Cukor je potravinový výrobok pozostávajúci z vysoko čistej sacharózy.
Sacharóza má príjemnú sladkú chuť. Vo vodných roztokoch je jeho sladkosť cítiť pri koncentrácii okolo 0,4 %. Roztoky obsahujúce viac ako 30 % sacharózy sú choro sladké. Energetická hodnota 100 g cukru je 1565-1569 kJ (374 kcal).
Sacharóza sa rýchlo a ľahko vstrebáva. V tele sa pôsobením enzýmov rozkladá na glukózu a fruktózu. Sacharózu využíva ľudské telo ako zdroj energie a materiálu na tvorbu glykogénu, tuku a bielkovinovo-uhlíkových zlúčenín.
Surovinou na výrobu cukru je cukrová trstina, ktorá rastie v oblastiach s tropickým a subtropickým podnebím, a cukrová repa (asi 45 %). Na výrobu cukru sa používa aj cirok, kukurica a palma. Domáci priemysel vyrába z cukrovej repy dva druhy cukru: kryštálový cukor a rafinovaný cukor.
Komerčný cukor by mal pozostávať takmer výlučne zo sacharózy. Voľné nečistoty nie sú povolené, ale počas výrobného procesu môžu byť vo vnútri kryštálov sacharózy a na ich povrchu vo forme tenkého filmu adsorbované necukry. Okrem toho všetky druhy cukru obsahujú minerálne látky (Na, K, Ca, Fe) - asi 0,006%.
Granulovaný cukor je sypký produkt pozostávajúci z kryštálov sacharózy. Získava sa z vretenovitých, bielych koreňových plodín cukrovej repy.
Hlavné fázy výroby kryštálového cukru
Cvikla sa umyje, rozdrví na hranolčeky (na úzke tenké platne) a v difúznych bubnoch sa spracuje horúcou vodou. K prenosu cukru a rozpustných necukrov z repy do vody dochádza v dôsledku difúzie. Difúzna šťava je očistená od mechanických nečistôt a necukrov a upravená vápenným mliekom (vodná suspenzia oxidu vápenatého) na neutralizáciu kyselín, vyzrážanie hliníka, horčíka, solí železa a koaguláciu bielkovín a farbív (defekácia).
Na vyzrážanie prebytočného vápna do formy jemne kryštalického uhličitanu vápenatého, na povrchu ktorého častíc sú adsorbované necukry, sa šťava upraví oxidom uhličitým (sýtenie). V ďalšej fáze sa šťava zahustí odparovaním, nasleduje kryštalizácia cukru zo sirupu - vznik massekuitu a oddelenie kryštálikov cukru od medzikryštalickej tekutiny (zelenej melasy). Kryštály cukru sa premyjú vodou a oddelia sa od interkryštalickej kvapaliny (melasy); v poslednej fáze sa uskutoční sušenie, ochladenie a zbavenie kryštálov feromagnetických nečistôt a hrudiek cukru.
Predajný sa získa až varením massekuitu 1. kryštalizácie.
Biela a zelená melasa získaná odstredením massekuitu 1. kryštalizácie sa dodáva do varu massekuitu 2. kryštalizácie. Pri odstreďovaní massekuitu 2. kryštalizácie sa získajú aj dva výtoky (biela a zelená melasa) a cukor 2. kryštalizácie. Na svojom povrchu si zachováva film interkryštalického roztoku, preto je sfarbený do intenzívne žltej farby.
Na vyvarenie massekuitu 3. kryštalizácie sa používa druhý a prvý výtok maskuitu z 2. kryštalizácie. Výsledný cukor z 3. kryštalizácie sa spolu s cukrom z 2. kryštalizácie použije na varenie massekuitu z 1. kryštalizácie. Odpad zozbieraný pri odstreďovaní hmoty 3. kryštalizácie sa nazýva melasa, ide o výrobný odpad.
Kvalita granulovaný cukor sa určuje podľa GOST 21-94. Od organoleptické indikátory ohodnotiť: chuť A vôňa - sladké, bez cudzích chutí a vôní, suchý cukor aj jeho roztoky; tekutosť - bez hrudiek, sypké, určené na priemyselné spracovanie, môžu mať hrudky, ktoré sa pri ľahkom stlačení rozpadajú; farba komerčný granulovaný cukor - biely, na priemyselné spracovanie - biely so žltkastým odtieňom; čistota roztoku- cukrový roztok je priehľadný alebo mierne opalizujúci, bez nerozpustného sedimentu, mechanických alebo iných cudzích nečistôt.
Autor: fyzikálne a chemické parametre(v sušine) kryštálový cukor musí spĺňať tieto požiadavky (v %): hmotnostný zlomok sacharóza - nie menej ako 99,75, na priemyselné spracovanie - nie menej ako 99,65; hmotnostný zlomok redukčné látky - nie viac ako 0,050, na priemyselné spracovanie - nie viac ako 0,065; hmotnostný zlomok popol - nie viac ako 0,04, na priemyselné spracovanie - nie viac ako 0,05; hmotnostný zlomok vlhkosť - nie viac ako 0,14, na priemyselné spracovanie - 0,15; hmotnostný zlomok feronečistoty - nie viac ako 0,0003; farebnosť(v konvenčných jednotkách optickej hustoty) - nie viac ako 0,8, na priemyselné spracovanie - nie viac ako 1,5.
Najbežnejší vady kryštálový cukor - vlhkosť, strata sypkosti a prítomnosť nerozsypaných hrudiek sú výsledkom skladovania pri vysokej relatívnej vlhkosti a náhlych zmien teploty vzduchu. Pri porušení technológie sa objavuje netypická žltkastá alebo sivastá farba a prítomnosť hrudiek nebieleného cukru. Cudzie chute a pachy vznikajú pri balení do nových vriec ošetrených emulziou s vôňou ropných produktov, ako aj pri nerešpektovaní blízkosti produktu; cudzie nečistoty (okenný kameň, vlákna a oheň) sú výsledkom zlého čistenia cukru pomocou elektromagnetov a používania nekvalitne spracovaných vrecúšok na balenie.
