¿Cuál es el flujo de proceso de una fábrica de azúcar?

El proceso tecnológico de la fábrica de azúcar es: materias primas → extracción de jugo → clarificación → evaporación → ebullición y cristalización del azúcar → separación de miel → secado → cribado → envasado → almacenamiento.

1. Extracción del jugo

Existen tres métodos para extraer el jugo de la caña de azúcar en los ingenios azucareros de mi país, a saber, el método de prensado, el método de exudación y el método de molienda y prensado. Estos tres métodos destruyen primero las células de los tejidos que contienen azúcar de la caña de azúcar. Luego, el jugo de azúcar se extrae mediante múltiples prensados, pulverización en varias etapas o exprimido. Por lo tanto, el equipo y las condiciones del proceso utilizados por varios métodos son diferentes.

El prensado para extraer jugo es un método probado y de larga data. El principal equipo utilizado es una prensa de tres rodillos. Cortar la caña de azúcar antes de triturarla se llama pretratamiento de la caña de azúcar. Los ingenios azucareros grandes y medianos de mi país suelen estar equipados con dos o tres cortadores de caña de azúcar, o cortadores y trituradoras de caña de azúcar. En la actualidad, sólo unos pocos ingenios azucareros en China utilizan máquinas desgarradoras para prensar la caña de azúcar, pero es más común en el extranjero.

El método de exudación se introduce básicamente a partir del método o proceso de la remolacha azucarera. La práctica ha demostrado que las ventajas del método de exudación de la caña de azúcar no son sólo el bajo costo, el bajo consumo de energía, la operación segura, el mantenimiento y la gestión sencillos, sino también la alta tasa de recuperación del azúcar. Por lo tanto, es inevitable que la extracción del jugo de caña de azúcar avance hacia el método de exudación.

Clarificación

El propósito es mejorar la pureza del jugo de azúcar eliminando el azúcar, reducir su viscosidad y valor de color y proporcionar almíbar crudo de alta calidad para hervir el azúcar y cristalizar. . El método de clarificación tradicional utilizado por las fábricas de azúcar es simplemente agregar cal como clarificador al jugo azucarado para precipitar parte del jugo sin azúcar, sedimentar y filtrar para obtener un jugo claro, que finalmente se envía a la estación de evaporación para su cocción y concentración. en almíbar.

Hay tres procesos principales en la clarificación: calentar el jugo de caña de azúcar, agregar clarificador y separar los sedimentos. Los principales factores que afectan la clarificación son el valor del pH del jugo de caña, la temperatura de calentamiento y el tiempo de clarificación. Sólo controlando estos factores se puede retener el contenido de sacarosa tanto como sea posible y eliminar el contenido sin azúcar tanto como sea posible, y se puede completar la tarea de clarificación.

Los métodos de producción de azúcar de las fábricas de azúcar generalmente se denominan según el método de clarificación, el cual se denomina según el principal agente clarificante utilizado. Actualmente existen tres métodos de producción o clarificación de azúcar utilizados en países de todo el mundo, a saber, el método de la cal, el método del ácido sulfuroso y el método del ácido carbónico. Dentro de cada categoría, se divide en diferentes métodos basados ​​en diferentes pasos y métodos de procesamiento. Los más habituales son los siguientes: 1. Método de la cal. Se divide en método de adición de cenizas en frío, método de adición de cenizas en caliente y método de adición de cenizas por etapas. 2. Método del sulfito. Estos incluyen el método del sulfito ácido, el método del sulfito alcalino, el método del sulfito neutro, el método del sulfito fosfórico, el método del sulfito de jugo intermedio, etc. En tercer lugar, la carbonización. Se puede dividir en carbonatación simple, carbonatación secundaria, carbonatación múltiple y carbonatación intermedia en jugo.

De los tres métodos de clarificación anteriores, básicamente se requieren lechada de cal y tratamiento térmico, pero la cantidad de cal añadida y el calentamiento deben controlarse de acuerdo con los requisitos del valor de pH. Además, para producir azúcar refinada en el extranjero se utilizan principalmente métodos relativamente nuevos, como los métodos de intercambio iónico. Otros como la electrodiálisis, la ultrafiltración, la exclusión de iones, etc. también se desarrollan continuamente.

