Производство сахара из сахарной свеклы: технология

Производство сахара от А до Я. Где купить сырье и какое оборудование выбрать

Мармелад, прянички, варенье… Какой вкус бы имела вся эта вкуснятина, если б не содержала сахар? Этот продукт прочно влился в нашу жизнь, делая ее чуть приятнее и теплее.

Сахар в своем составе содержит сахарозу, которая и придает ему сладкий вкус. Это вещество используется нашим организмом для выработки энергии и как материал для образования многих необходимых соединений. Добыча его ведется из сахарных тростника и свеклы, для производства еще используют кукурузу, пальму.

История добычи

Индия в 16-м веке первой начала производство сахара в промышленных масштабах. В 1747 году химик А. Маргграф выступил с докладом о его наличии в свекле. Но так как овощ недостаточно сахарист, открытие не нашло практического применения. После смерти ученого за непризнанное производство взялся его ученик Ф. Ахард. В 1799 году он смог получить первый сахар из свеклы. С 1802 года поставил производство на поток.

Первое упоминание о сладком продукте на Руси появилось еще в 1273 году. Долгое время из-за высокой цены он был предметом роскоши. В России первый сахарный завод был открыт в Петербурге в 1719 году. Здесь использовался импортный тростниковый сахар, из которого изготавливали рафинад.

Ученые умы искали пути более дешевого получения продукта. В 1792 году И. Биндгейм провел ряд исследований различных сахароносцев. В итоге государем было выделено несколько акров земли для посева свеклы как лучшего продукта для производства сахара. Я. С. Есипов разработал технологию получения сахара из овоща с очисткой свекловичного сока известью, которая далее и использовалась.

В 1802 году был открыт свеклосахарный-спиртовой завод, который производил продукт в промышленных масштабах, а отходы перерабатывались в этиловый спирт. Итогом раздумий над вопросом “Как рафинировать сахара?” был построенный Есиповым второй завод, но уже с сахарорафинадным отделением.

Технология производства сахара до 30-х годов 19-го века включала кислотный способ очистики свекольного сока, который разработал Ф. К. Ахард. Но из-за образования редуцирующих веществ, дающих большое количество продуктов распада, от этого способа отказались. Улучшению технологии очистки сахарных растворов способствовало открытие Т. Е. Ловицким способности древесного угля к адсорбции.

Во время Великой Отечественной войны сладкая промышленность понесла большой урон, но уже в 70-х годах эта потеря с лихвой восполнилась. В 1975 году насчитывалось 318 заводов по переработке свеклы в сахар. Фабрики расположились на территории Украины, Киргизии, Узбекистана, Закавказья. Самыми крупными заводами считались Лохвицкий, Первомайский, Краснозвездинский, Одесский.

Разновидности сахара

Сахар-песок является наиболее распространенной формой продукта. Он имеет мелкокристаллическую структуру, блеск и высокий уровень сладости. Путем очистки сахарного сиропа с включением примесей в сахаре-песке получают рафинад. Кристаллы сахара в нем разного размера, насыщенного белого цвета. Рафинад выпускают в форме кубиков. Из крошки, которая остается после производства, делают пудру. Она применяется в украшении выпечки.

Литой сахар – один из видов колотого, который изготавливается путем прессования очень влажного песка в форме кусков от 5 до 60 г. Из-за довольно сложного процесса получения такой вид сахара сошел с производства.

Сахар-рафинад – что это?

Это продукт кристаллической, очищенной сахарозы, который выпускается в виде кусков или кристаллов. Целью рафинирования является получение чистого продукта путем максимального удаления примесей. Само определение рафинации рассказывает, что это процесс отделения сахарозы от несахаров при помощи кристаллизации ее в растворах.

Ассортимент рафинада довольно разнообразен. Он включает в себя сахар прессованный колотый в пачках, прессованный в мелкой фасовке, прессованный быстрорастворимый, сахарозу для шампанского, рафинированный сахар-песок насыпью в мешках и мелкой фасовке, а также сладкую пудру насыпью.

Для оценки качества продукта используется ГОСТ 22-94. Требования следующие: вкус сладкий, без привкуса; цвет белый, допускает голубоватый оттенок; сыпучесть (без комков), раствор продукта должен быть прозрачным. Дефекты, серый цвет, темные вкрапления говорят о несоблюдении режимов сушки и прессования.

Технология производства сахара

В создании товара можно выделить несколько этапов:

  1. Свекла. Первым делом выращенную свеклу моют и измельчают в тонкие пластины. Далее ее обрабатывают горячей водой в диффузионных барабанах.
  2. Сахарная вода. Вследствие диффузии осуществляется переход из сахара и несахаров из свеклы в воду, которую дальше очищают от примесей. Для нейтрализации кислот, осаждения различных солей и коагуляции белков и красящих веществ используется известковое молоко. Сок также обрабатывается диоксидом углерода для осаждения избытка извести.
  3. Утфель. Далее сладкую воду выпаривают для получения густого сиропа, из которого начинает кристаллизоваться сахар, то есть образуется утфель и происходит отделение кристаллов от зеленой патоки. Кристаллы промывают водой.
  4. Итог. Схема производства сахара конечным пунктом включает сушку, охлаждение и очищение кристаллов от ферромагнитных примесей и комков сахара. При уваривании утфеля первой кристаллизации получают товарный песок. Зеленая и белая патоки идут на уваривание утфеля второй кристаллизации. В результате образуется сахар второй кристаллизации, который из-за наличия межкристальной пленки окрашен в желтый цвет. При центрифугировании утфеля 3-й кристаллизации образуется меласса, которая является отходом производства.
Читайте также:
Бизнес-план рыболовного магазина с расчетами

Процесс производства сахара. Особенности

Процесс получения продукта относится к поточному, непрерывному процессу, с использованием автоматизации главных процессов. Сахарные заводы жестко привязаны к посевным площадям свеклы, так как перевозка ее неэффективна экономически. Чаще всего предприятия имеют свои поля для посева. Отходы производства, жом и меласса, используются как корм для скота или как удобрения. Производство сахара из сахарной свеклы требует больших территорий.

Рафинирование

Производство сахара-рафинада начинается с растворения песка в воде. Далее происходит очистка полученного сиропа с применением адсорбентов и ионитов.

На первых двух (иногда трех) циклах получают рафинад. На последующих этапах образуются возвращаемый на переработку желтый сахар, а также патока, являющаяся отходом.

Производство рафинада обязывает поддерживать слабощелочную среду сладких растворов, что значительно снижает инверсию сахарозы. Для того чтобы скрыть желтый оттенок, применяют ультрамарин, краситель синего цвета. Далее, в вакуум-аппарат направляют обесцвеченный сироп, где он становится более густым. Полученный утфель подвергают кристаллизации в мешалках.

Затем он отправляется в центрифуги, где отбеливают путем добавления клерса с ультрамарином. Образующуюся рафинадную кашку смешивают и просеивают. Для создания кускового товара эту кашку прессуют и отправляют сушиться на 8-10 часов. Кусковой сахар-рафинад производится в виде отдельных прямоугольной формы кусков. Толщина кусочков может быть 11 или 22 мм с допущением отклонения на 3 мм.

Производство сахара литого очень трудоемкое и дорогое, вследствие чего такой вид распространен крайне редко. Но тем не менее, способ его получения включает разлитие сладкой массы в формы и время ожидания застывания. Затем для удаления патоки ее заливают несколько раз раствором очищенного сахара. В итоге застывшую массу достают и разрезают на куски.