Rafinovaný cukor- produkt pozostávajúci z kryštalickej, dodatočne čistenej (rafinovanej) sacharózy, vyrábanej vo forme kúskov a kryštálov. Účelom rafinácie kryštálového cukru alebo surového trstinového cukru je v dôsledku postupných technologických operácií čo najviac odstrániť nečistoty a získať takmer čistú sacharózu. Podľa súčasnej normy je obsah nečistôt v rafinovanom cukre najviac 0,1 %. Rafinácia je oddelenie sacharózy od necukrov jej kryštalizáciou v roztokoch.
Hlavné fázy výroby rafinovaného cukru. Granulovaný cukor sa rozpustí vo vode. Výsledný sirup sa čistí pomocou adsorbentov (aktívne uhlie) a iónomeničov, ktoré absorbujú farbivá zo sirupu.
V rafinérskej výrobe sa uskutočňuje niekoľko kryštalizačných cyklov. V prvých dvoch až troch cykloch sa získa rafinovaný cukor, v ďalších troch až štyroch cykloch sa z melasy získava žltý cukor, ktorý sa vracia na spracovanie. Rafinovaná melasa sa z posledného cyklu odstraňuje ako výrobný odpad.
Na zníženie inverzie sacharózy sa udržiava mierne alkalická reakcia cukrových roztokov a na maskovanie žltého odtieňa rafinovaného cukru sa používa modré farbivo ultramarín. Pridáva sa ako suspenzia do rafinovaného masakuitu alebo pri premývaní kryštálov cukru v odstredivkách.
Rafinovaný cukor sa vyrába v nasledujúcom sortimente:
- lisované drvené vo vreciach, baleniach a škatuliach;
- instantné lisované v baleniach a škatuliach;
- lisované v malom balení;
- rafinovaný granulovaný cukor voľne ložený vo vreckách a vreckách;
- rafinovaný granulovaný cukor v malom balení;
- sacharóza na šampanské;
- rafinovaný prášok vo veľkom vo vreciach a vreciach.
Hrudkový lisovaný rafinovaný cukor sa vyrába vo forme samostatných kusov v tvare rovnobežnostena. Hrúbka kúska lisovaného drveného rafinovaného cukru môže byť 11 a 22 mm. Odchýlky od hrúbky v mieste štiepania kusov sú povolené ±3 mm.
Rafinovaný kryštálový cukor vyrábané s nasledujúcimi veľkosťami kryštálov (v mm): od 0,2 do 0,8 - malé; od 0,5 do 1,2 - priemer; od 1,0 do 2,5 - veľké.
Sacharóza na šampanské vyrábané vo forme kryštálov s veľkosťou od 1,0 do 2,5 mm.
Lisovaný rafinovaný cukor Získava sa odstránením melasy z melasy v odstredivke a premytím kryštálov klerom (čistý roztok rafinovaného cukru). Vlhké kryštály tvoria rafinovanú kašu. Ich okraje sú pokryté tenkým filmom cukrového roztoku. Z kaše sa na lisoch vytvoria kúsky rafinovaného cukru alebo tyčinky, ktoré sa po vysušení rozdelia na kúsky.
Sila výsledného rafinovaného cukru závisí od obsahu vlhkosti v kaši, ktorá je regulovaná množstvom cukru, ktorý v nej zostáva. Vlhkosť kaše získať instantný rafinovaný cukor by mala byť 1,6-1,8%, lisovaná drvená - 1,8-2,3%. Rafinované cukrové tyčinky majú kapilárno-poréznu štruktúru, čo prispieva k ich vysychaniu. Odstránenie vlhkosti počas procesu sušenia spôsobuje dodatočnú kryštalizáciu sacharózy, ktorá bola v nej rozpustená. Čím viac klenby je v tyčinke alebo kúsku lisovaného rafinovaného cukru (a teda rozpustenej sacharózy), tým pevnejšie spája kryštály do konglomerátu a rafinovaný cukor je pevnejší.
Kvalita Rafinovaný cukor sa hodnotí podľa GOST 22-94. Pokiaľ ide o organoleptické ukazovatele, rafinovaný cukor musí spĺňať tieto požiadavky: chuť A vôňa - sladké, bez cudzích chutí a vôní suchého cukru a jeho vodného roztoku; farba— biela, čistá, bez cudzích nečistôt, povolený je modrastý odtieň; tekutosť - rafinovaný kryštálový cukor, sypký, bez hrudiek; čistota roztoku - Cukrový roztok je priehľadný alebo mierne opaleskujúci, je povolený jemný opalescentný odtieň.
Vady rafinovaný cukor: sivastý odtieň, tmavé inklúzie atď. - dôsledok nedostatočného vyčírenia sirupov, upchávanie kaše, nedodržanie podmienok lisovania a sušenia.
Technologická linka na výrobu kryštálového cukru
z cukrovej repy
Charakteristika výrobkov, surovín a polotovarov. Cukor– vzťahuje sa na najdôležitejšie zložky stravy – sacharidy. Posledne menované sa delia na monosacharidy (glukóza, fruktóza, galaktóza), disacharidy (sacharóza, maltóza, laktóza), stráviteľné polysacharidy (škrob, glukogén) a nestráviteľné polysacharidy (potravinová vláknina). Monosacharidy a disacharidy majú sladkú chuť a preto sa nazývajú cukry. Disacharidy a nestráviteľné polysacharidy sa v ľudskom tele štiepia za vzniku glukózy a fruktózy. Sacharóza sa ľahko a úplne absorbuje v ľudskom tele, čo prispieva k rýchlej obnove vynaloženej energie.
Pri spracovaní cukrovej repy na potravinárske účely sa vyrába kryštálový biely cukor, ktorý obsahuje najmenej 99,75 % sacharózy (v sušine) a má farbu najviac 0,8 konvenčných jednotiek. Na priemyselné spracovanie sa vyrába aj biely kryštálový cukor so žltým odtieňom, ktorý obsahuje najmenej 99,55 % sacharózy (v sušine) a má farbu najviac 1,5 konvenčnej jednotky. Granulovaný cukor sa vyrába s veľkosťou kryštálov od 0,2 do 2,5 mm.
Kvalita kryštálového cukru musí spĺňať štandardné požiadavky na organoleptické, fyzikálno-chemické a mikrobiologické ukazovatele.
