Что необходимо для производства сахара. Особенности производства и потребления готовой продукции

В этой статье:

Сахар – ингредиент алкогольных напитков, кондитерских и хлебобулочных изделий, пищевых продуктов. Продукт широко используется не только в пищевой промышленности, но и при изготовлении пластмассы, в фармацевтической индустрии. Поэтому производство сахара – востребованный и прибыльный вид бизнеса, у которого прекрасные перспективы для дальнейшего развития.

Анализ рынка сахара

Сахар – товар первой необходимости, спрос на который не подвержен спаду. С 2011 года производство сахара в России стремительно растет. Это объясняется реконструкцией ведущих заводов и увеличением их производительности. Наблюдается положительная динамика потребления сахара на душу населения, показатель на текущий момент времени составляет 19,06 кг в год. В среднем каждый житель России ежегодно съедает около 20 кг сахара, не включая продукт в составе других купленных товаров. Ведущие страны-производители сахара отображены на фотографии ниже.

Россия входит в число прочих стран и занимает вторую позицию по поставкам свекловичного сахара после США.

Нормативные документы, регулирующие деятельность заводов по производству сахара

Перед тем как организовать производство сахара из сахарной свеклы необходимо ознакомиться с такими документами:

• ГОСТ Р 52647-2006 – Свекла сахарная. Технические условия;
• ГОСТ Р 53036-2008 – Свекла сахарная. Методы испытаний;
• ГОСТ 12571-86 – Метод определения сахарозы;
• ГОСТ Р 52678-2006 – Производство сахара.

Сырье для производства сахара

Для изготовления сахара предприятия могут использовать следующее сырье:

• Сахарный тростник – тростниковый сахар изготовляют предприятия Бразилии, Индии и Кубы.
• Сахарную свеклу – на производстве свекловичного сахара специализируются предприятия России, США, Франции и Германии.
• Сок пальм – пальмовый сахар изготавливается в странах Юго-Восточной Азии.
• Крахмалистый рис или просо – солодовый сахар производится на территории Японии.
• Стебли хлебного сорго – сорговый сахар потребляется жителями Китая. Данный вид сахар не обладает конкурентными преимуществами по сравнению с тростниковым или свекольным продуктом.

Виды сахара

По способу изготовления выделают виды сахара:

• Сахар-сырец – представляет собой отдельные кристаллы, состоящие из сахарозы;
• Сахарную пудру – тщательно измельченные кристаллы сахара. Сахарная пудра широко используется при изготовлении кондитерских изделий;
• Сахар-песок – продукт, который представляет собой сахарозу, кристаллы которой 0,5-2,5 мм.
• Сахар-рафинад – продукт из сахарозы высокой чистоты.

Производство сахара из свеклы

Технологический процесс изготовления свекловичного сахара включает этапы:

1. Экстракция

Осуществляется подготовка свеклы: ее моют, очищают от посторонних примесей, взвешивают и нарезают в стружку. Далее стружку загружают в диффузор, в котором сахар экстрагируется из растительной массы свеклы горячей водой. В итоге извлекают «диффузионный сок», в состав которого входит сахароза (10-15%) и жом – стружка свеклы, из которой получили сок. Отходы производства сахара используют при производстве корма для животных.

2. Очистка

Диффузионный сок смешивают с известковым молоком. Смесь компонентов осуществляется в сатураторе. Затем в смеси оседают тяжелые примеси и пропускают диоксид углерода через нагретый раствор. В результате осуществляется фильтрация раствора, и получают «очищенный» сок. На многих предприятиях фильтрация может осуществляться через ионообменные смолы.

3. Выпаривание – удаляется избыток воды из сока

При выпаривании изменяется химический состав сока. В завершение сироп обрабатывают сернистым газом, фильтруют на механических фильтрах. В результате получают сироп, в котором содержится 50-65 % сахара.

4. Кристаллизация

Кристаллизация осуществляется в вакуум-аппаратах при температуре 75° С. Спустя три часа получают продукт – утфель первой кристаллизации. Утфель – смесь кристаллов сахарозы и мелассы. Далее продукт поступает в мешалку, а затем – в утфелераспределитель и центрифуги. Кристаллический сахар, который остается в центрифуге отбеливают и пропаривают паром. В результате получают кристаллический сахар.

Схема производства сахара отображена на фотографии ниже.

Производство тростникового сахара

История свидетельствует, что первые методы извлечения сахара из тростника были изобретены на территории Индии. На сегодняшний день производство тростникового сахара во многом аналогично технологическому процессу изготовления свекловичного продукта.

Однако существуют и существенные различия:

1. Первый этап в производстве тростникового сахара – отжимание на вальцах вместо экстракции. Благодаря обработке стеблей водой, на оборудовании удается извлечь около 90% всего сахара, который содержится в стеблях растений. Отжатый сок на прессах поступает в ловушку для мезги, а затем – на соковые мерники.

2. Второе отличие – способ очистки сока. Обработка тростникового сахара осуществляется малым количеством извести, а в свеклосахарном производстве – сок подвергается преддефекации, дефекации и сатурации, а также второй сатурации, где количество извести достигает 3% от веса свеклы. При изготовлении тростникового сахара доля извести составляет 0,07% от общего веса стеблей.

Производство сахара рафинада

Технология производства сахара рафинада достаточно проста. Для изготовления продукта необходим тростниковый или свекловичный сахар-песок. Для предприятий России более выгодно и рентабельно в качестве сырья использовать свекловичный сахар-песок.

Разработано два способа получения сахара-рафинада:

1. Прессованный способ – начинается с обработки в центрифуге сахарного сиропа. Далее осуществляется прессование, и высушивание готовой смеси. В завершение прессованный сахар разделяется на кубики.

2. Литой способ – более материально затратный и трудоемкий процесс. Литой способ подразумевает помещение сахарной массы в специальные формы, в которых она затвердевает. Далее масса заливается сахаром, в котором отсутствуют примеси. Промывание повторяется несколько раз. Затем кусковый сахар, очищенный от патоки, сушится, извлекается из форм. В завершение масса разделяется на кубики.

Оборудование для производства сахара

Линия по производству сахара начинается с комплекса специализированного оборудования для подготовки свеклы к технологическому процессу.

Комплект оборудования включает:

• свеклоподъемную установку;
• гидротранспортер;
• песколовушки;
• ботволовушки;
• водоотделитель;
• камнеловушки;
• машины для мытья свеклы.

Главная линия по производству сахара включает такое оборудование: конвейер с магнитным сепаратором, свеклорезку, весы, диффузионные установки, шнековый пресс, а также сушилки для жома.

Следующий комплекс оборудования включает: аппараты дефекации, фильтры с подогревательными устройствами, сатураторы, сульфитаторы, отстойники.

Наиболее энергоемкое оборудование – вакуум аппараты, центрифуги, выпарная установка с концентратором.

Автоматизированная линия завершается комплексом оборудования, который включает: виброконвейер, вибросито и сушильно-охладительную установку.

Завод по производству сахара

Для организации производства сахара необходимо ввести в действие завод.

Начинающие производственники могут выбрать два пути организации бизнеса:

1. Купить мини-завод по производству сахара. При покупке завода необходимо уточнять дату ввода в эксплуатацию предприятия. Если завод уже давно введен в действие, тогда оборудование может быть непригодным. Стоимость старого завода может составлять до 2 млн. $. Цена завода, введённого в эксплуатацию в 2000-х годах, будет свыше 5 млн. $.

2. Открытие нового завода и закупка линии производства сахара.

На сегодняшний день действуют такие цены на линии производства сахара:

• линия, мощность которой составляет 10 т в сутки стоит 10-20 тыс. $;
• линия производительностью 15 т сахара ежедневно стоит около 100 тыс. $;
• линия мощностью 50 т продукта в сутки стоит около 200 тыс. $.

При открытии завода по изготовлению сахара необходимо учитывать не только размер первоначальных инвестиций, доходы от основной деятельности, но и прибыль от реализации отходов производства.

