5.6. Кристаллизация утфеля последней ступени

в мешалках-кристаллизаторах

5.6.1. Принципиальная технологическая схема

Кристаллизацию осуществляют в непрерывном режиме, в утфелемешалках, соединенных последовательно в кристаллизационную установку.

Для обеспечения работы утфелемешалок в режиме вытеснения рекомендуется батарею кристаллизаторов соединять, чередуя по верху и низу. При этом необходимо учесть, что утфель в последнюю мешалку должен поступать сверху.

Для исключения загрязнения поверхности теплообмена со стороны охлаждающей воды установку мешалок-кристаллизаторов дооборудуют теплообменником с использованием аммиачной воды в оборотной системе охлаждения. По этой схеме воду из сборника насосом через теплообменник (охладитель) подают на напорный сборник, установленный на высоте 7 - 8 м от оси утфелемешалок, откуда она самотеком поступает в охлаждающие элементы предпоследней мешалки. Нагревшаяся вода из второй мешалки поступает в сборник перед насосом.

Система обвязки утфелемешалок водяными трубопроводами должна предусматривать возможность отключения любой мешалки в случае выхода из строя поверхности теплообмена.

В последней утфелемешалке утфель подогревают аммиачной водой.

Для раскачки утфеля в мешалках в удобном для обслуживания месте устанавливают сборник емкостью 0,8 - 1,0 куб. м. Сборник оборудуют термометром, паровым барботером, трубопроводами подвода аммиачной воды, мелассы и пара.

5.6.2. Технологические параметры процесса

    1. Температура утфеля, выходящего из последнего

охлаждаемого кристаллизатора, °C                                35 - 40

    2. Температура утфеля перед центрифугированием, °C          40 - 45

    3. Длительность охлаждения утфеля, ч                        не менее 36

    4. Температура выходящей охлаждающей воды на

12 - 14 °C ниже температуры утфеля во второй мешалке

    5. Уровень утфеля в мешалках-кристаллизаторах

на 150 - 200 мм ниже верхнего положения перемешивающего

устройства

5.6.3. Особенности ведения процесса

1. Определяют доброкачественность уваренного утфеля и сопоставляют ее с допустимой (табл. 5.1) в зависимости от доброкачественности нормальной мелассы и допустимого содержания кристаллов в утфеле. Содержание кристаллов для различных конструкций мешалок колеблется в пределах 40 - 44%.

Если доброкачественность утфеля выше допустимой, то после уваривания в вакуум-аппарат для раскачки набирают мелассу с водой, нагретую до 90 °C. Воду берут из расчета разбавления мелассы до массовой доли сухих веществ 78 - 80%.

Количество воды для разбавления мелассы можно определить по формуле:

                             (СВ  - СВ ) x 100

                                и     р

                         В = -----------------,

                                    СВ

                                      р

    где:

    В - количество воды, % к массе исходной мелассы;

    СВ  - массовая доля сухих веществ исходной мелассы;

      и

    СВ  - массовая доля сухих веществ разбавленной мелассы.

      р

    Количество мелассы, добавляемой к утфелю, находят по формуле:

                           СВ  x (Дб  - Дб ) x 100

                             у      у     д

                       М = -----------------------,

                              СВ  x (Дб  - Дб )

                                м      у     м

    где:

    М - количество мелассы, % к массе утфеля;

    СВ    и  Дб   -  массовая  доля  сухих  веществ  и  доброкачественность

      у        у

уваренного утфеля, %;

    СВ   и Дб  - массовая доля сухих веществ и доброкачественность мелассы,

      м      м

%;

    Дб  - допустимая доброкачественность утфеля, %.

      д

Количество вводимой мелассы, куб. м (гкл), с массовой долей сухих веществ 78 - 80% на 10 т утфеля можно также определить по табл. 5.2.

    Примечание:  Дб   -  Дб   -  разность  между  фактической  и допустимой

                   у       д

доброкачественностями утфеля;

    Дб  - Дб  - разность между доброкачественностями утфеля и мелассы.

      у     м

После этого содержимое вакуум-аппарата выпускают в мешалки-кристаллизаторы.

2. В случае, если фактическая доброкачественность утфеля не превышает допустимую, определенную по табл. 5.1, утфель уваривают в вакуум-аппарате до массовой доли сухих веществ 94 - 95% с последующей раскачкой водой в вакуум-аппарате и во второй (третьей) утфелемешалке.

Массовую долю сухих веществ в утфеле в зависимости от его температуры в конце кристаллизации и допустимого содержания кристаллов устанавливают по табл. 5.3.

    Количество  воды, куб. м (гкл), необходимое для доведения массовой доли

сухих  веществ  уваренного  утфеля  (СВ )  до нормального, на 10 т утфеля к

                                       у

концу кристаллизации находят по табл. 5.4.

Примерно половину расчетного количества воды направляют в вакуум-аппарат, а вторую половину - на раскачку утфеля во второй или третьей мешалках после достижения утфелем температуры 60 - 65 °C. Температура воды должна быть на 5 °C выше температуры утфеля.

Для устранения растекания воды по поверхности утфеля в утфелемешалке двумя перегородками (высотой от верхней кромки до вала) выделяют отсек длиной 1 - 1,5 м, в который направляют всю воду для раскачки.

3. Когда утфель в мешалке охладится до температуры, близкой к оптимальной, его готовят к центрифугированию, подогревая на 6 - 8 °C. Определяют массовую долю сухих веществ в межкристальном растворе, температуру утфеля в конце кристаллизации и вносят соответствующую поправку в режим кристаллизации предыдущих мешалок.

Соответствие температуры центрифугирования и количества сухих веществ в межкристальном растворе при использовании быстроходных центрифуг устанавливают согласно данным, приведенным в табл. 5.5.

При наличии вискозиметров значение массовой доли сухих веществ устанавливают в зависимости от вязкости. Нормальное значение их соответствует вязкости 4,4 Па x с (44 пз) для работы на обычных центрифугах и 7,1 Па x с (71 пз) для быстроходных.

Массовую долю сухих веществ межкристального раствора утфеля последней кристаллизации перед центрифугированием необходимо поддерживать максимально высокой с учетом мощности отделения центрифугирования и типа центрифуг. Если СВ выше нормы, это может вызвать затруднения при центрифугировании утфеля. Если ниже - приведет к повышенному содержанию сахара в мелассе.

Разность доброкачественностей межкристального раствора при спуске и после кристаллизации охлаждением должна составлять не менее 3 - 5 ед. (в зависимости от доброкачественности утфеля и степени его уваривания).

Темп охлаждения утфеля должен сочетаться со скоростью кристаллизации, что позволит исключить выделение в утфеле вторичных кристаллов - "муки".

Температуру утфеля, выходящего из последнего охлаждаемого кристаллизатора, регулируют увеличением или уменьшением количества охлаждающей воды. Количество подаваемой воды изменяют постепенно, чтобы избежать резкого охлаждения утфеля.

4. Для поддержания постоянного температурного режима охлаждения утфеля в процессе непрерывной кристаллизации необходимо устранить причины, которые могут его нарушить (спуск подряд утфелей из двух аппаратов, форсирование работы центрифуг при достаточной их мощности).

5. При недостаточной мощности кристаллизационных установок необходимо в течение всего процесса поддерживать максимально высокий процент кристаллов, что позволяет ускорить массовый рост кристаллов и получить при сокращенной длительности процесса соответствующий эффект кристаллизации. Допускается работа с промежуточным центрифугированием утфеля последней кристаллизации.