Особенности упаковки сахарной продукции

В зависимости от вида сахара тип упаковки тоже варьируется. Для хранения песка применяются полиэтиленовые, тканевые, а также бумажные мешки. Рафинад упаковывают в бумажные пакеты и картонные коробки. Сахарная пудра заключается в полиэтиленовые мешки, которые, в свою очередь, укладываются в коробки. Особенно важно обращать внимание на показатели влажности воздуха. Так, для сахара-песка этот показатель должен быть не выше 70%, а для рафинада – не выше 80%.

Оборудование для производства

Производство сахара задействует несколько комплексов техники. Первый ряд используемых машин – техника для подготовки свеклы к дальнейшей ее эксплуатации. Сюда входят свеклоподъемная установка, гидротранспортер, песколовушка, ботволовушка, камнеловушка, водоотделитель, свекломоечная машина.

Главный комплекс производства состоит из свеклорезки, весов, конвейера с магнитным сепаратором, шнекового пресса, диффузной установки, а также сушилки для жома. Далее в процессе участвуют ряды фильтров, аппараты предварительной и основной дефекации, отстойники, сатураторы и сульфитаторы.

Большое количество энергии поглощают выпарная установка с концентратором, вакуум-аппараты, центрифуги и мешалки. Завершающим комплексом выступают виброконвейер, вибросито и сушильно-охладительная установка.

Союз сахаропроизводителей

В 1996 году была создана некоммерческая организация СОЮЗРОССАХАР. Общество занимается координацией и защитой предпринимательской деятельности членов Союза, разрабатывает программы развития свеклосахарного комплекса, содействует укреплению объединяющих связей сахарных заводов и многим другим.

С 1997 года организация издает Бюллетень СОЮЗРОССАХАРА. В нем представлен полный обзор рынка товара в России и в мире, актуальные новости АПК РФ и СНГ, данные о росте и посеве сахарной свеклы, нормативно-правовая информация и так далее. Два раза в месяц происходит обновление информации.

Также Союз проводит ежегодно различные семинары и конференции, ярмарки и выставки для обмена опытом. Например, в 2014 году будут проводиться «Технологический семинар производителей сахара стран Таможенного союза “Клуб технологов”», 3-я совместная конференция Международной организации по сахару и Ассоциации сахаропроизводителей государств-участников ТС «Рынок сахара стран СНГ-2014» и другие мероприятия. Таким образом, производство сахара включает в себя много особенностей, сложных технологий.

Еще раз о сладостях

Итак, сахар – продукт с высоким содержанием калорий. В нем отсутствуют витамины, клетчатка, минеральные вещества. К данному семейству относят глюкозу, фруктозу, сахарозу, лактозу, мальтозу, стахиозу, трегалозу и галактозу. Пищевую ценность несут только глюкоза, сахароза, фруктозы и лактоза.

Сахароза представляет собой дисахарид, молекулы которого состоят из глюкозы и фруктозы. Встретить этот углевод в чистом виде в природе практически нереально. Что касается глюкозы и фруктозы, то они в больших количествах содержатся во фруктах. Фруктоза может смело употребляться диабетиками, так как для ее усвоения не требуется инсулин. В молочных продуктах содержится молочный сахар, который называется лактоза.

Читайте также:
Что выгодно выращивать на продажу

О пользе

Сахар (сахароза), попав в организм, расщепляется до глюкозы и фруктозы. Глюкоза является основным источником питания головного мозга. Также она необходима и печени, так как помогает ей исправно выполнять свою барьерную роль. Для людей, страдающих почечной недостаточностью, заболеваниями печени, нефритом, холециститом, сахароза очень полезна и жизненно необходима.

Сахар обладает способностью наполнять организм человека энергией. Если очень хочется есть, а до приема пищи еще много времени, но нужно быть в форме, ложка сахара подарит человеку дополнительные силы.

О вреде

Уровень сахара в крови нормализует инсулин, который вырабатывается поджелудочной железой. Если постоянно уровень увеличивается, то это может привести к потере работоспособности железы. Это приводит к недостатку инсулина, и сахар заполняет кровь, что приводит к сахарному диабету. Излишки сахарозы приводят к нарушению липидного обмена, что значительно сказывается на фигуре. При этом увеличивается уровень холестерина, что делает стенки сосудов проницаемыми, и оттого развиваются склеротические явления. Также большое употребление продукта влияет на зубную эмаль, разрушая ее.

«Золотая середина» в употреблении

Как ни банально звучит, но во всем должна быть мера. Если придерживаться диеты без сахара, то необходимо считать калории не только те, которые попадают с чаем или кофе. Сахар содержится в хлебе, соках, кашах, макаронах, даже в колбасе.

По результатам многочисленных исследований ученые постановили, что нормой употребления сахара является 10 чайных ложек данного элемента. Конечно, считается количество не только в чистом виде, но и содержание в других продуктах.

Хорошо заменить обычный сахар коричневым, который содержит полезные вещества и минералы. Также отличным заменителем является мед, в котором есть фруктоза. А вот употреблять вместо продукта сахарозаменители лучше не стоит, так как они могут нанести большой вред организму.

Технология производства сахара

Технология производства сахара – многоуровневая цепочка, которая состоит из нескольких этапов:

– мытье и очистка сырья от примесей;
– получение свекловичной стружки;
– выработка диффузионного сока и его очищение;
– получение сиропа;
– выделение из сиропа сахара;
– переработка сахарной массы в сахар-песок;
– фасовка и хранение готового продукта.

Мытье и очистка

При механизированной уборке сахарной свеклы примеси в ней составляют до 12% от общей массы, причем кроме земли и ботвы в примесях могут быть камни и даже некоторые металлические предметы. Все это необходимо отделить от полезной части плодов. Для мытья свеклы применяется барабанная свекломойка и водоотделитель, оснащенные улавливателями для примесей. Правильно выполненная мойка позволит избежать поломок последующего оборудования для производства сахара.

Произодство сахара из сахарной свеклы – получение свекловичной стружки

В соответствии с технологией производства сахара, для того чтобы произвести сироп, свеклу необходимо измельчить. Измельчение свеклы – процесс превращения ее в стружку на свеклорезках, которые с помощью диффузионных ножей, установленных на рамках, режут плоды на мелкие части. Толщина стружки в 1 мм – оптимальная толщина для дальнейшей переработки.

Внутри корпуса свеклорезки, плоды вращаются с помощью улитки, которая под действием центробежной силы прижимает плоды к режущей кромке ножей. В процессе скольжения вдоль неподвижных ножей свекла превращается в стружку, которая проходя между ножами попадает в контейнер для дальнейшей переработки. Из всего оборудования для производства сахара свеклорезки требуют самой сложно очистки с помощью сжатого воздуха, и периодической замены ножей.

Выработка диффузионного сока

Процесс извлечения сахарозы из свеклы по технологии производства сахара является достаточно примитивным – свекловичную стружку размачивают в горячей воде в промышленных диффузорах, что размягчает ее волокна и выпускает сок. Если использовать холодную воду, то белковые соединения в клетках стружки значительно замедлят процесс получения сока.

Обычно используется несколько последовательных диффузоров, для выработки более концентрированного сока. Для дальнейшей переработки диффузионный сок необходимо очистить от ставшей бесполезной свекловичной стружки. Смесь из сока и стружки помещают в пульповые ловушки, где происходит фильтрация.

