Удосконалення операційної діяльності на прикладі ВАТ Острозький цукровий завод

Процес  отримання дифузійного соку має  ряд природніх обмежень. Відбір соку складає 115-130%, тобто зі 100 кг стружки добувають 115-130 кг соку. При більшому відборі збільшуються витрати води на знецукрення стружки і збільшуються витрати палива та електроенергії на випарювання зайвої води при згущенні соку.

В активній частині дифузійної установки підтримують  температуру 70-75⁰С. Оскільки при t>75⁰С відбувається набухання пектинових речовин, і знижується щільність стружки, а при t<70⁰С інтенсивно розвиваються мікроорганізми, що призводять до псування стружки.

Очищення дифузійного соку

 В процесі дифузії зі 100 кг цукрового буряка отримують 115-130 кг дифузійного соку, який містить 16-17% сухих речовин, з них 14-15% складає сахароза, а 1-2% не цукристі  речовини.

Дифузійний  сік майже чорного кольору, дуже піниться, має кислу реакцію (рН 6,0-6,5, містить кліткову тканину, розчинні нецукри , що заважають кристалізації  сахарози й збільшують її втрату з  меласою.

Все це робить неможливим отримувати з нього цукор  шляхом безпосереднього випарювання  води і кристалізації сахарози й  вимагає очищення соку. Взагалі очищення відбувається в декілька стадій:

1. дефекація – обробка соку вапном;
2. перша сатурація – обробка соку диоксидом вуглецю для видалення залишків вапна; фільтрування
3. друга сатурація;
4. фільтрування
5. сульфітація – обробка соку сірчаним газом.

1. Дефекація. При дефекації відбувається нейтралізація фосфорної, щавелевої, лимонної, винної та інших кислот й їх осадження у вигляді нерозчинних солей кальцію.

При дефекації  створюються оптимальні умови для  утворення щільного осаду, що добре  фільтрується. Сік оброблюють вапняним молоком з розрахунку загальної  витрати вапна в перерахунку  на СаО 2,5% до загальної маси буряка. Температура процесу дефекації  має становити 88-90⁰С протягом 10 хвилин.

Дефекація проводиться в дефекаторі, що представляє  собою циліндричну посудину з  конічним дном. Усередині дефекатора є вал з лопатною мішалкою і 4 контр  лопаті, що визивають енергійне перемішання  сока з вапняним молоком. Дифузійний сік і вапняне молоко поступають в нижню частину дефекатора, перемішуються  й через верхній патрубок направляються  на наступну стадію.

2. Перша сатурація. Одразу після дефекації сік разом з осадом потрапляють в сатуратор, де через нього продувають сатураційний газ, що містить 30-36% СО₂. В соку, що надходить на першу сатурацію, близько 10% вапна знаходиться в розчині, а 90% - у вигляді осаду. При продування СО₂

майже все  вапно випадає в осад у вигляді  вуглекислого кальцію (СаСО₂). Чим більше утворюється СаСО₂ і чим менше його часточки, тим повніше відбувається очищення соку. Кінцева лужність соку першої сатурації складає 0,08-0,1% СаО, що відповідає рН=11.

Перша сатурація  відбувається в протитічному  сатураторі – циліндричній посудині з конічним дном та розширеною верхньою частиною, для того, щоб сік не пінився. Дефекований  сік подається зверху, а насичення  газо відбувається при подачі його знизу. Чим більша швидкість сатурації, тим менше часточки осаду і  вище їх адсорбційна здатність. Сатурацію  проводять при температурі 80-85⁰С протягом 10 хвилин.

Відсатурований  сік відводиться з нижньої  частини сатуратора через контрольний  переливний бак, який ділиться на два  потоки – один повертається на дефекацію, а другий – на фільтрування.

3. Друга сатурація. На другу сатурацію потрапляє добре відфільтрований сік першої сатурації для подальшого видалення вапна та солей кальцію, присутність яких погіршує процеси варіння соку, призводить до утворення накипу на стінках випарних апаратів, збільшує втрату цукру.

Для розкладення  СаСО₂ і утворення СаСО₃ II сатурацію ведуть при температурі кипіння соку 101-102⁰С протягом 10 хвилин.

Апарати II сатурації практично не мають  розширення верхньої частини, оскільки помітного спізнення не відбувається.

4. Фільтрування соку. Сік у процесі очищення фільтрують декілька разів: після I та II сатурації, а також фільтрують сироп після згущення соку у вакуум-апаратах.

Фільтрування  соків після I та II сатурації проводять  для видалення часточок, що не випали в осад. Сік I сатурації має вміст  твердих часточок близько 5%, сік II сатурації  – 0,-0,5%.