El método de la cal sólo puede producir azúcar moreno de color más oscuro, mientras que el método del sulfito puede producir azúcar blanco para consumo directo. Aunque el azúcar blanco producido por el método del ácido sulfuroso tiene peor blancura y rendimiento de azúcar que el método del ácido carbónico, el método del ácido sulfuroso tiene las ventajas de un flujo de proceso corto, menos equipo y menos consumo de clarificador, y todavía se usa en grandes cantidades. cañas de azúcar medianas y pequeñas en mi país. Es muy utilizada en las fábricas de azúcar. En el extranjero, en los últimos diez años, con el aumento del consumo de azúcar refinada, muchas fábricas de azúcar que utilizan el método del ácido sulfuroso han pasado al método de la cal para reconstituir y refinar el azúcar moreno producido. Sin embargo, en la mayoría de los países en desarrollo, el método del sulfito todavía ocupa una posición importante. El proceso de clarificar el jugo de caña de azúcar con cal y dióxido de carbono se llama carbonatación. El método de carbonatación elimina más sustancias no azucaradas que el método de sulfato y la tasa de recuperación general es mayor. El azúcar terminado tiene mayor pureza y menor valor de color, y puede almacenarse durante mucho tiempo sin decolorarse. Sin embargo, el método del ácido carbónico también tiene algunas desventajas, como procesos tecnológicos complejos y más equipos mecánicos; además consume una gran cantidad de cal y dióxido de carbono, por lo que el costo de producción es alto; Especialmente en zonas donde las fábricas de azúcar están alejadas de las zonas de producción de piedra caliza, la promoción de métodos de carbonatación está sujeta a ciertas restricciones.

Evaporación

Se debe utilizar la evaporación multiefecto para concentrar el jugo de azúcar antes de hervir el azúcar. Cuando el jugo de azúcar se evapora, los no azúcares como la sacarosa y el azúcar reductor sufrirán una serie de cambios químicos bajo la influencia de la temperatura, el valor del pH y la concentración. Por ejemplo: conversión y coquización de sacarosa, reducción de la descomposición del azúcar, formación de incrustaciones, etc.

, es necesario estudiar las leyes de estos cambios químicos para poder controlarlos mejor.

En términos generales, la sección de evaporación debe cumplir con los requisitos del proceso de elaboración del azúcar y la utilización del calor. Primero, asegúrese de la consistencia del almíbar. En segundo lugar, reducir la pérdida de azúcar. En tercer lugar, ralentizar la formación de incrustaciones. Cuarto, mejorar la utilización de la energía térmica y reducir la pérdida de energía térmica.

Cocción

El jarabe de azúcar moreno que sale del tanque de evaporación final se somete a una fumigación secundaria con azufre, desaturación y filtración para lograr un blanqueo y una mayor clarificación. El jarabe que se ha sometido a un tratamiento secundario de fumigación con azufre se denomina jarabe transparente y generalmente todavía contiene entre un 35 y un 45 % de humedad. Es necesario concentrarlo más y cocinarlo hasta que precipiten los cristales de sacarosa y el crecimiento del cristal cumpla con los requisitos. Esta operación se llama ebullición (o cristalización) del azúcar. La mezcla de cristales de sacarosa hervidos y una solución de azúcar (licor madre) se llama pasta de azúcar. La pasta de azúcar se descarga del tanque de azúcar y entra al cristalizador. Luego de un proceso de enfriamiento gradual, se ayuda a que los cristales sigan creciendo y la sacarosa precipite de manera más completa, lo que se llama cristalizador. La pasta de azúcar asistida por cristalización se envía a una centrífuga para separar las partículas de cristal del licor madre, lo que se denomina separación de miel. El uso de aire caliente u otros métodos para eliminar la humedad del azúcar y cumplir con los requisitos se denomina secado. El azúcar en polvo se clasifica por tamaño mediante un colador, lo que se denomina tamizado. El azúcar calificado después del filtrado se puede envasar en productos terminados, y la melaza separada se puede utilizar como materia prima para el siguiente nivel de pasta de azúcar, llamada miel residual, que es un subproducto después de hervir continuamente al nivel anterior.