Диффузионный сок, даже очищенный от остатков плодов, остается сложным многокомпонентным составом, в котором кроме сахара также содержится белок, пектин, аминокислоты и так далее. С помощью вакуум-фильтров и сатураторов производится процесс очистки сахарного сиропа от примесей.

Выделение сахара из сиропа

Сахарный сироп, полученный после очищения сока, содержит слишком много воды (до 75%), которую удаляют в выпарной установке, получая сироп, содержащий до 70% сухих веществ. После этого, согласно технологии производства сахара, с помощью вакуум-аппарата сироп сгущают до содержания сухих веществ в 93,5%, получая утфель, который после прохождения процесса кристаллизации станет обычным сахаром.

Кристаллизация сахара – завершающий этап технологического процесса производства сахара

Утфель, полученный из вакуум-аппаратов отправляется в центрифугу, где кристаллизуется, после чего высушивается горячим воздухом и через виброконвейер отправляется в сушильно-охладительную установку, после чего сортируется с помощью вибросита.

Читайте также:
Бизнес идеи в сфере спорта, отдыха и туризма

Несмотря на достаточно длинную технологическую цепочку, большая часть оборудования для производства сахара обладает достаточно простым принципом действия. Простой принцип работы отдельных аппаратов облегчает, как обслуживание, так и ремонт всех видов необходимой техники, что позволяет с достаточно небольшими затратами производить сахар в промышленных масштабах.

Как делают разный сахар?

Сахар — это один из продуктов первой необходимости, производство которого считается очень прибыльным. На данный момент в мире существует достаточно много его видов, растение, из которого делают сахар, может быть даже пальмой. Но сейчас в России доступен преимущественно свекольный и тростниковый. Рассмотрим процесс поэтапно для каждого вида сырья.

Технология производства

Этапы изготовления включают в себя тщательную очистку сырья и его фильтрацию. Так как производят сахар исключительно на полностью укомплектованных заводах, к нему предъявляют определённые требования по ГОСТу. Они касаются преимущественно количества посторонних примесей в готовом продукте.

Способы производства не отличаются друг от друга в зависимости от выбора сырья — процесс такой же.

Из чего делают сахар:

  • свёкла;
  • тростник;
  • молочная сыворотка.

Сырьё для производства отбирается очень тщательно. Один из основных этапов изготовления — его очистка от примесей и выявление дефектов, которые остались незаметными ранее.

Из свёклы

Технология производства сахара из сахарной свёклы включает в себя много этапов. Особое внимание уделяется предварительной очистке и фильтрации. Это самый распространённый продукт в России. Его доля на рынке превышает другие виды, включая тростниковый и более экзотичные варианты.

Как делают сахар из сахарной свёклы:

  • Очистка сырья. В свекломойке плод очищается от тяжёлых и лёгких примесей. Этот этап является не только обязательным, но и самым важным.
  • Нарезка в стружку. Свёкла нарезается на мелкую стружку, которая легче всего поддаётся последующей обработке.
  • Отжим. Диффузионный аппарат отжимает из стружки тёмный свекловичный сок с 13% содержанием сахара.
  • Очистка сока. Основной этап очистки, который убирает различные примеси с помощью углекислого газа и извести. Оборудование фильтрует сок, на выходе получается жидкость светло-жёлтого цвета. Далее она осветляется при помощи оксида серы.
  • Сгущение. Чтобы выделить кристаллы, жидкость выпаривается до состояния сахарного сиропа на специальных установках. После этого содержание сахара составляет 60–75%.
  • Кристаллизация сахара. В вакуум-установках образуется жёлтая кристаллизованная смесь с оттеком в соотношении 1:1. Это называется утфель.
  • Последующая обработка. Утфель попадает в центрифугу для производства сахара более высокого качества.

От того, из какой свёклы делают сахар, зависит качество конечного продукта. Поэтому сахарный корнеплод тщательно отбирается перед загрузкой в оборудование на производстве. Из него помимо самого кристаллизованного продукта на выходе получают мелассу, жом и фильтрационный осадок.

Содержание сахара в мелассе составляет 50%, но она не подвергается дальнейшей обработке для его повышения. Она используется для производства спирта, лимонной кислоты и корма для животных. Фильтрационный осадок применяется при изготовлении удобрений. Жом уходит на производство корма.

Из тростника

Так как делают сахар из тростника по такому же технологическому процессу, что и свёклу, принципиальных различий нет. Но за счёт формы сырья он несколько проще на этапе очистки и измельчения. На выходе получают сахар-сырец, не применяющийся в пищевой промышленности. Из него делают рафинированный продукт.

Основное отличие заключается в оборудовании для измельчения. В этом процессе участвуют лезвия, аппараты-дробители и мельницы. В последних из дроблёного тростника выделяется нефильтрованный тёмный сок.

На выходе получают массу, которая представляет собой клетчатку — багасса. В ней всего 0,7-0,8% сахара, её используют в производстве бумаги и строительных материалов, как топливо на ТЭЦ. Продукты переработки — меласса и фильтрационный сок.

Сахар-сырец получают после вываривания утфеля первой и второй фильтрации. Определяет качество размер получившихся кристаллов.

Молочный сахар

Это смесь жёлтого или белого цвета, которая образуется из молочной сыворотки. Продукт используется в промышленном производстве фармацевтических препаратов, в пищевой области и для технических целей.

Для изготовления предпочитают использовать подсырную сыворотку с наибольшим содержанием лактозы — не менее 5%.

Процесс производства сахара из молочного сырья:

  • Отделение подсырной сыворотки от молочного жира и казеиновой пыли. Производится установками-сепараторами.
  • Термальная денатурация белков, фильтрация. Производится в ёмкостях с температурой 90–95 градусов в подкисленной среде. Белок сыворотки сворачивается, благодаря чему его можно отделить от жидкости. После фильтрации и получения раствора в него добавляется гидроксид натрия, чтобы раскислить.
  • Сгущение. Происходит при температуре не более 55 градусов при наличии веществ, гасящих пену (олеиновая кислота, афромин). Полученный сироп нагревают до 70–75 градусов, соблюдая температурные условия.
  • Кристаллизация. Длится от 15 до 35 часов при постоянном помешивании.
  • Отделение кристаллов от мелассы, опциональная очистка. В дальнейшем кристаллы перемалываются в порошок.
Читайте также:
Как открыть косметологический кабинет с нуля

Рафинад

Это прессованный белый сахар, фасованный в виде кубиков. Был изобретён в 1843 году в Чехии. Это прибыльное производство, но требуются большие затраты на закупку и установку оборудования. А именно:

  • аппаратов-прессовщиков;
  • фасовщиков;
  • приборов для сушки;
  • упаковочных инструментов.

Помимо этого, обязательно закупаются фильтрационные и обрабатывающие установки.

  • Смешивание сахарного песка или сахара-сырца с водой. Для клейкости часто добавляют глицерин. Это смесь для последующей фильтрации.
  • Обработка раствора. Проводят выделение сока, концентрацию сиропа и утфеля. Это более тщательные процессы, чем в случае с работой на свекольном и тростниковом сырьё.
  • Расфасовка влажного сахара, формовка. Смесь прессуется с помощью вдавливающих валиков.
  • Высушивание и упаковка.

Сахар-рафинад представляет собой чистую сахарозу, примеси в которой составляют не более 0,1% по современным требованиям. Поэтому большое внимание уделяется комплектации оборудованием для наиболее тщательной обработки.

