RU2805953C1 - Method of boiling massecuite using pre-prepared alcohol seed suspension - Google Patents
Method of boiling massecuite using pre-prepared alcohol seed suspension Download PDFInfo
- Publication number
- RU2805953C1 RU2805953C1 RU2023103433A RU2023103433A RU2805953C1 RU 2805953 C1 RU2805953 C1 RU 2805953C1 RU 2023103433 A RU2023103433 A RU 2023103433A RU 2023103433 A RU2023103433 A RU 2023103433A RU 2805953 C1 RU2805953 C1 RU 2805953C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- suspension
- massecuite
- crystals
- sugar
- size
- Prior art date
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 44
- 238000009835 boiling Methods 0.000 title claims abstract description 28
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 111
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 claims abstract description 53
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 8
- 235000021552 granulated sugar Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 14
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 claims description 14
- 239000006188 syrup Substances 0.000 claims description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 8
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract description 14
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 9
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 9
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 8
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 8
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 102220346658 c.38G>T Human genes 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 3
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 3
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 1
- 206010030113 Oedema Diseases 0.000 description 1
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 1
- 235000008504 concentrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к сахарной промышленности, в частности к увариванию утфелей. Кристаллизация сахара является важной стадией технологической переработки сахарной свеклы. Одним из способов улучшения гранулометрического состава сахара является применение качественных затравочных материалов.The invention relates to the sugar industry, in particular to the boiling of massecuite. Sugar crystallization is an important stage in the technological processing of sugar beets. One of the ways to improve the granulometric composition of sugar is the use of high-quality seeding materials.
Традиционная технология кристаллизации сахарозы предусматривает использование для заводки кристаллов различные способы: сахарной пудрой, жидкой кристаллической суспензией и твердопластичной кристаллической пастой. Чаще всего на практике для получения затравочной суспензии (slurry) используется мокрый размол суспензии сахар/изопропанол в шаровой мельнице. Traditional technology for crystallization of sucrose involves the use of various methods for planting crystals: powdered sugar, liquid crystalline suspension and hard plastic crystalline paste. Most often in practice, to obtain a seed suspension (slurry), wet grinding of a sugar/isopropanol suspension in a ball mill is used.
Развитие технологии кристаллизации сахарозы при уваривании утфелей с использованием предварительно приготовленной спиртовой затравочной суспензии привело к разработке различных способов получения затравочного утфеля.The development of technology for crystallization of sucrose during the boiling of massecuite using a pre-prepared alcohol seed suspension has led to the development of various methods for producing seed massecuite.
Из уровня техники известен способ получения затравочной суспензии кристаллов для утфелей сахарного производства (патент №2137842 на изобретение, МПК C13F 1/02, 20.09.1999), предусматривающий смешивание сиропа с этанолом для образования зародышей кристаллов и их выращивание в смеси сиропа со спиртом. Сироп готовят путем растворения сахара-песка в обессоленной воде до достижения коэффициента пересыщения 1,15 - 1,20 с последующим отделением от него примесей. После выращивания кристаллов в смеси сиропа со спиртом суспензию разделяют в поле центробежных сил в две ступени. Выделенную фракцию кристаллов смешивают с приготовленным насыщенным раствором сахара для образования затравочной суспензии. The prior art knows a method for producing a seed suspension of crystals for sugar production massecuite (patent No. 2137842 for the invention, IPC C13F 1/02, 09.20.1999), which involves mixing syrup with ethanol to form crystal nuclei and growing them in a mixture of syrup and alcohol. The syrup is prepared by dissolving granulated sugar in desalted water until a supersaturation coefficient of 1.15 - 1.20 is reached, followed by separating impurities from it. After growing crystals in a mixture of syrup and alcohol, the suspension is separated in a field of centrifugal forces in two stages. The isolated fraction of crystals is mixed with the prepared saturated sugar solution to form a seed suspension.