Ведь производство сахарного песка предполагает извлечение отходов: жома и мелассы. Эти два продукта можно использовать в качестве средств бартера и реализовывать поставщикам сырья. В процессе изготовления готового товара извлекается и патока, которая также имеет свой рынок сбыта.

После того, как свекла была убрана с поля и доставлена на завод, начинается процесс получения сахарного песка.

После того, как свекла была убрана с поля и доставлена на завод, начинается процесс получения сахарного песка.
Для начала необходимо очистить сырье от ботвы, соломы, песка, шлака и камней. Их присутствие затрудняет получение свекольной стружки и тупит ножи. Поступившая свекла накапливается в емкости из железобетона, которая снабжена различными ловушками для удаления различных примесей, которые будет мешать работать механизмам. После того, как отсортированная свекла поступит на элеватор к свеклорезкам, ее необходимо помыть. Делают это для того, чтобы сохранить ножи о затупления и не допустить загрязнения диффузионного сока.

Для дополнительной очистки корнеплодов применяют свекломойки, потому как грязь отмывается лучше, когда плоды трутся друг об друга. Для этого используется свекломойка барабанного тип, здесь корнеплоды отмываются на 70%, затем поступают на ополаскиватель. После этой процедуры свекла очищается гидрокамнепескоулавливателем. Чистая свекла поступает на шнековые конвейеры. Потери сахара при этих процессах зависят от времени года и качества продукции. Отмытая свекла поступает в бункер затем на свекловрезки. Чтобы получить из свеклы сахара ей придают вид стружки, такой способ называется диффузионным. Толщина нормальной стружки должна быть 0,5-1 миллиметр. На хороших диффузионных аппаратах получают стружку высокого качества, которая в процессе перемешивания не должна смешиваться, а перемещаться. Температура при этом процессе должна быть оптимальной и при отсутствии воздуха.

Диффузионный аппарат должен обладать следующими параметрами:
1. На 100 грамм стружки 12 миллиметров;
2. 0,3% потери сахара к массе свеклы в жоме;
3. 120% от качки сока относительно массы свеклы;
4. Стружка должна быть в аппарате 100 минут;
5. Температура в аппарате оптимальная.

Далее следует процесс очищения полученного диффузионным способом сока, который содержит сахарозу и прочие сахара, которые препятствуют получению сахарозы в кристаллическом виде - а значит, от них требуется избавится. Для этого используют физико-химические процессы очистки. Самый простой способ очистки - применение извести. В нагретый до 90 градусов сок вводят известь, и при противоточном движении известь позволяет полностью осадить неподдающиеся кристаллизации вещества.

Затем полученный сок сгущают выпариванием.
Кристаллизация сахара считается завершающим этапом. Происходит выделение чистой сахарозы со смеси именуемой сиропом. Часть сахарозы превращается в сахар-песок, а часть остается в мелассе. Потому выход сахара зависит от потерь в мелассе.

Последний этап в производстве сахара - это сушка. Сушат сахар для того чтобы удалить с него ненужную влагу. На сушку он поступает при температуре около 50 градусов и с влажностью 1,2%. Еще влажный сахар поступает в сушилку и сушится горячим воздухом около 105 градусов, затем охлаждается до 20 градусов. Высушенный и охлажденный сахар поступает в специальную машину для рассева, а затем на упаковку. Влажность сахара должна соответствовать влажности в хранилище.

Технология производства сахара из свеклы относится к непрерывно-поточному механизированному производству с высоким уровнем автоматизации основных процессов. Особенностью территориального размещения сахарных заводов является их жёсткая привязка к посевным площадям сахарной свеклы

Характеристика и производство сахара

Продукт представляет собой чистый углевод – сахарозу, характеризуется приятным сладким вкусом и высокой усвояемостью. Обладает большой физиологической ценностью, возбуждающе действует на ЦНС, способствуя обострению органов зрения, слуха; является питательным веществом для серого вещества мозга; участвует в образовании жира, белково-углеводных соединений и гликогена.
При избыточном употреблении сахара развиваются ожирение, сахарный диабет, кариес. Суточная норма – 100 г, в год – 36,5 кг, но ее следует дифференцировать в зависимости от возраста и образа жизни.

Технология производства

Сырье: сахарная свекла, импортный тростниковый сахар-сырец. Вырабатывают два вида сахара – сахар-песок и сахар-рафинад.

Классификация и ассортимент

Сахар классифицируется на сахар-рафинад и сахар-песок. Сахар-рафинад в зависимости от способа выработки подразделяется на:
- прессованный;
- рафинированный сахар-песок;
- рафинадная пудра.
Сахар-рафинад вырабатывается в следующем ассортименте:
- прессованный колотый насыпью в мешках, пачках и коробках;
- прессованный быстрорастворимый в пачках и коробках;
- прессованный в мелкой фасовке;
- рафинированный сахар-песок насыпью в мешках и пакетах;
- рафинированный в мелкой фасовке
- сахароза для шампанского;
- рафинадная пудра в мешках и пакетах.

Кусковой прессованный сахар-рафинад производят в виде отдельных комочков, имеющих форму параллелепипеда, толщина куска 11 или 22 мм (3 мм). Рафинированный сахар-песок вырабатывается со следующими размерами кристаллов(мм): мелкий 0,2-0,8; средний 0,5-1,2; крупный 1,2-2,5.
Сахарозу для шампанского вырабатывают в виде кристаллов размерами от 1, 0 до 2,5 мм без подкраски ультрамарином или индигокармином.

Показатели качества сахара

Органолептические: Цвет – белый, чистый, без пятен и посторонних примесей, допускается у сахара-рафинада голубоватый оттенок, у сахара-песка для промышленной переработки – желтоватый.
Вкус у всех видов сахара должен быть сладким, запах – характерным, без посторонних привкусов и запахов (как в сухом сахаре, так и в растворе).
Раствор должен быть прозрачным или слабоопалесцирующим, без нерастворимого осадка, механических или других посторонних примесей.
Сахар-песок должен быть сыпучим, без комков, у сахара-песка для пром. переработки допускаются комки, разваливающиеся при легком нажатии.
Физико-химические показатели: - массовая доля влаги (%, не более): сахар-песок – 0, 14, (сахар-песок для промпереработки – 0,15); сахар-рафинад - от 0,1 для сахара-песка до 0,3 для сахара-рафинада в мелкой фасовке.

Массовая доля сахарозы (в пересчете на сухое вещество, % не менее): сахар-песок – 99,75 (для промпереработки – 99,55); сахар-рафинад – 99,9.
- массовая доля редуцирующих веществ (в пересчете на сухое вещество, % не более): сахар-песок – 0, 05, сахар-песок для промпереработки – 0,065); сахар-рафинад всех видов – 0,03.

Массовая доля мелочи (осколков сахара-рафинада массой менее 25% массы кусочка, кристаллов пудры) для сахара-рафинада прессованного колотого в пачках - не более 2,0%, для быстрорастворимого в пачках – не более 1,5%.

Дефекты и условия хранения

1. увлажнение, потеря сыпучести, наличие нерассыпающихся комочков. Причина – хранение при высокой относительной влажности и резких перепадах температур.
2. нехарактерный желтоватый или серый цвет, наличие комочков непробеленного сахара, примеси. Причина – нарушение технологии.
3. посторонние вкус и запах сахар может приобретать от упаковки, а также вследствие несоблюдения товарного соседства.
Хранение

Упакованные сахар-песок и сахар-рафинад должны храниться на складах, при температуре не выше 40 С и ОВВ не выше 70%, а неупакованный сахар-песок – в силосах при температуре не выше 60 С и ОВВ 60%, не допуская перепадов температур.
Запрещается хранить сахар совместно с другими материалами.

