благодаря такой противоточной схеме в головной части тандема получают концентрированный сырой сок, а багасса уходит с минимальным содержанием сахара.
Расход воды 10 – 30 % к массе тростника. Повышение температуры более 65°С ведет к растворению воска.
Багасса содержит около 45% клетчатки и до 48% воды, ее выход ~25%. сжигается в паровых котлах, теплотворная способность 2260 – 2500 ккал.
Сок, отжатый на мельницах, стекает на поддоны и поступает на бронзовые сита, расположенные над сборниками сока. На ситах от сока отделяются мелкие кусочки багассы, которые называются багацилло.
В производство поступает сок с дробилки и первых двух мельниц. Эту смесь называют смешанным соком и направляют на очистку.
Прессово-имбибиционный (мацерационный) способ позволяет извлечь примерно 85% сахара, содержащегося в сахарном тростнике. Применение же диффузионного способа при обессахаривании измельченной массы позволяет повысить эту величину до 95 – 98%.
Смешанный сок сахарного тростника, направляемый на очистку, содержит более 1 % редуцирующих веществ, которые состоят из глюкозы и фруктозы. Эти соединения под действием температуры и извести разлагаются с образованием интенсивно окрашенных соединений (красящих веществ). Если проводить очистку смешанного сока таким же методом, который применяется в свеклосахарном производстве при очистке диффузионного сока, то получается очищенный сок с большой интенсивностью окраски, что затруднит в дальнейшем получение из него сахара соответствующего качества.
Поэтому очистку смешанного сока проводят в более «мягких» условиях, чем в свеклосахарном производстве, а именно при меньшей щелочности (величине рН).
На тростниковосахарных заводах очистка сока при получении тростникового сахара-сырца проводится при помощи двух реагентов: извести и диоксида серы. При этом возможны различные сочетания применения этих реагентов как отдельно, так и совместно, а отсюда и различные варианты способов очистки.
В зависимости от применяемого (применяемых) реагентов различают два способа очистки:
– известковый;
– сернистокислотный.
По первому способу для осаждения несахаров используется известь, а по второму – диоксид серы.
Получение сахара-сырца с применением известкового способа очистки распространено на Кубе, Бразилии, а сернокислотного – в странах Азии и Индии.
При известковом способе очистки в тростниковосахарном производстве известь применяют в количестве не более 0,1 % (т. е. примерно в 25 раз меньше, чем в свеклосахарном), величину поддерживают при значениях рН, близких к 7, стремятся избегать высоких температур.
Смешанный сок обрабатывают известью на холоде 5 –10 минут, расход нести колеблется в пределах 0,04 – 0,1 % к массе тростника. Дозирование извести проводится по рН, которое 6,8 – 7. Недостаток извести – плохое отстаивание, избыток – темные и вязкие сока.
После добавления извести сок нагревают до 105°С и затем направляют в отстойники. Из отстойника осветленный сок поступает на выпарку.
К сгущенной суспензии из отстойника добавляют багацилло, и затем эту массу фильтруют на вакуум-фильтре. Фильтрат направляют на выпарную установку. Фильтрационный осадок, называемый качассой, используется в качестве удобрения.
В сернистокислотном способе смешанный сок обрабатывается SO2 до величины рН 3,4 — 4%. При этом значении рН происходит осаждение коллоидов (ВМС) сока. После этого сок обрабатывают известковым молоком, доводя его величину рН до 7.
Сок сгущают на выпарной установке до концентрации сухих веществ примерно 60%.
Сироп направляется в кристаллизационное отделение.
Уваривание утфелей на тростниково сахарных заводах проводится по трех– и двух продуктовой кристаллизационным схемам.
При трех продуктовой схеме утфеля I (А) и II (В) кристаллизации уваривают на кристаллической основе. Она представляет собой утфель-затравку с готовыми кристаллами, полученную в результате смешивания желтого сахара III продукта (сахар С) и сиропа. В зарубежной литературе утфель-затравку называют магмой. Уваривание утфелей на кристаллической основе позволяет сократить время уваривания, получить более крупные кристаллы сахара, что является одним из важнейших показателей, предъявляемых к тростниковому сахару-сырцу.
Сахара А (I кристаллизации) и В (II кристаллизации) смешивают. Эта масса и представляет собой сахар-сырец.
Состав тростникового сахара-сырца как в отдельных странах, так и на отдельных заводах колеблется и зависит от многих факторов (сорта тростника, его качества, применяемой технологии его получения и т.д.).