Известен способ уваривания утфеля (патент №2150507 на изобретение, МПК C13F 1/02, 10.06.2000), предусматривающий сгущение сахарсодержащего раствора в вакуум-аппарате до достижения пересыщения, приготовление затравочной суспензии путем кристаллизации водного сахарсодержащего раствора при охлаждении, заводку кристаллов в сгущенном сахарсодержащем растворе введением в него затравочной суспензии, наращивание кристаллов в утфеле и его окончательное сгущение. Полученную затравочную суспензию перед введением в сгущенный сахарсодержащий раствор подвергают осадительному центрифугированию с отделением межкристального раствора. Сгущенную суспензию кристаллов смешивают с фосфатидным концентратом в соотношении 9: 1 и суспендируют. There is a known method for boiling massecuite (patent No. 2150507 for the invention, IPC C13F 1/02, 06/10/2000), which involves condensing a sugar-containing solution in a vacuum apparatus until supersaturation is achieved, preparing a seed suspension by crystallizing an aqueous sugar-containing solution upon cooling, planting crystals in the condensed sugar-containing solution solution by introducing a seed suspension into it, the growth of crystals in the massecuite and its final thickening. Before being introduced into a condensed sugar-containing solution, the resulting seed suspension is subjected to precipitation centrifugation with separation of the intercrystalline solution. The condensed suspension of crystals is mixed with phosphatide concentrate in a ratio of 9: 1 and suspended.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения затравочной суспензии кристаллов для утфелей сахарного производства (патент №2342437 на изобретение, МПК C13F 1/02, 27.12.2008), предусматривающий приготовление суспензии из сахара-песка и изопропилового спирта, измельчение кристаллов сахара в суспензии до образования пасты, внесение ее в сгущенный сироп, наращивание кристаллов путем охлаждения. Кристаллы сахара в указанной суспензии измельчают до размера 25-30 мкм, при этом пасту вводят в сироп с коэффициентом пересыщения 1,05. Охлаждение кристалломассы осуществляют в течение 6 часов до достижения размеров кристаллов в основе 0,20-0,25 мм. The closest to the claimed is the method of obtaining a seed suspension of crystals for massecuite sugar production (patent No. 2342437 for the invention, IPC C13F 1/02, 12/27/2008), which involves preparing a suspension from granulated sugar and isopropyl alcohol, grinding sugar crystals in the suspension until paste, adding it to condensed syrup, growing crystals by cooling. The sugar crystals in the said suspension are crushed to a size of 25-30 microns, and the paste is introduced into the syrup with a supersaturation coefficient of 1.05. Cooling of the crystal mass is carried out for 6 hours until the size of the crystals in the base reaches 0.20-0.25 mm.
Однако известные способы не могут обеспечить контролируемое содержание кристаллов, их размер, быстрый процесс уваривания, высокое качество - чистота и цветность сахаров первой, второй и третьей кристаллизации с уменьшением содержания сахара в мелассе и ее выхода.However, the known methods cannot provide controlled crystal content, their size, fast boiling process, high quality - purity and color of sugars of the first, second and third crystallization with a decrease in the sugar content in molasses and its yield.
Известен способ расчета дозировки затравочной суспензии, холодного кристаллизата и маточного утфеля, позволяющий вводить на стадии заводки кристаллов в современных технологиях кристаллизации сахарозы необходимое количество кристаллов заданного размера, который может служить в качестве исходных данных для расчета технологического оборудования при работе сахарных заводов разной производственной мощности, что дает возможность проводить процесс уваривания утфелей в оптимальном режиме, исключающем растворение вводимых при заводке кристаллов и повторное кристаллообразование на стадии их наращивания; повысить выход кристаллического сахара песка и снизить тепло- и энергозатраты в продуктовом отделении сахарного завода (профессор Громковский А.И. Дозирование затравочных материалов в современных технологиях кристаллизации сахарозы [Текст] / Бражников Н.Н., доцент Последова Ю.И., Д. Шлипаке// Сахар Вестник ВГУИТ - 2012 - № 3. - С.170-172).There is a known method for calculating the dosage of the seed suspension, cold crystallisate and master massecuite, which makes it possible to introduce the required number of crystals of a given size at the stage of crystal planting in modern sucrose crystallization technologies, which can serve as initial data for calculating technological equipment when operating sugar factories of different production capacities, which makes it possible to carry out the process of boiling massecuite in an optimal mode, excluding the dissolution of crystals introduced during planting and repeated crystal formation at the stage of their growth; increase the yield of crystalline granulated sugar and reduce heat and energy consumption in the food department of a sugar factory (Professor Gromkovsky A.I. Dosing of seed materials in modern technologies for sucrose crystallization [Text] / Brazhnikov N.N., Associate Professor Posledova Yu.I., D. Shlipake // Sugar VSUIT Bulletin - 2012 - No. 3. - P.170-172).
Однако данный способ характеризуется сложностью выполнения, за счет того, что при его использовании возникает необходимость в привлечении дополнительного оборудования, автоматизации и человеческих ресурсов. However, this method is characterized by complexity of implementation, due to the fact that when using it there is a need to attract additional equipment, automation and human resources.
Общим недостатком для известных способов является низкий коэффициент однородности кристаллов в кристаллической основе.A common disadvantage for the known methods is the low coefficient of crystal homogeneity in the crystal base.
Задача, которая ставилась при разработке данного способа, по сравнению с ранее заявленными способами, заключается в простоте приготовления, контроля содержания и размера кристаллов, хранения суспензии, заводки и роста кристалла, быстрый процесс уваривания, высокое качество белого сахара и сахаров второй и третьей кристаллизации, уменьшение содержания сахара в мелассе и ее выхода. Кроме того, заводка кристалла в утфеле предлагаемым способом дает возможность использования для варки утфелей паров с низким потенциалом, что способствует снижению расхода условного топлива.The task that was set during the development of this method, in comparison with previously stated methods, is ease of preparation, control of the content and size of crystals, storage of the suspension, planting and crystal growth, fast boiling process, high quality of white sugar and sugars of the second and third crystallization, reducing the sugar content in molasses and its yield. In addition, planting a crystal in a massecuite using the proposed method makes it possible to use low-potential vapors for boiling massecuite, which helps reduce the consumption of equivalent fuel.