Хранение сахарной свеклы

После проведения технологической оценки сахарной свеклы,она поступает на хранение. Корнеплоды укладывают в кагаты на редварительно подготовленном кагатном поле. Корнеплоды сахарной свеклы - живые организмы, в которых протекают процессы дыхания, а при неправильном хранении может происходить прорастание и загнивание корнеплодов сахарной свеклы. Прорастание характеризуется отношением массы ростков к массе всей свеклы в образце. Прорастание начинается через 5-7 суток после уборки при повышенной
температуре и влажности. Корнеплоды, находящиеся в кагате, прорастают неравномерно: в верхней части в 2 раза больше, чем в нижней. Прорастание - отрицательное явление, так как ведет к потерям сахарозы, в связи с усилением дыхания и увеличения выделения теплоты. Интенсивнее прорастают корнеплоды в невентилируемых кагатах, и те, на которых остались ростовые почки.
Для борьбы с прорастанием удаляют верхушки головки корнеплода при уборке и обрабатывают корнеплоды перед укладкой в кагаты 1%-ым раствором натриевой соли гидразида малеиновой кислоты (3-4л на 1т свеклы). Если головка свеклы низко срезана, или она слегка подвялена, то при укладке в кагаты используют 0,3%-ый раствор пирокатехина (3-4л на 1т свеклы).
Микроорганизмы в первую очередь развиваются на отмерших клетках, механически поврежденных, подмороженных и увядших участках корнеплодов, затем поражаются живые, но ослабленные клетки. Поэтому важным условием предохранения сырья от порчи является его целостность. Необходимо создать благоприятные условия для защитных реакций в ответ на механические и другие повреждения. Для подавления жизнедеятельности микрофлоры на корнеплодах применяют 0,3%-ый раствор пирокатехина, 18-20%-ый раствор углеаммиаката (2-2,5% на 1т свеклы), препарат ФХ-1(1-1,5% к массе обрабатываемой свеклы). ФХ-1 представляет собой суспензию свежего фильтрационного осадка =1,05-1,15г/см, обработанного свежей хлорной известью(1,5% к массе свеклы).

Большое значение имеет температура и влажность как для прорастания, так и для развития микроорганизмов. Поддержание температуры 1-2 С, газового состава воздуха в межкорневом пространстве, влажности с помощью принудительного вентилирования кагатов, ликвидация очагов гниения способствуют сохранению корнеплодов сахарной свеклы от гниения, прорастария. Минимальные потери сырья обеспечивают хранение его на комплексных гидромеханизированных складах.

Гидромеханизированные склады с твердым покрытием, оборудованной системой гидроподачи и вентилирования позволяют резко сократить потери свекломассы и сахара, но и значительно повысить эффективность использования всего комплекса технических средств и операций при разгрузке, складировании, хранении и подачи свеклы в переработку. Механизированные способы возделывания и уборки сахарной свеклы привели к тому, что значительно увеличилась ее загрязненность. За последние годы загрязненность приемного сырья в среднем по России составила 14-16%, в отдельных случаях, превышая 30%.

В поступающей свекле содержится земля, травянистые примеси, ботва и свекловичный бой, которые, попадая в кагат, уплотняют его пространство,ухудшают аэрацию. Кроме того, попавшие в кагат мелочь и бой легко поражаются микроорганизмами, тем самым способствуя массовому гниению сырья.

Одно из радикальных средств снижения загрязненности - гидравлический способ очистки корнеплодов и последующее их хранение в мытом виде. Хорошие результаты обеспечивает установка на буртоукладочной машине устройства для выдувания сорняков, ботвы и соломы. На некоторых сахарных заводах в настоящее время используют способ очистки свеклы с помощью грохотов-очистителей с дальнейшим извлечением свекломассы из отходов очистки.

Заменители сахара

В последнее время отмечается существенное увеличение производства и расширение ассортимента подслащивающих веществ, используемых в качестве заменителей сахарозы. Основной тенденцией при этом является получение подслащивающих веществ более низкой калорийности и более высокой сладости по сравнению с углеводами. Групповой ассортимент заменителей сахара представлен сиропами, сладкими веществами естественного и искусственного происхождения, а также композициями на основе нескольких сладких веществ.

К первой группе относятся: глюкозо-фруктозные, глюкозные, фруктозные и другие сиропы, вырабатываемые из крахмал-фруктозного и сахаросодержащего сырья. К природным заменителям сахара относят полиспирты – сорбит и ксилит. Они обладают сладким вкусом, однако сладость их в 2 раза ниже сладости сахарозы. Энергетическая ценность – 1481 кДж и 1536 кДж соответственно (у сахара – 1565 кДж). Сорбит содержится в плодах рябины, шиповника, яблоках, ксилит получают из хлопковой шелухи, стержней кукурузных початков.

В настоящее время значительную долю рынка занимают искусственные подсластители:
Сахарин – в 500 раз слаще сахарозы, самый дешевый подсластитель, однако имеются данные, что сахарин, цикламаты, дульцин относятся к канцерогенным веществам.
Сукралоза – в 600 раз слаще сахара.
Аспартам (торговая марка «Нутра свит») - в 200 раз слаще сахарозы, калорийность в 10 раз меньше. Разработанный в настоящее время во Франции супераспартам в 55000 раз слаще сахарозы.
К подслащивающим веществам нового поколения относятся вещества белковой природы алитам (в 2000 раз слаще сахарозы) и гемсвит (в 800 раз слаще сахарозы).
Широко используются смеси различных подсластителей, например, сорбита с сахарином, сорбит-ксилит, и др.

Технология производства сахара из свеклы относится к непрерывно-поточному механизированному производству с высоким уровнем автоматизации основных процессов. Особенностью территориального размещения сахарных заводов является их жёсткая привязка к посевным площадям сахарной свеклы, поскольку перевозка свеклы на сколь-нибудь значительные расстояния экономически неэффективна. В ряде случаев, сахарные заводы имеют собственные посевные площади, расположенные непосредственно вблизи предприятия. Отходы сахарной промышленности (жом, барда, дефекационная грязь) могут быть использованы как удобрения, в некоторых случаях - и как корм для скота. Сахар – высококалорийная пища; его энергетическая ценность составляет около 400 ккал на 100г.

Технология производства сахара из свеклы относится к непрерывно-поточному механизированному производству с высоким уровнем автоматизации основных процессов. Особенностью территориального размещения сахарных заводов является их жёсткая привязка к посевным площадям сахарной свеклы, поскольку перевозка свеклы на сколь-нибудь значительные расстояния экономически неэффективна. В ряде случаев, сахарные заводы имеют собственные посевные площади, расположенные непосредственно вблизи предприятия. Отходы сахарной промышленности (жом, барда, дефекационная грязь) могут быть использованы как удобрения, в некоторых случаях - и как корм для скота. Сахар – высококалорийная пища; его энергетическая ценность составляет около 400 ккал на 100г. Он легко переваривается и легко усваивается организмом, то есть служит концентрированным и быстро мобилизуемым источником энергии. С химической точки зрения сахаром можно назвать любое вещество из обширной группы водорастворимых углеводов. В быту же сахаром принято называть обычный пищевой подсластитель – сахарозу, сладкое кристаллическое вещество, выделяемое главным образом из сока сахарного тростника или сахарной свеклы. В чистом (рафинированном) виде сахар белый, а кристаллы его бесцветны.
Буроватая окраска некоторых его сортов объясняется примесью мелассы – сгущенного растительного сока, обволакивающего кристаллы. Возникновение сахарной промышленности в России относится к началу 17 века, когда в Петербурге был построен первый сахарорафинадный завод, перерабатывающий привозной тростниковый сахар – сырец. Их сахарной свеклы сахар стали вырабатывать в России в начале 19 века. На сегодняшний день в России существует 96 сахарных заводов, работающих из которых только 84. На размещение предприятий сахарной промышленности решающее воздействие оказывает сырьевой фактор, т.е. сахарные заводы привязаны к посевным площадям сахарной свеклы, поскольку перевозка свеклы на сколько-нибудь значительные расстояния экономически неэффективна. Лидерами по производству сахара в нашей стране является Белгородская, Тамбовская, Воронежская и Липецкая области. Главный компонент сахара – сахароза. Это дисахарид, состоящий из глюкозы и фруктозы, не обладающие редуцирующими свойствами. В свекле содержится 25-28 % сухих веществ, из них на долю сахарозы приходится в среднем 17,5%. Сахароза растворена в соке, который заполняет вакуум клеток. Основным потребителем сахара в нашей стране остается население (около 55%), примерно 30% выпущенного отраслью продукции потребляется пищевой промышленностью.