Granulovaný cukor má zvláštnu hodnotu pre rýchlosť a ľahkú stráviteľnosť a slúži tak ako nenahraditeľný zdroj kalórií pre ľudí s duševnou a fyzickou námahou.
Východiskovou surovinou v domácom cukrovarníctve je cukrová repa, ktorej koreňová plodina sa vykopáva a expeduje na spracovanie. Zberaná repa musí spĺňať požiadavky normy z hľadiska fyzického stavu a normalizovaného obsahu okopanín s určitými chybami (vyschnuté, kvitnúce, poškodené a pod.). Technologické kvality cukrovej repy závisia aj od technickej zrelosti repy pri zbere, celkovej kontaminácie a najdôležitejších chemických ukazovateľov - obsahu sacharózy a čistoty repnej šťavy.
Treba si uvedomiť, že u výrobcov repy dochádza pri skladovaní k zhoršeniu väčšiny kvalitatívnych ukazovateľov, čo následne znižuje efektivitu technologických procesov, zvyšuje straty sacharózy a znižuje úrodu a kvalitu hotového výrobku. Optimálna doba výroby na spracovanie cukrovej repy je preto 100 dní.
Hlavnými polotovarmi výroby repného cukru sú repné lupienky, difúzna šťava, sirup, masecuit a praný kryštálový cukor. Repné lupienky- repné plátky určitej veľkosti a tvaru, získané rezaním koreňových plodín v rezačkách na repu. Difúzna šťava– vodný roztok sacharózy a necukrov extrahovaný z repných rezkov difúznou metódou. Sirup– nasýtený cukrový roztok získaný z vyčistenej šťavy odparovaním vody z nej vo výparníku. Masecuita- hmota pozostávajúca z kryštálov sacharózy a interkryštalického roztoku, vznikajúca pri varení sirupu a edému vo vákuových zariadeniach. Priemyselný kryštálový cukor– kryštály sacharózy premyté horúcou vodou, oddelené od interkryštalického roztoku (edém) pri odstreďovaní massekuitu.
V dôsledku spracovania cukrovej repy sa spolu s hlavným produktom (granulovaný cukor) získava veľké množstvo vedľajších produktov. Pri priemernej výťažnosti cukru 10...12% dáva produkcia repy v percentách z hmotnosti spracovanej repy: 80...83 surovej repnej dužiny, 5,0...5,5 melasy, 10...13 filtračného koláča , ktoré sú cennými sekundárnymi zdrojmi.
Repné rezky sú odcukornené repné rezky, ktoré zostanú po extrakcii sacharózy difúznou metódou. Obsahuje 0,3% sacharózy. Dužina má veľkú kŕmnu hodnotu, ale na zvýšenie trvanlivosti si vyžaduje spracovanie: sušenie alebo silážovanie. Účinnosť použitia dužiny možno zvýšiť získaním pektínu, vlákniny, metánu a jednobunkových bielkovín z nej.
Melasa je interkryštalický roztok získaný odstredením hmoty z poslednej kryštalizácie. Melasa obsahuje: minerálne organické látky vrátane sacharidov; cenné aminokyseliny a amidy; katióny alkalických kovov a kovov alkalických zemín; anióny kyseliny uhličitej, sírovej a fosforečnej. Asi 50 % vyrobenej melasy sa používa na kŕmne účely.
Okrem toho je melasa cennou surovinou na výrobu etylalkoholu, kvasníc, potravinárskych kyselín, rozpúšťadiel atď.
Filtračný sediment obsahuje oxid uhličitý, dusíkaté zlúčeniny, nedusíkaté zlúčeniny a minerály, množstvo prvkov a ďalších zlúčenín užitočných pre výživu rastlín a živočíchov. Tento cenný odpad z výroby repného cukru však zatiaľ nenašiel praktické uplatnenie, pri hromadení na skládkach škodí ekológii prírodného prostredia.
Vlastnosti výroby a spotreby hotových výrobkov. Cukrovary sa nachádzajú v oblastiach, kde sa pestuje cukrová repa. Moderný repný cukrovar je veľký priemyselný podnik, ktorý podľa projektovej kapacity dokáže spracovať od 1,5 do 6 tisíc ton cukrovej repy denne.
Po rozpade ZSSR zostalo na ruskom území 95 repných cukrovarov. V nových ekonomických podmienkach tieto podniky výrazne znížili výrobu cukru, pretože objem spracovanej repy sa znížil dvakrát. Zároveň sa zvýšil objem spracovania dovážaného surového trstinového cukru.
V súčasnosti sa pestovateľská plocha a objem zberu cukrovej repy výrazne znížili. Hlavné výrobné aktíva cukrovarov sú značne opotrebované.
Obnova a ďalší rozvoj domáceho repného cukrovarníckeho komplexu závisí od riešenia problémov tvorby produkcie konkurencieschopnej na svetovom trhu. Zároveň bude potrebné vziať do úvahy, že asi 80 % projekčnej, výskumnej a inžinierskej základne zostáva na Ukrajine.
Zvláštnosti výroby kryštálového cukru z cukrovej repy sú spôsobené tým, že hotový výrobok je takmer čistá sacharóza. Toto chemické zloženie produktu je dosiahnuté tým, že takmer vo všetkých fázach technologického procesu sa vykonávajú operácie na čistenie surovín a polotovarov od kontaminantov a cudzích nečistôt. Väčšina operácií zahŕňa zabezpečenie čistoty vonkajšieho povrchu koreňov repy, difúznej šťavy a kryštálov bieleho cukru.
Vonkajší povrch koreňov cukrovej repy sa čistí od ľahkých (plávajúcich) a ťažkých (kamienky, piesok a pod.) nečistôt. Značná časť nečistôt sa oddelí pri preprave repy na spracovanie v prúde zmesi repy a vody. Nečistoty pevne naviazané na povrchu okopanín sa umývajú pomocou mechanických pracovných častí v práčkach.
Voda je materiálovo najnáročnejší výrobný odpad. Množstvo vody v schéme priameho toku jej použitia (bez opätovného použitia alebo recyklácie) je asi 1800 % hmotnosti spracovávanej repy. Priemyselné odpadové vody vyžadujú špeciálne čistenie, aby sa eliminovali negatívne vplyvy na životné prostredie.