Техническим результатом изобретения является повышение эффекта кристаллизации, повышение качества сахара за счет его однородности с контролируемым содержанием и размером кристаллов в конце процесса наращивания.The technical result of the invention is to increase the crystallization effect, improving the quality of sugar due to its homogeneity with controlled content and size of crystals at the end of the growing process.
Указанный технический результат достигается в предлагаемом способе, предусматривающем приготовление суспензии из сахара-песка и изопропилового спирта, измельчение кристаллов сахара до образования суспензии, внесение ее в сгущенный сироп. The specified technical result is achieved in the proposed method, which involves preparing a suspension of granulated sugar and isopropyl alcohol, grinding sugar crystals to form a suspension, and adding it to condensed syrup.
Новым является то, что суспензия готовится в шаровой мельнице с измельчением кристаллов сахара в изопропиловом спирте до размеров 6 - 10 мкм с перемешиванием для образования затравочной суспензии, отбор пробы и определение в ней количества и размеров кристаллов с помощью цифрового микроскопа до момента ввода затравочной суспензии в варочный аппарат, после чего с использованием математических компьютерных программных средств обработки результатов определяют объем суспензии, необходимый для достижения заданных значений размеров и содержания кристаллов в конце процесса наращивания, при этом в процессе варки утфеля контролируют количество и размер кристаллов, для этого производят отбор проб утфеля и определяют в ней количество и размеров кристаллов с помощью цифрового микроскопа, измерения используются в качестве корректирующих поправок в расчетном блоке программного обеспечения при последующих варях утфелей при подкачках суспензии в вакуум аппарат и в работу автоматической программы варщика утфелей варочного аппарата.What is new is that the suspension is prepared in a ball mill by grinding sugar crystals in isopropyl alcohol to sizes of 6 - 10 microns with stirring to form a seed suspension, taking a sample and determining the number and size of crystals in it using a digital microscope until the seed suspension is introduced into cooking apparatus, after which, using mathematical computer software for processing the results, the volume of suspension required to achieve the specified values of size and crystal content at the end of the growing process is determined, while during the cooking of the massecuite the number and size of the crystals are controlled, for this purpose samples of the massecuite are taken and The quantity and size of crystals in it are determined using a digital microscope; the measurements are used as corrective amendments in the calculation block of the software during subsequent cooks of massecuite when pumping the suspension into the vacuum apparatus and into the operation of the automatic program of the cooker.
Расчет необходимого объема суспензии для уваривания утфеля в варочный аппарат проводят с использованием математических компьютерных программных средств обработки результатов, исходя из требуемых технологических параметров: кристаллической массы и необходимого размера готового кристалла сахара, параметров исходных продуктов сухих веществ (СВ), доброкачественности и заданных характеристик получаемого продукта по формуле:Calculation of the required volume of suspension for boiling massecuite into a cooker is carried out using mathematical computer software for processing the results, based on the required technological parameters: crystalline mass and the required size of the finished sugar crystal, parameters of the initial solids (DS), quality and specified characteristics of the resulting product according to the formula:
M - количество суспензии для приготовления 100 кг готового утфеля; M is the amount of suspension for preparing 100 kg of finished massecuite;
A - коэффициент запаса на частичное растворение кристаллов суспензии в аппарате, принимают по паспортным данным каждого вакуум-аппарата и корректируют при варке;A is the safety factor for partial dissolution of suspension crystals in the apparatus, taken according to the passport data of each vacuum apparatus and adjusted during cooking;
B - количество кристаллов в готовом утфеле исходя из заданных параметров утфеля (КР); B - the number of crystals in the finished massecuite based on the specified parameters of the massecuite (CR);
C - коэффициент, характеризующий планируемое количество кристаллов в 1 кг готового утфеля, с планируемыми размерами кристалла;C is a coefficient characterizing the planned number of crystals in 1 kg of finished massecuite, with the planned dimensions of the crystal;
D - количество кристаллов в 1 кг затравочной суспензии, на основе данных цифрового микроскопа;D is the number of crystals in 1 kg of seed suspension, based on digital microscope data;
E - количество кристаллов в затравочной суспензии, задается при приготовлении суспензии.E is the number of crystals in the seed suspension, set when preparing the suspension.
Рассчитанное количество объема суспензии вводят в виде затравки в сгущенный сироп.The calculated amount of the suspension volume is introduced as a seed into the condensed syrup.
Заводка кристалла суспензией производится в пределах низких величин пересыщения, до момента образования неконтролируемых центров кристаллизации с использованием компьютерных программных средств обработки результатов.The planting of a crystal with a suspension is carried out within low supersaturation values, until the formation of uncontrolled crystallization centers using computer software for processing the results.
Использование предлагаемого способа позволяет при заводке кристалла вносить такое количество кристаллов, которое необходимо получить в готовом утфеле и затем в готовом продукте, т.е. позволяет спрогнозировать финальное значение размеров кристалла готового утфеля и содержание кристаллов в готовом утфеле.Using the proposed method allows, when planting a crystal, to add the amount of crystals that needs to be obtained in the finished massecuite and then in the finished product, i.e. allows you to predict the final size of the crystal of the finished massecuite and the content of crystals in the finished massecuite.
