Producerea de zahăr din sfeclă de zahăr: descrierea tehnologiei

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Producerea zahărului este apanajul marilor fabrici. La urma urmei, tehnologia este destul de complexă. Materiile prime sunt prelucrate pe linii de producție continue. De regulă, unitățile de producție de zahăr sunt situate în imediata apropiere a locurilor de cultivare a sfeclei de zahăr.

Descrierea produsului

Zahărul este în esență un carbohidrat pur (zaharoză) care are un gust dulce și plăcut. Este bine absorbit și asigură funcționarea normală a organismului (acuitatea vizuală și auditivă, un nutrient important pentru celulele creierului, participă la formarea grăsimilor). Abuzul de produs duce la dezvoltarea unor boli (carii, exces de greutate etc.).

Materie prime pentru producție

În mod tradițional în țara noastră acest produs este făcut din sfeclă de zahăr. Producția de zahăr necesită o cantitate mare de materii prime.

Beetroot este un reprezentant al familiei haze. Crește timp de doi ani, cultura este rezistentă la secetă. În primul an, o rădăcină crește, iar apoi în al doilea an se dezvoltăapar tulpina, florile si semintele. Masa culturii de rădăcină este de 200-500 g. Fracția de masă a țesutului dur este de 75%. Restul este zahăr și alți compuși organici.

Recoltarea sfeclei durează 50 de zile. În același timp, centralele funcționează în medie 150 de zile pe an. Pentru a furniza materii prime pentru industria zahărului, sfecla este depozitată în așa-numitele kagat (grămezi mari).

Tehnologia de depozitare a sfeclei de zahăr

Sfecla se așează în straturi în grămezi pe zonele pregătite anterior. Dacă tehnologia de depozitare este încălcată, sfecla va germina și va putrezi. La urma urmei, rădăcinile sunt organisme vii. O caracteristică a germinării este indicele raportului dintre muguri și masa întregului fruct. În condiții de temperatură ridicată și umiditate ridicată, sfecla începe să germineze deja în a cincea zi de depozitare. În același timp, sfecla, care se află în partea superioară a grămezii, germinează cel mai intens. Acesta este un fenomen extrem de negativ, care duce la o scădere a eficienței producției de zahăr. Pentru a minimiza pierderile de la germinare, vârfurile fructelor sunt tăiate în timpul recoltării, iar recolta însăși din grămezi este tratată cu o soluție specială.

Este important să depozitați fructele în grămezi cu grijă, încercând să nu le deteriorați. La urma urmei, zonele deteriorate ale fătului sunt un punct slab care este afectat în primul rând, iar apoi țesuturile sănătoase.

Dezvoltarea bacteriilor este afectată semnificativ de nivelul de temperatură și umiditate. Dacă mențineți compoziția și temperatura recomandate a aerului1-2 °C, apoi procesele de degradare încetinesc (uneori nu se dezvoltă).

Sfecla care este depozitată este extrem de poluată (sol, iarbă). Murdăria afectează circulația aerului în grămadă, provoacă procese de putrezire.

De aceea, se recomandă spălarea sfeclei și păstrarea lor spălată. În ultimii ani, dispozitivele speciale au fost utilizate pe scară largă pentru a elimina buruienile, paiele și murdăria.

Randamentul sfeclei

Una dintre cele mai importante sarcini este creșterea randamentului sfeclei de zahăr. Depinde de mulți factori. Producția de zahăr depinde direct de volumul de colectare, precum și de calitatea tehnologică a materiilor prime.

În primul rând, calitățile tehnologice ale sfeclei cultivate depind de semințele folosite. Tehnologiile moderne permit controlul caracteristicilor biologice și a altor caracteristici. Controlul calității semințelor poate crește semnificativ randamentul pe hectar de suprafață însămânțată.

Metoda de cultivare a sfeclei este, de asemenea, importantă. O creștere semnificativă a randamentului se observă cu așa-numita metodă de cultivare a crestei (creșterea randamentului variază de la 15 la 45%, în funcție de caracteristicile climatice ale regiunii). Esența metodei este următoarea. Toamna, mașinile speciale toarnă creste, datorită cărora pământul absoarbe și acumulează în mod activ umiditatea. Prin urmare, primăvara, pământul se coace suficient de repede, creând condiții favorabile pentru însămânțare, creștere și dezvoltare a fructelor. În plus, sfecla este mult mai ușor de recoltat: densitatea solului a crestelor este relativ scăzută.

Este curios că această tehnologie a fost propusă de omul de știință sovietic Glukhovsky în îndepărtații ani 20 ai secolului trecut. Și relativ recent, metoda a fost introdusă în țările avansate.

În ciuda eficienței mari, această tehnologie nu a găsit o aplicație largă. Motivul pentru aceasta este lipsa și costul ridicat al echipamentelor speciale. Producția de zahăr din sfeclă are, așadar, perspective de dezvoltare și de atingere a unui nou nivel tehnologic.