Коричневый сахар

Единственное отличие в этапах производства такого сахара заключается в меньшей тщательности фильтрации. Из чего делают коричневый сахар — из сырца, получаемого после переработки сахарного тростника. Первичный этап обработки включает в себя сгущение сиропа насыщенно-бурого цвета. Именно патока придаёт сахару такой цвет и карамельный запах. Из-за своих свойств он применяется преимущественно для приготовления кондитерских изделий.

Стоимость готового продукта выше, чем у белого сахара за счёт транспортных расходов — на территории России не растёт сахарный тростник.

Несмотря на незначительные различия в составе, профессиональные диетологи считают, что нефильтрованный продукт содержит нежелательные примеси, поэтому почти совпадает по калорийности с обычным. То есть в больших количествах он остаётся таким же вредным для человека.

Так как на территории России не произрастает сахарный тростник, в магазинах можно найти подделки коричневого сахара. Его производят из рафинированного продукта, к которому примешивают краситель. Настоящий коричневый сахар дороже обычного.

Другие виды сахара

В России и большинстве стран СНГ доступен и производится продукт из свёклы. На полках магазинов можно найти тростниковый сахар. Помимо этого, в мире существуют такие виды, употребляющиеся в пищу:

  • Кленовый сахар — традиционно производится в Канаде из сахарного клёна с применением сока. Из него же производят кленовый сироп, популярный в западных странах.
  • Пальмовый сахар, ягре — изготавливается в Азии из сладкого сока фруктовых початков пальм. Сахар производят из кокосовых, финиковых пальм, аренги и других видов.
  • Сорговый сахар — продукт, добываемый из стеблей сорго преимущественно в Китае. Позже получил распространение в Северной Америке во время Гражданской войны. Производство осложнено большим содержанием минеральных солей в сырье.

Дополнительное оборудование

Помимо основных установок, которые требуются для производства сахара из любого сырья, на заводе должны быть:

  • подъёмники;
  • гидротранспортеры;
  • ловушки для примесей;
  • водоотделители;
  • моечные машины.

Для производства высококачественного продукта применяются только профессиональные установки, соответствующие современным требованиям. Зачастую, если завод крупный, он укомплектовывается оборудованием и для работы с продуктами переработки, что обеспечивает безотходное производство.

Как производят сахар

Cлучилось мне побывать на сахарном заводе, где и познакомился с процессом изготовления привычного всем продукта — сахара.
Собственно, начинается все с проходной, где гостей первым встречает позолоченный В.И. Ленин, каг бе намекающий своим жестом: «Товаг’ищи! Сладкое там, за забог’ом!»
И что главное, не обманывает. Сахарок действительно там, в товарных количествах.

Всем известно, что в нашей стране сахарный тростник не растет и сахар приходится добывать из свеклы, этого совсем не гламурного корнеплода.

Тяжело груженые буряком машины подгоняют к пункту приемки

Взвешивают и затем разгружают содержимое кузовов и прицепов в бункер

Следует отметить, что весь процесс производства автоматизирован, о чем свидетельствует наличие разнообразных панелей и пультов на всех ключевых пунктах технологической цепочки

Из бункера корнеплоды попадают на конвеерную ленту, которая уносит сырье в подземелье.

Понятно, что прежде чем использовать свеклу, нужно её очистить от земли, ботвы, прилипших камней, песка и прочих примесей — в готовый продукт всё это попасть не сможет в любом случае, но испортить оборудование — запросто. Для этого, свекла, следуя по тракту подачи на производство, проходит через различные соломоботволовушки, камнеловушки, песколовушки. Для окончательной очистки свеклы от загрязнений корнеплоды проходят через свекломойку.

Весь процесс контролируется оператором. На мониторе справа — схема происходящих на участке очистки и мойки процессов, на которой отображается оперативная информация. На монитор слева выводится видео с камеры, установленной над ленточным транспортером, по которому отмытое сырье уходит на следующий участок.

А вот и тот самый транспортер, на который смотрит камера. Чистые корнеплоды отправляются на свеклорезку.

Свекловичные корни подаются в бункер свеклорезки и увлекаются внутрь корпуса, где под воздействием центробежной силы прижимаются к режущей кромке ножей, скользя по которым, свекла постепенно изрезается на свекловичную стружку. Сам процесс пронаблюдать проблематично, но вот ножи выглядят вот так:

Читайте также:
Бизнес-план птицефермы на 1000 кур: оборудование

«Степень извлекаемости сахара» очень сильно зависит от качества стружки. Она должна быть определенной толщины, с гладкой, без трещин поверхностью.

Полученная на предыдущем этапе стружка по ленточному транспортеру направляется к диффузионному аппарату.
Внутри диффузионной колонны находится шнек (такая штука как в мясорубке), с помощью которой стружка с определенной скоростью перемещается снизу вверх. Супротив движению, сквозь столб стружки сверху вниз непрерывно протекает вода. Проходя через измельченное сырье, вода растворяет находящийся в свекольной стружке сахар и насыщается им. Весь процесс происходит без доступа воздуха и при определенной температуре. В результате процесса внизу колонны накапливается насыщенный сахаром сок, а жом (обезсахаренная свекольная стружка) выгружается из верхней части аппарата.

Свежеотжатый жом поступает в жомосушилку. Это огромный, непрерывно вращающийся барабан, внутри которого жом сушится в потоке раскаленного газа.

Гранулы высушенного жома подхватываются воздушным потоком пневмотранспортера и по трубам уносятся на склад для последующей реализации — «выжатая» сечка свеклы идет на корм скоту.

Полученный в процессе диффузии сок, помимо нужной нам сахарозы (то бишь сахара), содержит множество различных веществ, объединенных термином «несахара». Все несахара в большей или меньшей мере препятствуют получению кристаллического сахара и увеличивают потери полезного продукта. И следующая технологическая задача — удаление несахаров из сахарных растворов. Для чего применяют различные физико-химические процессы.

Сок мешают с известковым молоком, греют, высаживают осадок. Преддефикация, дефекация (именно так, я не ослышался и не опечатался — по-русски это всего лишь очищение), сатурация и много других интересных терминов. На одном из этапов сок проходит фильтрацию вот в таких установках

По периметру фильтрационных аппаратов виднеются стекляный колбы, через которые прогоняется очищаемый сок.

Полученный в итоге сок сгущают выпариванием. Полученный сироп вываривают до его кристаллизации. «Варка» сахара — важнейшая операции в приготовлении сладкого продукта. На фотографии — наш экскурсовод и главный технолог в пункте управления участком уваривания

Перед нами сердце производства — вакуум-аппараты для вываривания сиропа. «Варка» происходит в разряженной атмосфере, за счет чего сироп кипит при 70 градусах Цельсия. При более высоких температурах сахар просто сгорит. Как это происходит на сковородке :) Слева просматривается пульт управления. В один момент один из них завопил сиреной и включил красную мигалку, сигнализируя о необходимости человеческого вмешательства в автоматизированный процесс. Тут же появилась одна из работниц и пульт удовлетворенно умолк.

Аппарат можно немножко «подоить» и визуально проверить качество сиропа.

Сироп на предметном стеклышке кристаллизуется на глазах. Это уже практически сахар!

Уваренный сироп — утфель, отправляют на центрифугирование

В центрифуге, из утфеля отделяется все лишнее и уходит в специальный сборник под установкой. А на стенках барабана остаются кристаллы сахара-песка. Следующие фотографии сделаны в течении одной минуты и на них отчетливо просматривается пробелка сахара.