Использование компьютерных программных средств обработки результатов для контроля и расчета кристалла в суспензии позволяет вносить корректировки в работу автоматической программы варщика утфелей вакуум-аппаратов.The use of computer software for processing the results for monitoring and calculating the crystal in suspension makes it possible to make adjustments to the operation of the automatic program for the cooker of vacuum devices.
Предлагаемый способ позволяет сократить время варки утфеля за счет сокращения времени заводки и обработки кристалла на стадии закрепления, а также предоставляет возможность работать с сиропами имеющими высокие СВ в пределах от 72 до 74 единиц и чистоту в пределах от 93 до 95 единиц, т.к. заводка кристалла суспензией производится в пределах низких величин пересыщения, до момента образования неконтролируемых центров кристаллизации («муки»). The proposed method allows you to reduce the time of cooking massecuite by reducing the time of planting and processing the crystal at the fixing stage, and also provides the opportunity to work with syrups that have high DM in the range from 72 to 74 units and purity in the range from 93 to 95 units, because The crystal planting with a suspension is carried out within low supersaturation values, until the formation of uncontrolled crystallization centers (“flour”).
Преимущество изобретения по сравнению с ранее применяемыми способами заводки является простота приготовления, контроля содержания и размера кристаллов, хранения суспензии, заводки и роста кристалла. Возможность использования для варки утфелей паров с низким потенциалом позволяет снизить расход условного топлива. The advantage of the invention compared to previously used planting methods is the ease of preparation, control of the content and size of crystals, storage of the suspension, planting and crystal growth. The possibility of using steam with low potential for cooking massecuite allows reducing the consumption of equivalent fuel.
Кроме этого применение заявляемого способа позволяет использовать суспензию для заводки утфелей как 1-го, 2-го, так и 3-го продукта. In addition, the use of the proposed method allows the use of a suspension for starting massecuite of both the 1st, 2nd, and 3rd product.
Изобретение иллюстрируется блок-схемой этапов заявляемого способа уваривания утфеля с использованием предварительно приготовленной спиртовой затравочной суспензии.The invention is illustrated by a block diagram of the stages of the proposed method for boiling massecuite using a pre-prepared alcohol seed suspension.
На чертеже представлено:The drawing shows:
1 - блок приготовления суспензии;1 - suspension preparation unit;
2 - блок измерения;2 - measurement block;
3 - блок программного обеспечения;3 - software block;
4 - блок варки.4 - cooking block.
Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.
Блок приготовления суспензии 1 состоит из шаровой мельницы и мешалки хранения затравочной суспензии. Suspension preparation unit 1 consists of a ball mill and a stirrer for storing the seed suspension.
Блок измерения 2 состоит из цифрового микроскопа, результаты измерений с которого вносятся вручную на блок программного обеспечения 3, который с использованием математических компьютерных программных средств обработки результатов производит расчет объема суспензии, вводимой в вакуум-аппарат блока варки 4. Measurement unit 2 consists of a digital microscope, the measurement results from which are entered manually into software unit 3, which, using mathematical computer software for processing the results, calculates the volume of suspension introduced into the vacuum apparatus of the cooking unit 4.
Наращивание кристаллов сахара ведется после затравки суспензией в вакуум-аппарате блока варки 4. Блок программного обеспечения 3 включает в себя персональный компьютер с программным обеспечением средств обработки результатов. The growth of sugar crystals is carried out after seeding with a suspension in the vacuum apparatus of the cooking block 4. The software block 3 includes a personal computer with software for processing the results.
В процессе варки утфеля производят контроль роста кристаллов, для чего производят отбор проб утфеля и определяют в ней количество и размер кристаллов с помощью цифрового микроскопа блока измерения 2. Данные по измерению используются в качестве корректирующих поправок в блоке программного обеспечения 3 при последующих варях утфеля и подкачках суспензии в вакуум-аппарат, а также в работу автоматической программы варщика утфелей вакуум-аппарата блока варки 4. During the process of boiling the massecuite, the growth of crystals is monitored, for which purpose the massecuite is sampled and the number and size of crystals in it are determined using a digital microscope of measurement unit 2. The measurement data is used as corrective amendments in software unit 3 during subsequent boiling of the massecuite and pumping. suspension into the vacuum apparatus, as well as into the operation of the automatic massecuite cooker program of the vacuum apparatus of the cooking block 4.
Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.
Сахар-песок подают в шаровую мельницу блок приготовления суспензии 1, где его измельчают до размеров 6 - 7 мкм в изопропиловом спирте, с одновременным перемешиванием до состояния гомогенной суспензии. Длительность измельчения зависит от конкретных технических характеристик выбранной шаровой мельницы.Granulated sugar is fed into a ball mill, suspension preparation unit 1, where it is crushed to a size of 6 - 7 microns in isopropyl alcohol, with simultaneous stirring to a homogeneous suspension. The duration of grinding depends on the specific technical characteristics of the selected ball mill.
