Після закінчення відділення зеленої патоки в ротор центрифуги подається гаряча артезіанська вода в кількості 3,0–3,5% від маси цукру, проводиться відбілювання цукру і виділяється II відтік утфеля I кристалізації, який прямує в збірку під центрифугами, а потім перекачується в збірку перед вакуум-апаратами, де створюється запас для уварювання утфеля II.
Різниця доброякісності відтоків повинна бути 5–7 одиниць.
Вивантажений з центрифуг цукор-пісок транспортують для висушування, охолоджування, відділення феромагнітних домішок, грудок цукру і пудри. Потім він поступає в бункери, звідки в склад безтарного зберігання або на упаковку.
Уловлений циклонами цукровий пил, а також грудочки цукру з віброконвеєра і з сушильного барабана розчиняють в очищеному соці і подаються в клеровочні змішувачі.
Біла і зелена патоки використовуються для уварювання утфеля II (проміжного) продукту. В процесі уварювання на початку у вакуум-апарат забирається біла патока і в кінці зелена патока. Утфель II продукту уварюють до масової частки сухих речовин 93–94%, при цьому вміст кристалів в утфелі досягає 45%. Використовують вакуум-апарати періодичної дії. Після уварювання утфель вивантажують в приймальну мішалку. Вакуум-апарати пропарюють екстра-пором I корпусу, пропарку направляють в приймальну мішалку, З приймальної мішалки утфель II кристалізації гарячим (70–75˚C) направляють на центрифугування. Для цього використовуються центрифуги безперервної дії з конічним ротором, забезпеченим сегрегатором. Центрифугування може проводитися з пробілюванням або без нього. У будь-якому випадку після пробілювання обидва відтоки з'єднуються в одному збірнику під центрифугами, а потім перекачуються в збірник перед вакуум-апаратами, для створення запасу для уварювання утфеля III продукту.
Жовтий цукор II шнеком направляють в клеровочну мішалку, де розчиняють сульфітованим соком II сатурації або сиропом.
Клеровка з масовою часткою сухих речовин 65–72% прямує в збірник сиропу після випарної установки, де змішується з сиропом і прямує на сульфітацію, а потім використовується для уварювання утфеля I.
З білої і зеленої патоки II уварюють утфель III кристалізації у вакуум-апаратах періодичної дії до значення масової частки сухих речовин 94–96%, при цьому вміст кристалів в утфелі 35–37%. Подальше згущування і кристалізація у вакуум-апаратах неможлива, оскільки в'язкість утфелю стає надмірно високою, але міжкристальний розчин утфелю у вакуум-апаратах недостатньо виснажений. Чистота розчину складає 65–67%. З нього ще можна виділити сахарозу. Виснаження розчину вважається нормальним, коли чистота його зменшується до 55–58%, тобто для подальшого виснаження необхідно провести другий етап кристалізації утфеля III методом охолоджування – для цього утфель вивантажують в приймальну мішалку утфеля III.
Вакуум–апарати пропарюють екстра-пором I корпусу випарної установки, пропарка прямує в приймальну мішалку і перемішується з утфелем. З приймальної мішалки утфель направляють в батарею кристалізаторів з поверхнею охолоджування, що обертається, при русі по кристалізатору температура утфеля зменшується з 70˚C до 35˚C, за рахунок зменшення розчинності сахароза виділяється з розчину на поверхні кристалізатора, за рахунок цього чистота міжкристального розчину зменшується приблизно на 10 одиниць (від 65 до 55%), а вміст кристалів в утфелі підвищується від 35–37% до 44–48%. З останнього кристалізатора утфель безперервно подається в утфелерозподільник з поверхнею теплообміну, що обертається. У утфелерозподільнику здійснюється підготовка утфеля III продукту до центрифугування методом підігріву, розгойдування при підігріві з 30–35˚C до 40–45˚C, при розгойдуванні температура постійна.
Розділення утфеля III кристалізації здійснюється в центрифугах безперервної дії з двома конічними роторами, при цьому в першому роторі виділяється меляса, в другому проводиться афінація жовтого цукру. Під час переходу жовтого цукру з першого ротора на шар жовтого цукру подається афінаційний розчин: зелена патока I, розбавлена до масової частки сухих речовин 75% і підігріта до 80˚C. З другого ротора відводиться афінаційний відтік, який збирається в збірник під центрифугою і перекачується в збірник перед вакуум-апаратами. Із збірника перед вакуум-апаратом відбирається на уварювання утфеля III на останні підкачки.
Меляса – відхід виробництва, зважується і прямує в мелясозбірник.
При зміні якості буряка, що переробляється заводом, необхідно проводити відповідне коректування трьохкристалізаційної схеми:
- при переробці буряка з одержаним сиропів з випарної установки доброякісністю 91–92% частину першого відтоку утфеля I направляють на уварювання утфеля III кристалізації;
- при отриманні сиропу з доброякісністю 90% переходять на роботу по двох кристалізаційній схемі.
При надходженні на уварювання повинні виконуватися наступні якісні вимоги до продуктів:
сироп в суміші з клеровкою повинен містити не менше 65% масової частки сухих речовин,
бути прозорим і мати рН 7,8–8,2;
вміст солей Са 0,12–0,5% СаО до маси сиропу,
кольоровість не більше 40 ум. од.