Sfecla trebuie recoltată înainte de îngheț. Livrările către întreprinderi de sfeclă săpată pot fi efectuate conform principiului fluxului sau prin metoda flux-transbordare. Pentru a reduce pierderea de zaharoză în timpul depozitării pe termen lung la bazele de transbordare, fructele sunt acoperite cu paie.

Proces de producție

O fabrică medie de zahăr din Rusia este capabilă să prelucreze câteva mii de tone de materii prime (sfeclă de zahăr). Impresionant, nu-i așa?

Producția se bazează pe procese și reacții chimice complexe. Esența este următoarea. Pentru a obține cristale de zahăr este necesară izolarea (extracția) zaharozei din materii prime. Apoi zahărul este separat de substanțele inutile și se obține un produs gata de consumat (cristale albe).

Tehnologia de producție a zahărului constă în următoarele operațiuni:

• curățarea de murdărie (spălare);
• primire chipsuri (tocare, măcinare);
• extracție de zaharoză;
• filtrare cu suc;
• îngroșare (evaporarea umidității);
• masă la fierbere(sirop);
• separarea melasei de zahăr;
• zahăr uscat.

Spălarea sfeclei de zahăr

Când materiile prime ajung la fabrica de zahăr, ajung într-un fel de buncăr. Poate fi amplasat atât în subteran, cât și în exterior. Cu un jet puternic de apă direcționat, sfecla de zahăr este spălată din buncăr. Culturile de rădăcină cad pe transportor, în timpul căreia materiile prime sunt pre-curățate de tot felul de resturi (paie, iarbă etc.).

Zdrobirea culturilor rădăcinoase

Producerea zahărului din sfeclă este imposibilă fără a le măcina. Intră în joc așa-zișii tăietori de sfeclă. Rezultatele sunt fâșii subțiri de sfeclă de zahăr. În tehnologia de producție a zahărului, felul în care sunt tăiate bucățile este foarte important: cu cât suprafața este mai mare, cu atât mai eficient este separată zaharoza.

extracția zaharozei

Chipsurile de sfeclă sunt introduse prin transportor în aparatul de difuzie cu melc. Zahărul este separat de chipsuri cu apă caldă. Chipsurile sunt alimentate prin melc, iar spre ea curge apă caldă, care extrage zahărul. Pe lângă zahărul în sine, apa transportă și alte substanțe solubile. Procesul este destul de eficient: la ieșire, pulpa (așa-numitele chipsuri de sfeclă) conține doar 0,2-0,24% zahăr în fracțiune de masă. Apa, saturată cu zaharuri și alte substanțe organice, devine tulbure și spumează puternic. Acest lichid se mai numește și suc de difuzie. Cea mai completă prelucrare este posibilă numai atunci când materia primă este încălzită la 60 de grade. La aceasta temperatura, proteinele se coaguleaza si nu ies in evidenta de sfecla. Producția de zahăr nu se termină aici.

Purificare cu suc cu difuzie

Din lichid este necesar să îndepărtați cele mai mici particule în suspensie de sfeclă și substanțe organice dizolvate. Din punct de vedere tehnologic, până la 40% din produse secundare pot fi îndepărtate. Orice a rămas se acumulează în melasă și este îndepărtat doar în etapa finală a producției.

Suc încălzit până la 90°C. Apoi este prelucrat cu var. Ca urmare, proteinele și alte substanțe care se află în suc precipită. Această operațiune se efectuează pe echipamente speciale în 8-10 minute.

Acum trebuie să îndepărtați varul. Acest proces se numește saturație. Esența sa este următoarea: sucul este saturat cu dioxid de carbon, care intră într-o reacție chimică cu var, formând carbonat de calciu, care precipită, absorbind diverși poluanți. Transparența sucului crește, devine mai ușor.

Sucul este filtrat, încălzit la 100 °C și resaturat. În această etapă, se efectuează o purificare mai profundă de impurități, după care sucul este trimis din nou spre filtrare.

Sucul trebuie să fie decolorat și diluat (nu atât de vâscos). În acest scop, se trece dioxid de sulf prin el. În suc se formează acid sulfuros - un agent reducător foarte puternic. Reacția cu apa produce o anumită cantitate de acid sulfuric, eliberând hidrogen, care la rândul său luminează sucul.

După saturație grosieră și pură, producția este de 91-93% din volumul original de în altă calitate,suc albit. Procentul de zaharoză din volumul de suc rezultat este de 13-14%.

Evaporarea umidității

Produs în două etape folosind echipamente speciale. Pentru producerea zahărului în prima etapă, este important să se obțină un sirop gros cu un conținut de solide de 65-70%. Siropul rezultat suferă o purificare suplimentară și este supus din nou procedurii de evaporare, de data aceasta în dispozitive speciale de vid. Este necesar să se obțină o substanță groasă vâscoasă cu un conținut de zaharoză de 92-93%.