V dôsledku úplnej mechanizácie zberových a nakladacích a vykladacích operácií sa výrazne zvýšila kontaminácia repy zeminou a zelenou hmotou. Cvikla so zvýšenou kontamináciou výrazne zvyšuje objem prepravy, spotrebu dopravnej a umývacej vody a zaťaženie úpravní, znižuje produktivitu pri spracovaní repy, čo v konečnom dôsledku vedie k dodatočným nákladom a zníženiu konkurencieschopnosti výroby.
Treba poznamenať, že pri všetkom ďalšom úsilí nie je možné získať repu s čistotou vonkajšieho povrchu, ktorá je potrebná pre progresívnu technológiu, čo vedie k opotrebovaniu zariadení. V ZSSR bola zastavená najmä sériová výroba a praktické využitie kotúčových rezačiek repy. Zo známych typov rezačiek na repu sú to práve kotúčové, ktoré spotrebujú menej energie a vyrábajú repné štiepky dobrej kvality. Pre spoľahlivú prevádzku kotúčových rezačiek repy je potrebná vyššia čistota repy, čo však nebráni ich širokému použitiu vo vyspelých zahraničných cukrovaroch.
Difúzna šťava obsahuje približne 16...19% sušiny, z toho 14...17% sacharózy a asi 2% necukrov. Všetky cukry vo väčšej či menšej miere bránia tvorbe kryštalickej sacharózy a zvyšujú jej straty melasou. Počas kryštalizácie je jedna časť necukrov schopná udržať 1,2...1,5 dielu sacharózy v roztoku. Preto jednou z najdôležitejších úloh technológie výroby cukru je maximálne odstránenie necukrov z cukrových roztokov.
Necukry obsahujú množstvo látok: organické kyseliny, bielkoviny, pektíny, tuky, redukčné látky (produkty rozkladu sacharózy vo vodných roztokoch na glukózu a fruktózu pôsobením vodíkových iónov alebo enzýmov), farbivá atď. Necukry majú širokú škálu fyzikálno-chemických vlastností, čo určuje rôzny charakter reakcií vedúcich k ich odstráneniu z difúznej šťavy.
Postupnosť hlavných etáp fyzikálno-chemického čistenia difúznej šťavy je nasledovná: predbežná defekácia, hlavná defekácia, I saturácia, II saturácia, separácia sedimentu, sulfitácia.
Defekácia– proces úpravy difúznej šťavy limetkou (vápennou kriedou). Účelom predbežnej defekácie je koagulácia a zrážanie pod vplyvom dehydratačných vlastností iónov, bielkovín, pektínu a iných látok koloidnej disperzie, ako aj vytvorenie dobrej štruktúry sedimentu. Okrem koagulácie a zrážania proteín-pektínového komplexu dochádza pri predbežnej defekácii k reakcii neutralizácie kyselín a zrážaniu vápenatých solí. Hlavnou úlohou hlavnej defekácie je rozklad amidov kyselín, amónnych solí, redukčných látok, zmydelnenie tukov, ako aj tvorba prebytočného vápna potrebného na získanie dostatočného množstva sedimentu CaCO3 pri prvom nasýtení.
Sýtosť– proces úpravy defekovanej šťavy saturačným plynom obsahujúcim oxid uhličitý (CO2). V dôsledku toho vznikajú kryštály uhličitanu vápenatého, na povrchu ktorých sa zase adsorbujú necukrové častice. Po prvom nasýtení sa zrazenina uhličitanu vápenatého s adsorbovanými necukrami a koagulátom oddelí usadzovaním alebo filtráciou a likviduje sa ako odpad. Potom sa do šťavy pridá vápno a vykoná sa druhá stolica. Pri druhom nasýtení sa v dôsledku chemických reakcií na povrchu výslednej zrazeniny CaCO3 ukladajú vápenaté soli a iné necukry. Potom sa sýtený sediment opäť oddelí od šťavy.
Sulfitácia– proces úpravy šťavy alebo sirupu oxidom siričitým alebo kyselinou sírovou. Sulfitácia sa vykonáva na zníženie viskozity roztokov obsahujúcich cukor a zníženie ich farby. Sulfátovaný sirup sa prefiltruje, aby sa oddelila zrazenina.
Množstvo necukrov v surovine výrazne ovplyvňuje účinnosť procesu čistenia šťavy: čím ich je viac, tým je ťažšie dosiahnuť požadovanú čistotu, t. j. hmotnostný podiel sacharózy v sušine. Pomer medzi množstvom sacharózy a necukrov v repe závisí od jej technologických vlastností. Najmä kvitnúca koreňová zelenina má znížený (o 2...3 %) obsah sacharózy a zvýšené množstvo redukčných látok. Čistota repnej šťavy v sušenej koreňovej zelenine je o 4...12% nižšia ako u bežnej repy. Z okopanín s ťažkým mechanickým poškodením sa pri hydraulickom podávaní na spracovanie vyplaví až 0,16...0,30 % sacharózy do dopravníka a umývacej vody. V prítomnosti zelenej hmoty na koreňových plodinách klesá čistota difúznej šťavy o 1,7...2,6%. Pri skladovaní uvedených chybných okopanín prirodzene dochádza k zhoršovaniu ich kvalitatívnych ukazovateľov intenzívnejšie ako u bežnej repy. Obstarávanie a spracovanie repy v zhoršenej kvalite teda vedie k stratám cukru a v konečnom dôsledku znižuje konkurencieschopnosť výroby repného cukru.
Sacharóza je vysoko rozpustná vo vode a jej rozpustnosť sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou. V roztokoch je sacharóza silným dehydratátorom. Ľahko vytvára presýtené roztoky, v ktorých kryštalizácia začína len v prítomnosti kryštalizačných centier. Rýchlosť tohto procesu závisí od teploty, viskozity roztoku a koeficientu presýtenia.
Kryštalizácia umožňuje získať takmer čistú sacharózu z viaczložkovej zmesi látok, ktorou je sirup.
