Mlýn na cukrovou třtinu - Sugarcane mill

Nesmí být zaměňována s Cukrovar.
Inkermanský cukrovar v Austrálii

A mlýn na cukrovou třtinu je továrna, která zpracovává cukrová třtina k výrobě drsný nebo bílá cukr.

Tento termín se také používá k označení zařízení, které drtí tyčinky cukrové třtiny, aby se šťáva extrahovala.[1]

zpracovává se

Mlýnský dům cukrovaru na třtinový cukr

Existuje několik kroků při výrobě surového cukru z třtiny:

  1. Příjem a vykládka cukrové třtiny (přijměte třtinu v továrně a vyložte ji z přepravních vozidel)
  2. Příprava třtiny (řezání a drcení třtiny pro přípravu šťávy)
  3. Extrakce šťávy (běžně se používají dvě technologie; mletí nebo difúze)
  4. Čištění šťávy (odstraňte ze šťávy nerozpuštěné pevné látky, obvykle bahno, vosky, vlákna)
  5. Odpařování šťávy (zahuštění šťávy na hustý sirup o teplotě asi 65 ° CBrix )
  6. Čištění sirupu (odstraňte ze sirupu nerozpuštěné pevné látky, obvykle koloidní velikost bahna, vosky, vlákna atd.)
  7. Krystalizace
  8. Odstředění (Oddělení krystalů cukru z matečného louhu pomocí odstředivých strojů)
  9. Sušení cukru
  10. Balení a dodání

Tyto kroky zpracování vytvoří hnědý nebo surový cukr. Mlýnský bílý cukr, známý také jako bílý cukr na plantáži, lze vyrábět zavedením určité formy procesu odstraňování barvy (často sulfitace) mezi čištěním šťávy a fázemi odpařování šťávy uvedenými výše.[2] Surový cukr se často vyrábí rafinovaný k výrobě bílého cukru. Tuto rafinaci cukru lze provádět buď ve zcela samostatné továrně, nebo v koncové rafinérii, která je připojena k továrně na surový cukr.

Extrakce šťávy

Stiskněte staré dřevěné cukrové třtiny Goiás, Brazílie
Lis na cukrovou třtinu na Plantáž Jarrell
Japonský lis z cukrové třtiny z 19. století Tokunošima

Existují dva způsoby extrakce šťávy z třtiny:[3][4]

  • Frézování a
  • Difúze.

Frézování

Extrakce šťávy mletím je proces vytlačování šťávy z cukrové třtiny pod nastavenými mlýny pomocí vysokého tlaku mezi válečky těžkého železa. Tyto mlýny mohou mít od 3 do 6 válců; každá sada mlýnů se nazývá tandemový mlýn nebo mlýnský vlak. Pro zlepšení účinnosti extrakce mletí se do každého mlýnu přidává nasákavá voda. Horká voda se nalije na třtinu těsně předtím, než vstoupí do posledního mlýna v mlecí stanici, a recirkuluje se až do prvního mlýna. Šťáva vytlačená z této třtiny má nízkou koncentraci cukru a je čerpána do předchozího mlýna a nalita na třtinu těsně předtím, než vstoupí do válců, šťáva z tohoto mlýna je stejným způsobem čerpána zpět do mlecího vlaku. Smíšená šťáva (tj. Třtinová šťáva smíchaná s vodou přiváděnou do posledního mlýna) se odebírá z prvního a druhého mlýnu a odesílá se k dalšímu zpracování. Frézovací vlaky mají obvykle v tandemu čtyři, pět nebo šest mlýnů. Ke zlepšení výkonu extrakce mletí dříve, než se třtina dostane do prvního mlýna, se obvykle používá zařízení na přípravu nože a drtiče.