До момента ввода затравочной суспензии в варочный аппарат 4 производят отбор проб и с помощью цифрового микроскопа 3 определяют в ней количество и размер кристаллов. Результаты измерений вручную вносятся на блок расчета программного обеспечения 3. Before the seed suspension is introduced into the digester 4, samples are taken and the number and size of crystals in it are determined using a digital microscope 3. The measurement results are manually entered into the software calculation block 3.
После чего с использованием математических компьютерных программных средств обработки результатов блока программного обеспечения 3 определяют объем суспензии, необходимый для достижения заданных конечных значений размеров и содержания кристаллов в конце процесса наращивания. Then, using mathematical computer software for processing the results of software block 3, the volume of suspension required to achieve the specified final values of size and crystal content at the end of the growth process is determined.
Заданные значения размеров и содержания кристаллов определяют исходя из параметров исходного сырья для вари утфелей: сиропа/оттеков для варки утфеля, содержание сухих веществ (СВ), доброкачественность/чистота (ДБ).The specified values for the size and content of crystals are determined based on the parameters of the initial raw material for boiling massecuite: syrup/drains for boiling massecuite, dry matter content (DS), goodness/purity (DC).
Расчет необходимого объема суспензии для уваривания утфеля в варочный аппарат с использованием математических компьютерных программных средств обработки результатов, проводят исходя из требуемых технологических параметров: кристаллической массы и необходимого размера готового кристалла сахара, параметров исходных продуктов сухих веществ (СВ), доброкачественности и заданных характеристик получаемого продукта по формуле:Calculation of the required volume of suspension for boiling massecuite into a cooker using mathematical computer software for processing the results is carried out based on the required technological parameters: crystalline mass and the required size of the finished sugar crystal, parameters of the initial solids (DS), quality and specified characteristics of the resulting product according to the formula:
M - количество суспензии для приготовления 100 кг готового утфеля; M is the amount of suspension for preparing 100 kg of finished massecuite;
A - коэффициент запаса на частичное растворение кристаллов суспензии в аппарате, принимают по паспортным данным каждого вакуум-аппарата и корректируют при варке;A is the safety factor for partial dissolution of suspension crystals in the apparatus, taken according to the passport data of each vacuum apparatus and adjusted during cooking;
B - количество кристаллов в готовом утфеле исходя из заданных параметров утфеля (КР); B - the number of crystals in the finished massecuite based on the specified parameters of the massecuite (CR);
C - коэффициент, характеризующий планируемое количество кристаллов в 1 кг готового утфеля, с планируемыми размерами кристалла;C is a coefficient characterizing the planned number of crystals in 1 kg of finished massecuite, with the planned dimensions of the crystal;
D - количество кристаллов в 1 кг затравочной суспензии, на основе данных цифрового микроскопа;D is the number of crystals in 1 kg of seed suspension, based on digital microscope data;
E - количество кристаллов в затравочной суспензии, задается при приготовлении суспензии.E is the number of crystals in the seed suspension, set when preparing the suspension.
Рассчитанное по формуле количество объема суспензии вводят в виде затравки в сгущенный сироп в вакуум-аппарат блока варки 4.The amount of suspension volume calculated by the formula is introduced as a seed into the condensed syrup into the vacuum apparatus of the cooking unit 4.
Наращивание кристаллов сахара ведется после затравки суспензией в вакуум-аппарате блока варки 4. В процессе варки утфеля производят контроль роста кристаллов, для чего производят отбор проб утфеля и определяют в ней количество и размер кристаллов с помощью цифрового микроскопа блока измерения 2, а также по результатам рассева готового сахара. Данные по измерению используются для корректировки в расчетном блоке программного обеспечения 3 используются в качестве корректирующих поправок при последующих подкачках суспензии в вакуум-аппарат блока варки 4 и для внесения корректировок в работу автоматической программы варщика утфелей для следующих варей.The growth of sugar crystals is carried out after seeding with a suspension in the vacuum apparatus of cooking block 4. During the cooking process of the massecuite, the growth of crystals is monitored, for which they take samples of the massecuite and determine the number and size of crystals in it using a digital microscope of measuring block 2, as well as based on the results sifting the finished sugar. The measurement data is used for adjustments in the calculation block of the software 3, used as corrective amendments for subsequent pumping of the suspension into the vacuum apparatus of the cooking block 4 and for making adjustments to the operation of the automatic program of the massecuite cooker for the following brews.
Способ поясняется следующим примером.The method is illustrated by the following example.
На предприятии ООО «Раевсахар», п. Раевский Альшевского района республики Башкортостан была проведена варка утфеля 1 продукта с применением предлагаемого способа и при заводке кристалла сахарной пудрой.At the LLC Raevsakhar enterprise, Raevsky village, Alshevsky district of the Republic of Bashkortostan, the boiling of massecuite 1 product was carried out using the proposed method and when filling the crystal with powdered sugar.