Выгруженный из центрифуг влажный сахар-песок транспортируют для высушивания

Сушильная установка. Барабан вращается. Сахар внутри барабана обдувается раскаленным воздухом (больше 100 градусов).

После сушки сахар охлаждается до комнатной температуры при непрерывном смешивании в той же установке. В это время, к ней можно пробраться с торца и открыть секретный люк!

Барабан сушилки вращается и сахар пересыпается, охлаждаясь.

Самое время опробовать готовую продукцию на вкус! Сладкий!

Высушенный и охлажденный сахар-песок подается на машину рассева. Фотография не передает движения, но вся конструкция колдыбается, как сито в руках у бабушки :)

По окончанию рассева сахар направляется на фасовку.

К сожалению, на участке фасовки меня попросили не снимать. Разрешили съемку только после окончания рабочей смены и остановки конвейера.

На фотографии полуавтоматические фасовочные бункеры, возле которых на лавках сидят упаковщицы. Из стопки берется мешок, надевается на горловину бункера, дозатор отсыпает в мешок 50 кг. После чего конвейерная лента сдвигается, горловина мешка попадает в «швейную машинку», которая прострачивает мешок и далее зашитый мешок по транспортерной ленте едет на склад.

На предприятии есть еще линия автоматической фасовки, там почти то же самое, только тетечек-упаковщиц нет. Все действо происходит в полупрозрачном тоннеле, по сути только видно как автомат подхватывает из стопки мешок, напяливает его на раструб бункера, загружает порцию сахарного песка, потом зашивает и отправляет в готовую продукцию. Фотографий процесса, по какой-то причине, не оказалось. Видимо был загипнотизирован самодвижущимися мешками :)

Процесс получения сахара

На сахар всегда есть большой спрос среди населения и в пищевой промышленности, поэтому его производство является весьма прибыльным бизнесом. Сырьё для сахарного производства может быть из сахарного тростника, пальмового сока, крахмалистого риса, проса или свеклы. А как делают сахар из свеклы?

Читайте также:
Автомобильный бизнес: идеи без больших вложений

Изготовление сахара-песка является технологическим процессом, состоящим из нескольких ступеней:

  • сбор и транспортировка свеклы на производство;
  • очищение сырья от грязи и металлических предметов;
  • изготовление стружки из свеклы;
  • получение и очистка диффузионного сока;
  • выпаривание сока до состояния сиропа;
  • переработка сиропа в кристаллическую массу – утфель І;
  • получение кристаллического сахара и патоки из утфеля І;
  • выпаривание патоки в утфель ІІ, его разделение на мелассу и жёлтый сахар;
  • очистка жёлтого сахара;
  • фасовка сахарного песка.

Оборудование для сахарного производства

Производство сахара из сахарной свеклы включает в себя различные операции, напоминающие технологический процесс на обогатительной фабрике.

Оборудование для сахарной промышленности на подготовительном этапе включает в себя:

  • свеклоподъёмники;
  • гидротранспортёр;
  • ловушки для ботвы, песка и камней;
  • водоотделители;
  • моечные машины для корнеплодов.

Оборудование для производства сахара основных технологических операций многочисленно:

  • магнитные сепараторы для улавливания случайно попавших металлических предметов;
  • конвейера с весами;
  • бункера с системами желобов;
  • свеклорезки центробежные, дисковые или барабанные;
  • шнековый диффузионный аппарат;
  • пресс;
  • сушилки для жома;
  • дефекатор с мешалкой;
  • механический фильтр с подогревом;
  • сатуратор;
  • сульфитатор;
  • вакуум-фильтр;
  • центрифуга;
  • выпаривающий аппарат с концентратором.

Для финишных операций сахарного производства нужны такие аппараты:

  • вибрационный конвейер;
  • сито с вибратором;
  • сушилка с охладителем.

Подготовительный этап производства

Собранная свекла направляется на кагатные поля – промежуточные площадки для хранения свеклы, откуда она гидротранспортом направляется на перерабатывающий завод. Оборудование стоит под уклоном до самого завода, с установленными на нём ловушками для крупного мусора, в том числе ботвы, песка и камней. А также устанавливаются магнитные отделители, чтобы металлические предметы не попали в технологический процесс.

На заводе происходит финишная мойка сырья с последующей обработкой раствором хлорной извести – 150 гр. на 1 т свеклы. Вода используется холодная (до 18°С), чтобы не допустить потери сахарозы из плодов. Корнеплоды ленточным конвейером, на которых они обдуваются воздухом для удаления влаги, взвешивают и направляют в сборные бункера.

Переработка свеклы

Из бункеров свекла системой желобов направляется на свеклорезки для получения стружки длиной 5–6 мм и толщиной около 1 мм. Тоньше 0,5 мм и короче 5 мм является браком, которого в стружке должно быть не более 3%.

Стружку из свеклы после взвешивания направляют в шнековую диффузионную установку для обессахаривания горячей водой. В результате получается жом и диффузионный сок, содержащий около 15% сахара, 2% «несахаров» и до 3 гр./л мезги. Сок фильтруют от мезги и с помощью извести очищают от осадка (солей кислот, белков и пектина). Этот процесс проходит в два этапа – преддефекация (длится до 5 мин.) и дефекация (10 мин.).

Чтобы дефекованный сок очистить от извести, он направляется на первую сатурацию. В сатураторе его обрабатывают углекислым газом. Известь переходит в углекислый кальций и осаждается вместе с несахарами. Сатурированный сок освобождают от осадка с помощью механических фильтров. Так как цвет диффузионного сока всё ещё тёмный, то его направляют на сульфитацию – обработку сернистым газом.

Осветлённый диффузионный сок выпаривается до состояния сиропа с влажностью 35%. Свекловичный сироп снова подвергают сульфитации до уровня рН 8,2 и содержанием сухого более 90%, фильтруют и направляют на вакуум-фильтры.

Из свекловичного сиропа получают утфель первой кристаллизации. Утфель І после мешалки подвергается центрифугированию с разделением на кристаллический сахар и так называемую зелёную патоку. Сахар промывают и подвергают обработке паром, получая сахарный песок с чистотой 99,75%.

Патоку возвращают на фильтрацию при высокой температуре с получением из утфеля второй кристаллизации жёлтого сахара и мелассы. Жёлтый сахар можно использовать в пищевой промышленности или обработать паром для получения белого сахарного песка.

При пропаривании образуется белая патока или второй оттек, который возвращают в технологическую цепочку в момент уваривания утфеля первой кристаллизации. Сахарный песок обдают разогретым воздухом для просушки до влажности 0,14%, фасуют и отправляют на склад. Мелассу используют как кормовую патоку.

Безотходное производство

Технология производства сахара из сахарной свеклы позволяет использовать продукты операций с низким содержанием сахаридов. Меласса является хорошей кормовой добавкой, из неё может быть сделано множество продуктов:

  • спирт;
  • лимонная кислота;
  • дрожжи.

Жом от свекловичной стружки также широко используется для животных в качестве корма. Содержание сухих веществ в нём до 6%.

Чтобы улучшить возможность транспортировки и повысить кормовую ценность, жом подсушивают до 80% влажности. Если планируют его долго хранить, то сушат с помощью топочных газов до содержания воды 10%.

Изготовление рафинада

Для изготовления сахара-рафинада используют сахарный песок с содержанием сухих веществ от 99,85%, примесями несахаров не более 0,25% и цветностью 1,8. Из сахарного песка в автоклаве изготавливают сироп с содержанием сахара 73%. Сироп проходит фильтрацию и очистку от красителей с повторением этапов.