Difúze

Difúze cukrové třtiny je proces extrakce sacharózy z cukrové třtiny za použití vstřebávání, ale bez lisování v mlýnech. Nastrouhaná třtina se zavádí do difuzoru na přívodním konci, těsně před vypouštěcím koncem difuzoru se na strouhanou třtinu nalije horká voda. Horká voda prosakuje vrstvou třtiny a odstraňuje z ní cukr. Tato zředěná šťáva se poté shromažďuje v oddělení pod louhou z třtiny a čerpá se do bodu o něco blíže k plnicímu konci difuzoru a tato zředěná šťáva se nechá prosakovat loukou z třtiny. V tomto okamžiku je koncentrace sacharózy v cukrové třtině vyšší než koncentrace sacharózy v právě zmíněné zředěné šťávě, takže sacharóza difunduje z cukrové třtiny do šťávy, tato nyní o něco bohatší šťáva se čerpá zpět do difuzoru a postup se opakuje , obvykle 12 až 15krát (ve srovnání se čtyřmi až šesti časy u procesu frézování)

Vyčištění šťávy

Šťáva z cukrové třtiny má a pH asi 4,0 až 4,5, což je docela kyselé. Hydroxid vápenatý, také známý jako vápenné mléko nebo limetková voda, se přidává do třtinové šťávy, aby se upravilo její pH na 7. Vápno pomáhá zabránit rozpadu sacharózy na glukózu a fruktózu. Vápenatá šťáva se poté zahřeje na teplotu nad bodem varu. Přehřátá vápnitá šťáva se poté nechá ohřát na teplotu nasycení: tento proces vysráží nečistoty, které se zadržují v krystalech uhličitanu vápenatého.[5] Vyčištěná šťáva se poté přenese do vyčiřovací nádrže, která umožňuje usazování nerozpuštěných látek. The supernatant, známý jako čirý džus, je odčerpán z čističe a odeslán do výparníků.

Odšťavňování šťávy

Vyčištěná šťáva se koncentruje v a víceúčelový výparník za vzniku sirupu obsahujícího asi 50 procent hmotnostních sacharózy.

Krystalizace a odstředění

Tento sirup se dále koncentruje ve vakuu ve vakuové varné pánvi[A] dokud se to nestane přesycený, jemně mleté ​​krystaly cukru suspendované v alkoholu se zavádějí do vakuové pánve jako očkovací krystaly, kolem kterých se ukládá sacharóza, a tyto krystaly pak rostou, dokud nejsou připraveny k vypuštění (typicky asi 1 milimetr (0,039 palce))

Je možná řada varných schémat, nejběžněji používaným schématem varu je schéma tří varů. Tato metoda vaří cukrové výluhy ve třech stupních, které se nazývají A-, B- a C-.

Dárkový cukr odstředivka odděluje krystaly cukru od matečného louhu. Tyto odstředivky mají kapacitu až 2200 kilogramů na cyklus. Cukr z odstředivek se suší a ochladí a poté se skladuje v sila nebo se přímo balí do přepravních vaků.

Matečný louh z prvního kroku krystalizace (produkt A) se znovu krystalizuje ve vakuových pánvích a poté se vede kontinuálními odstředivkami na cukr. Matečný louh se znovu krystalizuje ve vakuových pánvích. Vzhledem k nízké čistotě nestačí samotná evapokrystalizace k vyčerpání melasa, a tak tzv massecuite (Francouzsky „vařená hmota“) prochází chladicími krystalizátory, dokud teplota nepřesáhne cca. Bylo dosaženo 45 ° C (113 ° F). Poté se massecuit znovu zahřeje, aby se snížila jeho viskozita, a poté se propláchne v odstředivkách produkovaných C. Odtok z C-odstředivek se nazývá melasa.

Odstředěný cukr z odstředivek B-produktu a C-produktu se znovu roztaví, filtruje a přidá se k sirupu vycházejícímu z odpařovací stanice.

Kontinuální odstředivka na cukr pro regenerační produkty

Back-end rafinerie

Některé mlýny na třtinový cukr mají takzvané back-end rafinerie. V back-end rafinériích se surový cukr vyráběný ve mlýně přeměňuje na rafinovaný cukr s vyšší čistotou pro místní spotřebu, export nebo stáčení společností. Odpad se používá na výrobu tepla v cukrovarech.