Ресурсы для проведения серии тестов при варке утфеля 1 продукта с применением предлагаемого способа и при заводке кристалла сахарной пудрой:Resources for conducting a series of tests when cooking massecuite 1 product using the proposed method and when filling the crystal with powdered sugar:
1. Суспензия «Slurry» с характеристиками: размер кристалла 6 - 7 мкм, приготовленная заранее размолом кристаллов сахара (фракция 0,8 мм) в изопропиловом спирте на мельнице.1. “Slurry” suspension with characteristics: crystal size 6 - 7 microns, prepared in advance by grinding sugar crystals (0.8 mm fraction) in isopropyl alcohol in a mill.
2. Электронный цифровой микроскоп с камерой.2. Electronic digital microscope with camera.
3. Персональный компьютер с программным обеспечением для расчета объема суспензии для заводки кристалла.3. Personal computer with software for calculating the volume of suspension for planting a crystal.
4. Рефрактометр ИРФ.4. Refractometer IRF.
5. Вакуум-аппараты 1 продукта, производительностью 60 тонн утфеля каждый, с циркулятором, 3 шт. производства ТТК (г. Ульяновск); 1 шт. производства ТМА (Украина).5. Vacuum devices 1 product, with a capacity of 60 tons of massecuite each, with a circulator, 3 pcs. produced by TTK (Ulyanovsk); 1 PC. produced by TMA (Ukraine).
Исходные данные для проведения серия тестов при варке утфеля 1 продукта с применением предлагаемого способа и при заводке кристалла сахарной пудрой:Initial data for conducting a series of tests when cooking massecuite 1 product using the proposed method and when filling the crystal with powdered sugar:
1. Очищенная клеровка сахара-сырца: 1. Purified raw sugar:
СВ - 65%; Дб - 97,0%; SV - 65%; Db - 97.0%;
СВ - 56%; Дб - 93,5 - 94,0%.SV - 56%; Db - 93.5 - 94.0%.
2. Параметры пара на паровую камеру вакуум-аппаратов 0,58 кПа, Т 113°С.2. Steam parameters for the steam chamber of vacuum devices 0.58 kPa, T 113°C.
3. Разрежение в системе (на вакуум-аппаратах 1 продукта) 0,75 - 0,85 кПа, Т в вакуум-аппарате 76 - 82°С.3. Vacuum in the system (on vacuum devices for 1 product) 0.75 - 0.85 kPa, T in the vacuum device 76 - 82°C.
До момента ввода затравочной суспензии в вакуум-аппарат согласно предлагаемому способу был производен отбор проб и с помощью цифрового микроскопа определено количество и размер кристаллов. Результаты измерений вручную внесли на персональный компьютер.Before the seed suspension was introduced into the vacuum apparatus, according to the proposed method, samples were taken and the number and size of crystals were determined using a digital microscope. The measurement results were manually entered onto a personal computer.
С помощью программного обеспечения произведен расчет объема суспензии для заводки кристалла, вводимой в вакуум-аппарат перед его сгущением, для получения кристалла сахара с заданными параметрами количества и размера кристаллов, исходя из параметров исходного сырья для вари утфелей: сиропа/оттеков для варки утфеля, содержание сухих веществ (СВ), доброкачественность/чистота (ДБ).Using the software, the volume of suspension for starting the crystal, introduced into the vacuum apparatus before its thickening, was calculated to obtain a sugar crystal with the specified parameters for the number and size of crystals, based on the parameters of the initial raw material for boiling massecuite: syrup/deposits for boiling massecuite, content solids (DS), goodness/purity (DB).
Исходные данные для расчета количества суспензии для приготовления 100 кг готового утфеля с размером готового кристалла 0,6 мм по предлагаемому способу:Initial data for calculating the amount of suspension for preparing 100 kg of finished massecuite with a finished crystal size of 0.6 mm using the proposed method:
A = 1,1;A = 1.1;
B = 51,4 %;B = 51.4%;
C = 8000000 шт.;C = 8000000 pcs.;
D = 1,728*1012 шт.;D = 1.728*10 12 pcs.;
E = 31,6%.E = 31.6%.
на 100 кг готового утфеля или 0,480 кг суспензии для варки 60 тонн готового утфеля 1 продукта с размером готового кристалла 0,6 мм. Рассчитанное количество объема суспензии было введено в виде затравки в сгущенный сироп.per 100 kg of finished massecuite or 0.480 kg of suspension for cooking 60 tons of finished massecuite 1 product with a finished crystal size of 0.6 mm. The calculated amount of the suspension volume was introduced as a seed into the condensed syrup.
Было выполнено наращивание кристаллов сахара с применением предлагаемого способа и при заводке кристалла сахарной пудрой.The growth of sugar crystals was carried out using the proposed method and when growing the crystal with powdered sugar.
Параметры, которые контролировались в процессе варки утфеля 1 продукта с применением предлагаемого способа и при заводке кристалла сахарной пудрой:Parameters that were controlled during the cooking process of massecuite 1 product using the proposed method and when filling the crystal with powdered sugar:
1. Время каждого этапа варки утфеля 1 продукта - сгущения; заводки и обработки кристалла; уваривания утфеля до конечной точки в 2-х вариантах: при заводке сахарной пудрой и суспензией «Slurry».1. The time of each stage of cooking massecuite 1 product - thickening; crystal manufacturing and processing; boiling the massecuite to the end point in 2 options: when filling with powdered sugar and the “Slurry” suspension.