Technologická schéma predpokladá toľko kryštalizačných stupňov, že celkový kryštalizačný efekt (rozdiel v čistote pôvodného číreho sirupu a melasy) je 30...33 %. Zvyčajne továrne fungujú podľa schém s dvoma alebo tromi kryštalizáciami, zatiaľ čo komerčný produkt sa získa iba v prvej fáze. Schéma dvojitej kryštalizácie je jednoduchšia a ekonomickejšia ako schéma trojitej kryštalizácie, ale jej prevádzkou nie je vždy dosiahnuté dostatočne úplné odcukornenie melasy a výroba kvalitného kryštálového cukru.
Komerčný kryštálový cukor sa suší na štandardný obsah vlhkosti 0,04 %, keď sa skladuje vo veľkom a 0,14 %, keď je balený vo vreciach a vreciach.
Skladovanie cukru v repných cukrovaroch komplikuje skutočnosť, že všetky produkty sa vyrábajú niekoľko mesiacov, po ktorých sa musia dlhodobo skladovať. Pre efektívne využitie kapacity skladu cukru sa vrecia s cukrom skladajú na seba. Na stohovanie vriec sa používajú rôzne mobilné zdviháky. Typicky sa pod vrecia umiestňujú drevené rošty, ktoré ich podopierajú vo výške asi 100 mm od podlahy a zabezpečujú dobré vetranie vzduchu pod nimi. Ak chcete správne skladovať cukor v sklade, musíte zabezpečiť vhodné teplotné a vlhkostné podmienky.
Zásobníky na objemný cukor musia byť navrhnuté tak, aby sa na ich vnútorných povrchoch netvorila vlhkosť. Takýto sklad musí byť vybavený vzduchotechnikou, ako aj odsávacím systémom, ktorý zabezpečuje čistenie nasávaného vzduchu na nevýbušnú koncentráciu cukrového prachu.
Na dodávanie nebaleného cukru spotrebiteľom sa používajú špeciálne upravené vagóny (násypníky).
Etapy technologického procesu. Výrobu kryštálového cukru z cukrovej repy možno rozdeliť do nasledujúcich etáp a hlavných operácií:
– preprava a predčistenie repy;
– umývanie repy;
– krájanie repy na repné lupienky;
– extrakcia šťavy z repných lupienkov;
– fyzikálne a chemické čistenie difúznej šťavy;
– odparovanie šťavy a čistenie sirupu;
– prevarenie hmoty, kryštalizácia sacharózy a oddelenie hmoty (odstreďovanie);
– sušenie, chladenie, triedenie a balenie kryštálového cukru.
Charakteristika komplexov zariadení. Linka začína komplexom zariadení na dopravu a čistenie vonkajšieho povrchu repy, ktorý zahŕňa hydraulické dopravníkové systémy, repné čerpadlo, lapače ornice, lapače kameňa, odlučovač vody, umývačku repy a magnetický separátor, ako aj zariadenia na zber repných chvostíkov.
Nasledujúca zostava zariadení je určená na výrobu a spracovanie repných rezkov, vrátane váh, rezača repy, difúzneho aparátu, rozvlákňovačov a zariadení na vytláčanie vlhkosti z repných rezkov.
Tretí súbor zariadení na fyzikálne a chemické spracovanie difúznej šťavy a separáciu sedimentov zahŕňa prístroje na defekáciu a saturáciu šťavy, ohrievače, dávkovače vápenného mlieka, usadzovacie nádrže, sulfitátory a filtre.
Štvrtá súprava zariadení je určená na odparovanie difúznej šťavy a čistenie sirupu, obsahuje štvorúčinnú odparku s koncentrátorom, sulfitizátor sirupu a filter sirupu.
Poprednou je súprava zariadení na varenie sirupu, kryštalizáciu cukru, oddeľovanie masekitu a umývanie kryštálov cukru. Hlavným vybavením tohto komplexu sú vákuové zariadenia na maskuity, miešačky na maskuity, rozdeľovače na maskuty, odstredivky, zušľachťovacia miešačka, zberače odpadov z masekuitu a melasy, ako aj vibračný dopravník na praný kryštálový cukor.
Finálna zostava zariadení na výrobu komerčného kryštálového cukru zahŕňa výťah, sušiacu chladiacu jednotku, triedičku cukru, zberné zásobníky kryštálového cukru, ako aj cyklóny na suché a mokré čistenie vzduchu od cukrového prachu a miešačku na rozpúšťanie cukrového prachu a hrudiek kryštálového cukru. .
Schéma stroja a hardvéru výrobnej linky na granulovaný cukor z upravenej cukrovej repy je na obr. 2.8.
Konštrukcia a princíp fungovania linky.Červená repa z krátkodobého skladu (burachnoy) 1 vo forme zmesi repa-voda v pomere 1:6...1:7 sa privádza na hlavný hydraulický dopravník, pozostávajúci zo spodnej a hornej časti. Spodný hydraulický dopravník 2 zakopaný v zemi so sklonom smerom k preberacej stanici repy. Na vstupe do hlavného hydraulického dopravníka sú inštalované šikmé a horizontálne rošty, aby sa zabránilo preťaženiu 3 . Na konci hydraulického dopravníka je regulátor prietoku - pulzujúca brána 4 .
Zo spodnej časti hydraulického dopravníka sa zmes repy a vody čerpá repným čerpadlom 5 na horný hydraulický dopravník 6 , umiestnený vo výške viac ako 20 m.. K jeho ďalšiemu pohybu na vykonávanie rôznych technologických operácií dochádza vplyvom gravitácie. Pri pohybe po kovovom hydraulickom dopravníku sa okopaniny čistia striedavo v lapačoch ornice a lapačoch kameňa. Ľahké nečistoty sa zachytávajú v lapačoch ornice 7 A 9 , a ťažké v kamenných pasciach 8 A 10 .
Ďalej zmes repy a vody prechádza cez kotúčový odlučovač vody 11 , kde sa okopaniny zbavujú vody z premývania dopravníka, repných zvyškov, piesku a drobných voľných nečistôt a privádzajú sa do umývačky repy 12 na zmytie pôdy a iných priľnutých nečistôt. Množstvo nečistôt je pri ručnom zbere 1...3 % hmotnosti repy, pri mechanizovanom zbere kombajnom 8...10 % a viac.
