Сырье для сахарного производства

ТЕХНОЛОГИЯ САХАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

План лекции

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОИЗВОДСТВЕ

2. СЫРЬЕ ДЛЯ САХАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

3. ПРОИЗВОДСТВО САХАРА ИЗ СВЕКЛЫ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОИЗВОДСТВЕ

Сахар является одним из важнейших высококачественных продуктов народного питания. Обладая высокой степенью чистоты и приятным сладким вкусом, сахар имеет большую питательную ценность, легко усваивается организмом, быстро восстанавливая утраченные силы.

Сахарная промышленность нашей страны, объединяющая свеклосахарное и сахарорафинадное производства, представляет собою крупнейшую отрасль пищевой промышленности. В России сахар производится в основном из отечественного сырья - сахарной свеклы. Свеклосахарное производство - сезонное, длительность его в среднем составляет 130 суток (с сентября по январь). Свеклосахарные заводы обычно расположены в сельской местности вблизи посевов сахарной свеклы. Отходы от очистки свеклы на поле (свекловичная ботва) и от переработки ее на заводах (свекловичный жом, патока-меласса, фильтрационный осадок-дефекат) используют в сельском хозяйстве как кормовые средства. Меласса, кроме того, является выгодным сахарсодержащим сырьем для производства пищевого (этилового) спирта, хлебопекарных дрожжей, лимонной кислоты и другой продукции.

Помимо непосредственного употребления в пищу сахар широко применяется в качестве исходного или вспомогательного сырья в ряде отраслей пищевой промышленности - кондитерской, консервной, хлебопекарной, в производстве безалкогольных напитков, мороженого и др.

СЫРЬЕ ДЛЯ САХАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Сахарная свекла - двухлетнее растение из семейства маревых.

С учетом урожайности и сахаристости средний сбор сахара с 1 га площади посева определяется в размере 4,0-4,5 т.

Извлечение содержащейся в корнях свеклы сахарозы и представляет собой главную цель свеклосахарного производства.

В клеточном соке в среднем содержится примерно 25% сухих веществ, в том числе сахарозы около 20% к массе сока и 5% других растворенных веществ - несахаров.

Сахарные заводы кроме центрального призаводского пункта обычно имеют несколько периферийных (пристанционных) свеклоприемных пунктов.

На свеклоприемных пунктах свеклу после взвешивания и взятия проб на загрязненность и сахаристость направляют либо на укладку в так называемые кагаты (бурты) для длительного хранения, либо сразу на отгрузку в вагоны - на периферийных пунктах. Свекловичные кагаты укладывают высотой до 6 м и более. В основании они имеют форму удлиненного прямоугольника, с боков и сверху укрываются соломенными или камышовыми матами или пленочными искусственными материалами. Для предупреждения возникновения гнилостных процессов свекла в кагатах опрыскивается известковым молоком, а в жаркую погоду орошается водой.

3. ПРОИЗВОДСТВО САХАРА ИЗ СВЕКЛЫ Организация производства и общая схема

Важнейшими стадиями технологии производства сахара из свеклы являются следующие:

приемка, хранение и подача свеклы на завод;

очистка корней свеклы от земли и посторонних примесей;

измельчение (резание) свеклы в стружку и получение из нее сока диффузионным способом;

очистка сока;

выпаривание воды из сока с получением сиропа;

очистка сиропа;

уваривание сиропа в кристаллическую массу - утфель I и последующее разделение этой массы путем центрифугирования на белый кристаллический сахар и патоку;

уваривание патоки в утфель II, дополнительная кристаллизация его и центрифугирование с получением желтого сахара и конечной патоки-мелассы-отхода производства при работе по схеме с двумя утфелями. В случае работы по схеме с тремя утфелями патока от утфеля II не является конечной: она еще раз уваривается на утфель III, из которого после кристаллизации и центрифугирования получается еще один желтый сахар и уже как отход производства - меласса;

очистка (аффинация) последнего желтого сахара, растворение желтых сахаров в соке (клерование) с возвращением получаемого при этом раствора-клеровки на очистку сиропа.

Кроме этих основных технологических процессов на каждом сахарном заводе осуществляются вспомогательные процессы: получение необходимых для очистки сока извести и сатурационного (углекислого) газа путем обжига известняка и получение путем сжигания серы сульфитационного (сернистого) газа для очистки сока и сиропа.

На некоторых сахарных заводах осуществляются дополнительные технологические процессы, являющиеся как бы продолжением основных процессов производства - сушка свекловичного жома и производство на его основе комбикормов, получение из мелассы микробиологическим путем лимонной кислоты.