Производство и потребление сахара носит сезонный характер. Свекловичный сахар в основном производится в сентябре – октябре после снятия урожая свеклы, сырцовый – в марте – июле. Пик потребления, как правило, приходится на июль, в пору массовых сельскохозяйственных заготовок. В зависимости от технологии производства сахар получается сыпучим или твердым (кусковым, колотым, леденцовым). САХАРНЫЙ ПЕСОК (сыпучий сахар) – его также называют «дробленым», «молотым», «гранулированным» или «сахарным песком» важен в кулинарии больше, чем любой другой: именно его чаще всего используют как подсластитель различных блюд. КУСКОВОЙ, КОЛОТЫЙ, ПИЛЕНЫЙ САХАР. «Кусковым» называют сахар, спрессованный в небольшие кубики. Рафинированный кусковой сахар называют «рафинадом». Кусковой сахар быстро растворяется в горячей воде, поэтому его очень часто подают к чаю. Чуть дольше растворяется в воде «колотый» или «пиленый» сахар – он, в сущности, представляет собой распиленный на маленькие части большой кусок сахара. ЛЕДЕНЦОВЫЙ, КАМЕННЫЙ САХАР внешне очень похожи на карамель (это полупрозрачное очень твердые кристаллы неправильной формы), да и процесс производства этого продукта очень напоминает приготовление «сосалок». Растворяется он гораздо дольше, чем кусковой.

Технология производства сахара

Сахарное производство нашей страны является крупной отраслью пищевой промышленности, объединяющей производство сахара-песка и сахара-рафинада.

Сырьем для производства сахара-песка служат или сахарная свекла, или сахарный тростник. Сахарный тростник принадлежит к семейству злаковых и возделывается на Кубе, в Мексике, Индии, Австралии и других странах с жарким климатом. Сахар, в основном сахароза, содержится в соке стеблей (12…15%) высотой до 4 м и толщиной до 50 мм. С 1 га сахарного тростника получается в два раза больше сахара, чем из свеклы.

Отжатый тростниковый сок очищают, уваривают и выделяют сахар-сырец. Тростниковый сахар-сырец – вещество светло-кремового цвета, массовая доля сахара в котором составляет 97…98%, инвертного сахара 0,6…0,8%, влаги 0,5…0,8%.

Сахарная свекла принадлежит к семейству маревых. Это двухлетнее засухоустойчивое растение. В первый год вырастает корнеплод, в во второй – стебель, цветы и семена. Для производства сахара используют корнеплоды первого года. Масса корнеплода 200…500 г. В корнеплоде массовая доля воды составляет 75%, сухих веществ, которые состоят из сахаров и несахаров. 25%.

Период уборки сахарной свеклы составляет 40…50 сут. Сахарные заводы работают 110…150 сут в году, поэтому около 60% уб-ранной свеклы приходится закладывать на хранение. Хранение осуществляют в трапецеидальных кучах, называемых кагатами.

1. Доставка свеклы на завод и отделение примесей

Для обеспечения бесперебойной работы предприятия на нем создается 1…2-суточный запас свеклы, для чего предусматривают железобетонную емкость, так называемую бурачную, расположенную рядом с главным корпусом.

Из бурачной свекла подается на производство с помощью гидротранспортера – наклонного желоба, по которому свекла транспортируется водой. Подача воды составляет 600…700% от массы свеклы. В свою очередь. свекла содержит 5…15% примесей (ботвы, песка, камней, земли). Поэтому гидротранспортер оснащен песколовушками, ботволовушками и камнеловушками, которые улавливают как всплывшие на поверхность воды вещества (ботву, солому и др.), так и погружающиеся на дно (песок, камни и др.).

2. Мойка, взвешивание и изрезание свеклы

При подаче свеклы с помощью гидротранспортера часть механических примесей отделяется, но остаются примеси в виде прилипшей земли и др. Для их удаления свеклу подают в моечное отделение завода. Процесс мойки должен производиться очень тщательно, так как оставшиеся примеси ухудшают работу свеклорезок и загрязняют диффузионный сок. Для мойки свеклы применяют свекломоечные машины различных типов.

После моечных машин свеклу поднимают в верхнее отделение завода на высоту до 20 м, чтобы обеспечить ее гравитационный спуск на автоматические весы и в свеклорезки. На транспортере свекла очищается от ферромагнитных примесей и подается в бункер автоматических весов для взвешивания.

Сахар из свеклы извлекают диффузионным способом (растворением в воде). Для облегчения извлечения сахара свеклу измельчают в тонкую стружку желобчатой или пластинчатой формы. Толщина пластинок свекловичной стружки не должна превышать 0,5…1 мм, ширина полоски желобчатой стружки – 4…6 мм, пластинчатой – 2,5…3 мм.

Качество свекловичной стружки оказывает решающее влияние на работу диффузионного аппарата, служащего для извлечения сахара из стружки в водный раствор. Качество стружки оценивается длиной 100 г стружки, выраженной в метрах (число Силина), или отношением массы стружки длиной более 5 см к массе стружки менее 1 см (шведский фактор), для чего из определенной массы стружки выделяют частицы длиной менее 1 см и более 5 см. Для качественной стружки число Силина должно быть 9…15 м, а шведский фактор – не ниже 8.

Для изрезания свеклы наиболее распространены центробежные свеклорезки, в вырезах вертикальных цилиндрических корпусов которых неподвижно закреплено 12 или 16 ножевых рам. Свекла поступает во вращающийся ротор-улитку свеклорезки, вращается вместе с ротором, центробежной силой прижимается к ножам и режется. Затем свекловичная стружка по ленточному транспортеру поступает в отделение для получения диффузионного сока.3. Получение диффузионного сока

Целью диффузионного процесса в сахарном производстве является извлечение из свекловичной стружки максимального количества сахарозы. Сахарозу из свеклы извлекают диффузионным способом (экстракцией), который заключается в противоточной обработке свекловичной стружки горячей водой. При этом сахароза и растворимые несахара переходят (диффундируют) в воду, в результате чего их содержание в стружке понижается, а в воде  повышается. Такое движение растворимых веществ происходит под влиянием градиента концентрации. С повышением температуры диффузия ускоряется, поэтому процесс извлечения сахаров проводят при температуре 70…74°С. При более высокой температуре в раствор переходит часть пектиновых веществ. Таким образом, содержание сахаров в стружке в процессе экстракции снижается с 18,3% до 0,3%, а в диффузионном соке – повышается до 13,4%.

На отечественных сахарных заводах процесс извлечения сахарозы из свекловичной стружки осуществляется в непрерывнодействующих автоматизированных диффузионных установках. Длительность процесса диффузии составляет не более 80 мин, так как ее увеличение приводит к повышению содержания растворимых пектиновых веществ в диффузионном соке и его вязкости, а также к ухудшению условий дальнейшей очистки.

При понижении температуры ниже 70°С интенсивно развиваются микроорганизмы. С увеличением расхода воды на обессахаривание стружки снижаются потери сахаров в жоме, но на практике ограничивают его величиной 120…130% от массы стружки, идущей на диффузию, что обусловлено необходимостью экономии топлива, расходуемого на выпаривание лишней воды при сгущении сока.

Диффузионный сок является благоприятной средой для развития микроорганизмов, поступающих вместе со свеклой и водой. Развитие микроорганизмов подавляют улучшением отмывания свеклы, обеспечением чистоты диффузионной установки и питающей воды, а также ритмичной работой. Кроме того, в диффузионный аппарат периодически подают раствор формалина.

В диффузионном соке, выходящем из диффузионного аппарата, содержится много мезги (мельчайших частиц стружки), ухудшающей дальнейшую переработку сока. Поэтому диффузионный сок перед подачей на дальнейшую переработку очищают от мезги.