Množstvo vody privádzanej na umývanie repy závisí od stupňa znečistenia, konštrukcie stroja a v priemere je 60 % hmotnosti repy. Z práčky ide koreňová zelenina do oplachovača repy. 13 , kde sa vykonáva finálne umytie nečistôt z povrchu repy a jej očistenie od cudzích nečistôt. Z repného oplachu prechádzajú koreňové plodiny do druhého odlučovača vody 14 , kde sa z nich oddeľuje umývacia voda a preplachuje sa chlórovanou vodou privádzanou cez trysky a posiela sa do výťahu 15 .
Odlomené ľahké chvosty, malé kúsky a malé okopaniny (iba 1...3% hmotnosti repy) padajú do odpadových vôd hydraulického dopravníka a umývačky, takže voda na umývanie dopravníka s úlomkami repy z odlučovačov vody je podávané do rotačného lapača chvosta 16 . Repné úlomky, slama a vrcholy oddelené v lapači vstupujú do chvostového klasifikátora 17 . Tu sa oddelia úlomky repy od slamy a vrchov a posielajú sa do preplachovača repy 18 a z nej sa prečerpávajú do výťahu a spracovávajú sa spolu s repou. Rastlinné nečistoty sa vysypú na dopravník 19 .
Umytú repu zdvíha výťah 15 na riadiaci dopravník 20 s elektromagnetickým separátorom 21 na zachytávanie feromagnetických nečistôt a ide do automatických váh 22 umiestnené nad rezačmi repy. Repa odvážená na automatických váhach sa vyloží do skladovacieho zásobníka 23 .
Cvikla zo zásobníka sa privádza do krájača repy 24 získať repné lupienky. Pre dobrú extrakciu repnej šťavy z štiepok musia byť hladké, elastické a bez dužiny. Dobré repné štiepky sú dlhé a tenké pásiky repy s ryhovanou, pravouhlou alebo kosoštvorcovou časťou s hrúbkou 0,5...1 mm.
Dopravník repných triesok 25, na ktorom sú nainštalované automatické pásové váhy 26 , sa posiela do kontinuálneho difúzneho prístroja 27 . Ako napájacia voda sa používajú síranové kondenzáty amoniaku alebo barometrická voda zo zbernej nádrže 29 , ako aj čistená celulózová voda zo zberu 28 .
Korene cukrovej repy obsahujú 20...25% sušiny, z toho obsah sacharózy sa pohybuje od 14% do 18%.
Sacharózu rozpustenú v bunkovej šťave možno z buniek extrahovať až po denaturácii (koagulácii) protoplazmy s jej polopriepustnou membránou. Preto sa pre normálny priebeh difúzneho procesu repné štiepky predhrievajú na teplotu 70...80 °C.
Cukor sa extrahuje z buniek koreňového tkaniva protiprúdovou difúziou, pri ktorej sa triesky dostávajú do hlavy prístroja 17 a presúva sa do chvostovej časti, pričom uvoľňuje cukor difúziou do slanej horúcej vody, ktorá sa pohybuje smerom k extraktantu. Z konca chvostovej časti prístroja sa odoberajú hobliny s nízkou koncentráciou cukru a extrakčné činidlo obohatené cukrom sa odstraňuje ako difúzna šťava. Zo 100 kg repy sa získa približne 120 kg difúznej šťavy. Do šťavy sa dostane 1,5...3 g/l dužiny, ktorá sa oddelí v rozvlákňovači 32 , potom vložené do zberu 33 .
Buničina vytiahnutá z difúzneho zariadenia vstupuje do závitovky odlučovača vody 30 a podávaný do lisovacieho lisu 31 , potom - na sušenie a tankovanie. V priemere množstvo dužiny odobratej zo stroja 27 , tvorí 80 % hmotnosti repy.
Difúzna šťava sa dodáva zo zberača 33 na fyzikálne a chemické čistenie, ktoré pozostáva z niekoľkých po sebe nasledujúcich etáp. V zariadení sa vykonáva predbežná defekácia 34 , kde sa okrem šťavy dodáva vápenné mlieko a suspenzia šťavy II nasýtenia na vytvorenie sedimentu necukrov. Z preddefekátora sa šťava dostáva do prvej fázy hlavnej defekácie do prístroja 35 , kde sa zmieša s vápenným mliekom, aby sa uskutočnila rozkladná reakcia necukrov. Vápenné mlieko v množstve zodpovedajúcom spotrebe prichádzajúcej šťavy sa dodáva z miešačky vápenného mlieka 36 dávkovačov 37 .
Po prvej fáze hlavného pohybu čriev sa šťava dostane do zberu 38 a je dodávaný čerpadlom do ohrievača 39 , kde sa zahreje na 85...90 °C a odošle do defekátora 40 do druhej (horúcej) fázy hlavného pohybu čriev. Vápenné mlieko sa pridáva do prepadového boxu defekátora, aby sa zvýšili filtračné vlastnosti sedimentu šťavy pri prvom nasýtení. Z defekátora 40 šťava vstupuje do cirkulačnej nádrže 41 , kde sa zmieša s 5...7 násobným množstvom recirkulujúcej šťavy prvého nasýtenia, v aparatúre 42 prechádza I saturáciou a gravitačne prúdi do zberu šťavy I saturácie 43 . Ďalej, po prejdení ohrievača 44 šťava sa čerpá do tlakového zberača 45 , ktorý sa nachádza nad listovými filtrami 46 .
46 cez miešadlo 48 a tlakový kolektor 49 dodávané do vákuových filtrov 50 . Filtrát sa odstráni z vákuových filtrov cez vákuový zberač 51 do kolekcie filtrovanej šťavy I saturácia 47 . Výsledný filtračný koláč vstupuje do mixéra 52 a z nej sa odošle do polí filtrovania.