Una serie de procesos como la ebullición del azúcar, la ayuda a la cristalización, la separación de la miel, el secado, el cribado y el envasado constituyen la última sección de la producción azucarera, es decir, la sección de cocción. La calidad de este taller tiene un gran impacto en la calidad del producto y la tasa de recuperación de azúcar.

La ebullición del azúcar y la cristalización asistida son ambos procesos de cristalización de la sacarosa. La cristalización asistida es una continuación del proceso de cristalización. Al final de la cocción, especialmente al final de la cocción, el contenido de cristales de la pasta de azúcar ha alcanzado un cierto nivel, y la concentración de las aguas madre es alta y la pureza es baja. Por tanto, la pasta de azúcar es muy viscosa y cristaliza muy lentamente. Las ollas comunes para hervir azúcar ya no pueden completar con éxito la tarea de cristalización. La masa cocida debe trasladarse a un cristalizador para ayudar a que los cristales crezcan absorbiendo la mayor cantidad de azúcar posible del licor madre para completar la tarea de cristalización.

Principio de cristalización asistida: mantener o aumentar la sobresaturación de las aguas madres bajando la temperatura, permitiendo que los cristales tengan tiempo suficiente para contactar con las aguas madres.

Separación de la miel

La separación de la miel utiliza la fuerza centrífuga generada por la rápida rotación de la centrífuga para expulsar la melaza, mientras que los cristales de sacarosa permanecen en la cesta del tamiz debido a la obstrucción de el tamiz.

Secado

El azúcar blanco que sale de la centrífuga todavía contiene entre 0,5 y 2,0 de humedad y es necesario secarlo y enfriarlo antes de envasarlo y almacenarlo, de lo contrario, se deslicará y se aglomerará. y se deterioran, y el azúcar no durará mucho.

El contenido de humedad del azúcar afectará los cambios de calidad del azúcar durante el almacenamiento. Los microorganismos no pueden reproducirse en soluciones de azúcar altamente concentradas. Por lo tanto, la proporción entre el contenido no de sacarosa (rotación no óptica) y el agua en la película de melaza residual en la superficie de las partículas de azúcar jugará un papel decisivo en el cambio de calidad del azúcar. En otras palabras, la alta presión osmótica de la película líquida de melaza inhibirá el crecimiento de microorganismos. En términos generales, la proporción entre el contenido de agua y el contenido sin sacarosa se denomina "factor de seguridad" (FS).

Actualmente, las fábricas de azúcar utilizan habitualmente el lavado con vapor para separar los azúcares impuros. De esta manera, la temperatura del azúcar blanco descargado de la centrífuga es de aproximadamente 80°C y el contenido de humedad es de aproximadamente 0,5. Cuando el azúcar blanco se enfría desde 80 °C hasta la temperatura ambiente, utiliza el calor que libera para vaporizar el agua libre contenida en el azúcar, alcanzando así el estándar de contenido de humedad requerido para el azúcar blanco y eliminando la necesidad de equipos de calentamiento de aire. y equipo soplador.

Si se utiliza lavado y sin vapor para separar la miel, la temperatura del azúcar blanco es baja (50-60 ℃) y el contenido de humedad es alto (aproximadamente 2 en las condiciones de clima húmedo). Al sur, el azúcar debe secarse con aire caliente; de ​​lo contrario, es difícil garantizar la calidad del producto. La diferencia de temperatura entre el aire frío y el azúcar caliente se utiliza para el enfriamiento natural, de modo que el agua del azúcar húmedo se evapora hasta que la temperatura y la humedad del azúcar alcanzan el equilibrio con el aire circundante. Este método se llama secado natural. El método de precalentar el aire y utilizar aire caliente como medio de secado para secar y eliminar trazas de humedad en el azúcar se denomina secado con aire caliente. Muchas fábricas de azúcar utilizan el método de secado natural con buenos resultados. La desventaja es que el tiempo de secado es largo y la separación centrífuga de la miel debe lavarse con vapor para aumentar la temperatura del azúcar y reducir el contenido de humedad del azúcar; de lo contrario, la eficiencia del secado se verá afectada.

Algunas fábricas de azúcar todavía utilizan el método de secado con aire caliente porque el tiempo de secado es corto, la duración del secador se puede acortar y el contenido de humedad del azúcar blanco terminado es fácil de controlar.