2. Контроль наличия/отсутствия самопроизвольно образованных кристаллов до определенной в программном обеспечении варки утфеля точки заводки (проведение предварительной калибровки концентратомера каждого вакуум-аппарата, тип Karrer Hassen).2. Monitoring the presence/absence of spontaneously formed crystals up to the starting point determined in the massecuite cooking software (preliminary calibration of the concentration meter of each vacuum apparatus, type Karrer Hassen).
3. Проведение расчета объема суспензии для заводки кристалла, исходя из начального размера кристалла в суспензии «Slurry» и требуемой финальной величины кристалла.3. Calculation of the volume of suspension for planting a crystal, based on the initial size of the crystal in the “Slurry” suspension and the required final size of the crystal.
4. Определение точки заводки при работе с суспензией «Slurry».4. Determination of the starting point when working with the “Slurry” suspension.
5. Проведение анализа сваренного утфеля 1 продукта в 2 вариантах при заводке сахарной пудрой и суспензией «Slurry»:5. Carrying out analysis of cooked massecuite 1 product in 2 variants when filling with powdered sugar and “Slurry” suspension:
- утфель - СВ, Дб;- massecuite - SV, Db;
- межкристальный раствор - СВ, Дб;- intercrystal solution - SV, db;
- первый оттек утфеля 1 продукта - СВ, Дб;- first swelling of massecuite 1 product - SV, db;
- второй оттек утфеля 1 продукта - СВ, Дб.- second massecuite swelling of 1 product - SV, db.
6. Проведение расчетов эффекта кристаллизации и содержания кристаллов в утфеле в двух вариантах варки утфеля 1 продукта при заводке сахарной пудрой и суспензией «Slurry».6. Carrying out calculations of the effect of crystallization and the content of crystals in massecuite in two options for boiling massecuite 1 product when filling with powdered sugar and “Slurry” suspension.
7. Анализ сахара, полученного из утфеля 1 продукта (в двух вариантах):7. Analysis of sugar obtained from massecuite 1 product (in two versions):
- проведение рассева, согласно ГОСТ 12579-2013 «Сахар. Метод определения гранулометрического состава»; - carrying out sieving, according to GOST 12579-2013 “Sugar. Method for determining the granulometric composition";
- проведение расчета средней величины полученного кристалла каждой вари в каждом варианте;- calculating the average size of the resulting crystal of each variety in each variant;
- проведение расчета коэффициента неоднородности каждой вари в каждом варианте.- calculating the heterogeneity coefficient of each variation in each option.
Результаты теста при варке утфеля 1 продукта с применением предлагаемого способа и при заводке кристалла сахарной пудрой при заданной величине финального кристалла 0,78 мм (780мкм) сведены в таблицу.The test results when cooking massecuite 1 product using the proposed method and when filling the crystal with powdered sugar at a given final crystal size of 0.78 mm (780 µm) are summarized in the table.
Заводка сахарной пудрой1 option
Dressing with powdered sugar
Заводка суспензией «Slurry» по расчетному объемуOption 2
Filling with “Slurry” suspension according to the calculated volume
Max
Min Heterogeneity coefficient,
Max
Min
44,1
33,838.6
44.1
33.8
34,5
26,731.9
34.5
26.7
(Дб утфеля - Дб 1 оттека)Crystallization effect, units.
(db massecuite - db 1 edema)
(СХутф-СХ мкр) × 100, где
100-СХ мкр
СХутф
СХмкр Crystal content in massecuite, % by weight of massecuite.
(SHutf-SH microdistrict) × 100 , where
100-СХ microdistrict
SHutf
SKhmkr
87,76
74,451-53
87.76
74.4
86,18
68,853-56
86.18
68.8
Проведенные тесты показали эффективность использования предлагаемого способа уваривания утфеля с использованием предварительно приготовленной спиртовой затравочной суспензии («Slurry»), а именно:The tests carried out showed the effectiveness of using the proposed method of boiling massecuite using a pre-prepared alcohol seed suspension (“Slurry”), namely:
1. Снижение времени варки утфеля 1 продукта на 24%, что позволяет увеличить производительность станции уваривания утфелей 1 продукта (пропускную способность) ориентировочно на 15-20%.1. Reducing the time for boiling massecuite 1 product by 24%, which allows increasing the productivity of the station for boiling massecuite 1 product (throughput) by approximately 15-20%.
2. Возможность варки утфеля с высоким содержанием кристалла утфеля и, как следствие, с более высоким эффектом кристаллизации, что снижает циркуляцию сахарозы внутри продуктового отделения, повышается производительность продуктового отделения, снижаются потери сахарозы. При этом утфель не теряет текучести (не увеличивается вязкость утфеля из-за отсутствия мелкого кристалла и «муки»).2. The ability to cook massecuite with a high content of massecuite crystal and, as a result, with a higher crystallization effect, which reduces the circulation of sucrose inside the product compartment, increases the productivity of the product compartment, and reduces sucrose losses. At the same time, the massecuite does not lose fluidity (the viscosity of the massecuite does not increase due to the absence of fine crystals and “flour”).
