ІНТЕНСИФІКАЦІЯ
ВИРОБНИЦТВА
ЦУКРУ



Використання допоміжних речовин
нового покоління

Запобігання утворенню піни, гасіння на всіх ділянках технологічного процесу на цукрових заводах, зниження в'язкості цукрових розчинів у кристалізаційних відділеннях і застосування затравних суспензій при уварюванні утфелів є важливими напрямами в інтенсифікації виробництва цукру. Використання вказаних допоміжних речовин і препаратів дозволяє цукровим заводам різного технічного рівня реально підвищити виробничі показники при відносно невеликих матеріальних витратах.
цукрових буряках. Вміст його в дифузійному соку дорівнює 0,1-0,3%. Режим роботи при екстрагуванні мало впливає на перехід сапоніну в дифузійний сік. Останній дуже піниться, особливо, якщо його виготовили в дифузійних апаратах ротаційного типу, де відбувається інтенсивна аерація. Утворення піни уповільнює процес екстрагування сахарози, тому рекомендується постійне додавання піногасника в стружку на стрічковому транспортері або в дифузійний апарат. Інтенсифікація процесу екстракції цукру зумовлена збільшенням активної поверхні бурякової стружки після гасіння піни, а також підтриманням зниженого рівня пінення сокостружкової суміші. Попередня дефекація. В апаратах попередньої дефекації підвищене піноутворення може бути зумовлене такими причинами:
1) переробка цукрових буряків погіршеної якості;
2) очищення соку, одержаного з буряків, вирощених у посушливих умовах;
3) переробка технічно незрілих цукрових буряків з високим вмістом сапоніну;
4) аерація соку за рахунок дуже інтенсивного механічного перемішування;
5) потрапляння повітря в насоси через нещільності або при коливаннях рівня напівпродуктів у збірниках;
6) висока частота обертання пристроїв для перемішування;
7) життєдіяльність мікроорганізмів тощо. Сатурація. Ступінь піноутворення залежить від умов перебігу процесу і якості цукрових буряків. Причини підвищеного пінення можуть бути такими:
1) порушення оптимального техноло-гічного режиму (підвищена лужність і рН соку);
2) переробка цукрових буряків погірше-ної якості;
3) очищення соку, одержаного із буряків, вирощених у посушливих умовах;
4) низька температура на основній де-фекації;
5) перегрівання соку основної дефекації до температури вище 90°С;
6) низький вміст СО2 в сатураційному газі;
7) підвищений тиск сатураційного газу, що подається в апарат;
8) занадто високий рівень соку в апараті та ін.
Кристалізація. Сироп і відтоки на почат-ку уварювання піняться в результаті інтенсивного утворення бульбашокпари. Інші можливі чинники:
1) підвищена інтенсивність кипіння;
2) велика підкачка перегрітого сиропу чи відтоку;

Для практичного вирішення перелі-чених завдань чимало цукрових заво-дів використовують допоміжні речовини нового покоління: універсальний піногасник "ЕСТЕРС", препарат длязниження в'язкості цукрових розчинів "ЕСТЕРІН А 01" і затравна суспен-зія "ЕСТЕР К 01".

Причини утворення піни в
цукровому виробництві.
Коротко розглянемо основні причини
утворення піни в цукровому виробництві.
Сокодобування. Одним із основних піноутворювачів в дифузійному процесі є сапонін. В дифузійний сік переходить близько 20-40% сапоніну, що міститься в


3) підвищений вміст у сиропі сапоніну або продуктів гідролізу мезги;

4) коливання розрідження в системі через незадовільну роботу насосів чи конденсатора;

5) приховане кипіння, особливо при пониженій чистоті утфелів, коли бульбашки пари спочатку не утворюються, а потім відбувається різке скипання маси в вакуум-апараті;

6) перевищення дози соди чи тринат-рійфосфату під час очищення соку тощо.

Пінення утфелів інколи спостері-гається в мішалках-кристалізаторах, а також під час перекачування і зберігання меляси. Об'єм продукту при цьому значно збільшується, адже в ньому містяться дрібні бульбашки газів (CO2, NO2, NH3). Утворення газів може бути пов'язане з такими проце-сами:
  • життєдіяльність мікроорганізмів;
  • хімічні реакції (наприклад, реакція Майяра).
Різке наростання кольоровості, зміна забарвлення утфелю може слугувати підтвердженням того, що гази утворились в результаті останньої реакції.

При низькому ефекті очищення соку сапонін може спричинити пінення сиропу, відтоків, утфелів та меляси. Використання піни із резервуарів меляси з високим вмістом сапоніну при відгодівлі худоби може призвести до її захворювання.

