Технологический процесс производства сахара-песка из сахарной свеклы

При изменении качества перерабатываемой свеклы допустимы следующие отклонения от схемы:

а) при переработке свеклы с высокой доброкачественностью сиропа из выпарной установки выше 92 %, переходят на 3 кристаллизационную схему.

б) при переработке свеклы с пониженной доброкачественностью утфель I кристаллизации уваривают только из сиропа с клеровкой. Второй оттек в этом случае  используют для уваривания утфеля II кристаллизации.

К качеству продуктов, поступающих на уваривание утфеля II кристаллизации  предъявляют следующие требования: поступивший на уваривание сироп в смеси с клеровкой должен содержать не менее 50-65 % массовой доли  сухих веществ, быть прозрачным и иметь pH 7,8-8,2, содержать солей кальция 0,12-0,5 % CaO к массе сиропа, цветность не более 40 усл. ед.

Технологические параметры процесса уваривания утфеля I кристаллизации: массовая доля сухих веществ в готовом  утфеле 92,0-92,5 %;

разряжение в аппарате 0,80-0,85 кгс/см; температура кипения утфеля 72-78 °C;

эффект кристаллизации 12-13 ед.

Технологические параметры процесса уваривания утфеля I кристаллизации: массовая доля сухих веществ в готовом  утфеле 92,0-92,5 %;

разряжение в аппарате 0,80-0,85 кгс/см   температура кипения утфеля 72-78 °C;

эффект кристаллизации 12-13 ед.

Технологический процесс уваривания утфеля II кристаллизации имеет следующие параметры: массовая доля сухих веществ в готовом  утфеле 94,0-95,0 %; разряжение в аппарате 0,8-0,9 кгс/см2, температура кипения утфеля 60-72 °C; давление греющего пара 0,7-1,0 кгс/см2, эффект кристаллизации 10-12 ед.

Кристаллизация утфеля последней ступени  осуществляется в мешалках- кристаллизаторах в непрерывном режиме, в утфелемешалках вертикального типа. Процесс имеет следующие параметры: температура утфеля в последней охлажденной зоне кристаллизатора 35-40 °C;температура утфеля перед центрифугированием 40-45 °C.

Сахар II кристаллизации растворяют горячим фильтрованным соком II сатурации в мешалке непрерывного действия. Полученную клеровкут откачивают на сульфитацию для обработки сернистым газом вместе с сиропом. Клеровочные мешалки (КО) и трубопроводы изолируют.

Количество сухих веществ в готовом растворе регулируют так, чтобы при смешивании его с сиропом, выходящим из выпарной установки, смесь содержала не менее 65 % массовой доли сухих веществ. Длительность растворения сахара 15 мин. Во избежание повышения цветности клеровки нагревание раствора выше 85 °C не допускается. Реакция раствора должна быть слабощелочной (pH не ниже 7,0).

Центрифугирования утфеля I кристаллизации проводят без охлаждения, при температуре 70-75 °C с промывкой его водой, отводом 2 оттеков и получением равномерно промытого сахара, соответствующего требованиям стандарта. Температура промывной воды должна быть 80-90 °C, а расход воды к массе утфеля 2,0-3,5 %. Влажность сахара при выгрузке из центрифуги (Ц) в среднем  составляет 0,8-1,2 % . Разность между доброкачественностями первого оттека и межкристального раствора должна быть не более 1,0 ед.

Сахар промывают в центрифугах (Ц) горячей артезианской профильтрованной водой или конденсатом первых корпусов выпарной установки. Подогрев воды автоматизирован. Количество воды для промывки должна быть минимальным.

Промывку начинают после отделения основного количества межкристального раствора. Правильно проведенная промывка во многом определяет цветность сахара, поэтому необходимо обеспечить равномерное распределение воды по высоте ротора.

Утфель последней кристаллизации центрифугируют после его охлаждения и подогрева (для снятия избыточного пресыщения) с получением сахара доброкачественностью не ниже 92 % и цветностью не выше 40 %.

Центрифугирование ведут без промывки желтого сахара. Разность между доброкачественностью мелассы и межкристального раствора не более 0,5 %.

Технологическая схема сушки и охлаждения сахара-песка включает транспортировку влажного сахара в сушильный барабан, сушку и охлаждение сахара-песка, улавливание железомагнитных примесей, отделение комков сахара на сите, улавливание сахарной пыли.

После центрифуг сахар-песок влажностью 0,85 % подают трясуном (виброконвейером)  в элеватор, далее транспортером в сушильный барабан (СОУ).

В сушильной камере сахар влажный, а в охладительной камере высушенный сахар пересыпается лопатками навстречу потоку воздуха. Воздух, нагнетаемый в аппарат вентиляторами, предварительно очищают от механических примесей. Для герметизации аппарата в местах загрузки и выгрузки сахара установлены турникеты.

Количество подаваемого воздуха регулируют с помощью заслонок. Воздух перед подачей в  сушильную камеру подогревают в калориферах. Отработанный воздух отсасывают из аппарата вентилятором и подают в циклон (Цк) для очистки.