Из сахарного тростника при его переработке извлекают примерно 85% содержащегося в нем сахара. Остальные 15% (2% к массе тростника) теряются. Эти потери составляют:
в мелассе – 1,1 – 1,2%
в багассе – 0,7 - 0,8%
в качассе – 0,07%
неучтеные – 0,1 %
Отходами в тростниковосахарном производстве являются багасса, меласса и качасса.
Багасса. Выход багассы составляет 20 — 25% к массе сахарного тростника, ее влажность составляет примерно 50%. Она используется в качестве топлива в котлах ТЭЦ, для получения бумаги, строительных материалов и т.д.
Меласса. Выход мелассы составляет примерно 2% к массе сахарной: тростника. Используется, как и меласса свеклосахарного производства, в качестве сырья для бродильных производств.
Качасса представляет собой фильтрационный осадок, выход которого составляет около 3% к массе сахарного тростника. Используется в качестве удобрения.
megaobuchalka.ru
Схема производства сахара из сахарной свеклы, последовательность и назначение операций. Понятие о двух и трех продуктовых схемах. - шпаргалка на ГОСы
1) Подача свеклы на завод. Из бурачной подача свеклы проводится с помощью воды по гидротранспортеру, представляющему собой желоб, выполненный из стали, бетона, кирпича и имеющий уклон в сторону завода. Свекла, поступающая на переработку, содержит от 5 до 15% примесей: ботвы, песка, камней, земли. Отделению примесей придается большое значение, т. к. они резко увеличивают потери сахара. Отделение начинается в гидротранспортере, который снабжается устройствами-ловушками. При движении происходит разделение по высоте потока благодаря различной плотности. Тяжелые примеси – камни, песок – находятся преимущественно на дне, выше – свекла, а в верхних слоях потока – легкие примеси – ботва и солома. Ботволовушки предназначены для удаления легких плавающих примесей. Для улавливания тяжелых примесей используют противоточные барабанные камнеловушки. 2) Мойка свеклы. Применяют кулачковые моечные машины различных систем: с высоким и низким уровнем воды и комбинированные. Наибольшее распространение получили свекломоечные машины КМЗ-57М с высоким уровнем воды, производительностью 1,5тыс. т свеклы в сутки. После моечных машин свеклу сверху поднимают на свеклорезки ленточным конвейером или ковшовым элеватором, она проходит электромагнитный сепаратор и попадает в бункер автоматических весов. 3) Измельчение свеклы в стружку. Для извлечения сахара из свеклы диффузионным способом свеклу измельчают в тонкую стружку различной формы: желобчатой, пластичной, ромбовидной, мелкой пластинчатой. Форма стружки выбирается в зависимости от качества свеклы и типа используемых диффузионных аппаратов. Качество стружки оценивается длиной 100г стружки в метрах или отношением массы стружки длиной более 5 см к массе стружки длиной менее 1 см, а также содержанием в стружке брака. Для получения свекловичной стружки используют центробежные, дисковые или барабанные свеклорезки. При использовании диффузионных аппаратов периодичного действия в пределах 10 м, а непрерывного до 12-15 м. 4) Получение диффузионного сока. Диффузией называется извлечение из сложного по составу сырья одного или нескольких компонентов с помощью растворителя. Процесс диффузии заключается в противоточном промывании стружки вначале диффузионным соком, а затем горячей водой. Длительность диффундирования составляет 70-80 мин. Поддерживается температура 70-75 градусов. Сахар извлекают из клеток свеклы в непрерывнодействующих диффузионных аппаратах, в которых свекловичная стружка и диффузионный сок находятся в непрерывном противоточном движении. Полученный сок представляет собой темную вязкую жидкость, содержащую 15-17% СВ, из них 13-15% сахарозы и 2% - несахаров. Он имеет специфический запах и вкус экстракта свеклы, имеет кислую реакцию среды рН=6-6,5. В соке содержатся взвешенные частицы, хлопья скоагулированного белка, в нем имеется сапонин, обладает способностью сильно пениться, увеличивает потери. Содержит также коллоидные вещества. Для удаления всех примесей сок очищают и обесцвечивают. 5) Очистка диффузионного сока. После отделения мезги диффузионный сок подвергают обработке, которая носит название предварительной дефекации и заключается в том, что подогретый до 85-90 град. Диффузионный сок смешивают с соком 1 сатурации и основной дефекации до рН 10,8-11,6. После чего проводят основную дефекацию, добавляя в сок в избытке известковое молоко до рН 12,2-12,3. Под действием извести происходит разложение некоторых несахаров, образуются соли кальция. Дефекованный сок подвергают обработке диоксидом углерода, известь превращается в карбонат кальция, который выпадает в осадок, адсорбируя на своей поверхности несахара (1 сатурация). Осадок отделяют отстаиванием и фильтрованием сока, после чего сок подогревают и сатурируют повторно (2 сатурация). На 2 сатурации происходит дополнительна физико-химическая очистка сока. После чего сок подвергается контрольной фильтрации и сульфитируют. 