Читайте также:
Как заработать в интернете прямо сейчас без вложений

Для адсорбции применяют активированный уголь АГС-4 или порошковый уголь. Потом сладкий раствор направляют на сгущение в вакуумных установках, кристаллизуют в центрифугах.

Полученные кристаллы обрабатывают клерсом и ультрамарином и отправляют на карусельные прессы. В результате получаются брикеты, которые подвергаются сушке и разрезают на части.

Производство сахара : особенности, химический состав сахара

Сырьем для производства сахара (сахарозы) служат сахарная свекла и сахарный тростник. В нашей стране сахарный тростник не выращивается, поэтому практически единственным сырьем является сахарная свекла.

В то же время у нас в значительном количестве перерабатывается тростниковый сахар-сырец <3-3,5 млн. т) из республик Куба.

Химический состав сахарной свеклы

Корнеплод сахарной свеклы содержит 75 % воды и 25 у сухих веществ.

Среднее содержание сахарозы 17,5 %. Оно колеблется от 15д до 22,5 % и зависит от сорта, условий выращивания, способов уборки, хранения. В состав нерастворимых органических веществ (5 %) входят гемицеллюлозы 1,3 %, пектиновые вещества 2,4 %. в состав азотистых органических веществ (1,2 %) — белок’ 0,7 %; беатин — 0,2. аминокислоты — 0,2 %; безазотистые органические вещества включают иквергный сахар — 0,12, орга. нические кислоты — 0,50 %; минеральный состав, пересчитанный на оксиды: К-О — 0,20 %; СаО — 0,07, Na20 — 0,04; P2Os -0,07 % и др.

Особенности производства сахара из сахарной свеклы

Свекла, поступающая на сахарный завод, после мойки и удаления примесей измельчается в тонкую стружку определенных размеров и поступает на экстрагирование (диффузию) для извлечения сахарозы (обессахаривание). Скорость экстракции и глубина извлечения резко возрастают при повышении температуры (до 70 °С) в результате денатурации белков протоплазмы и мембран. Температура экстракции 70-75 «С, при более высокой температуре происходит набухание пектиновых веществ, снижается упругость стружки, при температуре же ниже 70 °С интенсивно развиваются микроорганизмы, что приводит к ее порче.

Диффузионный срок с содержанием сухих веществ 16-17%, в том числе 14-15 % сахарозы, перед выпариванием подвергается длительной и сложной очистке для удаления хлопьев скоагулированного белка, обрывков клеток, растворенных в нем органических и неорганических примесей (растворимые белки, пектиновые вещества и продукты их распада, редуцирующие сахара, аминокислоты, азотистые основания, соли органических и неорганических кислот и другие соединения), которые затрудняют кристаллизацию и снижают выход сахарозы.

В основе современных методов очистки диффузионного сов лежит обработка его гидроксидом кальция (дефекация), а затеи удаление его избытка углекислым газом (сатурация).

Цель дефекации — химическая очистка диффузионного сов коагуляцией содержащихся в нем коллоидов, разложение несахаров и осаждение образующихся продуктов.

Цель сатурации — адсорбционная очистка дефекованного сока. На сатурацию (насыщение СОг) поступает сок вместе с осадком после дефекации. При сатурации значительная часть несахаров переводится в осадок и отделяется фильтрованием. Образующийся при насыщении сока углекислым газом осадок СаСОз служит основой для создания фильтрующего слоя.

Примеси, содержащиеся в диффузионном соке, имеют различный химический состав и свойства, а это требует различия условий для эффективного выведения их из раствора. Это привело к появлению на практике ряда приемов, позволяющих наиболее эффективно осуществлять очистку диффузионного сока.

Сатурационный сок, содержащий примерно 15 % сахарозы, поступает для дальнейшей очистки на сульфитацию (обработка диоксидом серы), которую проводят, пропуская через раствор сульфптационный газ. Цель сульфитации — снижение цветности и щелочности сока. При сульфитации происходит обесцвечиваете красящих веществ за счет восстановления и перехода их в лейкосоедкнения, блокирования альдегиде- и кетогруппы в сахарах и продуктах их распада и предотвращения образования красящих веществ с их участием, снижение щелочности сока и сиропа. При сульфитации снижается вязкость раствора, они лучше фильтруются, облегчается кристаллизация сахарозы.

Диффузионный сок направляется на выпарную установку для сгущения до содержания сухих веществ 60-65 %. Дальнейшее удаление воды до содержания сухих веществ 92,5-93,5% проводят в вакуум-аппаратах. Полученный продукт (утфель-1) представляет собой кристаллы сахарозы (около 55 %) и межкристальный раствор сахарозы. Кристаллы сахарозы (сахар-песок, влажность 0,8-1,2 %) отделяют от раствора центрифугированием. Сахар-песок сушат. Готовый продукт должен иметь влажность не более 0,14 % и содержать сахарозы 99,75 %.

На последней ступени кристаллизации получают мелассу-огтек (выход 3,5-6,0 к массе свеклы). Состав мелассы колеблется в зависимости от качества свеклы и технологии сахародобывания (%): сухих веществ 76-84, в том числе сахарозы 46-51, бетаина 4-7, редуцирующих веществ 1,0-2,5, раффинозы 0,8- 1,2, молочной кислоты 4-6, муравьиной кислоты 0,2-0,5, уксусной 0,2-0,5, красящих веществ 4-8, золы 6-10. В состав мелассы входят аминокислоты, в первую очередь глутаминовая. Меласса используется в биотехнологии при производстве спирта, кислот, дрожжей, в комбикормовой промышленности.

Читайте также:
Как стать успешным и богатым не имея ничего

Сахарный песок растворяют и направляют на рафинацию для удаления примесей, придающих ему желтый цвет, специфический вкус и запах. Очистку раствора проводят активированными углями или ионообменными смолами. Очищенный сироп уваривают, кристаллы отделяют, получая рафинированный сахар. Готовый, высушенный сахар-рафинад должен содержать не менее 99,9 % сахарозы, иметь белый цвет и не обладать посторонним вкусом и запахом. В нашей стране сахар-рафинад выпускают в виде рафинированного сахара-песка и различных видов кускового сахара-рафинада (быстрорастворимый, престранный, колотый, литой колотый и т. д.). Сахарную пудру полуучают путем разлома кристаллического сахара.

Особенности производства крахмала

Крахмал, сахаристые продукты на его основе (патока, декстрины, кристаллическая глюкоза), модифицированные крахмалы широко применяют в пищевой промышленности и в других отраслях народного хозяйства. Основное сырье для их получения — картофель и кукуруза. Технология получения крахмала и крахмалопродуктов из них различна.

Клубни картофеля содержат до 18,2 % крахмала.

Поступивший на производство картофель проходит мойку для удаления грязи и других примесей, а затем измельчается. При этом происходит разрушение клеток клубней картофеля и высвобождение крахмальных зерен. Освобожденный из клеток крахмал называется «свободным». Кашеобразная смесь «картофельная кашка» состоит из «свободного» крахмала, разрушенных клеточных стенок (мезги), крахмала, оставшегося в неразрушенных клетках («связанный» крахмал), и клеточного сока. Клеточный сок (содержание сухих веществ 3,5-5%), содержащий белок, безазотистые органические соединения, сахара, минеральные вещества, отделяется на центрифугах. Эту операцию необходимо проводить максимально быстро, так как содержащаяся в клеточном соке аминокислота тирозин под влиянием фермента полифенолоксидазы окисляется с образованием окрашенных соединений, которые снижают качество готового крахмала. Из оставшейся после отделения клеточного сока кашки вымывают свободный крахмал. Образующую крахмальную суспензию (крахмальное молоко) отделяют от мезги. Суспензию крахмала очищают (рафинируют), удаляя оставшиеся в ней примеси, многократно промывают водой, отделяя крахмальные зерна. Влажность сырого крахмала составляет 40-52 %, затем его подвергают дальнейшей переработке для получения сухого крахмала.