3. Улучшение качественных характеристики сахара - увеличение однородности, способствует увеличению производительности станции центрифугирования - хорошо фугуется, в связи с практически отсутствием «муки» сахароза не растворяется в оттеки. 3. Improving the quality characteristics of sugar - increasing homogeneity, helps to increase the productivity of the centrifugation station - fuses well, due to the virtual absence of “flour”, sucrose does not dissolve into runoff.
4. Увеличивается пропускная способность сушильного отделения, равномерное высыхание и охлаждение кристаллов сахара. Возможность выпускать сахар с заданными параметрами кристалла.4. The throughput of the drying compartment increases, uniform drying and cooling of sugar crystals. The ability to produce sugar with specified crystal parameters.
Claims (7)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2805953C1 true RU2805953C1 (en) | 2023-10-24 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB970654A (en) * | 1961-07-24 | 1964-09-23 | British Sugar Corp Ltd | Continuous sugar boiling |
| DE1567293A1 (en) * | 1966-01-20 | 1970-08-06 | Pfeifer & Langen | Method and device for regulating the cooking process of sugar filling masses |
| RU2103371C1 (en) * | 1996-01-30 | 1998-01-27 | Внедренческое научно-производственное предприятие "Магмас" | Method of producing seed material for crystallization of sugar |
| RU2137842C1 (en) * | 1998-12-03 | 1999-09-20 | Московский Государственный Университет пищевых производств | Method of producing primer seed suspension for sugar production massecuites |
| RU2342437C1 (en) * | 2007-07-03 | 2008-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия | Method of producing host crystal for fillmass boiling |
| RU2521510C1 (en) * | 2012-12-29 | 2014-06-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов Российской академии сельскохозяйственных наук | Method of obtaining crystalline anhydride glucose |
| RU2654242C2 (en) * | 2016-10-06 | 2018-05-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова" РАН | Method for obtaining seed suspension for glucose crystallization |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB970654A (en) * | 1961-07-24 | 1964-09-23 | British Sugar Corp Ltd | Continuous sugar boiling |
| DE1567293A1 (en) * | 1966-01-20 | 1970-08-06 | Pfeifer & Langen | Method and device for regulating the cooking process of sugar filling masses |
| RU2103371C1 (en) * | 1996-01-30 | 1998-01-27 | Внедренческое научно-производственное предприятие "Магмас" | Method of producing seed material for crystallization of sugar |
| RU2137842C1 (en) * | 1998-12-03 | 1999-09-20 | Московский Государственный Университет пищевых производств | Method of producing primer seed suspension for sugar production massecuites |
| RU2342437C1 (en) * | 2007-07-03 | 2008-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Воронежская государственная технологическая академия | Method of producing host crystal for fillmass boiling |
| RU2521510C1 (en) * | 2012-12-29 | 2014-06-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт крахмалопродуктов Российской академии сельскохозяйственных наук | Method of obtaining crystalline anhydride glucose |
| RU2654242C2 (en) * | 2016-10-06 | 2018-05-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова" РАН | Method for obtaining seed suspension for glucose crystallization |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4155774A (en) | Process for controlling the rate of growth of particulate masses | |
| CN116789717B (en) | A preparation method for anti-caking D-psicose crystals | |
| RU2805953C1 (en) | Method of boiling massecuite using pre-prepared alcohol seed suspension | |
| RU2511498C1 (en) | Crystalline white sugar production method | |
| RU2177037C1 (en) | Sugar production process | |
| CN101874577B (en) | Honey decrystallizing method | |
| CN111808999B (en) | Sucrose seed crystal and preparation method thereof | |
| RU2804854C1 (en) | Method for obtaining the first crystallization massecuite | |
| CN109457057A (en) | A kind of mechanism tandem continuous production brown sugar cooking technology | |
| RU2227162C1 (en) | Method for preparing massecuite of first crystallization | |
| CN106146675A (en) | A kind of microcrystalline Cellulose production technology | |
| RU2804856C1 (en) | Method for intensification of boiling of the first crystallization massecuite | |
| RU2170766C1 (en) | Method of preparing last-crystallization strike | |
| RU2150506C1 (en) | Method of preparing first crystallization fillmass | |
| RU2014363C1 (en) | Method for production of seeding suspension | |
| RU2208647C1 (en) | Sugar production process | |
| Halomoan et al. | The Effect of Three Factors Interaction on the Size Distribution of White Sugar Crystals in the Batch Vacuum Pan | |
| RU2158311C1 (en) | Sugar production process | |
| RU2327741C1 (en) | Method of reception of massecuite strike of first crystallisation | |
| RU2293120C1 (en) | Method for preparing sugar of last crystallization | |
| SU644837A1 (en) | Method of sugar crystallization | |
| RU2252967C1 (en) | Method of production of a massecuite of the first crystallization | |
| RU2232819C2 (en) | Method for producing of yellow or brown sugar | |
| Popa et al. | Researches on the quick method of sugar productivity evaluation | |
| RU2157852C1 (en) | First crystallization massecuite production |