Обессахаренная стружка (жом) выводится из верхней части диффузионного аппарата и подается в жомовый пресс. Массовая доля сухих веществ в стружке перед прессованием составляет примерно 8%. Жом после прессования в шнековых прессах имеет массовую долю сухих веществ 12…14%, если он в сыром виде будет скармливаться скоту, либо его прессуют до 22…25% сухих веществ и направляют на высушивание до массовой доли сухих веществ 86%. Для сохранения и повышения кормовой ценности жом обогащают добавками и брикетируют. В среднем выход сушеного жома составляет 4,5…5% от массы свеклы.

4. Очистка диффузионного сока

Из свеклы в диффузионный сок переходит почти вся сахароза и до 90% растворимых несахаров. Кроме того, в диффузионном соке содержится много мелких частиц свеклы (мезги), которые на воздухе быстро темнеют и пенятся.

Из такого сока без очистки трудно выделить сахарозу, так как несахара существенно замедляют скорость кристаллизации и увеличивают содержание сахара в отходах (мелассе). Одна часть несахаров удерживает в мелассе до 1,5 частей сахарозы. Чтобы получить максимальный выход сахара-песка и низкий выход мелассы, из диффузионного сока необходимо удалить как можно больше несахаров и довести его до слабощелочной реакции, в которой сахароза наиболее устойчива к разложению.

Производится довольно сложная и многоступенчатая очистка диффузионного сока.

Первой ступенью очистки диффузионного сока является преддефекация. При этом в диффузионный сок добавляют известковое молоко в количестве 0,2…0,3% СаО от массы свеклы равномерно во времени в течение 20…30 мин при температуре 40…60°С. Целью преддефекации является коагуляция (укрупнение) частиц коллоидной дисперсии для выведения их из раствора.
Далее производится основная дефекация. Целью основной дефекации является вторичная обработка диффузионного сока избытком извести сразу же после преддефекации. Основной дефекацией достигаются полное разложение амидов кислот, редуцирующих и пектиновых веществ, солей аммония, омыление жиров, а также создание избытка извести, необходимой для получения достаточного количества карбоната кальция при дальнейшей очистке – на 1-й сатурации. Общее количество активной извести, расходуемой на преддефекацию и основную дефекацию, составляет 2,2…2,5% СаО от массы свеклы. Температура, длительность процесса и доза известкового молока определяются лабораторией в зависимости от качества перерабатываемой в данный момент свеклы.

Сразу же после дефекации производится 1-я сатурация. После основной дефекации нефильтрованный сок, содержащий известь (меньшую часть – в растворе и большую часть – в осадке), поступает на 1-ю сатурацию, где его обрабатывают сатурационным газом (смесью газов, содержащих в большом количестве диоксид углерода). Диоксид углерода (СО2) вступает в реакцию с гидроксидом кальция (Са(ОН)2) и образует карбонат кальция (СаСО3). На положительно заряженной поверхности свежеобразованных кристаллов СаСО3 адсорбируются несахара сока, в том числе продукты распада пектиновых и других веществ, несущих отрицательный заряд.

Таким образом, если на предварительной и основной дефекациях химическая очистка осуществлялась путем коагуляции, осаждения и разложения несахаров, то на 1-й сатурации проводится физико-химическая очистка сока адсорбцией, что и является основной целью 1-й сатурации. Кроме того, образующийся кристаллический осадок СаСО3 служит основой для создания фильтрующего слоя при фильтрации сока.

Образовавшийся осадок СаСО3 с адсорбированными несахарами отфильтровывают.

Нефильтрованный сок 1-й сатурации содержит 4…5% взвешенных частиц, которые необходимо отделить, чтобы продолжить дальнейшую очистку сока. Фильтрование чаще всего производят на листовых саморазгружающихся фильтрах-сгустителях периодического действия. Сок 1-й сатурации на фильтре разделяется на фильтрованный сок и сгущенную суспензию.

Отфильтрованный сок содержит на выходе из фильтра не более 1 г/л твердой фазы и без контрольного фильтрования направляется на 2-ю сатурацию. Сгущенную суспензию сока 1-й сатурации повторно фильтруют в камерных вакуум-фильтрах, на которых осадок промывается горячей водой и просушивается воздухом или паром. Разбавленный сок, получаемый на первой стадии промывки, присоединяют к отфильтрованному соку. Сильно разбавленный сок, получаемый на окончательной стадии промывки осадка, используют в других технологических процессах. В фильтрованном осадке содержится 75…80% карбоната кальция и 20…25% органических и неорганических несахаров. Он используется в сельском хозяйстве для известкования кислых почв. Потери сахарозы в фильтрованном осадке составляют примерно 1% от его массы. На промывку фильтрованного осадка расходуется 105…110% воды от массы осадка.

Тщательно отфильтрованный, чистый сок подвергают ^ 2-й сатурации для того, чтобы перевести оставшиеся после 1-й сатурации в растворе гидрооксиды кальция, калия и натрия в углекислые соли и вывести их в осадок, а также вывести в осадок кальций, связанный с органическими кислотами в комплексы.

Для повышения качества к соку перед 2-й сатурацией добавляют небольшое количество извести (0…0,5% СаО от массы сока), что способствует не только дополнительному разложению несахаров, но и увеличению адсорбционной поверхности в результате большего образования карбоната кальция. Перед 2-й сатурацией сок нагревают до температуры 93…95°С и в течение 10 мин сатурируют (продувают СО2). При сатурировании из сока испаряется более 1% воды, и он охлаждается на 2…5°С. Для дополнительного удаления кальция из раствора сок после сатуратора следует подвергнуть “дозреванию” в течение 10…15 мин при интенсивном перемешивании в отдельном сосуде, что снижает накипеобразование в выпарной установке.

После “дозревания” сок 2-й сатурации фильтруют на листовых фильтрах таким же образом, как и сок 1-й сатурации. Фильтрат направляют на сульфитирование, а сгущенную суспензию – на преддефекацию.

Сульфитацией называется обработка сахарных растворов диоксидом серы (SO2), который получают сжиганием комовой серы на воздухе в специальной печи. В получаемом сульфитационном газе содержится 10…15% SО2, воздуха  85…90%.

Диоксид серы – бесцветный газ с резким запахом, ядовит, вызывает удушье, хорошо растворим в воде, но только небольшая часть растворенного диоксида серы реагирует с водой, образуя сернистую кислоту.

Целями сульфитации являются: обесцвечивание сока, снижение его вязкости, а также обеззараживание. При пропускании сульфида серы через сок образуется сернистая кислота, являющаяся сильным восстановителем. Она частично переходит в серную кислоту; при этом выделяется молекулярный водород, который восстанавливает органические окрашенные вещества. Действие сернистого газа продолжается и при выпаривании, что способствует меньшему потемнению сиропа. Коэффициент использования диоксида серы составляет 70…80%, оптимальное значение рН сульфитированного сока составляет 8,5…8,8.

Повышение урожайности сахарной свеклы и улучшение ее технологического качества

Повышение урожайности сахарной свеклы и улучшение ее технологического качества - важнейшая задача свеклосахарного комплекса.
Решение этой задачи зависит от многих факторов: сорта возделываемой свеклы, качества используемых семян, качества почвы, применяемых агротехнических мероприятий и т. д.

Качество семян является одним из решающих факторов. Поэтому фирмы, занимающиеся производством семян, уделяют их качеству особое внимание, проводя соответствующую обработку семян и осуществляя тщательный их контроль. При этом, наряду с традиционными показателями качества семян (засоренности, всхожести и т. д.), в настоящее время определяются с помощью современного оборудования биологические, физиологические и другие показатели.

Кроме качества семян на урожайность большое влияние оказывает технология возделывания свеклы. В этом направлении в последние годы ведутся интенсивные разработки.