Ефект кристалізації утфелю I повинен складати 12-13 од., утфелю II – 5-7 од., утфелю III – 10-12 од.
Технологічні параметри процесу кристалізації
I продукт II продукт III продукт
Розрідження в апараті, МПа 0,085 0,08–0,09 0,08–0,09
Температура кипіння, ˚C 72–78 65–76 60–72
Надлишковий тиск
гріючого пару, МПа 0,07–0,1 0,07–0,1 0,07–0,1
При уварюванні утфелів відбувається:
збільшення кольоровості в результаті розкладання інвертованих речовин, в основному, меланоїдинів. В кінці уварювання кольоровість утфелю III збільшується у декілька разів, а утфеля I і II – в 1,5–2 рази.
зниження рН, через розкладання інвертованих цукрів утворюються органічні кислоти, сприяючі підвищенню інверсії.
3.10 Сушка, охолодження і зберігання цукру
Метою сушки є видалення поверхневої вологи і забезпечення тривалого зберігання кристалічного цукру. На сушку прямує цукор з температурою 60˚C після центрифугування і вологістю 0,8–1,2%.
На підприємстві використовують два способи зберігання: тарний в мішках 50 кг – вологість до 0,14% і температура до 25˚C і безтарний – в сховищах місткістю 10000–20000 т вологістю не більше 0,04% і температурою до 22˚C.
Після центрифуг цукор-пісок вологістю 0,8–1,8% подають віброконвеєром до елеватора. Вологий цукор піднімається елеватором і потрапляє в сушильну частину установки, де висушується гарячим повітрям (105˚C). Сушка проводиться в прямотку, що дозволяє не перевищувати критичну температуру розкладання сахарози (85˚C).
Охолодження цукру здійснюється в протитечії, температура цукру знижується до 20˚C.
Висушений і охолоджений цукор-пісок подається на машину розсівання, де відділяються конгломерати і дрібні фракції. Для безтарного зберігання формуються фракції з коефіцієнтом однорідності до 10%. Після розсівання цукор прямує в бункери, що знаходяться в пакувальному відділенні, з яких затарюється в мішки, зважується, зашивається і стрічковим транспортером прямує в склад.
При безтарному зберіганні цукор подається в дозріватель для видалення внутрішньої вологи з об'єму кристалів за рахунок дифузії приблизно на 10 діб, після чого цукор прямує в сховище.
3.11 Отримання вапняного молока і сатураційного газу
З складу зберігання вапняк конвеєром подають на сортування. Відсортований вапняк конвеєром подають в бункер-накопичувач палива. Паливо подають через дозатор. Вапняк разом з ковшем скіпового підйомника зважують на вагах.
Після дозування порції шихти ківш по направляючих піднімається до верху печі. При перекиданні його шихта висипається в завантажувальну воронку. Герметичність завантажувальної воронки забезпечує клапан.
Одержаний в результаті обпалювання вапняку сатураційний газ з балки відсмоктування газу потрапляє в суху пастку, а потім на газопромивку для остаточного очищення і охолоджування водою. Потім через краплевловлювач газ надходить в компресор, який подає його на завод. Для підтримки розрідження в газопромивнику і краплевловлювачі видалення води в них здійснюється через гідрозатвор.
Обпалене вапно по направляючому жолобу поступає в вапногаситель, куди із збірника подають воду. Одержане вапняне молоко поступає на вібросито, де відділяються частинки розміром більше 1,2 мм, потім в мішалку, гідроциклони – для відділення частинок від 1,2 до 0,3 мм – і в мішалку вапняного молока. З мішалки насосом подають на дефекацію.
3.12 Розрахунок виходу цукру та витрати вапняного молока
Розрахунки проводитимемо на 1000 кг перероблюваної сировини. На переробку в найбільшій кількості поступають буряки гібриду Білоцерківський ЧС 57 з такими характеристиками: урожайність 488 ц/га, цукристість 18,1%.
Аналіз коренеплодів при прийманні на завод на УЛС-1 показав цукристість сировини 18,3%.
Розрахунки виходу цукру проводимо за такою формулою:
| Вц= | М·(Ц- Вм-Вд) | ·Кп | 100-Рв | ·КВс, |
| 100 | 100 |
де: Вц – вихід цукру;
Ц – цукристість буряка, %;
М – маса перероблюваного буряка (1000 кг);
Вм – втрати сахарозі при мийці (0,2-0,4%);
Вд – втрати сахарози на дифузії (0,13-0,50%);
Кп – коефіцієнт переходу сахарози в розчин (0,95-0,98);
Рв – розкладання сахарози при випаровуванні (0,04-0,1%);
КВс – коефіцієнт виходу цукру з сиропу в процесі уварювання, кристалізації, центрифугування (0,95-0,97).
Проведемо розрахунок виходу цукру при умові що втрати під час переробки будуть максимальними:
| Вц= | 1000·(18,3-0,4-0,5) | ·0,95· | 100-0,1 | ·0,95=156,88 (кг) |
| 100 | 100 |
При наявних в сировині 183 кг сахарози на заводі ми отримуємо 156,88 кг готового продукту, тобто ефективність виробництва складає 86 %, що відповідає нормам.