Dacă continui să evaporezi apa, soluția devine suprasaturată, apar centrii de cristalizare și cresc cristalele de zahăr. Masa rezultată se numește massecuite.

Punctul de fierbere al masei rezultate este de 120 °C în condiții normale. Dar fierberea ulterioară se efectuează în vid (pentru a preveni caramelizarea). În condiții apropiate de vid, punctul de fierbere este mult mai scăzut - 80 °C. Această masă în stadiul de evaporare într-un aparat cu vid este „aliată” cu zahăr pudră. Ce stimulează creșterea cristalelor.

Separarea zahărului de melasă

Masa de zahăr merge la centrifuge. Acolo cristalele sunt separate de melasa. Lichidul care iese după separarea cristalelor de zahăr este melasă verde.

Cristale de zahăr persistă pe ochiurile tamburului centrifugei, care sunt tratate cu apă fierbinte și aburite pentru a se albi. În acest caz, se formează așa-numita melasă albă. Aceasta este o soluție de zahăr și resturile de melasă verde în apă. Melasa albă este supusă unei procesări secundare înmașini de vid (pentru a minimiza pierderile, pentru a îmbunătăți eficiența producției).

Melasa verde merge la un alt aparat pentru fierbere. Ca urmare, se obține așa-numita a doua masecuită, din care se obține deja zahăr galben. Se dizolvă în suc după prima curățare.

Zahăr uscat

Ciclul de producție a zahărului nu este încă finalizat. Conținutul centrifugei este îndepărtat și trimis la uscat. După centrifugare, conținutul de umiditate al zahărului este de aproximativ 0,5% și temperatura este de 70°C. Într-un uscător tip tambur, produsul este uscat până la un conținut de umiditate de 0,1% (acest lucru este în mare parte asigurat de temperatura reziduală după centrifuge).

Deșeuri

Principalele deșeuri din producția de zahăr din sfecla de zahăr sunt pulpa (așa-numitele așchii de rădăcină), melasa, noroiul de la filtru presa.

Pulpa de sfeclă reprezintă până la 90% din greutatea materiilor prime. Servește ca hrană bună pentru animale. Transportul pulpei pe distanțe lungi nu este rentabil (din cauza umidității ridicate, este foarte greu). Prin urmare, este achiziționat și utilizat de fermele situate în apropierea unităților de producție a zahărului. Pentru a preveni deteriorarea pulpei, aceasta este transformată în siloz.

În unele fabrici de producție de zahăr, așchii sunt presați din sfecla de zahăr (se îndepărtează până la 50% din umiditate) și apoi uscat în camere speciale. Ca urmare a unei astfel de prelucrări, masa pastei, gata de utilizare conform intenției și transportată pe distanțe lungi, nu depășește 10% din masa sa inițială.

Melassa –melasa furajera - obtinuta in urma prelucrarii celei de-a doua mascuite. Volumul său este de 3-5% din greutatea materiei prime. Este 50% zahar. Melasa furajeră este o componentă importantă în producția de alcool etilic, precum și în producția de hrană pentru animale. În plus, este folosit în producția de drojdie, la fabricarea acidului citric și chiar a medicamentelor.

Volumul de namol filtru presa atinge 5-6% din masa materiilor prime neprelucrate. Folosit ca îngrășământ pentru solurile agricole.

Producerea zahărului rafinat

Producerea zahărului rafinat este de obicei situată la fabricile de zahăr înseși. Ca parte a unor astfel de plante, există ateliere speciale. Dar organizațiile terțe care cumpără zahăr granulat din fabrici pot produce și zahăr rafinat. După metoda de obținere a zahărului rafinat, acesta poate fi turnat și presat.

Secvența operațiunilor tehnologice în producția de zahăr rafinat este următoarea.

Zahărul se dizolvă în apă. Siropul gros este prelucrat pentru a elimina diverse substanțe colorante. După purificare, siropul se fierbe într-o cameră de vid și se obține prima masecuită rafinată. Pentru a elimina îngălbenirea, în camera de vid se adaugă ultramarin (0,0008% din greutatea siropului, nu mai mult). Procesul de fierbere este similar cu cel de fierbere la obținerea zahărului.

Masecuita rafinată trebuie distanțată. Se formează o masă groasă (slam cu un conținut de umiditate de 3%, nu mai mult), care este presată. Rezultatul este un zahăr rafinat care ia forma unei prese. Pentru a fi rafinat în formăcapete, mascuita este turnată în formele adecvate. În partea de jos a matriței există un orificiu special prin care curge soluția rămasă. Zahărul rafinat umed se usucă cu aer cald până când indicele de umiditate scade la o valoare de 0,3-0,4%. Apoi, rămâne doar să așteptați până când bucățele de zahăr se răcesc, tăiați (dacă este necesar) și împachetați.