Так, в начале двадцатых годов на Украине В.С. Глуховским с сотрудниками разработан новый, так называемый гребневый способ возделывания сахарной свеклы. Способ заключается в том, что с осени готовят гребни, что способствует в этот период интенсивному накоплению влаги, а весной - ускоренному созреванию почвы в их зоне. В гребни затем высевают семена. (Данная технология подобна технологии при выращивании картофеля.)
Преимуществом такой технологии является то, что вследствие большей поверхности гребня почва весной прогревается гораздо быстрее, что способствует более быстрому росту растений.
На грядках из-за большей рыхлости почвы свекла образует более длинные корешки и тем самым достигнет быстрее слоя почвы, содержащего влагу. На гребнях меньше потери влаги испарением из нижнего слоя. Гребневый способ возделывания свеклы способствует ускорению прорастания семян и росту растений.

Поскольку почва на гребнях менее уплотнена, то свекла образует меньше боковых корешков, ее легче убирать.
Гребневый способ повышает продуктивность сахарной свеклы. Об этом свидетельствует опыт применения этого способа в последние годы в Германии и Италии.

Так, на севере Германии в течение четырех лет при применении данного способа урожайность была примерно на 15% выше. В Италии, которая только начала применять этот способ, урожайность была на 30...45% выше.
Недостаточно широкое распространение данной технологии возделывания свеклы может быть связано с отсутствием необходимого оборудования.
В начальный период для формирования грядок использовалась техника, которая применялась при возделывании картофеля. Однако она не всегда обеспечивала получение устойчивых грядок.

Фирмой Delitzsch в настоящее время разработана техника, позволяющая одновременно формировать 12 грядок и высевать в них семена. Это открывает возможности для более широкой реализации данного способа.
Уборка свеклы. Начало копки свеклы зависит от сроков пуска завода, убрать ее необходимо до наступления морозов. Уборка свеклы проводится поточным (с челночным) способом вывозки корнеплодов на завод или поточно-перевалочным способом. Для снижения потерь массы и сахара при необходимости хранения (более 2...3 суток) корнеплодов на перевалочных площадках в буртах их следует укрывать ботвой или соломой.

На всех сахарных заводах России принята единая технологическая схема получения сахара-песка из сахарной свеклыПолучение свекловичной стружки производят на резальных машинах (дисковые горизонтальные и цилиндрические с вставленными ножевыми рамами). Длинна 100 г стружки должна быть 10 – 12 м.

Получение свекловичного сока можно проводить путем прессования стружки и с применением диффузионного способа. Прессовым способом извлекается 70 – 80% сока. Диффузионный способ позволяет сократить затраты и в более полном количестве выделить сахар. Под явлением диффузии понимают способность смешивающихся между собой различных веществ самопроизвольно проникать друг в друга, до образования однородной смеси.

Технологическая сущность получения диффузионного сока заключается в следующем. Ткань свекловичного корня состоит из клеток, содержащих сок, в которых растворены сахара и несахара. Задача свекловичного производства извлечь сахара, а именно сахарозу. Но клетка окружена протоплазменным слоем, который состоит преимущественно из белков. Через этот слой из клетки проходит только вода, а не сахар и другие вещества. Чтобы произошла диффузия сока через стенки клеток нужно разрушить протоплазменный слой. Это достигается обработкой свекловичных клеток водой температурой 60ºС и выше. На практике обработка стружки горячей водой осуществляется в диффузионных аппаратах периодического и непрерывного действия.

Получили распространение колонные диффузионные аппараты (КДА). Аппарат состоит из ошпаривателя, где стружку подогревают, и вертикальной колонны (собственно диффузора). В аппаратах такого типа навстречу свекловичной стружке противоточно движется сок, в конце аппарата – в верхней его части обессахаренная стружка встречается с чистой горячей водой, которая омывает стружку. После обессахаривания стружки она имеет вид отжатой массы и называется жом . Продвижение стружки в верхнюю часть диффузионного аппарата производится вращающимся валом с лопастями.

Диффузионный способ извлечения сока – это непрерывное обессахаривание свекловичной стружки сначала соком (предыдущего извлечения), концентрация которого постепенно снижается, и к концу процесса стружка омывается горячей водой. Продолжительность операции 80 – 100 мин.

Получают диффузионный сок, который содержит 83% влаги и 17% сухих веществ, из них 15% сахароза и 2% несахара. Из полученного сока необходимо удалить несахара, что осуществляется химическими способами. Несахара задерживают кристаллизацию сахарозы, увеличивая потери сахара с конечным продуктом – мелассой. Чтобы избавиться от несахаров проводят очистку сока известью - дефекацию с последующим удалением ее избытка диоксидом углерода - сатурация .

Дефекация диффузионного сока – это обработка сока известью, которая проводится в два этапа: предварительная дефекция и основная дефекция. На преддефекции к массе свеклы добавляют 0,2 – 0,3% CaO, на основной 2,5 – 3% CaO, при этом pH сока повышается до 12,2 – 12,3.

Назначение операции – известь с несахарами дает осадок. Происходит коагуляция коллоидных веществ, нейтрализация и осаждение кальциевых солей ряда кислот (лимонной, оксилимонной, яблочной и др.). Продолжительность 20 – 30 мин, температура сока: при проведении холодной преддефекции 50ºС, теплой – 50 – 60 ºС, горячей – 85 – 90 ºС.

Основную дефекацию проводят сразу после преддефекации. Основные процессы при второй дефекации: разложение несахаров сока, омыление жиров, осаждение анионов кислот, создание избытка извести (для дальнейшего достаточного количества CaCO3, образующего при сатурации) продолжительность операции 10 – 30 мин.

Сатурация диффузионного сока. Под сатурацией понимают обработку сока сатурационным газом, содержащим 30 – 34% диоксида углерода. Сатурацию проводят в две стадии (I и II сатурации) с промежуточным отделением осадка несахаров. Чтобы предотвратить обратный переход в раствор несахаров, которые выпали в осадок на стадиях дефекации, I сатурацию заканчивают при наличии в растворе небольшого избытка извести, как и на преддефекации (0,2 – 0,3% CaO), pH сока поддерживается на уровне 10,8 – 11,6. Сатурацию горячего сока (80 – 85 ºС) с целью перевода извести в нерастворимое состояние CaCO3.

CaO + CO 2 → CaCO 3 (известняк).CaCO3 является хорошим адсорбентом, адсорбирует нерастворимые в воде сахара и красящие вещества.

После I сатурации сок фильтруют (используют вакуум-фильтры или фильтры-сгустители) и направляют на II сатурацию. Она проводиться с целью снижения в соке содержания растворимых солей кальция, так как неполное их удаление приводит к образованию накипи в теплообменных аппаратах и увеличивают потери сахарозы. Продолжительность II сатурации 10 мин при 85 – 92 ºС.

Затем сок фильтруют с применением дисковых фильтров под избыточным давлением 0,15 – 0,20 МПа.

Сульфитация диффузионного сока проводится для снижения цветности и щелочности. Сок обрабатывают диоксидом серы. Сульфитационный газ содержит 10 – 15% диоксида серы. Осветляющие действие SO2 заключается в образовании сернистой кислоты, которая является хорошим восстановителем:

SO 2 + H 2O → H 2 SO 3

Сернистая кислота и ее соли блокируют карбонильные группы моносахаридов и продуктов их распада, тем самым предотвращая образование красящих веществ в соке. Сернистая кислота снижает щелочность сока за счет перехода карбоната калия в нейтральный сульфит.

K 2 CO 3 + H 2 SO 3 → K 2 SO 3 + H 2 O + CO 2

Очищенный сок содержит (%): 12 – 14 сухих веществ, из них 10 – 12 сахарозы, 0,5 – 0,7 азотистых веществ, 0,4 – 0,5 безазотистых органических веществ, 0,5 золы. Чистота сока 86 – 92%.

Сгущение сока выпариванием ведут в два этапа: сначала сгущают до содержания сухих веществ 65%, затем после очистки сгущают до содержания сухих веществ 92,5 – 93,5%.

