2.2.8. Сушка и упаковка сахара
2.2.8.1. Технологическая схема
Выходящий из-под центрифуг белый сахар имеет высокую температуру (70-80 °С) и значительную влажность : при пробеливании только водой - 1,5, при пробеливании перегретой водой - 0,7, при пробеливании водой и пропаривании паром - 0,5 %. Товарный сахар-песок должен иметь влажность 0,1-0,14 % при хранении в мешках и 0,03-0,05 % при бестарном хранении. Поэтому сахар, выходящий из-под центрифуг, должен быть высушен и охлажден до температуры хранения (20-25 °С).
 |
Рисунок 1 Схема сушки и упаковки сахара |
Ниже приводится описание одной из схем сушки и упаковки сахара (Рис 1).
Влажный белый сахар, выгруженный из центрифуг, подается элеватором 1 в сушильно-охладительный аппарат 3 для сушки сахара воздухом, нагретым в калорифере 2 до 100 °С. Воздух отсасывается из середины аппарата, при этом одновременно со стороны выхода высушенного сахара для охлаждения его противотоком засасывается холодный воздух. В результате влажность сахара и его температура доводятся до необходимых значений.
Отсасываемый вентилятором 7 воздух пропускается через циклонную ловушку 8 с водяным орошением для улавливания сахарной пыли, уносимой отработанным воздухом. Раствор сахара, спускаемый в мешалку 11, очищается в ловушке 12 и насосом 13 перекачивается периодически в клеровочные мешалки желтого сахара в кристаллизационном отделении сахарного завода. Для сокращения расхода воды, орошающей циклон, и тепла на её выпаривание применяется многократная циркуляция воды из сборника 9 путем перекачки насосом 10 и лишь после доведения содержания сахара в ней до 10-15 % полученный раствор спускается в мешалку 11.
Ленточным транспортером 5 , оснащенным электромагнитным приводным барабаном для улавливания ферромагнитных примесей и ленточными весами 4 для посменного учета количества сахара, высушенный сахар направляется в классификатор 6 , а из него поступает в бункера 17. Под бункерами установлены полуавтоматические весы 16 для порционного взвешивания сахара при затаривании его в мешки. Мешки с сахаром зашиваются на зашивочных машинах 15 и ленточным транспортером 14 направляются в склад для хранения. Комки сахара, отделенные в классификаторе 6 , шнеком 18 подаются в мешалку 11 для растворения.
2.2.8.2. Основное оборудование
2.2.8.2.1. Сушильно-охладительные установки
Процессы сушки и охлаждения могут осуществляться как в отдельных аппаратах, так и в одном, совмещающем оба процесса. Эти аппараты могут быть барабанными (ротационными), камерными, шахтными и др.
Наибольшее распространение на заводах России получили раздельные и совмещенные барабанные аппараты.
 |
Рисунок 2 Совмещенный сушильно-охладительный аппарат |
Совмещенный сушильно-охладительный аппарат (Рис 2) состоит из двух барабанных секций - сушильной 1 и охладительной 2, наклоненных в сторону движения сахара и опирающихся бандажами 9 на две пары роликов 11. Привод - от электродвигателя 12 через редуктор и венечную пару 10. Барабан вращается со скоростью 3,8 об/мин.
Сахар поступает в барабан из неподвижной горловины 19 через питающее устройство 7. Внутри барабана по всему объему по винтовой линии располагаются пересыпные лопатки 18. При вращении барабана сахар поднимается вверх, ссыпается с них вниз, вновь поднимается вверх и таким образом перемещается с начала в конец барабана.
Воздух через раструб 3 проходит калорифер 4 , поступает в сушильную часть барабана и движется в прямотоке с сахаром. Количество воздуха для подогрева сахара может регулироваться при помощи жалюзи 8.
Из сушильной части сахар попадает в охладительную. Здесь навстречу ему из всасывающей трубы 5 движется холодный воздух, забираемый через патрубки 13 (из помещения) или 15 (наружный). Количество этого воздуха регулируют жалюзи 14.
Из охладительной части сахар удаляется через питатель 6. Воздух из охладительной и сушильной секций отсасывается вентилятором через патрубок 17 из неподвижного кожуха 16, охватывающего барабан посредине. Здесь на барабане под кожухом имеются отверстия для выхода воздуха. Для того чтобы сахар не высыпался в этом месте через отверстия барабана, они выполнены как жалюзи, представляющие собой перекрещивающие друг друга лопасти, направленные наружным концом вперед по направлению вращения барабана.
Недостатком таких барабанных аппаратов является громоздкость и многократное пересыпание сахара, что приводит к образованию пыли, к стиранию граней кристаллов и потере ими блеска.
 |
Рисунок 3 Схема аппарата с "кипящим слоем" |
Этих недостатков лишены камерные аппараты, работающие по принципу "кипящего слоя" (Рис 3).
Если через слой твердого зернистого материала пропускать с определенной скоростью воздух, то слой вначале разрыхляется, а затем переходит в состояние, напоминающее кипящую жидкость. Это состояние называется псевдоожиженным, а слой материала - "кипящим". В таком состоянии сахар интенсивно перемешивается горячим воздухом или охлаждается холодным.
