Производство ацетилированных моноглицеридов жирных кислот для сахарной промышленности организовано на Ереванском заводе химических реактивов.
В соответствии с ТУ 17-1-12-81 производятся ацетилированные моноглицериды дистиллированные, представляющие собой в основном смесь ацетомоно- и диглицеридов. Для производства ацетилированных моноглицеридов дистиллированных применяются уксусный ангидрид по ГОСТ 21039-75 и моноглицериды дистиллированные по ТУ 2/27-78.
Дистиллированные ацетилированные моноглицериды должны соответствовать следующим требованиям:
- температура плавления, 0С 28-30;
- кислотное число, мг КОН, не более 2;
- массовая доля связанной уксусной кислоты, %, не более 23;
- массовая доля основного вещества, %, не менее 80.
Дистиллированные моноглицериды выпускаются затаренными во фляги вместимостью 25 ± 0,3 л, 38 ±0,5 л (ГОСТ 5037-66). Упаковка в другую тару допускаются только при согласовании с потребителем. Арбитражный анализ выполняется филиалом ВНИИ жиров.
Эффективность влияния дистиллированных ацетилированных моноглицеридов на протекание процессов кристаллизации утфелей увеличивается с понижением технологических качеств свеклы, поступающей на переработку, а также при добавлении их к утфелям промежуточной и особенно последней кристаллизации.
Применение дистиллированных моноглицеридов в период переработки свеклы с низким качеством дает возможность сократить длительность уваривания утфелей последней ступени кристаллизации на 15-20%.
Более высокая эффективность влияния ПАВ на процессы кристаллизации достигается при использовании их в виде эмульсии.
1.5. Уваривание утфелей промежуточной и последней ступени кристаллизации
Утфели промежуточной и последней ступени кристаллизации отличаются высокой вязкостью, повышенной способностью к пенообразованию и низкими скоростями кристаллизации. Применение ПАВ оказывает существенное влияние на уменьшение вязкости и увеличение текучести утфелей. Величина добавок ПАВ дифференцируется в зависимости от качества увариваемых утфелей: при уваривании утфелей чистотой 72-82% величина добавки ПАВ принимается 50 мг на 1 кг утфеля. Если уваривание утфеля чистотой 78% сопровождается коркообразованием, медленным ростом кристаллов, слабой подвижностью в вакуум-аппаратах, величина добавки ПАВ должна быть увеличина до 100 мг на 1 кг утфеля.
Ввод дистиллированных ацетилированных моноглицеридов в утфеле промежуточной и последней ступени кристаллизации также производится дифференцированно.
Таблица 2
Технологический режим ввода ПАВ в зависимости от чистоты утфелей (количество ПАВ, в мг на 1 кг утфеля, вводимого в утфель при уваривании):
| Период уваривания | Утфель I кристаллизации | Утфель промежуточной и последней кристаллизации | Цель ввода ПАВ | ||
| чистотой, % | чистотой, % | ||||
| 92% и выше | ниже 92% | 78, 82 и выше | 78, 74 и ниже | ||
| После набора вакуум-аппарата сиропом или оттеком | 10 | 10 | 10 | 10 | Гашение пены |
| При подкачках в процессе уваривания | 10 | 10 | 10 | 40 | Снижение вязкости, против образования «муки» |
| С последней подкачкой перед сгущением | 10 | 30 | 30 | 50 | Снижение вязкости, интенсифика-ция процесса, против образования «муки» |
| Всего | 30 | 50 | 50 | 100 | |
Для правильного ведения процесса уваривания утфеля III по низкотемпературному режиму уваривания необходимо:
- сгущение оттеков до заводки кристаллов осуществлять при максимальном разряжении в вакуум-аппарате;
- процесс заводки кристаллов производить путем ввода затравкипри температуре кипения, соответствующей максимальному разряжению в вакуум-аппарате;
- после образования кристаллов одновременно с первой подкачкой остаточное давление в вакуум-аппарате устанавливать равным 18 кПа, что соответствует температуре кипения утфеля 73 0С;
- после закрепления кристаллов двумя-тремя подкачками полностью открыть заслонку и вести процесс наращивания кристаллов при температуре минимальной вязкости межкристального раствора, которая к концу уваривания снижается от 70 до 60 0С, что соответствует остаточному давлению 5 кПа;
- оттеки, поступающие на уваривание, подогревать до 70 0С;
- обогрев паровой камеры производить вторичным паром III корпуса выпарной установки при избыточном давлении 125 кПа;
- для предотвращения вспенивания после перетяжки утфеля II в вакуум-аппарат III кристаллизации следует вводить ПАВ.