Energie v cukrovaru

Zbývající vláknité pevné látky, tzv bagasa, se spalují na palivo v parních kotlích mlýna. Tyto kotle produkují vysokotlakou páru, která prochází turbínou za účelem výroby elektrické energie (kogenerace ). Odpadní pára z turbíny prochází odpařovací stanicí s více efekty a používá se k ohřevu vakuových pánví ve fázi krystalizace, jakož i k jiným účelům ohřevu v cukrovaru.

Bagasse dělá cukrovar více než energeticky soběstačný; přebytek bagasy jde do krmiv pro zvířata, do výroby papíru nebo k výrobě elektřiny k prodeji.

Tovární automatizace

Stejně jako v mnoha jiných průmyslových odvětvích tovární automatizace byl v posledních desetiletích silně propagován v cukrovarech. Výrobní proces je obecně řízen centrálním systémem řízení procesu, který přímo ovládá většinu strojů a komponent. Pouze u určitých speciálních strojů, jako jsou například centrifugy v cukrovaru decentralizované PLC jsou používány z bezpečnostních důvodů.[6]

Dějiny

Mlýn na cukrovou třtinu a varné přístroje (1871)

Cukrovary se poprvé objevily v středověký islámský svět.[7] Nejprve je řídili vodní mlýny, a pak větrné mlýny z 9. a 10. století v tom, co je dnes Afghánistán, Pákistán a Írán.[8]

V Indický subkontinent se cukrovary začaly rozšířeně používat ve 13. a 14. století, což značně zvýšilo produkci cukru. The táhlo byl aplikován na mletí cukru, s důkazy o jeho použití na Dillí v roce 1540, ale pravděpodobně se datuje o několik století dříve, a používal se hlavně na severním indickém subkontinentu. Cukr válcovny také poprvé objevil na indickém subkontinentu, s využitím principu válečků stejně jako šnekové převody, do 17. století.[9]

Viz také

Poznámky a odkazy

  1. ^ vakuové pánve mohou být buď dávkového zpracování, nebo kontinuálního typu
  1. ^ Hubert Schiweck, Margaret Clarke, Günter Pollach (2007). "Cukr". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002 / 14356007.a25_345.pub2.CS1 maint: používá parametr autoři (odkaz)
  2. ^ Steindl, Roderick (2005), Hogarth, DM (ed.), „Vyčištění sirupu pro bílý cukr na plantáži, aby splňovalo nové standardy kvality.“ (PDF), Sborník XXV. Kongresu Mezinárodní společnosti technologů cukrové třtiny, Guatemala, Guatemala City, str. 106–116
  3. ^ Rein 1995.
  4. ^ Kelly & Porter 1978.
  5. ^ Oates 2008, str. 347.
  6. ^ článek o odstředivých kontrolách, získaný 23. dubna 2011
  7. ^ Adam Robert Lucas (2005), „Průmyslové frézování ve starověkém a středověkém světě: Průzkum důkazů průmyslové revoluce ve středověké Evropě“, Technologie a kultura 46 (1): 1-30 [10-1 & 27]
  8. ^ Adam Lucas (2006), Wind, Water, Work: Ancient and Medieval Milling Technology, str. 65, Vydavatelé Brill, ISBN  9004146490
  9. ^ Irfan Habib (2011), Hospodářské dějiny středověké Indie, 1200-1500, strana 53, Pearson Education
  • Rein, P.W. (1995). "Srovnání třtinové difúze a frézování". Sborník z Jihoafrické asociace cukrovarnických technologů.
  • Kelly, P. S .; Porter, R. G. (1978), „Provoz inkoustového difuzoru“, Sborník příspěvků ze čtyřicáté páté konference Australské společnosti technologů cukrové třtiny
  • Oates, J. A. H. (2008). Vápno a vápenec: Chemie a technologie, výroba a použití. John Wiley & Sons. ISBN  978-3-527-61201-7.

externí odkazy