6) Получение и уваривание сиропа. Сок после очистки содержит до 15% СВ, из них 13,6% - сахароза. Качество сока характеризуется доброкачественностью – 91-92. %Для выделения кристаллов сахарозы нужно получить пересыщенный р-р, который получается путем удаления влаги до содержания 65% СВ. Ее удаляют путем уваривания в выпарных установках. После этого производят выпаривание в 4 этапа в вакуум-аппаратах. Вначале сироп сгущают до пробы, уваривают до коэффициента пресыщения 1,25. Кристаллы не выпадают. На втором этапе – 50-100г сахарной пудры для образования центров кристаллизации. После образования центров кристаллизации подкачивают свежий сироп до коэффициента 1,1 пресыщения. Наращивание кристаллов – 1 час. Образуется уваренный сироп – 92-93% СВ. Утфель 1 продукта кристаллизации – в нем содержится до 55% сахарозы и до 45% межкристальной жидкости патоки. 7) Центрифугирование утфеля 1. Отделение кристаллов сахарозы от патоки. Из вакуум-аппарата сироп сливается в промежуточную емкость, затем подается в центрифуги. После образования кристаллов, их промывают горячей водой и паром, в результате образуется сахар, зеленая патока и белый оттек. Сахар с влажностью 0,8-1% и его отправляют на высушивание. 8) Высушивание. Производят на барабанных сушилках. Расфасовывают в мешки, направляют на хранение, при постоянной t, в зимнее время не ниже 5 град. Понятие о двух и трех продуктовых схемах. Полученные после центрифугирования утфеля 1 белый оттек и зеленая патока идут на переработку, для получения из него дополнительного сахара. Процесс ведется аналогично, как и при получении белого сахара, но только более медленнее, в следующем порядке: уваривание оттека утфеля 1 – центрифугирование утфеля 2 – получается желтый сахар, оттек утфеля 2. Желтый сахар растворяют в соке со второй сатурации до содержания 65% СВ и подают в сироп перед варкой утфеля 1, а оттек утфеля 2 идет на получение утфеля 3. Из утфеля 3 получают – бурый сахар и мелассу (черная патока), растворяют в горячей воде и смешивают с сиропом перед увариванием утфеля 1.
2dip.su
Сахар из сахарного тростника. Технология производства - Технологии сахара
Отличительной особенностью сока сахарного тростника является повышенное содержание редуцирующих сахаров (глюкозы и фруктозы), которое в сумме составляет 1,5% по весу стебля. Это обстоятельство предопределяет выбор технологической схемы очистки сока: из-за высокого содержания редуцирующих сахаров требуется очистка сока без применения больших количеств извести.
Технологическая схема тростниковосахарного производства
Как правило, тростниковосахарные заводы производят только сахар-сырец. Лишь единичные заводы выпускают белый сахарный песок и притом рафинадного достоинства. В обоих случаях технологическая схема переработки тростника до получения сахара-сырца одинакова, так как белый сахарный песок вырыбатывается путем перекристаллизации сахара-сырца. Сахарный тростник поступает на завод без листьев и метелок, то есть в виде так называемых технических стеблей. Переработка сахарного тростника на сахар-сырец состоит в добывании сока, очистке его, выпаривании сока до концентрации сиропа, переработке сиропа путем варки, кристаллизации и пробелки в сахар-сырец и меласса.
Сок из сахарного тростника добывается путем отжимания стеблей на сложном вальцевом прессе. Благодаря применению систематической обработки стеблей водой, на прессах удается извлечь 90-93% всего содержащегося в стеблях сахара при малом разжижении сока. Отжатый сок проходит ловушку для мезги и далее поступает на соковые мерники. Уловленная мезга возвращается на отжимной пресс и присоединяется к отжимаемой массе между 1-й и 2-й мельницами. После измерения сока на соковых мерниках он поступает на очистку, состоящую из дефекации сока известью и отделения выпадающего при этом осадка.
Вследствие большого содержания в тростниковом соке редуцирующих сахаров, разлагающихся под действием сильной щелочности, дефекация производится минимальными количествами, извести с таким расчетом, чтобы или только нейтрализовать кислотность сока, или придать ему очень незначительную щелочность. Этот процесс осуществляется по двум вариантам:
1) холодная дефекация и
2) горячая дефекация.
