На нашем интернет портале море информации по пищевой
и перерабатывающей промышленности, АПК и пищевой тематике
» » Сгущение сока до сиропа

Сгущение сока до сиропа

Обычно из 100 кг перерабатываемой свеклы на сахарном заводе получается около 125 кг очищенного сока с содержанием примерно 15,0—16% сухих веществ (СВ) и чистотой (Ч) 91—92%, т. е. с содержанием сахара около 14—15%.

Рис. 1 . Выпарные аппараты: а —системы Роберта; б — циркуляционно-прямоточный системы ВНИИСПа.

Рис. 1 . Выпарные аппараты:

а —системы Роберта; б — циркуляционно-прямоточный системы ВНИИСПа.

Чтобы из очищенного сока получить кристаллический сахар, его сгущают до такой концентрации, при которой получается пересыщенный сахаром раствор. Для получения пересыщенного раствора приходится удалять из сока много воды (105—120% к массе свеклы). Эту операцию осуществляют в два приема: сначала воду выпаривают на многоступенчатых выпарных аппаратах, при этом сок сгущается до сиропа с концентрацией сухих веществ около 65%, в котором сахар еще не кристаллизуется. Только после дополнительной очистки и фильтрации сироп уваривают в вакуум-аппаратах до концентрации сухих веществ 92,5—93,5%, и он превращается в утфель, т. е. в смесь кристаллов сахара с межкристальной жидкостью.         

Выпарные аппараты. В настоящее время на сахарных заводах для получения сиропа применяют выпарные аппараты (рис. 1-22), или выпарки, обогреваемые паром, который направляется в закрытую трубчатую паровую камеру. Тепло пара, имеющего более высокую температуру, чем обогреваемый сок, передается соку через поверхность нагрева. При этом греющий пар, отдавая скрытую теплоту парообразования, конденсируется в виде горячего конденсата и отводится из паровой камеры, а сок, получая теплоту пара, кипит, и вода из него удаляется в виде сокового пара, т. е. происходит как бы обмен скрытой теплоты парообразования. Скрытая теплота парообразования греющего и сокового пара примерно одинакова. Поэтому 1 кг греющего пара выпаривает из сока приблизительно 1 кг воды (при условии, что сок предварительно нагрет до температуры кипения).

Одним из самых старинных и до настоящего времени распространенных выпарных аппаратов является вертикальный выпарной аппарат системы Роберта. Он представляет собой вертикальный цилиндрический стальной котел 1 (рис. 1,а).

В нижней части аппарата находится паровая камера 2, в которую направляется греющий пар. Она состоит из двух трубных решеток 3, в отверстия их ввальцованы латунные или стальные трубки 4. Одна из трубчатых решеток расположена лишь немного выше дна аппарата, а другая на 1,5 м выше первой. Греющий пар подается в замкнутое пространство между трубными решетками, отдает свое тепло соку через поверхность трубок, конденсируется и отводится из нижней части паровой камеры. Из верхней части паровой камеры отводятся неконденсирующиеся газы.

В середине аппарата имеется более широкая, циркуляционная, труба 5 (250—500 мм), также вделанная в трубные решетки. Сок, кипящий в узких трубках, выбрасывается из них вверх вместе с пузырьками образовавшегося пара. Пузырьки лопаются, сок, свободный от пара, двигается по циркуляционной трубе вниз и снова попадает в нижнюю часть кипятильных трубок.

В качестве типового в настоящее время применяется циркуляционно-прямоточный выпарной аппарат ВНИИСПа (рис. 1,б). Он сходен с выпарным аппаратом Роберта, но имеет более длинные трубки (1) —около 3 м. Кроме того, в верхней части циркуляционной трубы имеется конический патрубок 2, который направляет циркулирующий сок в сливную воронку 3, выводящую сок из аппарата. Таким образом, аппарат делается прямоточным, т. е. большая часть сока, поступающего в него, лишь один раз проходит по кипятильным трубам. Свободный промежуток между направляющим коническим патрубком и сливной воронкой позволяет соку, не успевшему уйти в следующий корпус, циркулировать по трубе обычным порядком.

Преимуществом аппарата является циркуляция в нем сока меньшей концентрации, так как большая часть сгущенного сока уводится прямоточно. Уменьшение концентрации сока приводит к повышению коэффициента теплоотдачи. Этот аппарат имеет улучшенный каплеуловитель. Выпарные аппараты всех систем работают непрерывным методом.

Выпарка с многократным использованием пара. Сущность применяемого на современных заводах экономичного способа получения из очищенного сока сиропа заключается в том, что этот процесс производится в нескольких соединенных между собой выпарных аппаратах, а не в одном аппарате, где 1 кг пара может выпарить примерно 1 кг воды. Сгущаемый сок поступает сначала в первый аппарат, затем переходит во второй, в третий и т. д. Из последнего аппарата он выходит в виде сиропа. Свежий греющий пар поступает только в первый выпарной аппарат (корпус). Второй аппарат обогревается соковым паром первого аппарата, третий — соковым паром второго аппарата и т. д. Для многократного использования пара на выпарке необходимо, чтобы температура кипения сока понижалась от первого аппарата к последнему, только в этом случае соковый пар каждого предыдущего аппарата может служить греющим паром для последующего корпуса выпарки.

Понижение температуры кипения сока от первого выпарного аппарата к последнему обеспечивается поддержанием повышенного давления в первом аппарате и пониженного — в последнем аппарате. В промежуточных корпусах выпарки устанавливается давление, понижающееся от первых корпусов к последним. Из последнего корпуса соковый пар направляют в конденсатор, где он конденсируется холодной водой, а неконденсирующиеся газы (воздух, углекислота, аммиак) выкачивают воздушным насосом, создающим разрежение.

Соковый пар, отводимый из какого- либо корпуса выпарки на сторону (для нагревания сока в подогревателях, для варки утфелей в вакуум-аппаратах и т. д.), называется экстрапаром. Отбор экстрапара производится с целью замены сравнительно дорогого прямого пара из паровых котлов дешевым вторичным соковым паром. На выпарке получается большое количество горячей конденсационной воды, которую также используют для питания паровых котлов, промывки фильтрационного осадка и для других производственных нужд завода.

Процессы, происходящие при сгущении сока. Во время выпаривания воды из сока в нем происходит ряд химических изменений: изменение щелочности сока, выпадение осадков, разложение сахара и нарастание цветности. В количественном отношении на чистоту продукта они мало влияют.

Для уваривания в вакуум-аппаратах желательно иметь сироп постоянной концентрации, без осадков и по возможности обесцвеченный. Концентрацию сиропа доводят до 65% сухих веществ, затем к нему добавляют 0,1 — 0,15% кизельгура (по массе свеклы), сульфитируют до рН 7,5, нагревают и фильтруют.

  • Похожие материалы