Prefiltrovaná šťava sýtosti I, zohriata v ohrievači 53 do teploty 92…95 °C, čerpané do defekátora 54 na defekáciu pred druhou saturáciou. Vápenné mlieko sa privádza do sacieho potrubia čerpadla. Z defekátora prúdi šťava samospádom do prístroja 55 do druhého nasýtenia, tam spracovaný oxidom uhličitým a odoslaný do zberu 56 , odkiaľ sa prečerpáva do tlakového zásobníka 57 , ktorý sa nachádza nad listovými výluhmi 58 .
Ryža. 2.8. Schéma stroja a hardvéru výrobnej linky na kryštálový cukor z cukrovej repy
Kondenzovaná suspenzia z filtrov 58 vložené do mixéra 59 , odkiaľ sa prečerpáva do preddefekácie. Filtrát z listových filtrov vstupuje do zbernej nádrže. 60 . Po prefiltrovaní sa saturácia šťavy II sulfatuje oxidom siričitým v sulfitátore 61 a zhromažďuje sa v zbierke 62 , odkiaľ ho čerpadlo dodáva do filtra na kontrolnú filtráciu 63 . Prefiltrovaná šťava nasýtenia II sa zhromažďuje v zberači 64 .
Kondenzácia šťavy prebieha v dvoch stupňoch: najprv sa kondenzuje vo výparníku na obsah sušiny 65 % (zatiaľ čo sacharóza ešte nevykryštalizovala) a potom, po dodatočnom čistení, sa viskózny sirup kondenzuje vo vákuu. prístroja na obsah sušiny 92,5... 93,5 % a prijmú masku.
V prvej fáze je šťava vedená čerpadlom cez tri skupiny ohrievačov 65 do krytu 66 odparovacej jednotky. Je určený na postupné zahusťovanie šťavy druhého nasýtenia na koncentráciu hustého sirupu; zároveň sa zvyšuje obsah sušiny v produkte zo 14% v prvom korpusu na 65...70% (kondenzovaný sirup) v poslednom. Čerstvá para vstupuje len do prvej budovy a ďalšie budovy sú vykurované šťavou z predchádzajúcej budovy.
Z prvého telesa prechádza šťava postupne do druhého telesa 68 , III zbor 69 , IV zbor 70 a rozbočovač 71 , kondenzácia na určitú hustotu. Časť vody odparenej zo šťavy v prvom kryte tvorí sekundárnu paru, ktorá sa používa na ohrev nasledujúceho krytu atď. Kondenzát vytvorený vo výparníkoch je odvádzaný cez stĺpce kondenzátu 67 do zberačov kondenzátu.
Z odparovacej jednotky sa výsledný sirup dostáva do zberu 72 , odkiaľ sa prečerpáva do sulfitátora 73 . Do sulfitátora sa privádza aj čírenie (roztok kryštalizácie cukru II a afinátového cukru). Sulfátový sirup s čistením sa posiela do zbernej nádrže 74 . Zmes sa potom zahrieva v ohrievačoch 75 a posiela sa do zberača tlaku 76 , odkiaľ sa privádza do filtra na filtráciu 77 a ide do zbierky 78 . Prefiltrovaná zmes sa pumpuje do zbernej nádrže 79 pred vákuovými zariadeniami.
Zo zbierky 79 zmes vstupuje do vákuového zariadenia 80 a varené na obsah sušiny 92,5 %. Sirup sa teda varí až do presýtenia, po zavedení práškového cukru sa sacharóza uvoľní vo forme kryštálov a vytvorí sa kryštalizácia massekuitu I. Obsahuje asi 7,5 % vody a 55 % kryštalického cukru. Maskuit I kryštalizácie (maskuit I) sa spustí do prijímacieho mixéra massekuitu 81 . Odtiaľ prichádza maskuita cez distribútora masiek 82 do centrifúg 83 , kde sa vplyvom odstredivej sily oddeľujú kryštály cukru z interkryštalického roztoku. Toto riešenie sa nazýva prvý edém. Čistota prvého výtoku je 75%, čo je výrazne menej ako čistota massecuitu.
Na získanie bieleho cukru z odstredivky sa jeho kryštály premyjú malým množstvom horúcej vody – vybielia sa. Pri bielení sa časť cukru rozpustí, takže z odstredivky odchádza odtok vyššej čistoty – druhý odtok. Prvý odtok sa odošle do zberu 84 , druhý - v zbierke 85 .
Z odstredivky 83 premytý kryštálový cukor s vlhkosťou 0,8...1% sa vyloží na vibračný dopravník 86 , výťah 87 zdvihol do sušiacej a chladiacej jednotky 88 , a suší sa horúcim vzduchom pri teplote 105...110 °C na vlhkosť 0,14 %.
Hotový granulovaný cukor obsahuje hrudky a feromagnetické nečistoty. Tieto sa odstraňujú pomocou elektromagnetického separátora zaveseného nad dopravným pásom 89 . V triediarni 90 hrudky sa oddelia a kryštálový cukor sa rozdelí na frakcie podľa veľkosti kryštálov a plní sa do zásobníkov 91 umiestnené v baliarni.
Vzduch nasávaný ventilátorom zo sušiacej-chladiacej jednotky sa čistí od cukrového prachu v cyklóne chemického čistenia 92 a v cyklóne mokrého čistenia 93 . Nazbieraný práškový cukor a hrudky kryštálového cukru rozpustíme v mixéri šťavou z II 94 a potom roztok vstupuje do čistiaceho mixéra 104 .
Prvý a druhý výtok získaný počas odstreďovania massecuitu I sa čerpajú do kolektorov pred vákuovým zariadením. 95 A 96 . Kryštalizácia massecuitu II (masecuit II) sa varí z druhého a prvého úniku massecuitu I vo vákuových zariadeniach 97 do obsahu sušiny 93 %, vrátane asi 50 % kryštalického cukru. Massecuite II sa spustí do prijímacieho mixéra massecuite 98 a postriekajte horúcou vodou. Prostredníctvom masového distribútora 99 massecuite sa posiela do centrifúg 100 , kde sa odstreďuje s výberom dvoch odtokov, ktoré sa posielajú do zberní 101 A 102 . Z odstredivého cukru II kryštalizácia skrutkou 103 privádzaný do čistiaceho mixéra 104 , kde sa rozpúšťa (číri) vo filtrovanej šťave nasýtenia II. Potom sa šupka odošle na sírenie spolu so sirupom.