Процессы сушки и охлаждения имеют следующие технологические параметры: влажность сахара, поступающего в сушильные установки не более 1,0 %;температура сахара, поступающего в сушилку, 40-50 °C; температура высушенного сахара не выше 25-37 °C. Сахар на ощупь должен быть сухим, без комков.

Сахар-песок должен поступать на сито равномерно по всей его ширине. Применяют штампованные сита с сечением 3,0-3,5 мм. Комки сахара направляются транспортером на расклеровку в мешалку.

Для очистки отработавшего воздуха от сахарной пыли применяют циклон (Цк). Остаточная запыленность воздуха должна быть не более 100 мг/м3.Взрывоопасная концентрация сахарной пыли 17,5 г/м3. Сахарная пыль смывается соком в клеровочную мешалку.

Устройства для улавливания железомагнитных примесей должны обеспечивать очистку сахара от них в соответствии с требованиями ГОСТ 21-94 на сахар-песок. Для улавливания железомагнитных примесей используют электромагнит. Пропускная способность конвейера обеспечивает улавливание железомагнитных примесей из всего вырабатываемого сахара.

Сахар взвешивают с помощью автоматических весов и упаковывают массой по 50 кг в пропиленовые мешки. Средняя погрешность взвешивания 10 мешков должна быть в пределах   ± 0,125 %.

Подготовка тары для упаковки сахара: сахар-песок массой нетто по 50 кг, 25 кг и 10 кг упаковывают в новые  пропиленовые мешки с вкладышами. Упакованный сахар следует подавать  так, чтобы можно было при этом вести точный учет. Для этой цели на ленточном транспортере установлен автоматический счетчик.

 

2. Назначение, классификация, устройство и принцип работы  аппаратов в линии производства  сахара-песка из сахарной свеклы

 

В составе свеклосахарного завода имеется три основных производственных отделения: свеклоперерабатывающее, сокоочистительное и продуктовое. Наиболее важным при производстве сахара – песка является продуктовое отделение. Рассмотрим принцип работы каждого оборудование.

Примененное  в курсовой работе оборудование приведено в таблице 5.

Таблица 5. – Технические характеристики оборудования

Название и марка оборудования	Технические характеристики
	Производительность, т/сут.	Габаритные размеры, мм	Масса, кг
Аппарат выпарной «А2-ПВВ-1000»	3500	3200х8760х4205	28450
Вакуум-аппарат «А2-ПВ2-Е-60»	3700	-	26400
Утфелемешалка-кристаллизатор «Ш1-ПКВ»	5000	4100х9050х5103	39160
Устройство подготовки утфеля «Ш1-ПУУ»	3200	1450х3200х1500	1100
Котел клеровочный «КЛР-1.4»	3500	-	1300
Элеватор белого сахара «ЭЛГ-250»	4000	-	3200
Комкоотделитель «Ш52-ПКР-20»	3000	3250х2350х340	1900
Конвейер «Ш53-ПТА-3	3000	Рабочая длинна желоба 7000	1650
Дозатор весовой «6 148 АД-50-РКЗ»	3200	1200х1000х1350	319
Конвейер ленточный «П9-КЛС»	3000	-	5600
Штабелеукладчик «Ш1-ПША»	3550	-	5000

 

 

Оборудование для выпаривания сока, уваривания сиропа и кристаллизации сахара.

Аппарат выпарной  «А2-ПВВ-1000» (рисунок 1). Предназначены для сгущения сока, содержащего сахар, путем выпаривания воды. Устанавливается на выпарных станциях свеклосахарных заводов для работы под давлением или разрежением.

Рисунок 1 – Аппарат выпарной типа А2-ПВВ

Аппарат представляет собой сварной цилиндрический корпус (16) со сферической крышкой (29) и днищем (21). Крышка приварена к корпусу, а днище - съемное и крепится к корпусу при помощи фланцевого соединения. Для уменьшения объема под трубного пространства днище обращено выпуклостью вверх.

Нижняя часть аппарата, ограниченная плоскими горизонтальными трубными решетками (14 и 25), приваренными к корпусу, с завальцованными в них кипятильными трубками (26), образует паровую камеру.

В центре паровой камеры расположена циркуляционная труба (17). Паровая камера снабжена патрубками (10) для подвода пара, тремя патрубками для отвода конденсата, которые объединены в общий коллектор (19) с выходным патрубком (1), и двумя патрубками (15) для отвода легких неконденсирующихся газов. Часть аппарата выше верхней трубной решетки образует надсоковую камеру укрепленную четырьмя кольцами жесткости (13), приваренными к корпусу. В верхней части надеоковой камееры укреплен встроенный сепаратор (12) жалюзийного тйпа, предназначенный для отделения от вторичного пара брызг и капель сока, которые отводятся из сепаратора по трубе (28) в циркуляционную трубу. Для контроля за уровнем сока в аппарате по высоте надсоковой камеры расположены смотровые стекла (8). Аппарат оснащен также автоматическим регулятором уровня (4). На аппарате установлены сигнальные предохранительные клапаны (5) на паровой и (7) надсоковой камерах, а также термометры (3, 9) и манометры (б) для контроля за температурой и давлением в этих камерах. Три патрубка (24) служат для входа в аппарат сока; перед входом в подтрубное пространство установлены отбойные щитки, которые предотвращают смешивание поступающего в аппарат и выходящего из него сока. С этой же целью патрубок (23) выхода сока из аппарата входит в циркуляционную трубу.

