7. Wyparki

Kontrola procesu zagęszczania soku rzadkiego

Zawartość suchej substancji w soku rzadkim wynosi 13,5÷17,0%. Sok ten jest rozcieńczonym roztworem cukru. Konieczne jest jego zagęszczenie przez odparowanie wody, aby doprowadzić cukier do krystalizacji. Zagęszczanie prowadzi się do stanu przesycenia. Proces zagęszczania składa się z dwóch etapów:

• w pierwszym etapie sok rzadki podgęszcza się do 65÷70% zawartości cukru (zagęszczenie 5÷6 krotne); uzyskany sok nie jest jeszcze przesyconym roztworem cukru,
• w drugim etapie sok podgęszczony zagęszcza się w warniku do stężenia ok. 94°Bx, uzyskując tzw. cukrzycę.

Pierwszy etap przeprowadza się systemem ciągłym, drugi – okresowym. Sok gęsty przed przejściem do drugiego etapu podlega jeszcze dodatkowemu oczyszczaniu.

Zagęszczanie (I etap) przeprowadza się w wielodziałowych aparatach wyparnych. Zdolność odparowania wody w wielodziałowej wyparce jest duża. Dobowe odparowanie wody w wyparkach, pracujących w cukrowni, może przekraczać 1 tys. ton. Źródłem ciepła, umożliwiającym przemianę fazową wody, zawartej w zagęszczonym soku, w parę jest para grzejna, wytwarzana w kotłach parowych przez spalanie paliw (węgla, gazu, mazutu) w zakładowej kotłowni.

Do ogrzewania zagęszczonego soku wykorzystuje się także gorące opary, wydzielane w kolejnych działach wyparki wielodziałowej. W wyparce wielodziałowej, opary wydzielone z wrzącego roztworu z I działu, wprowadza się jako czynnik grzejny do komory II działu, a opary z tego działu – do komory grzejnej III działu itd. W powyższym systemie 1 kg pary, dostarczonej z kotła wysokoprężnego z kotłowni, może odparować tyle kilogramów wody, ile aparatów wyparnych ma stacja wyparna (teoretycznie). Praktycznie 1 kg pary może odparować 2÷3 kg wody, co daje znaczne oszczędności w zużyciu paliw w kotłowni.

Podczas zagęszczania w wyparkach, oprócz koncentracji soku, zachodzą różne procesy fizyczne i chemiczne. Między innymi wytrącają się sole wapniowe kwasów szczawiowego, winowego i innych, a także  powstają osady, częściowo na powierzchniach wyparki (głównie w rurkach grzejnych), częściowo zawieszone w soku.

Dlatego sok przed dalszym zagęszczaniem i krystalizacją cukru w warniku, poddaje się filtracji. Pozostawienie osadów w soku wpływa ujemnie na proces krystalizacji cukru i jego jakość. Oddzielenie osadów odbywa się po podgrzaniu do temp. 80÷90°C, co zmniejsza jego lepkość i ułatwia filtrację.

W wyparce lub kaskadowym systemie wyparek, w celu optymalizacji procesu filtracji, zapewnienie bezpieczeństwa procesowego oraz pożądanych parametrów soku, prowadzi się między innymi pomiary stężenia, i barwy.