Мельница сахарного тростника - Sugarcane mill

Не путать с Сахарный завод.
Инкерманский сахарный завод в Австралии

А сахарный тростник завод по переработке сахарный тростник производить сырой или белый сахар.

Этот термин также используется для обозначения оборудования, которое измельчает палочки сахарного тростника для извлечения сока.[1]

Обработка

Дом фабрики тростникового сахара

Есть несколько этапов производства сахара-сырца из тростника:

  1. Прием и разгрузка тростника (прием тростника на заводе и выгрузка из транспортных средств)
  2. Подготовка тростника (резка и измельчение тростника для подготовки его к отжиму сока)
  3. Экстракция сока (обычно используются две технологии: измельчение или диффузия)
  4. Осветление сока (удаление взвешенных частиц из сока, обычно грязи, воска, волокон)
  5. Выпаривание сока (для концентрирования сока до густого сиропа около 65 °Брикс )
  6. Осветление сиропа (удаление из сиропа взвешенных твердых частиц, обычно коллоидного размера грязи, воска, волокон и т. Д.)
  7. Кристаллизация
  8. Центрифугирование (отделение кристаллов сахара от маточного раствора на центробежных машинах)
  9. Сушка сахара
  10. Упаковка и доставка

На этих этапах обработки будет производиться коричневый сахар или сахар-сырец. Измельченный белый сахар, также известный как белый сахар с плантаций, может быть произведен путем введения некоторой формы процесса удаления цвета (часто сульфитации) между этапами осветления сока и стадиями выпаривания сока, упомянутыми выше.[2] Произведенный сахар-сырец часто изысканный для производства белого сахара. Этот рафинирование сахара может производиться либо на отдельном заводе, либо на вспомогательном заводе, примыкающем к сахарному заводу-сырцу.

Экстракция сока

Пресс для старого дерева сахарного тростника Гояс, Бразилия
Пресс для сахарного тростника в Плантация Джаррелла
Японский пресс для древесного сахарного тростника XIX века в Tokunoshima

Есть два процесса получения сока из тростника:[3][4]

  • Фрезерование и
  • Распространение.

Фрезерование

Экстракция сока путем измельчения - это процесс отжима сока из тростника при помощи установленных мельниц с использованием высокого давления между тяжелыми железными роликами. Эти станы могут иметь от 3 до 6 валков; Каждый набор мельниц называется станом-тандемом или станом-тандемом. Для повышения эффективности извлечения при помоле на каждой мельнице добавляется пропитывающая вода. Горячая вода поливается на тростник непосредственно перед тем, как он поступает на последнюю мельницу в линии измельчения, и возвращается обратно, чтобы достичь первой мельницы. Сок, отжатый из этого тростника, имеет низкую концентрацию сахара и перекачивается в предыдущую мельницу и выливается на тростник непосредственно перед тем, как он попадет на валки, сок из этой мельницы таким же образом перекачивается обратно в мельницу. Смешанный сок (т. Е. Сок тростника, смешанный с водой, введенной на последней мельнице) отбирается из первой и второй мельниц и отправляется на дальнейшую переработку. Фрезерные линии обычно включают четыре, пять или шесть мельниц в тандеме. Чтобы улучшить производительность измельчения до того, как тростник попадет на первую мельницу, обычно используются ножи и измельчители.

Распространение

Диффузия сахарного тростника - это процесс извлечения сахарозы из тростника с использованием впитывания, но без отжима мельницами. Измельченный тростник вводится в диффузор со стороны подачи. На измельченный тростник обливается горячей водой непосредственно перед выходным концом диффузора. Горячая вода просачивается через слой тростника и удаляет сахарозу из тростника. Затем этот разбавленный сок собирается в отсеке под слоем тростника и перекачивается в точку, расположенную немного ближе к входному концу диффузора, и этому разбавленному соку позволяют просочиться через слой тростника. На этом этапе концентрация сахарозы в тростнике выше, чем концентрация сахарозы в только что упомянутом разбавленном соке, и поэтому сахароза диффундирует из тростника в сок, теперь этот немного более богатый сок перекачивается обратно в диффузор, и процесс повторяется. обычно от 12 до 15 раз (по сравнению с 4-6 раз для процесса фрезерования)

Осветление сока

Сок сахарного тростника имеет pH примерно от 4,0 до 4,5, что является довольно кислым. Гидроксид кальция, также известный как известковое молоко или известковая вода, добавляется в сок тростника, чтобы довести его pH до 7. Известь помогает предотвратить разложение сахарозы на глюкозу и фруктозу. Известковый сок затем нагревают до температуры выше точки кипения. Затем перегретому известковому соку дают возможность вспыхнуть до температуры насыщения: в этом процессе осаждаются примеси, которые задерживаются в кристаллах карбоната кальция.[5] Затем промелькнувший сок переносится в резервуар для осветления, который позволяет взвешенным твердым частицам осесть. В супернатант, известный как прозрачный сок, откачивается из осветлителя и отправляется в испарители.

Выпаривание сока

Осветленный сок концентрируется в многоэтапный испаритель для приготовления сиропа, содержащего около 50 процентов сахарозы по весу.