Аппарат оснащен патрубками для выхода вторичного пара (11) и воздуха (30), для слива сока (20) и остатков сока (22) из кольцевого зазора между корпусом и днищем.

Аппарат снабжен лазами (27) для проведения ремонта и очистки, а также опорными лапами (2, 18).

Сок поступает в аппарат по патрубкам (24) в подтрубное пространство, смешивается с находящимся там соком, входит в кипятильные трубки, обогреваемые паром. Вскипая в трубках, сок вместе с образовавшимся вторичным паром поднимается по ним за счет разности плотностей парожидкостной смеси в трубках и сока в циркуляционной трубе (17). Над верхней трубной решеткой вторичный пар отделяется от сока и, пройдя сепаратор (12), удаляется из аппарата через патрубок (11). Сок же поступает в трубу, опускается по ней вниз под трубную решетку, вновь входит в кипятильные трубки и т.д.

Таким образом в аппарате проходит многократная естественная циркуляция сока. При этом вода из сока испаряется, а сгущенный до требуемой концентрации сок выходит из аппарата через патрубок (23). Процесс выпаривания в аппарате протекает непрерывно. Для наибольшей эффективности работы в аппарате поддерживается определенный уровень сока. Этот уровень зависит от концентрации сока в аппарате и поддерживается автоматически регулятором уровня.

Вакуум-аппарат периодического действия «А2-ПВ2-Е-60» (рисунок 2), предназначен для уваривания утфелей. 

Рисунок 2 - Вакуум-аппарат периодического действия «А2-ПВ2-Е-60»

Вакуум-аппарат цилиндрический сосуд (3) с конической верхней частью и днищем. К верхней крышке аппарата крепится сепаратор(4) для отделения капель увариваемого продукта от вторичного пара. Аппарат через воздушный затвор (5) и заслонку регулирующую (б) подсоединен к заводской вакуумной системе.

Нижнее конусное днище заканчивается горловиной, к которой подсоединяется спускной затвор (1) с гидравлическим приводом для выгрузки содержимого аппарата. К нижнему днищу вакуум-аппарата снаружи крепится кольцевой коллектор d 3100 мм из трубы 4,89 х 4,5 мм, предназначенный для равномерного распределения вдуваемого пара через 12 камер содержащих диафрагму из пористого титана.

Нагрев продукта в аппарате осуществляется путем передачи тепла от греющего пара, поступающего в подвесную паровую камеру (2). Паровая камера крепится к обечайке корпуса тремя кронштейнами. Между наружной обечайкой паровой камеры и корпусом образуется кольцевой циркуляционный контор. Подвод греющего пара в камеру осуществляется через два диаметрально-противоположно расположенных патрубка, имеющих мембранный компенсатор температурных деформаций. Система автоматического управления обеспечивает контроль и управление процессом кристаллизации на всех технологических стадиях.

Утфелемешалка – кристаллизатор  автоматизированный «Ш1-ПКВ» (рисунок 3). Предназначена для дополнительной кристаллизации утфеля последнего продукта на сахарных заводах путем искусственного охлаждения его при непрерывном перемешивании.

Рисунок 3 - Утфелемешалка – кристаллизатор  автоматизированный «Ш1-ПКВ»

Утфелемешалка-кристаллизатор представляет собой цилиндрический вертикальный сосуд (5), снабженный перемешивающим устройством и поверхностью теплообмена. На подвесном валу (4) укреплены перемешивающие лопасти (2), выполненные из труб. 

По высоте утфелемешалки-кристаллизатора перемешивающие лопасти чередуются со стационарно установленной поверхностью теплообмена (3). Поверхности теплообмена соединены в секции, каждая с самостоятельным входом и выходом охлаждающего агента. Привод вала перемешивающего устройства (1) состоит из двух мотор-редукторов и зубчатой передачи, устанавливается на раме, которая крепится на корпусе утфелемешалки. Полый вал в верхней части подвешивается на опоре, установленной на раме привода. В нижней части корпуса имеется плоское днище, которое обогревается паром через полутрубы, в которые вварена нижняя опора полого вала. Утфелемешалка-кристаллизатор ботает следующим образом. Утфель последнего продукта из приемной (распределительной) утфелемешалки или выгрузочного устройства вакуум- кристаллизатора непрерывного действия поступает в смеситель, где смешивается с водой или оттеком. Из смесителя смешанный утфель поступает через шибер по лотку непосредственно в верхнюю часть утфелемешалки, в котороу передвигаясь сверху вниз охлаждается вследствие контакта с поверхностью теплообмена.