Рушійною  силою фільтрування э різниця  тисків по обидві сторони фільтрувальної перегородки. При цьому на одній  стороні перегородки повинен бути надлишковий тиск або вакуум, а на іншій – атмосферне. Максимальним надлишковим тиском для сатурації є тиск у 0,3-0,4 МПа.

5. Сульфітація соку. Останньою стадією очищення дифузійного соку є сульфітація, тобто обробка соку диоксидом сірки. Ціль сульфітації – знебарвлення соку, а також його знезараження.

Сульфітація соку проводиться в орошальних сульфітаторах. Коефіцієнт використання диоксиду сірки  складає 98%, оптимальне значення рН сульфітаційного  соку – 8,5-8,8.

Не дивлячись  на достатньо складний комплекс дій  по очищенню дифузійного соку , виходить відділити лише 35-40% нецукрів соку. Інші 60-65% переходять в меласу, знижуючи вихід  цукру.

Згущення соку до сиропу.

Отриманий очищений сік містить 15-16% сухих речовин, з яких 14-15% складає сахароза. Щоб виділити сахарозу необхідно згустити сік і отримати перенасичений цукром розчин. Цю операцію проводять у два етапи: спочатку сік згущують до вмісту сухих речовин 65%, при якому сахароза не кристалізується. Після повторного очищення сік повторно концентрують (випарюють) до вмісту сухих речовин 92,5-93,5%. Всього при згущенні з очищеного соку  видаляють 110-115% води до маси буряка. Розділення процесу згущення на два етапи – згущення соку випарюванням та варіння утфеля – викликано тім, що на першому етапі процес ведуть із застосуванням багатокорпусних апаратів, що дозволяє знизити питомі витрати палива майже в 2,5 рази.

Після згущення сиропу до вмісту сухих речовин 65% проводять  його очищення. Очищений сироп направляють  у вакуум-апарати для отримання  й варіння утфеля.

Уварювання сиропу та відтіків до утфелів, отримання кристалічного  цукру.

Очищений  сироп, що містить 65% сухих речовин, потрапляє на подальше уварювання. Продукт, який отримали після уварювання сиропу, називають утфелем і містить близько 7,5% води і близько 55% цукру, що кристалізувався.

Згущення  сиропу в вакуум-апаратах починають  при залишковому тиску 0,02 МПа  при низькій температурі кипіння 67-70⁰С, щоб попередити карамелізацію сахарози. По мірі згущення сиропу до 80-82% сухих речовин температура його кипіння підвищується до 73-75⁰С.

Своєчасна заводка кристалів і своєчасне  зупинення їх утворення має важливе  значення. Тому, як тільки в утфелі з’являється  достатня кількість центрів кристалізації, заводку зупиняють. Подальше нарощування (збільшення розмірів) кристалів ведуть при залишковому тиску 0,02 МПа  при температурі 75⁰С.

Коли  кристали сахарози досягнуть необхідної величини, утфель доводять до максимально  можливої концентрації сухих речовин 92,5%, при цьому його температура  не повинна перевищувати 75⁰С.

Пакування

Згідно  ГОСТ 21-94 пакування цукру відбувається механізованим способом.

Цукор-пісок  фасують в паперові або поліетиленові  пакети масою нетто 0,5 та 1,0 кг. Допустимі відхилення  від середньоарифметичного значення маси нетто пакетів з цукром не повинні перевищувати ±2,0%.

Цукор-пісок  фасують в пакетики з художнім оформленням масою нетто 5-20 г, які виготовлено з комбінованого матеріалу (папір з поліетиленовим покриттям) за діючою нормативною документацією або з імпортного паперу, рівнозначному за показниками якості і дозволеним до застосування органами охорони здоров’я.

Допустимі відхилення від середньоарифметичного  значення маси нетто не повинно перевищувати ±3,0%.

Поліетиленові пакети повинні бути виготовленні з  поліетиленової плівки, що дозволена  до застосування органами охорони здоров’я, за ГОСТ 10354, паперові – з двох шарів  паперу: внутрішнього та зовнішнього. Для внутрішнього шару застосовують папір марки Д та Е-П для упакування продуктів на автоматах за ГОСТ 7247, папір для обгортання марки В та Д за ГОСТ 8273, етикетний папір марки А за ГОСТ 7625 або інші рівнозначні за показниками якості марки паперу, що дозволені до застосування органами охорони здоров’я. Маса паперу площею 1 м² повинна бути не менше 70 г.

Також цукор-пісок  пакують масою нетто 50 кг:

• в нові тканні мішки за ГОСТ 8516 і рівнозначні за показниками якості мішки, що дозволені до застосування органами охорони здоров’я, що забезпечують зберігання продукції;
• в сухі чисті тканні мішки, що повертаються, першої та другої категорії;
• в тканні мішки з вкладишами – поліетиленовими товщиною не більше 0,100 мм, розміром 109 см х 59 см за ГОСТ 19360.

Допускається  використовувати мішки третьої  категорії та імпортні мішки, що не мають сторонніх запахів і  дозволені до застосування органами охорони здоров’я. Цукор не повинен  просипатися крізь тканину мішків.

Цукор-пісок  також пакують масою нетто 1,0 т  в м’які спеціалізовані контейнери типу МКР-1,0С за діючою нормативною  документацією, з поліетиленовими  вкладишами з плівки за ГОСТ 10354 марки 108-06 харчова.

На кожен  мішок з цукром повинен бути прикріплений ярлик з відходів білої або  світлої тканини суворого льняного полотна, синтетичного нетканого матеріалу  на основі лавсану, розміром 9 см х 5 см. Ярлик накладається на горловину мішка й прошивають одночасно з мішком.

Зберігання

Згідно  ГОСТ 26907-86 тривалому зберіганню підлягає цукор-пісок та цукор-рафінад, упаковані  в тару або без пакування. Строки зберігання цукру

в упаковці встановлюють для цукру-піску:

- на складах, що отоплюються – до 8 років,

- на складах, що не отоплюються – від 1,5 до 4 років, залежно від кліматичних умов та виду тари.

Строки  зберігання цукру в упаковці встановлюють для цукру-рафінаду: на складах, що отоплюються – до 8 років, на складах, що не отоплюються – до 5 років. Температура цукру, що тривало зберігається, не повинна перевищувати 25⁰С.

 

 

1.3 СИРОВИНА БАЗА

На Острозькому  цукровому заводі основною сировиною для виробництва цукру-піску є цукрові буряки.

Для успішного культивування цукрових буряків необхідний клімат, що забезпечить  достатню кількість світла, тепла, вологи. Без морозний вегетаційний період повинен продовжуватися 150-180 днів. Сума температур повітря за цей період повинна в середньому скласти 1500 ^оС, а кількість опадів – 450-600 мл. Бажано, щоб опади були з половини червня і продовжувалися помірно до початку серпня. Осінь, бажано, щоб була суха і тепла.

Буряки– це сільськогосподарська культура (дворічна), характеризується тим, що вміст цукру в ній порівняно невисокий. Даний фактор вказує на високий процент використання продукції, тобто на виробництво 1 т цукру необхідно 8-9 т цукросировини – буряків.

Під час транспортування і вантажно–розвантажувальних робіт якість сировини помітно погіршується, а отже погіршуються якісні показники  буряка.

Цукрові буряки – продукти, що швидко псуються, і тому необхідно слідкувати за графіком копання і вивезення  сировини з полів, тому що сировина підв’ялена, підморожена уже не дає бажаного результату. Так як буряки швидко псуються, втрачаючи свої якісні показники, це помітно відбивається на техніко–економічних показниках виробництва і обумовлює одну із важливих особливостей цукрової промисловості – сезонність виробництва.

Від кількості і якості цукросировини  в значній мірі залежить виробництво цукру і його економічна ефективність.

При зберіганні буряків важливим і  вирішальним значенням є те, щоб  буряки були в здоровому стані  і мали власний “імунітет”. Ніщо не допоможе проти розвитку мікроорганізмів, якщо самі буряки втратять здатність  боротьби з ними. Отже, необхідно берегти буряки від ушкоджень, уражень та іншого механічного впливу, тому що в пом’ятих  місцях частина клітин відмирає і там розвиваються мікроорганізми, що сприяють загниванню буряків і внаслідок цього вони стають непридатними до переробки.

Отже, біологічні і мікробіологічні  фактори потребують дотримання наступних  необхідних умов при зберіганні цукрових буряків:

– температура при зберіганні буряків  повинна бути низькою, що затримує розвиток мікроорганізмів, але не нижче 0⁰ С, щоб буряки не підморожувалися;

–  корінь буряка повинен бути здоровим і неослабленим;

– постійне сортування буряків запобігає  від попадання  недоброякісних буряків в якісні кагати.

Коли погода стоїть тепла, необхідно  приймати заходи по охолодженню буряків. Активне механічне вентилювання високих кагатів особливо необхідне для регулювання температури. Без додаткового вентилювання температура в кагатах підвищується і втрати цукру в буряках збільшуються.