Пінення розчинів цукру також часто пов'язане зі вмістом у товарній продукції незначної кількості сапоніну. При цьому у промислових споживачів цукру виникають труднощі при виробництві безалкогольних напоїв, кондитерських виробів тощо. З метою вирішення багатьох із перелічених проблем створено піногасник "ЕСТЕР С", який призначено для використання при сокодобуванні, очищенні дифузій-ного соку, випарюванні очищеного со-ку та одержанні утфелів. Препарат забезпечує високий ефект піногасіння 90-97%, має флокуляційні властивості. Застосування піногасника сприяє під-вищенню продуктивності заводу на 15-20%, зниженню втрат цукру до 0,15% від маси буряків, підвищенню швидкості відстоювання осаду в соках тощо. Оптимальна витрата піногасни-ка не перевищує 0,002% від маси буряків. Високий вміст конгломератів у цукрі-піску створює багато проблем у роботі кристалізаційних відділень. Цукор з конгломератами має нижчу насипну щільність порівняно з одини-чними кристалами. На практиці зустрі-чаються два основні типи конгломе-ратів: зірко подібні та здвоєні кри-стали. Вони легко ламаються, утворю-ючи значну кількість цукрового пилу.

Конгломерати містять набагато більше золи порівняно з цукром без них. Переважна кількість золи міститься в захоплених крапельках маточного розчину та у внутрішніх кутах з'єднаних кристалів. Шведські дослідники встановили, що при середній зольності цукру 0,015% в конгломератах вміст золи становив від 0,027 до 0,111%. Доведено також, що існує взаємозв'язок між вмістом золи і води в цукрі. Тобто висока зольність цукру зі значним вмістом конгломератів означає і його високу вологість. Кольоровість конгломератів кристалів і дрібних кристалів завжди вища, ніж в однорідних кристалів цукру-піску (таблиця).

Ключовими моментами для забезпе-чення рівномірного гранулометричного складу цукру-піску і зменшення вмісту конгломератів є якісний затравний матеріал та зведення до мінімуму утворення вторинних центрів кристалізації протягом усього циклу уварювання утфелів.

Порівняно з кристалізацією цукру в утфелях низької чистоти конгломерація
відіграє більш суттєву роль при уварюванні утфелів білого цукру і цукру-рафінаду. Згідно з існуючими поглядами конгломерація зумовлена не лише випадковими зіткненнями двох кристалів цукру або змінами поверхневого натягу розчину, а й притягненням кристалів один до одного осмотичними силами, які найбільше проявляються у чистих розчинах (з незначним вмістом нецукрів).

Досвід вітчизняних і зарубіжних цукрових заводів свідчить, що вміст конгломератів у цукрі-піску можна зменшити на 40-50% за рахунок застосування якісної затравної пасти з високою рівномірністю кристалів, поверхнево-активних речовин та механічних циркуляторів у вакуум-апаратах.

З метою підвищення ефективності роботи кристалізаційних відділень і якості готової продукції слід запобігати
потраплянню в кристали твердих домішок і речовин колоїдної природи (полiцукриди, декстран, сапоніни тощо) за рахунок таких заходів:
  • для заведення центрів кристалізації використовувати пасти або суспензії;
  • застосовувати поверхневоактивні речовини не лише для інтенсифікації процесу, а також для зменшення кількості шкідливих включень до кристалів, які погіршують якість товарного цукру.

Враховуючи вищесказане, і були ство-рені новий високоефективний препа-рат для зниження в'язкості "ЕСТЕРІН А01" та затравна суспензія "ЕСТЕР К01".

Препарат для зниження в'язкості "ЕСТЕРІН А 01" призначено для інтен-сифікації процесів уварювання і цен-трифугування утфелів у цукровому ви-робництві. За своєю природою він є неіоногенною поверхнево-активною речовиною. Його застосування у відді-ленні кристалізації зменшує пінення утфелів, їх в'язкість, сприяє підвищен-ню швидкості кристалізації сахаро-зи (скорочується час уварювання), покра-щенню гранулометричного скла-ду і якості товарної продукції (це значною мірою запобігає утворенню конгло-мератів кристалів). Витрата препарату дорівнює 4-6 г/т утфеля I ступеню кристалізації (в залежності від чистоти продуктів) і 6-8 г/тутфеля II (остан-нього) ступеня.

Затравна суспензія "ЕСТЕР К 01" – це суспензія кристалів сахарози з високим коефіцієнтом однорідності (понад 95%). Її застосування дозволяє одержувати білий цукор з рівномірними
кристалами, підвищити вихід і якість цукру, суттєво скоротити час уварю-вання утфелів та витрати пари, підвищити продуктивність кристаліза-ційного відділення цукрового заводу. Витрата суспензії становить 1,0-1,5 мл на 10 тутфеля I ступеню кристалізації та 2-3 мл на 10 т утфеля II і III ступенів.

О.М. Анісімова, інженер-технолог,
НВП "Електрогазохім",
К.Д. Скорик, канд. тех. наук,
Інститут післядипломної освіти НУХТ.

За матеріалами V міжнародної конференції "Передові технології бурякоцукрового виробництва".