Первый этап сгущения проводят на выпарной установке и получают сироп. Очищенный сироп, содержащий 60 – 65% сухих веществ, поступает на уваривание.

Варка утфелей и получение кристаллического сахара. Чтобы выделить из сиропа чистую сахарозу, кристаллизацию проводят в кипящих пересыщенных растворах в вакуум-аппаратах при низкой температуре. Чтобы извлечь сахар в максимальном количестве кристаллизацию сахарозы ведут многократно (как правило, проводят три кристаллизации). Продукт, полученный после уваривания сока называется утфелем . Он содержит 7,5 – 8% воды, 92 – 92,5% сухих веществ и около 55% выкристаллизовавшегося сахара. Процесс уваривания в вакуум-аппарате разделяют на 4 этапа: получение пересыщенного раствора – сгущение сиропа; заводка кристаллов сахара – образование кристаллов; наращивание кристаллов сахара; окончательное сгущение утфеля и спуск из вакуум-аппарата утфеля. Готовый утфель I кристаллизации (утфель I) направляют на центрифуги для отделения кристаллов сахарозы и оттеков. Кристаллы пробеливают артезианской водой (70 - 95 ºС).

Сахар-песок, вышедший из центрифуги, содержит влаги 0,8 – 1%; его высушивают горячим воздухом до содержания влаги 0,14% и затем охлаждают.

Оттеки, полученные при центрифугировании утфеля I направляют в вакуум-аппараты на уваривание и получение утфеля II от кристаллизации (утфель II). Уваривание ведут до содержания сухих веществ 93%. При центрифугировании утфеля II отбирают два оттека и кристаллы сахарозы. Пробеливание кристаллов ведут также горячей водой и доводят их до необходимой влажности.

Оттеки, полученные при центрифугировании утфеля II направляют на уваривание и получение утфеля III с содержанием сухих веществ в нем 93,5 – 94%. В этом случае утфель центрифугируют без пробеливания сахара водой. Получают один оттек – мелассу , которую направляют в емкости для хранения. Меласса – густая жидкость темно-коричневого цвета с острым запахом и неприятным вкусом, содержит 76 – 85% сухих веществ, из них 46 – 51% сахарозы. Чистота массы 56 – 62%, величина pH 6 – 8. В состав несахаров входят (%): редуцирующие сахара 0,5 – 25; раффиноза 0,6 – 1,4; общий азот 1,5 – 2; молочная кислота 4 – 6; уксусная, муравьиная кислоты 0,2 – 0,5; красящие вещества и зольные элементы 6 – 11.

Сахар III-ей кристаллизации для повышения чистоты направляют в аффинатор, где смешивают с первым оттеком утфеля I, который разбавляют очищенным соком до 74 – 76% сухих веществ, и получают аффинационный утфель. Этот утфель центрифугируют. Полученный сахар вместе с сахаром II-ой кристаллизации направляют в клеровочный аппарат и растворяют (клеруют) в соке II-ой сатурации до содержания сухих веществ 65 – 70%, затем смешивают с сиропом из выпарной установки и направляют на сульфитацию.

Трехкристаллизационная схема продуктового отделения позволяет максимально выделить сахарозу из перерабатываемого сырья.

Вопросы для самоконтроля по теме 5

Назовите состав сахарной свеклы.

Что такое доброкачественность (чистота) диффузионного сока? Производственное значение этого показателя.

Как осуществляется процесс диффузии сахарозы на современных свеклосахарных заводах?

Какие операции включает в себя очистка сока и каково их назначение?

В чем заключается сущность уваривания утфеля? Из каких стадий состоит этот процесс?

Меласса, ее состав и использование?

Особенности получения сахара из тростникового сахара-сырца.

Какова цель операции дефекации диффузионного сока?

Какова цель операции сатурации диффузионного сока?

Какова цель операции сульфитации диффузионногосока?

Тесты по теме 5

1. Потемнение диффузионного сока обусловлено образованием __________- в результате реакции между неразложившимися монозами и аминокислотами

2. Поверхностно-активное вещество ________ вызывает образование в диффузионном соке стойкой пены, что осложняет очистку диффузионного сока

3. Выход сахара из тростника составляет ___________%

4. Отход свеклосахарного производства меласса содержит_______%сахарозы

5. Дефекация – технологическая операция очистка диффузионного сока известью от ______________

6. Сульфитация – обработка фильтрованного диффузионного сока диоксидом серы для снижения его _________и____________

7. Продукт, состоящий из смеси кристаллов сахарозы и сиропа, называют___________

8. Безазотистые органические соединения, содержащиеся в диффузионном соке

2 пектиновые вещества

3 аминокислоты

4 инвертный сахар

5 органические кислоты

9. Вещества диффузионного сока, препятствующие кристаллизации сахарозы

1 инвертный

3 органические кислоты

4 раффиноза

5 аминокислоты

6 пектиновые вещества

10. Процессы, происходящие при дефекации диффузионного сока

3 коагуляция коллоидных веществ

6 создание избытка извести

11. Процессы, происходящие при сатурации диффузионного сока

1 нейтрализация и осаждение кислот в виде кальциевых солей

2 снижение концентрации извести и растворимых солей кальция

4 обесцвечивание диффузионного сока

5 снижение щелочности диффузионного сока

6 отделение осадка несахаров

12. Процессы, происходящие при сульфитации диффузионного сока

1 нейтрализация и осаждение кислот в виде кальциевых солей

2 снижение концентрации извести и растворимых солей кальция

3 коагуляция коллоидных веществ

4 обесцвечивание сока

5 отделение осадка несахаров

6 снижение щелочности сока

13. Химическое соединение, применяемое при дефекации диффузионного сока

1 диоксид углерода

2 окись кальция

3 диоксид серы

4 сернокислый аммоний

5 двууглекислый кальций

14. Химическое соединение, применяемое при сульфитации диффузионного сока

1 диоксид углерода

2 окись кальция

3 диоксид серы

4 сернокислый аммоний

5 двууглекислый кальций

15. Технологическая операция свеклосахарного производства, обеспечивающая перевод несахаров диффузионного сока в осадок

1 основная дефекация

2 II сатурация

3 I сатурация

4 сульфитация

5 предварительная дефекация

16. Технологическая операция свеклосахарного производства, обеспечивающая обесцвечивание диффузионного сока

1 основная дефекация

2 II сатурация

3 I сатурация

4 сульфитация

5 предварительная дефекация

17. Технологическая операция свеклосахарного производства, обеспечивающая нейтрализацию и осаждение кислот в виде кальциевых солей в диффузионном соке

1 основная дефекация

2 II сатурация

3 I сатурация

4 сульфитация

5 предварительная дефекация

Таблица 5 - Эталоны ответов на тесты по теме 5

	Меланоидинов
	несахаров
	Цветности и щелочности

Сахарный буряк — основа сахара

Сахар является ингредиентом, который широко используется для пищевых продуктов, алкогольных напитков, хлебобулочных и кондитерских изделий. Сахарная продукция имеет широкое применение в пищевой, фармацевтической промышленности, а также при производстве пластмассовых изделий. Поэтому при изготовлении данного продукта, линия по производству сахара – это востребованное и прибыльное оборудование, которое имеет прекрасные перспективы для развития бизнеса.

Сахар является продукцией первой надобности спрос, на которую не подчиняется спадам. С 2010 года изготовление сахара в Российской Федерации уверенно растет. Это поясняется восстановлением главных заводов и подъемом их продуктивности. Показателем на данный момент времени является 18,94 кг за один год. В среднем один житель Российской Федерации съедает примерно 22 кг сахара ежегодно, не учитывая продукцию, которая находится в составе других приобретенных изделий.

Для изготовления линии по производству сахара могут использовать данное сырье:

Тростник — для дешевого сахара

• тростник из сахара (тростниковый сахар производят на предприятиях Индии, Кубы и Бразилии);
• сахарная свекла (изготовление свекловичного сахара происходит на предприятиях США, России, Германии и Франции);
• пальмовый сок (сахар из пальмы производится в странах Юго-Восточной Азии);
• просо или крахмалистый рис (производство солодового сахара осуществляется в Японии);
• стебель хлебного сорго (сорговый сахар изготавливают жители Китая).