Сушильный или охладительный аппараты "кипящего слоя" состоят из трех частей: нижний - с подводом воздуха и распределительной решеткой для равномерного воздухораспределения; средней - в которой находится кипящий слой материала; верхней - из которой производится отсос отработанного воздуха.
Такие аппараты широко эксплуатируются на зарубежных заводах.
2.2.8.2.2. Классификаторы
Для отделения комков и разделения сухого сахара на фракции (крупную, среднюю и мелкую) на некоторых сахарных заводах применяются ротационные или вибрационные рассеиватели.
 |
Рисунок 4 Отделитель комков |
На большинстве российских заводов применяется машина для отделения комков от сухого сахара (Рис 4).
Машина представляет собой стальной желоб 2 , над которым находится сито 3. Желоб установлен на наклонных стальных пружинах 1 с резиновыми прокладками. Шатунно-кривошипный механизм 5 , состоящий из двух маховиков, эксцентрикового вала 7 и двух штоков, приводит желоб в колебательное движение. Вследствие этого сахар, поступивший на сито в левой части конвейера, скачками продвигается вперед по ситу. Отделенные на сите кристаллы попадают на дно желоба, продвигаются по нему и по лотку 10 отводятся на транспортер. Задержанные на сите комки сахара продвигаются вперед и через лоток 9 удаляются из машины. Привод машины осуществляется ременной передачей 6 через шкив 8 от электродвигателя 4.
2.2.8.2.3. Оборудование для упаковки и расфасовки сахара-песка
 |
Рисунок 5 Весы для расфасовки сахара в мешки |
 |
Рисунок 6 Ручная подвесная зашивочная машинка |
сахар-песок упаковывают в транспортные тканевые или крафт-бумажные мешки массой нетто до 50 кг, либо расфасовывают в потребительскую упаковку - одноразовые пакетики массой 5-20 г и пакеты (пачки) массой 0,5 - 2 кг.
Для расфасовки сахара-песка в тканевые мешки применяют полуавтоматические бункерные весы (Рис 5).
Весы состоят из литого основания 4, которым они крепятся к фланцу выходного отверстия бункера сахара, горловины 7 входа сахара, приемного ковша 2 , гиредержателя 5 , счетчика 3 числа отвесов, ленточного механизма 1 зажима мешка и рычага 6 управления заслонок входа сахара в приемный ковш.
Взвешивание на этих весах автоматическое при ручном надевании и зажиме мешка, открытии заслонок входа сахара в приемный ковш и снятии мешка.
 |
Рисунок 7 Автомат для упаковки сахара-песка в трубчатые пакетики и схема его работы |
 |
Рисунок 8 Автомат для упаковки сахара-песка в плоские пакетики |
Для зашивки мешков с сахаром служит стационарная установка, состоящая из ленточного конвейера для перемещения мешков, станины и электрической швейной головки.
Качающийся кронштейн, на котором установлена швейная головка, сбалансирован и при нажатии рукой занимает необходимое при зашивке мешков положение. Благодаря такому устройству швейная головка может перемещаться в вертикальном и горизонтальном направлениях.
Швейная головка зашивает горловину мешка во время его непрерывного движения по транспортеру. Мешки зашиваются нитками, обрезка которых после окончания зашивки мешков производится специальным ножом, установленным на швейной головке.
На рис. 6 показана ручная подвесная зашивочная машинка.
В качестве упаковочного материала для одноразовых пакетиков применяют бумагу, фольгу, полиэтилен и другие полимерные материалы. Форма пакетиков, как правило, плоская либо трубчатая, масса нетто 5 - 10 г. Трубчатые пакетики изготовляются, например, на автомате, показанном на рис. 7.
Плоские пакетики массой 5 - 20 г изготовляются, например, на автоматической упаковочной машине, показанной на рис. 8.
Плоские пакетики укладываются в картонные коробки массой нетто до 1-2 кг, например, на автоматической установке, показанной на рис. 9.
 |
Рисунок 9 Автомат для упаковки пакетиков в картонные коробки и схема его работы |
 |
Рисунок 10 Виды пакетов |
На рис. 10 представлены некоторые виды пакетов потребительской упаковки сахара-песка. В качестве упаковочного материала применяются бумага (тогда пакет, как правило, склеивается) и полимерные материалы (тогда пакеты либо склеиваются, либо термически свариваются).
Одна из машин для расфасовки сахара-песка массой 1 кг в термосвариваемые пакеты из полимерного материала показана на рис. 11.
Для упаковки сахара в склеиваемые бумажные пакеты (пачки) массой 1-2 кг предназначена, например, установка, показанная на рис. 12.
Дозирование сахара в ней осуществляется или только объемным, либо объемно-весовым методом.
|
|
|
Разрозненные пакеты укладываются в так называемую групповую упаковку. Схема упаковки и одна из машин для её производства показаны на рис. 13 и 14.
Для целей перевозки упакованный сахар в мешках или в групповой упаковке упаковывается в транспортную тару, при этом образуется т.н. паллета.