а) свободные органические кислоты нейтрализуются, образуя нейтральные известковые соли, растворимые, а потому не осаждаемые;б) осаждаются следующие несахара: альбумин, фосфорнокислый кальций, азотистые соединения (до 80%) и небольшая часть красящих веществ;в) осаждение несахаров повышает доброкачественность сока, но в небольшой степени, в среднем на 1 единицу, что соответствуетудалению около 11 % несахаров от их веса;
При холодной дефекации сок, поступающий с вальцевых мельниц, подается насосами в ящик, где смешивается с 0,2% известкового молока к весу сока и тщательно перемешивается. Отсюда сок нагнетается через решоферы и нагретый поступает в отстойные баки. Для обеспечения быстрого оседания осадка сок в отстойном баке кипятится некоторое время паром через барбатер и затем оставляется в покое на один час, после чего прозрачная жидкость сцеживается, а на дне остается осадок. Этот осадок собирается из всех отстойников в один бак, нагревается в нем до кипения и также оставляется на один час для отстаивания. В результате получается 50% чистого сока и 50% густой суспензии.
Отстоявшаяся суспензия после слива прозрачного сока нагревается до кипения и фильтруется через фильтрпрессы. При горячей дефекации сок с вальцевых мельниц подается через решоферы в отстойные баки, где к нему прибавляется известковое молоко, которое тщательно перемешивается с горячим соком. Осадок отделяется, как уже описывалось. Обработанный таким образом известью сок выделяет осадок несахара, который в хлопьевидном состоянии оседает, увлекая за собой мелкие взвешенные частицы сока. В результате этой обработки достигается следующее:
г) после отделения дефекационного осадка сок становится блестящим и прозрачным;д) если дается больше извести, дефокованный сок из золотистожелтого становится темным.
При обоих видах дефекации несахара сока осаждаются неполно. Более полное осаждение несахаров получается при применении способа сернистой нейтрализации. Сущность этого способа заключается в дефекации тростникового сока несколько большим количеством извести на холоду с последующей нейтрализацией избытка извести сернистым газом (SО2) без нагрева. Этот способ основан на том, что при большой даче извести из тростникового сока выделяется в осадок несахаров (пектина, антоциана, камеди) больше, чем при ранее описанной дефекации малым количество извести. Однако нагревание сока, содержащего много редуцирующих веществ и обработанного большим количеством извести, неминуемо вызывает значительное потемнение сока. Поэтому до нагрева требуется удалить избыток извести до полной нейтрализации или до очень слабой щелочности. Это оказалось очень удобным и эффективным делать при помощи сульфитации сока на холоду. Отделение осадка производится, как указано выше.
Этими операциями заканчивается очистка сока при выпуске сахара-сырца. Далее чистый сок поступает в выпарку для сгущения, сгущенный сок-сироп поступает в вакуумаппарат на варку в утфель, а последний идет далее на кристаллизацию и пробелку. Варка, кристаллизация и пробелка утфелей ведется по схемам с тремя или пятью утфелями. Заводка кристалла при варке утфелей производится при помощи сахарной пудры. В последнее время распространился способ варки на маточном утфеле. Для этого в вакуумаппарате I утфеля на чистом сиропе с дачей пудры заводится много очень мелкого кристалла, который подращивается двумя-тремя подкачками. Полученная жидкая утфельная масса перетягивается в вакуумаппарат последнего утфеля, где уваривается на предпоследнем оттеке (первый маточный утфель). Сваренный утфель спускается в кристаллизаторы, охлаждается 72 часа и пробеливается в центрифугах. Полученный при этом мелкий сахар загружается в кристаллизатор, где разводится до консистенции жидкого утфеля чистым сиропом (второй маточный утфель) и в таком виде забирается, как готовый заведенный кристалл, в вакуумаппараты всех утфелей, увариваемых на соответствующих сиропах и патоках.
Из приведенного описания тростниковосахарного производства видно, что основное его отличие от свеклосахарного производства состоит, во-первых, в способе получения сока - отжимание на вальцах вместо экстрагирования в диффузионной батарее, во-вторых, в способе очистки сока - обработка сока малым количеством извести (0,07 %СаО от веса стеблей) вместо принятых в свеклосахарном производстве преддефекации, дефекации, первой сатурации и второй сатурации с применением большого количества извести (3,0% СаО от веса свеклы).
Получение сока на сложных вальцевых прессах ничуть не проще получения сока в диффузионной батарее. Применение диффузионного способа получения сока в тростниковосахарном производстве предлагалось, но не закрепилось и теперь совершенно оставлено. Очистка сока в тростниковосахарном производстве намного проще, чем в свеклосахарном и, как сказано выше, исчерпывается одной дефекацией малым количеством извести.
carbofood.ru