Приемка, хранение и очистка свеклы

Сахарная свекла с призаводского кагатного поля, где осуществляется длительное хранение сырья, или из бурачных, где создается 2-3-суточный запас свеклы для текущей переработки, по гидравлическому транспортеру сплавляется водой в заводское помещение. Для выгрузки из вагонов, и вымывки свеклы из бурачных применяют гидранты с сильной струёй воды. На гидравлическом транспортере для свеклы установлены устройства для удаления посторонних примесей - камнеловушки и сбломоловушки. Свекловодяная смесь из транспортера при помощи специальных центробежных свеклонасосов поднимается для подачи ее в моечное отделение завода.

Выгружаемые из свекломойки чистые корни поступают на сепаратор -водоотделитель и с него в карманы цепного свеклоподъемного элеватора.

Из элеватора мытая свекла попадает на горизонтальный контрольный транспортер с электромагнитным устройством (сепаратором) для удаления случайных металлических примесей и далее поступает на порционные автоматические весы.

Взвешенная свекла попадает в приемный бункер над свеклорезками. В центробежных или дисковых свеклорезках свекла измельчается в лапшевидную или желобчатую стружку, которая наклонным ленточным транспортером с установленными на нем контрольными ленточными весами подается в непрерывно действующий диффузионный аппарат.

В них навстречу свекловичной стружке противоточно движется сок, а в конце аппарата поступает сульфитированная горячая вода, которая смывает выходящую из него обессахаренную стружку - жом и затем превращается во все более концентрированный сок, встречающийся с поступающей в аппарат свекловичной стружкой.

Прессованный жом отправляется на скотооткормочные пункты и частично поступает на сушку или на хранение в жомовых ямах.

Из мезголовушек диффузионный сок, имеющий температуру 40-45° С, непрерывно поступает в подогреватели, где нагревается паром до 85-90° С, и затем идет на химическую очистку, осуществляемую также непрерывно, но в несколько последовательных стадий. Сначала в аппарате - мешалке так называемой предварительной дефекации. Преддефекованный сок самотеком поступает в аппарат основной дефекации, где обрабатывается известковым молоком. Этот дефекованный сок также самотеком идет в аппарат I сатурации на обработку сатурационным газом. В аппарате I сатурации через дефекованный сок продувается сатурационный газ, углекислота которого разлагает моносахарат с высвобождением из него сахарозы. Нефильтрованный сок I сатурации подвергается тканевой фильтрации.

Как указывалось выше, необходимые для очистки сока известь и сатурационный (углекислый) газ получаются на сахарном заводе путем обжига известняка при температуре 1000-1100° С в шахтной печи. Нефильтрованный сок II сатурации подвергается фильтрации. Затем отфильтрованный сок II сатурации без подогрева поступает в сульфитатор, где обрабатывается сульфитационным газом. При сульфитации происходит некоторое снижение цветности и вязкости сока, он становится менее окрашенным и легче подвергается последующему выпариванию и увариванию.

Сульфитированный сок поступает в паровые трубчатые подогреватели перед выпаркой, где нагревается от 85 до 125° С, после чего направляется в выпарную установку.

Получаемая при этом смесь- общий сироп -поступает на сульфитацию и идет на фильтрацию. Отфильтрованный общий сироп собирается в приемные сборники при вакуум-аппаратах.

Сваренный утфель I спускается из вакуум-аппарата в приемную мешалку и в горячем виде поступает в автоматизированные вертикальные центрифуги. Здесь под действием ^центробежной силы утфель разделяется на кристаллы сахара, которые остаются на сите центрифуги и подвергаются промывке (пробеливанию) чистой горячей водой. Пробеленный сахар-песок выгружается из центрифуг на вибрационный желоб-трясучку, которым подается к сахарному элеватору. Элеватором белый сахар-песок транспортируется на сушильную установку, где высушивается до содержания влаги не более 0,05-0,1%, а затем охлаждается.

Рассортированный сахар ссыпают в бункера и упаковывают в тканевые мешки.

Независимо от сырья ощущение сладости сахара определяется исключительно величиной поверхности кристаллов и, следовательно, быстротой таяния во рту. Медленно тающие крупные кристаллы кажутся недостаточно сладкими, тогда как мелкие и особенно сахарная пудра имеют приторно сладкий вкус.

Отходы свеклосахарного производства используются следующим образом. Свекловичные хвостики и "бой" свеклы возвращаются в производство, пополняя основную массу сырья, или идут на корм скоту. Свекловичный жом используется в качестве кормового средства, Фильтрационный осадок - дефекат - поступает в отстойники и после их чистки - в отвалы, откуда частично забирается для известкования и удобрения полей. Патока-меласса идет главным образом в качестве сырья для бродильных производств - спиртового, дрожжевого, выработки лимонной и других пищевых кислот, а часть ее используется на кормовые цели. Таким образом, большая часть отходов свеклосахарного производства в том или ином виде возвращается в сельское хозяйство.