Зерно кукурузы содержит до 70 % крахмала и является основным сырьем для его получения. Для получения крахмала зерно кукурузы замачивается в течение 48-50 ч в 0,2 %-ном растворе сернистой кислоты при 48-50 °С. Зерно набухает, размягчается, при этом ослабевают связи между его составными частями, белком и крахмалом. Оболочки становятся проницаемыми, влажность — зерна возрастает до 40-45 % и в «замочную» воду переходит J/J растворимых веществ зерна. Происходит инактивация ферментов. Замоченное зерно вместе с крахмальным молоком поступает на дробление. Цель его — разделение зерна на пасти, высвобождение зародыша и выделение максимального количества крахмала. В результате дробления удается выделить до 90-97 % зародыша, из которого получают кукурузное масло. Из оставшейся кукурузной кашки отделяют остатки клетчатки, выделяют свободный крахмал и глютен. Чистый кукурузный крахмал обезвоживается до содержания влаги 13 %.

Широкое применение в пищевой промышленности находят разнообразные продукты, получаемые из крахмала. К ним относятся гидролизаты крахмала (крахмальная патока, крахмальные сиропы, глюкоза), модифицированные продукты на основе гидролизатов (глюкозофруктозные сиропы) и продукты модификации самого крахмала (модицированные крахмалы).

Гидролизаты крахмала — продукты частичного гидролиза крахмала разбавленными кислотами, ферментами или и теми, и другими.

При гидролизе (осахаривании) происходит деструкция крахмала и образование продуктов с различной молекулярной массой (декстрины, мальтозы, глюкозы). Управляя этим процессом, можно получить нужные для пищевой промышленности и питания продукты. Их состав, а следовательно, свойства и пути использования различны. Глубину гидролиза оценивают по содержанию редуцирующих веществ и условно выражают в глюкозных единицах (процентное содержание D-глюкозы в массе сухого вещества продукта). Промышленные продукты неполного гидролиза крахмала — патоки. Их применяют в качестве антикристаллизатора при производстве карамели, повидла, в хлебопечении, в консервном производстве, производстве безалкогольных напитков, мороженого. Карамельная патока содержит 38- 40 % редуцирующих веществ к массе сухого вещества, низкоосахаренная — 30-34 %, глюкозная — 44-60 %.

Патока получение : основные операции

подготовка крахмала, его гидролиз, нейтрализация кислоты послe его завершения (кислотный гидролиз) или инактивация ферментов (ферментативный гидролиз), очистка полученных сиропов и их уваривание. Кислотный гидролиз раствора крахмала, крахмальное молоко, проводят обычно соляной кислотой при температуре 140-145 «С.

Производство глюкозы

Глюкоза является конечным продуктом гидролиза крахмала, широко применяется в пищевой промышленности, медицине, химии, биотехнологии. При получении глюкозы проводят более глубокий гидролиз суспензии крахмала, получая гидролизаты с высоким содержанием глюкозы. Осахаренный сироп упаривают и направляют на кристаллизацию. Продукт, полученный в результате затвердевания очищенных и уваренных гидролизатов, называют крахмальным сахаром, а выделенные кристаллы глюкозы — кристаллической глюкозой. Последняя должна содержать не менее 99,5 % редуцирующих веществ (в пересчете на сухое вещество).

Производство глюкозо-фруктозных сиропов

Необходимость максимального удовлетворения потребностей растущего населения земного шара в сахаристых веществах потребовала производства новых видов сахарсодержащих продуктов, которые по сладости эквивалентны сахарозе. Решить эту проблему позволили достижения биотехнологии. Такими продуктами являются получаемые из крахмала глюкозо-фруктозные сиропы. Необходимо отметить, что один из их компонентов — фруктоза- является самым сладким природным сахаром, а следовательно, может потребляться в меньшем количестве, чем сахароза, и ее могут употреблять не только здоровые люди, но и страдающие диабетом.

Читайте также:
Платежные агрегаторы для интернет-магазинов

Для получения глюкозо-фруктозных сиропов крахмальное молоко гидролизуют при участии соляной кислоты или фермента ацилазы, как было описано ранее, получая гидролизаты крахмала- Затем, продолжая гидролиз с помощью глюкоамилазы (рН 4-5,6, температура 55-60 °С), получают D-глюкозу, которую изомеризуют с помощью фермента глюкозоизомеразы (рН 6-6,2, температура 60-70 °С) во фруктозу. Получают глюкозо-фруктозные сиропы с содержанием 45-50 % фруктозы и 55-60 % глюкозы. Они имеют такую же сладость, как и сахароза. Если сладость 15 %-ного раствора сахарозы принять за 100%. то сладость идентичного раствора глюкозы 60-65 %, фруктозы 130-150 %. В настоящее время выпускают сиропы с содержанием фруктозы 55 % и высокофруктозные сиропы с содержанием фруктозы 90-95 %.

Научно-практическая работа на тему: “Получение свекловичного сахара”

В работе воспроизведён технологический процесс сахароварения, который проводится в той же последовательности, что и на заводах

Скачать:

Вложение Размер
poluchenie_sveklovichnogo_sahara.doc 74.5 КБ
poluchenie_sveklovichnogo_sahara.ppt 1.52 МБ

Предварительный просмотр:

Муниципальное образовательное бюджетное учреждение

« Сясьстройская средняя общеобразовательная школа №2 »

Получение свекловичного сахара

Автор: Баклагина Дарья 8 «А» класса

Руководитель: учитель химии

Бочкова Ирина Анатольевна

Обоснование темы проекта и её актуальность стр. 2

1. Аналитический обзор

1.1 Распространение сахарозы в природе стр. 2

1.2 История производства сахара стр. 3

1.3 Развитие сахароварения в России стр. 3

1.4 Технология процесса сахароварения стр. 3

2.1 Получение свекловичного сока стр. 4

2.2 Очистка свекловичного сока стр. 4

2.3 Рафинирование сахара стр. 4

Список литературы стр. 5

Обоснование выбора темы проекта и ее актуальность:

В самых древнейших источниках упоминается о питании медом. Александр Македонский со своей армией шел через Персию в Индию, и здесь греки обнаружили “камыш, который производит мед без помощи пчел”. Это был уже тогда культивируемый в Индии сахарный тростник. Оттуда сахарный тростник распространился через Персию в Египет и стал вскоре известен всему миру. Арабы научились из сока сахарного тростника изготавливать кристаллический сахар и уже в ХVШ веке имели высокоразвитую сахарную индустрию. Они собирали горячую кристаллическую кашицу в кули из пальмовых листьев; так возникла проформа сахарных голов.

Мне показалась проблема получения сахара очень интересной, и я решила воспроизвести технологический процесс сахароварения, который проводится в той же последовательности, как на заводах.

Цель работы: получить сахар из красной свеклы.

План работы над проектом

  1. Изучение литературы по темам:
  1. История сахароварения;
  2. Развитие сахароварения в России;
  3. Рост потребления сахара в начале ХХ века ;
  4. Научные основы технологического процесса сахароварения.