Actualmente existen tres tipos de máquinas de secado y enfriamiento comúnmente utilizadas en el extranjero: tipo de rejilla giratoria (también conocida como tipo tambor), máquina de secado y enfriamiento vertical y máquina de secado y enfriamiento de lecho fluidizado.

7. Solución de problemas

El azúcar que sale del secador contiene una gran cantidad de grumos y azúcar en polvo, con partículas de diferentes tamaños. Para garantizar la calidad del producto, se requiere un proceso de selección y clasificación. Al mismo tiempo, el azúcar se puede enfriar completamente durante el proceso de selección para facilitar el envasado y el almacenamiento.

La máquina cribadora comúnmente utilizada en las fábricas de azúcar es una máquina cribadora vibratoria mecánica, con cribas de diferentes especificaciones instaladas en la superficie de la máquina. Los métodos de instalación de la pantalla varían de una fábrica a otra. Generalmente, los orificios del tamiz en la parte delantera son más pequeños y aumentan gradualmente de tamaño en la parte posterior. Los terrones de azúcar que son demasiado pequeños y tamizados se conocen comúnmente como cabezas y colas de azúcar en la fábrica. Deben disolverse y no pueden convertirse en productos terminados.

En el extranjero se han mejorado las cribas mecánicas por vibración. El balancín elástico ya no es una barra de madera, sino un resorte en espiral, y lo último es un poste de goma. Esto no solo tiene una estructura simple, es fácil de instalar y mantener, sino que también puede reducir la altura del equipo. Además de las cribas vibratorias mecánicas, en el extranjero también se utilizan cribas vibratorias electromagnéticas y cribadoras rotativas.

8. Envasado

El azúcar tamizada se descarga de la tolva de almacenamiento de azúcar en bolsas de azúcar y se envasa. En la actualidad, el azúcar blanco producido por las fábricas de azúcar de caña de mi país se envasa en bolsas de plástico tejidas. El azúcar blanco grueso, mediano y fino se envasa por separado, cada bolsa pesa 50 kilogramos. En las grandes fábricas de azúcar, el envasado se ha mecanizado y automatizado, es decir, se instala una pesadora automática de palanca debajo de la tolva de almacenamiento de azúcar. Cuando la bolsa de azúcar supera los 50 kilogramos, el llenado de azúcar se detendrá automáticamente y luego la bolsa de azúcar se enviará a la báscula automática para que una cinta transportadora corrija el peso, y luego se coserá con una máquina de coser automática mecánica y luego se transportará. al almacén para su almacenamiento mediante la cinta transportadora.

9. Almacenamiento; Reserva

El almacenamiento del azúcar tiene ciertos requisitos de proceso, de lo contrario, un almacenamiento inadecuado provocará delicuescencia, aglomeración, rancidez o decoloración, lo que afectará la calidad del producto.

La razón principal por la que el azúcar se aglomera durante el almacenamiento es que el contenido de humedad del azúcar es demasiado alto (superior a 65438±0), lo que a menudo se debe a un control anormal de la temperatura y la humedad en el secado, el envasado y los almacenes. . Durante el proceso de secado, el espesor de la capa de azúcar no se controló adecuadamente, lo que resultó en un contenido de humedad desigual del azúcar, lo que provocaría una aglomeración local del azúcar después del envasado y almacenamiento. El azúcar se envasa y almacena antes de que se enfríe por completo. Después del almacenamiento, la diferencia de temperatura entre el azúcar y el almacén es grande, lo que hace que el azúcar absorba la humedad del aire y provoque aglomeración. Además, si los paquetes de azúcar se apilan demasiado y la presión es alta, también se formarán grumos. La causa del enranciamiento se debe a la presencia de agua y a la acción de microorganismos. El azúcar moreno se debe a que el azúcar blanqueado ha sido reducido por ácido sulfuroso. Después de un almacenamiento prolongado, el azúcar se decolorará y se volverá amarillo debido a la oxidación del aire. Para evitar que el azúcar se deteriore durante el almacenamiento, deben existir ciertos requisitos para la selección de las direcciones de los almacenes de azúcar y la construcción de los mismos, y debe existir un sistema de gestión del almacenamiento.