Некоторое количество мешков или групповых упаковок в определенной последовательности укладывается (автоматически или вручную) на деревянный поддон, при этом груз вместе с поддоном либо заворачивается в рулонную стягивающую пленку (Рис 15) либо "одевается" в "чулок" из термоусадочной пленки (Рис 16) с последующим нагревом паллеты.
В любом случае образуется достаточно прочная упаковка, которая поддается обработке погрузочно-разгрузочными механизмами и устойчива при транспортировке и хранении.
|
|
|
|
|
2.2.8.3. Склады сахара
Упакованный сахар передается на склад.
Работа в складе затаренного в мешки сахара по одной из схем (Рис 17) производится следующим образом.
|
|
|
Мешки с сахаром из упаковочного отделения завода поступают в склад по магистральному стационарному ленточному конвейеру 1, который может набираться из отдельных секций, поэтому его можно использовать в складе любой длины. С помощью передвижной сбрасывающей каретки 2 мешок снимается с магистрального конвейера и передается на передвижной конвейер 3. С конвейера мешок поступает на передвижной разворотный конвейер 4, а с него - на штабелеукладчик 5. Штабелеукладчик (Рис 19) подает мешок на штабель, где он снимается рабочим и укладывается на хранение.
Разгрузка штабеля производится в обратном порядке. Попавший на магистральный конвейер мешок подается затем на передвижной конвейер 6 и далее на вагонопогрузчик 7 (Рис 20). С помощью механизма, передвигающегося по рельсовому пути, мешок поступает в вагон 8, где рабочие укладывают его в штабель.
Значительной экономии трудовых затрат можно достигнуть при хранении сахара не в мешках, а насыпью в специальных складах и при перевозке его насыпью в саморазгружающихся вагонах, автомобильных цистернах и контейнерах. Внедрение этого способа обеспечивает комплексную механизацию работ и дает значительный экономический эффект по сравнению с другими способами. При бестарных перевозках и хранении специальные склады должны быть не только на свеклосахарных заводах, но и у потребителей (сахарорафинадные заводы, базы, магазины).
 |
Рисунок 20 (a) Вагонопогрузчик и схема его работы |
 |
Рисунок 20 (b) Вагонопогрузчик и схема его работы |
Склады бестарного хранения представляют собой вертикальные цилиндры (силосы) диаметром до 70 м и высотой до 45 м вместимостью 10-100 тыс. т сахара. Цилиндры имеют железобетонные или металлические стенки. Во избежание отсыревания сахара при изменении наружной температуры силосы теплоизолированы или оборудованы установкой для кондиционирования воздуха.
На рис. 21 показан один из отечественных силосов.
Силос представляет собой железобетонный цилиндр 9 диаметром 24 м и высотой 36 м. Вместимость такого склада 11000 т. На крыше силоса устроена надсилосная галерея 5 с расположенным в ней конвейером 6 со сбрасывателем 4. С этого конвейера сахар через отверстие 3 попадает в силос. В нижней части силоса устроена подсилосная галерея 14 со стационарным конвейером 15 и передвижными передаточными транспортерами. Из отверстий 13, расположенных по всей площади пола силоса и закрытых шиберами, сахар поступает или непосредственно на стационарный конвейер, или на передаточные транспортеры, а с них - на стационарный. Стационарный конвейер транспортирует сахар из силоса. Под полом силоса, выполненного из предварительно напряженного железобетона, имеется кольцевой канал 11 для подачи в силос кондиционированного воздуха. Под потолком силоса по рельсовому пути 7 передвигается кабина 8 для осмотра и ремонта силоса. Лаз 12 служит входом в силос.
 |
Рисунок 21 Силос для бестарного хранения сахара-песка |
 |
Рисунок 22 Подсилосный конвейер сахара |
С левой стороны цилиндрического силоса располагается элеваторная башня 1. По реверсивному ленточному конвейеру 19 через бункер 18 сахар поступает на порционные весы 17. Взвешенный сахар направляется далее на элеватор 10, транспортирующий его вверх. Высыпаясь из элеватора через желоб 2 , сахар попадает на конвейер 6, а с него - в силос.
При выгрузке из силоса сахар, попавший через отверстия 13 на конвейер 15, транспортируется им ко второму элеватору 16. Из верхней части сахар через сдвоенный желоб 22 с перекидным шибером поступает или вновь на элеватор 10 на укладку его в силос (для перелопачивания сахара в том случае, если он несколько отсырел) , или на порционные весы 21. С весов сахар через бункер 20 вновь поступает на реверсивный конвейер 19 , подающий его на отгрузку.
В складах бестарного хранения влажность хранимого сахара не должна превышать 0,03-0,05 %. При более высокой влажности сахар слеживается и образуются большие глыбы, которые приходится дробить вручную.
В пристроенном к силосу или отдельно стоящем здании располагаются кондиционеры и другое сантехническое, электротехническое и другое оборудование и бытовые помещения.
На рис. 23 показан один из зарубежных силосных складов (силос в процессе строительства).
|
|
|
| 2.2.6. Получение кристаллического сахара | 2.3. Оборудование общего назначения |
2 )
КОММЕНТАРИИ