2. Выполнение практической части.

  1. Формулирование выводов.
  2. Оформление отчета о работе.
  3. Создание компьютерной презентации на основе полученных в работе материалов.
  4. Защита проекта.

1. Аналитический обзор

1.1 Распространение сахарозы в природе

Сахароза находится во многих растениях, в том числе в моркови, дыне, кукурузе, клене, пальме и т.д. Но больше всего ее в соке сахарного тростника и сахарной свеклы. Тростниковый сахар является одним из важнейших пищевых продуктов, обладает консервирующими свойствами, широко распространен в растительном мире. Листья и семена растений всегда содержат небольшие количества тростникового сахара. Он находится также в плодах, например, в абрикосах, персиках, грушах, ананасе и пр. В особенно большом количестве, он содержится в корнеплодах сахарной свеклы (до 27%, в среднем 16—20%), в стеблях сахарного проса (сорго) и сахарного тростника (в соке 14—26%), из которых он и добывается заводским способом.

1.2 История производства сахара

Люди еще до начала новой эры использовали сахар, полученный из сахарного тростника. Сахарный тростник раздавливали каменными валами, и добытый сок упаривали до кристаллизации сахара. Для очистки сахар растворяли в воде, добавляли молоко, упаривали, снимали пену и, охлаждая раствор, выделяли уже чистый сахар. Тем не менее, на протяжении всего Средневековья сахар считался более лакомством, чем продуктом питания. Только Фридрих Великий, Мария Терезия и Иосиф II – “просвещенные деспоты” Нового времени, облегчили ввоз сахара через таможни, и сахарная индустрия пережила неожиданный подъем. Тогда же стали рафинировать коричневый тростниковый сахар и вырабатывать из него белый кристаллический.

1.3 Развитие сахароварения в России
К концу XVIII века производством кристаллического сахара из свеклы заинтересовались всерьез и в России, о чем свидетельствует изданная в конце 1799 года Медицинской коллегией монография “Способ заменять иностранный сахар домашними произведениями”.

Первые в России опыты получения свекловичного сахара проводил в 1799-1801 годах Яков Степанович Есипов, который в своем подмосковном имении Никольском разработал технологию и создал оборудование для переработки свеклы. Через год, в селе Алябьеве, Есипов на паях с генералом Е.И. Бланкеннагелем, построили первый в России завод, выпускающий сахар, способный конкурировать с тростниковым.

Бурное развитие сахарная промышленность получила с конца тридцатых годов Х1Х столетия. В 1860 – 1861 году в Российской Империи насчитывалось уже 399 действующих заводов.

Одновременно с ростом производства сахара велась работа по селекции сахарной свеклы, были получены сорта, содержащие 15-20% сахарозы. Для сравнения напомним, что в столовых сортах свеклы содержится в среднем 3% сахарозы.

Дальнейшая история отечественного сахароварения связана с именами двух династий:
Братья Терещенко в начале 80-х годов владели крупнейшими предприятиями России – Михайловским и Тульским сахарорафинадными заводами.
Сахар Боткиных отличался высоким качеством, был очень популярен внутри страны и экспортировался в европейские страны.

1.4 Технология процесса сахароварения

В промышленности тростниковый сахар получают из сахарной свеклы следующим образом:

  1. Сахарную свеклу разрезают на тонкие стружки и извлекают сахар и другие растворимые вещества горячей водой (диффузия).
  2. Получаемый раствор, содержащий 12 — 15% сахара, обрабатывают известью (дефекация). При этом нейтрализуются и частью осаждаются свободные кислоты (щавелевая, лимонная), а также фосфаты, белковые и красящие вещества свеклы.
  3. Раствор, содержащий избыток извести, обрабатывают углекислотой (сатурация).
  4. Образующийся карбонат кальция, адсорбировавший примеси, отделяют на вакуум-фильтре, после чего раствор подвергают повторной дефекации и сатурации.
  5. Очищенный раствор упаривают в вакуум-аппаратах. Сахар выделяется из охлажденного раствора в виде мелких кристаллов, которые центрифугированием отделяют от маточного раствора.
  6. Повторным сгущением и кристаллизацией маточного раствора

выделяют остаток сахара, после чего остается некристаллизующаяся густая масса, называемая кормовой патокой или мелассой. В мелассе содержится некоторое количество сахара, а также различные безазотистые и азотсодержащие примеси.

  1. Полученный таким образом сырой сахарный песок подвергают очистке (рафинированию). Для этого его растворяют в воде, раствор фильтруют через древесный активированный уголь и упаривают до кристаллизации.

2. Экспериментальная часть

2.1 Получение свекловичного сока

  1. Вымыла и мелко нарезала свеклу.
  2. Собрала прибор для получения свекловичного сока.
  3. Налила в колбу 100 мл воды, и поместила в нее свеклу.
  4. Закрыла колбу пробкой с трубкой (в ней концентрировалась испаряемая вода). Прокипятила раствор в течение 30 минут на водяной бане (температура 70 – 75 0 С). Слила жидкость во вторую колбу.

2.2 Очистка сока

  1. К свекловичному соку добавила 1 г известкового молока и нагревала свекловичный раствор 10-15 минут на водяной бане (температура 60-70 0 С), все время, помешивая раствор. Добавление известкового молока называется дефекацией . Примеси кислот и белков, выпали в осадок при нагревании с известью. Сахар при действии извести перешёл в растворимый сахарат кальция.
  2. Слила сахарат с осадка и в горячий раствор пропустила углекислый газ. Пропускание углекислого газа называется сатурацией . Углекислый газ реагирует с известью; получается свободный раствор сахара и осадок карбоната кальция.
  3. Собрала прибор для фильтрования. Сатурацию проводила 3 раза, каждый раз отфильтровывала осадок карбоната кальция и снова пропускала углекислый газ. Получила очищенный сок, содержащий 5-10% сахара.
  4. Упарила раствор на водяной бане до уменьшения объёма сока в 5-6 раз. Получился густой сироп, содержащий 60-70% сахара
  5. Оставила сироп кристаллизоваться. Образовались неочищенные кристаллы сахара. Сироп кристаллизовался 6 суток.
  6. Слила раствор (патока) над кристаллами.
  7. Растворила кристаллы сахара в небольшом количестве воды. Фильтрат снова упарила на водяной бане и оставила кристаллизоваться. Получила очищенный сахар.
  1. В результате проделанной работы были получены кристаллы сахара. Сахар получали из обычной свеклы, поэтому количество его оказалось незначительным. На производстве из 1 кг сахарной свеклы можно получить 150г сахара, то есть с одной свеклы – 2 чайные ложки сахара. В нашей работе из одной красной свеклы было получено пол ложки сахара.
  2. Изучив теоретический материал, я узнала, что особенностью территориального размещения сахарных заводов является их жёсткая привязка к посевным площадям сахарной свеклы, поскольку перевозка свеклы на значительные расстояния экономически неэффективна.
  3. Сахарная свекла плохо храниться, около 3-4 месяцев. Поэтому российские заводы работают большую часть года на импортном тростниковом сырце, только осенью переходят на сахарную свёклу.
  4. Производство сахара – это полностью автоматизированное, непрерывное производство (работают в 3 смены), условия труда тяжёлые, т.к. на производстве большая влажность и высокая температура.
  5. Это безотходное производство – отходы сахарной промышленности (жом, патока (меласса), дефекационная грязь) могут быть использованы как удобрения, в некоторых случаях — и как корм для скота.
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: