- Firma
- Produkty
- Roztwory
- Użytkownicy
- Kontakt
PL
PL
Krystalizacja jest kluczowym etapem procesu produkcji cukru. W jej trakcie sacharoza jest w kontrolowany sposób wykrystalizowywana z przesyconego roztworu cukru. Od kontrolowanego zarodkowania, poprzez równomierny wzrost kryształów, aż do uzyskania pożądanych kryształów cukru na proces wpływa wiele wzajemnie powiązanych parametrów.
Siłą napędową powstawania i wzrostu kryształów jest przesycenie. Nie jest ono określane na podstawie pojedynczego pomiaru. Zawartość substancji suchej, czyli wartość Brix, temperatura oraz czystość roztworu cukru wpływają na warunki, w których powstają i rosną kryształy. Dodatkowo istotne są takie czynniki jak lepkość i cyrkulacja masy cukrowniczej oraz transport ciepła i masy.
Celem jest uzyskanie cukru krystalicznego o pożądanej jakości. Oprócz wielkości kryształów i możliwie wąskiego rozkładu wielkości kryształów, w zależności od wymaganej jakości cukru istotne są również takie cechy jak czystość, barwa oraz zawartość drobnych kryształów.
KEBO wspiera cukrownie i rafinerie, oferując środki pomocnicze do procesów w dwóch kluczowych fazach krystalizacji: kontrolowanego zarodkowania oraz następującego po nim wzrostu kryształów.
Wielkość kryształów i rozkład ich wielkości nie są determinowane przez pojedynczy parametr procesu. Decydujące znaczenie ma współdziałanie zarodkowania, wzrostu kryształów i prowadzenia procesu.
Warunkiem krystalizacji cukru jest przesycony roztwór. Przesycenie stanowi siłę napędową powstawania i wzrostu kryształów. Jednocześnie musi być ono kontrolowane: jeśli jest zbyt niskie, zwłaszcza mniejsze wprowadzone zarodki mogą ponownie przejść do roztworu. Przy zbyt wysokim przesyceniu wzrasta ryzyko spontanicznego zarodkowania; w rzeczywistych warunkach procesowych może być również sprzyjane zarodkowaniu wtórnemu.
W celu przeprowadzenia kontrolowanego zaszczepiania pracuje się zatem w zakresie przesycenia, w którym wprowadzone zarodki krystaliczne mogą rosnąć, bez jednoczesnego sprzyjania niepożądanemu powstawaniu nowych kryształów.
Po zarodkowaniu istniejące kryształy powinny dalej rosnąć możliwie równomiernie. Wymaga to stabilnych warunków procesu oraz odpowiedniego transportu ciepła i masy w obrębie masy cukrowniczej. Wraz ze wzrostem kryształów i zawartości substancji suchej zwiększa się lepkość masy cukrowniczej. Również czystość, a w szczególności zawartość substancji niecukrowych, wpływa na lepkość, rozpuszczalność i wzrost kryształów.
Sacharoza krystalizuje w układzie jednoskośnym. W odpowiednich warunkach wzrostu mogą powstawać regularnie uformowane kryształy o wyraźnie zdefiniowanych powierzchniach i krawędziach. Zewnętrzny pokrój kryształów może się przy tym różnić w zależności od warunków wzrostu oraz składu ługu macierzystego.
W przypadku krystalizacji przemysłowej decydujące znaczenie ma jednak nie tylko kształt pojedynczego kryształu. Istotna jest cała populacja kryształów. Na jej rozwój wpływają początkowa populacja zarodków oraz dalsze prowadzenie procesu.
KEBO wspiera dwie różne fazy procesu krystalizacji: kontrolowane dostarczanie zarodków krystalicznych oraz zapewnienie odpowiednich warunków do następującego po nim wzrostu kryształów.
Do kontrolowanego i powtarzalnego zarodkowania
KEBO SLURRY to gotowa do użycia zawiesina zaszczepiająca, składająca się z drobno rozproszonych cząstek sacharozy w cieczy dyspersyjnej. Zdefiniowane właściwości cząstek, niewielka skłonność do aglomeracji oraz niska prędkość sedymentacji stwarzają korzystne warunki do kontrolowanego i powtarzalnego dozowania zarodków krystalicznych.
Gotowa do użycia zawiesina SLURRY ułatwia obsługę i umożliwia równomierne dozowanie. Jednocześnie eliminuje konieczność wytwarzania w zakładzie konwencjonalnej zawiesiny zaszczepiającej, na przykład na bazie IPA.