Кристаллизация и центрифугирование

Этот сироп дополнительно концентрируют под вакуумом в вакуумной варочной емкости.[а] пока не станет перенасыщенный тонкоизмельченные кристаллы сахара, суспендированные в спирте, вводятся в вакуумный поддон в виде затравочных кристаллов, вокруг которых осаждается сахароза, и эти кристаллы затем увеличиваются в размерах, пока не будут готовы к выгрузке (обычно около 1 миллиметра (0,039 дюйма))

Возможны несколько схем кипячения, наиболее часто применяемая схема - трехкипящая. Этот метод кипячения сахарного щелока состоит из трех этапов, называемых A-, B- и C-.

Сахар периодического действия центрифуга отделяет кристаллы сахара от маточного раствора. Эти центрифуги имеют производительность до 2200 кг (4900 фунтов) за цикл. Сахар из центрифуг сушат и охлаждают, а затем хранят в бункере или сразу упаковывают в мешки для отправки.

Маточный раствор с первой стадии кристаллизации (A-продукт) снова кристаллизуют в вакуумных чашах и затем пропускают через центрифуги для сахара непрерывного действия. Маточный раствор снова кристаллизуют в вакуумных чашах. Из-за низкой чистоты одной испарительной кристаллизации недостаточно для выхлопа патока, и так называемые утфель (По-французски «вареная масса») пропускают через охлаждающие кристаллизаторы до температуры прибл. Достигнута 45 ° C (113 ° F). Затем утфель повторно нагревается, чтобы снизить его вязкость, а затем продувается в центрифугах производства C. Сток из центрифуг С называется патокой.

Отделенный сахар из центрифуг для продуктов B и C повторно плавят, фильтруют и добавляют к сиропу, поступающему из испарителя.

Сахарная центрифуга непрерывного действия для регенерации продуктов

Бэк-энд НПЗ

Некоторые заводы по производству тростникового сахара имеют так называемые внутренние нефтеперерабатывающие заводы. На внутренних нефтеперерабатывающих заводах сахар-сырец, произведенный на заводе, превращается в рафинированный сахар более высокой чистоты для местного потребления, экспорта или компаний по розливу. Отходы используются для производства тепла на сахарных заводах.

Энергия на сахарном заводе

Оставшиеся волокнистые твердые тела, называемые жмых, сжигаются на топливо в паровых котлах комбината. Эти котлы производят пар высокого давления, который проходит через турбину для выработки электроэнергии (когенерация ). Отработанный пар из турбины проходит через многоэффектную испарительную станцию ​​и используется для нагрева вакуумных поддонов на стадии кристаллизации, а также для других целей нагрева на сахарном заводе.

Жмых делает сахарный завод более чем самоокупаемым в энергии; излишки жмыха идут на корм для животных, в производство бумаги или для производства электроэнергии для продажи.

Заводская автоматизация

Как и во многих других отраслях автоматизация производства в последние десятилетия активно продвигалась на сахарных заводах. Производственный процесс обычно контролируется центральной системой управления технологическим процессом, которая напрямую контролирует большинство машин и компонентов. Только для некоторых специальных машин, таких как центрифуги в децентрализованной сахарной фабрике. ПЛК используются в целях безопасности.[6]

История

Мельница сахарного тростника и варочный аппарат (1871 г.)

Сахарные мельницы впервые появились в средневековый исламский мир.[7] Первыми ими руководили водяные мельницы, а потом ветряные мельницы с 9-го и 10-го веков в том, что сегодня Афганистан, Пакистан и Иран.[8]

в Индийский субконтинент сахарные заводы получили широкое распространение в XIII и XIV веках, что значительно увеличило производство сахара. В тяга применялся для помола сахара, с доказательствами его использования на Дели в 1540 году, но, возможно, датируемый несколькими веками ранее, и в основном использовался на севере Индийского субконтинента. Сахар прокатные станы также впервые появились на Индийском субконтиненте, используя принцип роликов, а также червячная передача, к 17 веку.[9]

Смотрите также

Примечания и ссылки

  1. ^ вакуумные кастрюли могут быть как периодического, так и непрерывного типа.
  1. ^ Хуберт Шивек, Маргарет Кларк, Гюнтер Поллах (2007). «Сахар». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Вайнхайм: Wiley-VCH. Дои:10.1002 / 14356007.a25_345.pub2.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  2. ^ Стейндл, Родерик (2005), Хогарт, DM (редактор), «Осветление сиропа для выращивания белого сахара с плантаций для соответствия новым стандартам качества». (PDF), Материалы XXV Конгресса Международного общества технологов сахарного тростника, Гватемала, город Гватемала, стр. 106–116.
  3. ^ Рейн 1995.
  4. ^ Келли и Портер 1978.
  5. ^ Оутс 2008, п. 347.
  6. ^ статья о центробежном управлении, получено 23 апреля 2011 г.
  7. ^ Адам Роберт Лукас (2005 г.), «Промышленное фрезерование в древнем и средневековом мире: обзор свидетельств промышленной революции в средневековой Европе», Технологии и культура 46 (1): 1-30 [10-1 & 27]
  8. ^ Адам Лукас (2006), Ветер, вода, работа: древние и средневековые технологии фрезерования, п. 65, Brill Publishers, ISBN  9004146490
  9. ^ Ирфан Хабиб (2011), Экономическая история средневековой Индии, 1200-1500 гг., стр. 53, Pearson Education

внешняя ссылка