По методу производства насчитывают 4 вида сахара:

1. Сахар-сырец. Являет собой отдельный слой кристаллов, которые состоят из сахарозы.
2. Сахарная пудра. Являет собой тщательно измельченный кристалл сахара. Данный вид имеет широкое использование при производстве кондитерских и хлебобулочных продуктов;
3. Сахар-песок. Продукция, которая является сахарозой, размеры кристаллов которой 0,6–2,6 мм.
4. Сахар-рафинад. Продукция из высокочастотной сахарозы.

Схема производства сахара

Оборудование

Линии по производству сахара устанавливаются с комплектацией специальной техники для заготовки свеклы к технологическим этапам.

Линия оборудования включает в себя:

• свеклоподъемная установка;
• гидротранспортеры;
• песколовушка;
• ботволовушка;
• водоотделители;
• камнеловушка;
• машина для мойки свеклы.

В основную линию по изготовлению сахара входит такая техника:

• конвейера с магнитными сепараторами;
• свеклорезка;
• весы;
• диффузионная установка;
• шнековые прессы;
• сушилка для жома.

Второй комплекс техники включает в себя:

Самая энергоемкая техника:

• вакуумы аппаратов;
• центрифуга;
• испарительные установки с концентратором.

Автоматическая линия завершается комплектацией техники, которая включает в себя:

• виброконвейеры;
• вибросито;
• сушильно-охладительная установка.

Для организации изготовления сахара необходимо приобрести действующий завод или открыть новый.

Мини завод по производству сахара Предприниматели, которые только начинают свой путь в сахарном бизнесе, могут выбрать два пути организации бизнеса:

1. Купить мини-завод по изготовлению сахара. Приобретая завод необходимо уточнить дату выхода в использование завода. Если он уже давно вышел в действие, тогда техника может быть непригодна. Цена старого завода составляет примерно 2 млн. $. Стоимость завода, который введён в использование после 2000 годов, будет больше 5 млн. $.
2. Линия производства сахара из сахарной свеклы может предполагать открытие нового завода и приобретение линии изготовления сахара.

На данное время активны такие цены на линии производства сахара:

• линия, мощностью 10 тонн в сутки стоит 11–21 тыс. $;
• линия по производству сахара, цена которой примерно 110 тыс. $ имеет производительность 16 тонн сахара в день;
• линия, мощность которой 55 тонн продукции за сутки стоит примерно 230 тыс. $.

Чтобы открыть завод по производству сахара необходимо учесть не только размеры первоначальной инвестиции, доход от руководящей деятельности, но также и доход от сбыта отходов предприятия.

Ведь изготовление сахара располагает извлечением отходов: мелассы и жома. Данные два продукта могут использоваться в качестве метода бартера и реализовываться поставщиками сырья. В процессе производства завершенного товара извлекают и патоку, которую также можно реализовать.

Сахар из сахарной свеклы

Технологический процесс производства сахара из свеклы включает этапы:

Экстракция

Выполняется подготовка свеклы: ее обмывают и чистят от посторонних смесей, взвесив, нарезают в стружку. Затем, стружка загружает в диффузоры, в которых кристаллы сахара экстрагируются из растительной смеси свеклы с помощью горячей воды. В завершение извлекается диффузионный сок, в составе которого есть сахароза (11–16%) и жом (стружка свеклы, из которой получился сок). Отход из производства сахара используется при изготовлении корма для животных.

Очистка

Диффузионный сок смешивается с известковым молоком, смешивание элементов происходит в сатураторе. Далее, в смеси выделяется осадок тяжелых примесей и пропускается диоксид углерода через горячий раствор. В завершение происходит фильтрация данного раствора и получается очищенный сок. На большинстве предприятий фильтрация осуществляется через ионообменную смолу.

Выпаривание

При этом этапе изменяют химический состав полученного сока. В результате сироп обрабатывается сернистым газом, фильтруется на механическом фильтре. В завершение, получается сироп, который содержит 56– 66% сахара.

Кристаллизация

Кристаллизация происходит в вакуумных аппаратах при температуре 78° С.

Через 3 часа получается особый продукт, который называется утфель первой кристаллизации. Утфель является смесью кристаллов мелассы и сахарозы. Затем, изделие поступает в мешалку, а потом в утфелераспределитель и центрифугу. Сахар кристаллический сохраняется в центрифугах, отбеливается, пропариваются парами. В завершение получается кристаллический сахар.

Сахар-рафинад

Технология изготовления сахара-рафинада является очень простой. Для производства продукта необходимо наличие тростникового или свекловичного сахара-песка. Для организаций России более рентабельным и выгодным в качестве исходного материала является использование свекловичного сахара-песка.

Линия производства сахара рафинада осуществляет 2 метода изготовления сахара-рафинада:

1. Прессованный метод. Он начинается с переработки в центрифугах сахарных сиропы. Далее, происходит прессование, а затем, просушка готового продукта. В результате прессованный сахар разделяют на кубики необходимых размеров.
2. Литой метод. Трудоемкий и материально расходный процесс. Литой метод подразумевает, перемещение сахарной смеси в специализированную форму, в которой она затвердевает. Далее, смесь заливают сахаром, в которой не присутствуют примеси. Промывка происходит несколько раз. Затем сахар кусковый, который уже очистили от патоки, просушивается и извлекается из формы. В результате смесь разделяют на кубики.

Сахар-песок

Сахарный песок растворяется даже в холодной воде

Сахарный песок отлично растворяется в воде. При высокой температуре возрастает ее растворимость. В растворе сахарный песок является мощным дегидратором. Он легко образуется в пересыщенный раствор, кристаллизация которого начинается лишь при существовании центра кристаллизации. Скоростью данного процесса является температура, вязкость раствора и коэффициент пресыщения.

Первоначальным сырьем для получения сахарного песка является сахарный тростник, а также сахарная свекла. Учитывая высокую урожайность тростникового сахара в сравнении с сахарной свеклой, с одного гектара его посева получается продукта в два раза больше. Однако содержание сахарозы в стебле тростника намного меньше, чем в свекле.
Линии производства сахара песка содержат комплекс техники для заготовки свеклы к изготовлению, которая состоит:

• свеклоподъемная машина;
• гидротранспортер;
• песколовушка;
• ботволовушка;
• камнеловушка;
• водоотделитель;
• свекломоечнаямашина.

Линия производства сахара песка, ведущим комплексом которой является конвейер, состоит из такой техники:

Лента просушки сахарного песка

• конвейер с магнитными сепараторами;
• свеклорезка;
• весы;
• диффузионная установка;
• шнековый пресс;
• сушилка для жома.

Следующим комплексом оборудования представляется:

• фильтр с подогревательным устройством;
• аппарат основной и предварительной дефекации;
• сатуратор;
• отстойник;
• сульфитатор;
• фильтр.

Наиболее энергоемкими комплектациями линии являются: выпарные установки с концентраторами, вакуум-аппарат, мешалка и центрифуга.

Финальная комплектация оборудования линии являет содержание:

• виброконвейер;
• охладительно-сушильная установка;
• вибросито.

Свекла сахарная передается в мини-завод из кагатного или бурчатного поля. На гидравлический конвейер свекла поступает к свеклонасосу и поднимается на вершину до 22м. В дальнейшем ее перемещение происходит самотеком, чтобы осуществить различные операции в технологическом процессе. Длина гидравлического конвейера установлена в такой последовательности:

• соломоботволовушка;
• камнеловушка;
• водоотделители.

Это технологическая техника. Она предназначена для отделения тяжелых (камень, песок) от легких (ботва, солома) добавок. А также чтобы отделить транспортерно-моечную воду. Для усиления процесса улавливания ботвы и соломы, в углубление подается кислород. Сахарный песок после водоотделителя продвигается в моечные машины.

Видео: Производство сахара