Do lepszej cyrkulacji i równomiernego wzrostu kryształów
Wraz ze wzrostem kryształów i zawartości substancji suchej zwiększa się lepkość masy cukrowniczej. W rezultacie cyrkulacja oraz transport ciepła i masy mogą być coraz bardziej utrudnione.
KEBOSOL RA poprawia właściwości przepływowe masy cukrowniczej, wspierając tym samym jej cyrkulację. Stwarza to korzystniejsze warunki dla transportu ciepła i masy oraz dalszego wzrostu kryształów.
Do charakteryzowania populacji kryształów w przemyśle cukrowniczym stosuje się między innymi wartości MA i CV. Oba parametry opisują różne właściwości populacji cząstek i powinny być rozpatrywane łącznie.
Wartość MA (Mean Aperture) opisuje charakterystyczną średnią wielkość populacji kryształów. Wartość CV (Coefficient of Variation) opisuje względne rozproszenie wielkości kryształów wokół tej wartości średniej. Niska wartość CV oznacza odpowiednio węższy rozkład wielkości kryształów.
MA i CV opisują wielkość oraz rozkład wielkości cząstek sacharozy w zawiesinie zaszczepiającej. Dostarczają tym samym informacji o populacji wyjściowej, która jest wprowadzana do procesu krystalizacji podczas zaszczepiania.
Populacja wyjściowa jest jednak tylko jednym z kilku czynników wpływających na późniejszy rozkład wielkości kryształów. W trakcie krystalizacji na dalszy rozwój populacji kryształów wpływają w szczególności przesycenie, temperatura, czystość, cyrkulacja, możliwość rozpuszczania się zarodków oraz niepożądane dodatkowe zarodkowanie.
Właściwości zawiesiny zaszczepiającej definiują populację wyjściową. To, w jaki sposób populacja kryształów będzie się następnie rozwijać, zależy w dużej mierze od dalszego prowadzenia procesu.
Istotny jest również udział bardzo małych cząstek sacharozy w zawiesinie zaszczepiającej. W niekorzystnych warunkach podczas dozowania szczególnie małe zarodki mogą ponownie przejść do roztworu i nie będą już dostępne dla dalszego wzrostu kryształów.
Niska i powtarzalna zawartość drobnych cząstek wspiera zatem uzyskanie możliwie precyzyjnie zdefiniowanej populacji wyjściowej dla procesu krystalizacji.
Jakości zawiesiny zaszczepiającej nie można ocenić na podstawie pojedynczego parametru. W praktycznym zastosowaniu istotne są różne właściwości rozpatrywane łącznie:
Zdefiniowana wielkość cząstek i zdefiniowany rozkład wielkości cząstek
Powtarzalna populacja wyjściowa wspiera kontrolowane zarodkowanie.
Aby móc szczegółowo oceniać właściwości zawiesiny zaszczepiającej istotne dla procesu krystalizacji, KEBO stosuje różne metody analityczne do kontroli jakości KEBO SLURRY.
Dynamiczna analiza obrazu
Dynamiczna analiza obrazu umożliwia optyczne rejestrowanie pojedynczych cząstek oraz analizę ich wielkości i kształtu. Pozwala to między innymi oceniać rozkład wielkości cząstek oraz wykrywać aglomeraty.
Analiza umożliwia tym samym szczegółową charakterystykę cząstek sacharozy i wspiera powtarzalną ocenę zawiesiny SLURRY.
Analiza polarymetryczna
Uzupełnieniem jest analiza polarymetryczna, za pomocą której określana jest zawartość sacharozy. Polarometria wykorzystuje aktywność optyczną sacharozy i jest uznaną metodą analityczną stosowaną w przemyśle cukrowniczym.
Pomiar jest wykonywany na podstawie międzynarodowo znormalizowanych metod ICUMSA (International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis). ICUMSA opracowuje i publikuje uznane na arenie międzynarodowej metody analizy cukru i produktów zawierających cukier. Zawartość sacharozy oznaczona polarymetrycznie jest podawana w °Z w skali International Sugar Scale.
Wiele parametrów – jeden cel
Sama wielkość i rozkład wielkości cząstek nie opisują w pełni jakości zawiesiny zaszczepiającej. Dopiero połączenie różnych metod analitycznych umożliwia ukierunkowaną ocenę różnych właściwości KEBO SLURRY istotnych dla jakości.
Analityczna kontrola jakości pomaga nam zapewnić stałą i powtarzalną jakość produktu, a tym samym stworzyć niezawodne warunki do jego zastosowania w procesie krystalizacji.
Nawet wysokiej jakości zawiesina zaszczepiająca może spełniać swoją funkcję tylko w odpowiednich warunkach procesu. Dla zapewnienia powtarzalnego zarodkowania decydujące znaczenie ma właściwy moment dodania zawiesiny oraz odpowiednie warunki procesowe.