При трехкристаллизационной схеме эффективность низкотемпературного режима возрастает, если уваривать утфель III на кристаллической основе утфеля II. Для реализации этого способа необходимо процесс уваривания утфеля II ступени кристаллизации вести без водных подкачек, с получением возможно мелкого кристалла 0,2 мм. Утфель II кристаллизации, оставшийся в вакуум-аппарате после перетяжки, следует подавать на центрифугирование после предварительного сгущения.
Количество утфеля II, перетягиваемого в качестве кристаллической основы в вакуум-аппараты III кристаллизации, должно определиться с таким расчетом, чтобы чистота утфеля III была не ниже 75%. Расчет чистоты утфеля III необходимо вести с учетом чистоты нормальной мелассы и эффекта кристаллизации в вакуум-аппаратах и мешалках. В соответствии с этим количество перетягиваемого утфеля II может составлять 40% к объему увариваемого утфеля. Утфель последней ступени кристаллизации отличается высокой вязкостью, повышенной способностью к пенообразованию и низкими скоростями кристаллизации. Применение ПАВ оказывает существенное влияние на уменьшение вязкости и увеличение текучести утфелей.
Величина добавок ПАВ дифференцируется в зависимости от качества увариваемых утфелей. Величина добавки ПАВ зависит как от вида ПАВ, так и от чистоты утфеля. При уваривании утфелей чистотой ниже 78%, сопровождающееся коркообразованием, медленным ростом кристаллов, слабой подвижностью в вакуум-аппаратах, величина добавки ПАВ должна быть увеличена.
1.6. Влияние температуры на вязкость
Все насыщенные свеклосахарные растворы имеют минимум вязкости при температурах, более низких, чем чистые сахарные растворы. При этом минимум вязкости с уменьшением чистоты раствора смещается в область более низких температур и при чистоте 60% попадает в область температуры около 40 0С.
Обнаруженная закономерность может быть объяснена увеличением коэффициентов насыщения свеклосахарных растворов по мере снижения чистоты и роста температуры.
В результате этого в определенном диапазоне температур влияние повышенной концентрации сухих веществ на рост вязкости утфеля сказывается существеннее, чем противоположное влияние повышенной температуры.
Минимум вязкости пересыщенного утфеля с уменьшением чистоты также смещается в область пониженных температур, но остается на 5-7 градусов выше, чем для насыщенного раствора равной чистоты.
В соответствии с вышеизложенным разработан режим уваривания утфелей, при которой температура утфеля III по сравнению с обычно применяемой на свеклосахарных заводах может быть снижена на 15 0С.
Таблица 3
Режим уваривания утфеля III
| Ступень кристаллизации | Заводка и закрепление кристаллов | Наращивание кристаллов | Конец уваривания |
| Утфель III | 71-73 0С | 66-68 0С | 58-60 0С |
1.7. Кристаллическая основа в процессе уваривания утфеля. Теория кристаллизации. Влияние ПАВ на заводку кристаллов
Кристаллизация сахара – наиболее энергоемкий процесс в сахарном производстве, так как на него расходуется около половины тепловой энергии, направляемой на технологические нужды.
Теория кристаллизации.
Сахароза хорошо растворяется в воде, особенно в кислой среде. Растворимость сахарозы зависит от температуры и давления.
Н0 – коэффициент растворимости, который определяет количество сахарозы, растворенной в 1 кг воды при данной температуре.
Раствор, в котором при данной температуре максимально растворилась сахароза, называется насыщенным, а дальнейшего растворения не происходит потому, что гидратированные молекулы сахарозы и свободной воды находятся в равновесии. С повышением температуры растворимость сахарозы увеличивается,
так как происходит расслабление связи гидратированных молекул сахарозы, и часть свободной воды высвобождается. Коэффициент насыщения зависит от температуры и чистоты раствора. Соли щелочных металлов повышают растворимость сахарозы, а соли кальция, инвертные сахара понижают.
Если объем несахаров меньше межмолекулярного пространства, то молекулы несахара вытесняют свободную воду, которая может гидратироваться с сахарозой, и растворимость сахарозы увеличивается. Если объем несахаров больше межмолекулярного пространства, то растворимость сахарозы ухудшается, так как молекулы несахара вытесняют сахарозу из гидратированной молекулы, образуются гидратированные молукулы несахара. При увеличении температуры степень гидратации несахаров уменьшится, увеличится растворимость сахарозы и коэффициент насыщения. Если объем несахаров меньше межмолекулярного пространства и их концентрация в растворе велика, то при разных температурах наблюдается постоянство коэффициента насыщения. Раствор, который содержит больше растворенной сахарозы, чем насыщенный в данных условиях называется пересыщенным. Истинный коэффициент пересыщения показывает во сколько раз больше растворено сахарозы в данном растворе по сравнению с насыщенным при одинаковой температуре и чистоте.