Kontrolowanie przesycenia
W momencie dodawania roztwór musi znajdować się w odpowiednim zakresie przesycenia, aby wprowadzone zarodki ani nie uległy ponownemu rozpuszczeniu, ani nie doszło do powstania dodatkowych, niepożądanych zarodków.
Kontrolowane i równomierne dozowanie SLURRY
Kontrolowane dozowanie wspiera równomierne rozprowadzenie zarodków krystalicznych. Należy unikać niepożądanego napowietrzania, ponieważ dopływ powietrza może negatywnie wpływać na dozowanie i jednorodność.
Uwzględnienie zawartości substancji suchej, temperatury i czystości
Przesycenia nie można ocenić na podstawie pojedynczego parametru procesu. Zawartość substancji suchej, czyli wartość Brix, temperatura i czystość wpływają na rozpuszczalność sacharozy, a tym samym na warunki zarodkowania i wzrostu kryształów.
Czym jest zawiesina zaszczepiająca podczas krystalizacji cukru?
Zawiesina zaszczepiająca zawiera drobno rozproszone cząstki sacharozy w cieczy dyspersyjnej. Jest dodawana do przesyconego roztworu cukru w celu zapewnienia zdefiniowanej populacji wyjściowej zarodków krystalicznych dla następującego po niej wzrostu kryształów.
Jakie znaczenie ma CV zawiesiny zaszczepiającej?
CV opisuje względne rozproszenie wielkości cząstek wokół ich wartości średniej. Niższa wartość CV oznacza węższy rozkład wielkości. CV charakteryzuje tym samym jedną z właściwości populacji cząstek zawiesiny zaszczepiającej. Przy jej ocenie nie powinien być jednak rozpatrywany w oderwaniu od innych parametrów. Równie istotne są między innymi średnia wielkość cząstek, zawartość drobnych cząstek, skłonność do aglomeracji, prędkość sedymentacji, jednorodność i lepkość.
Czy CV zawiesiny SLURRY określa CV gotowego cukru?
Nie, nie samodzielnie. Rozkład wielkości cząstek zawiesiny zaszczepiającej opisuje część populacji wyjściowej wprowadzanej do procesu krystalizacji. Sposób, w jaki później rozwija się rozkład wielkości kryształów, zależy w dużej mierze od dalszego prowadzenia procesu. Znaczenie mają między innymi przesycenie, temperatura, czystość, cyrkulacja, możliwość rozpuszczania się zarodków oraz niepożądane dodatkowe zarodkowanie.
Dlaczego stabilność sedymentacyjna zawiesiny zaszczepiającej jest ważna?
Niska prędkość sedymentacji pomaga utrzymać jednorodność zawiesiny przez dłuższy czas. Ułatwia to obsługę i dozowanie oraz wspiera powtarzalne warunki podczas jej dodawania.
Jakie zadanie pełni KEBOSOL RA podczas krystalizacji?
KEBOSOL RA poprawia właściwości przepływowe masy cukrowniczej, wspierając tym samym jej cyrkulację. Może to stwarzać korzystniejsze warunki dla transportu ciepła i masy oraz dalszego wzrostu kryształów. Ponadto KEBOSOL RA może przyczyniać się do ograniczenia efektów aglomeracji podczas krystalizacji.
Krystalizacji nie można rozpatrywać niezależnie od warunków danego procesu. Surowiec, czystość, etap krystalizacji, technologia instalacji oraz sposób prowadzenia procesu wpływają na to, jakie działania są odpowiednie.
Nasi chemicy i technolodzy aplikacyjni wspierają Państwa w wyborze i zastosowaniu odpowiednich środków pomocniczych do procesu oraz w ocenie konkretnych warunków krystalizacji.
Porozmawiaj z naszymi ekspertami o swoim procesie krystalizacji
Produkty zamieszczone na naszej stronie internetowej stanowią jedynie ułamek bogatego portfolio wyrobów. Różnorodność problemów związanych z czyszczeniem wymaga szczegółowych konsultacji, dzięki którym znajdziemy indywidualne rozwiązanie i dobierzemy optymalny produkt. To samo dotyczy ochrony przed korozją, kondycjonowania i uzdatniania wody, zapobiegania powstawaniu osadów oraz tworzenia się piany w zastosowaniach przemysłowych.
Skontaktuj się z nami, a uzyskasz fachową pomoc! Na życzenie możemy w naszym laboratorium wykonać analizę osadów. Długoletnie doświadczenie pozwoli nam opracować strategię czyszczenia uwzględniającą konkretne warunki lokalne.