Na vriacu kryštalizáciu massecuitu III (mascuitu) vo vákuových zariadeniach 108 postupne odobrať druhý a prvý výtok kryštalizácie massecuitu II zo zbierok 105 A 106 a affiliatívny odtok zo zbierky 107 . Obsah sušiny v massecuite III je upravený na 93,5…94 %. Cez prijímací mixér 109 spúšťa sa do kryštalizačného zariadenia 110 , kde sa pri umelom ochladzovaní maskuitu uskutočňuje dodatočná kryštalizácia cukru. V poslednom mixéri hmoty kryštalizačného zariadenia sa hmota zahrieva o 5...10 °C, aby sa odstránilo nadmerné presýtenie medzikryštalického roztoku a zahrieva sa cez rozdeľovač hmoty. 111 privádzané do centrifúg 112 , kde sa odstreďuje bez premývania cukru vodou a zachytávania jedného výtoku melasy do zberu 113 . Melasa zo zberača smeruje cez tlakový zberač 114 na váhe 115 , odvážené a prečerpávané do nádob na uskladnenie.
Kryštalizácia cukru III sa mieša v afinátore 116 s prvým odtokom kryštalizácie massekuitu I, čím sa získa rafinovaný massekuit s obsahom sušiny 89...90 %. Afinačný massecuit sa odstreďuje v odstredivkách 117 oddelene od kryštalizácie massekuitu II. Rafinovaný cukor sa premyje horúcou vodou, dva výtoky sa zhromažďujú a posielajú sa do zberu 118 , odkiaľ sa prečerpáva do zberu 107 na kryštalizáciu vriaceho massecuitu III. Afinátový cukor je podávaný šnekom 103 do čistiaceho mixéra 104 a rozpustí sa s prefiltrovanou šťavou z nasýtenia II spolu s cukrom z kryštalizácie II.
Charakteristika výrobkov, surovín a polotovarov. Cukor je takmer čistá sacharóza (C 12 H 22 O 11), ktorá má sladkú chuť, ľahko a úplne sa vstrebáva do tela a prispieva k rýchlej obnove vynaloženej energie. Sacharóza je disacharid, ktorý sa pôsobením kyseliny alebo enzýmu rozkladá na glukózu a fruktózu (invertný cukor). Sacharóza môže byť v dvoch stavoch: kryštalická a amorfná. Chemickou povahou je cukor slabá viacsýtna kyselina, ktorá vytvára zlúčeniny s oxidmi alkalických kovov a kovov alkalických zemín - sacharáty.
Invertný cukor je hygroskopický vďaka fruktóze. Chráni džem pred cukrom, spomaľuje proces starnutia chleba a chráni cukrárske výrobky (marmelády, marshmallows, marshmallows, fudge atď.) pred vysychaním.
Sacharóza je vysoko rozpustná vo vode a jej rozpustnosť sa zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou. V roztokoch je sacharóza silným dehydratátorom. Ľahko vytvára presýtené roztoky, v ktorých kryštalizácia začína len v prítomnosti kryštalizačných centier. Rýchlosť tohto procesu závisí od teploty, viskozity roztoku a koeficientu presýtenia.
Východiskové suroviny na výrobu cukru sú cukrová repa a cukrová trstina. Vďaka vyššej úrode cukrovej trstiny v porovnaní s cukrovou repou sa z každého hektára jej plodín získava asi 2-krát viac cukru, hoci obsah sacharózy v stonkách cukrovej trstiny je o niečo menší ako v cukrovej repe.
Cukrovarnícky priemysel vyrába tieto druhy cukru:
Granulovaný cukor je sypký potravinársky výrobok bielej farby (bez hrudiek), ktorý má sladkú chuť bez cudzích chutí a vôní (s obsahom vlhkosti najviac 0,14 %, sacharózy najmenej 99,75 %, kovových nečistôt najviac 3 mg na 1 kg cukru, s rozmermi väčšími ako 0,3 mm);
Tekutý cukor je tekutý potravinársky výrobok svetložltej farby, sladkej chuti, bez cudzích chutí a vôní (s obsahom sacharózy najmenej 99,80 % pre najvyššiu kategóriu a najmenej 99,5 % pre prvú kategóriu, s obsahom sušiny aspoň 64 %));
Rafinovaný cukor - hrudkový lisovaný cukor, rafinovaný kryštálový cukor a biely rafinovaný prášok, sladkej chuti, bez cudzích chutí a vôní (obsahuje sacharózu najmenej 99,9 %, redukujúce látky najviac 0,03 %, vlhkosť najviac 0,2 %).
Vlastnosti výroby a spotreby hotových výrobkov. Všetky cukrovary v Rusku prevádzkujú štandardnú schému výroby kryštálového cukru z cukrovej repy s kontinuálnym odcukorňovaním repných štiepkov, lisovaním dužiny a vracaním lisovanej dužiny do difúzneho závodu, čistením difúznej šťavy vápno-oxidom uhličitým, tromi kryštalizáciami a rafináciou žltého cukru III kryštalizácie. Korene cukrovej repy obsahujú 20...25 % sušiny, z toho obsah sacharózy sa pohybuje od 14 do 18 %.Sacharóza sa z repy extrahuje difúziou. Výsledná difúzna šťava obsahuje 15... 16 % sušiny, z toho 14... 15 % sacharózy a asi 2 % necukrov. Aby sa zbavili necukrov, je difúzna šťava prečistená vápnom (defekácia) s následným odstránením jej prebytku oxidom uhličitým (saturácia). Na zníženie farby a zásaditosti sa filtrovaná šťava nasýtenia II spracuje oxidom siričitým (sulfitácia). Kondenzácia šťavy sa uskutočňuje v dvoch stupňoch: najprv sa kondenzuje vo výparníku na obsah sušiny 55...65% (súčasne ešte nevykryštalizovala sacharóza) a potom po dodatočnom čistení , viskózny sirup sa kondenzuje vo vákuovom prístroji na obsah sušiny 92, 5...93,5 % a získa sa masakuit. Hotová kryštalizácia massecuitu I sa odstredí, čím sa získajú kryštály cukru a dva výtoky. Granulovaný cukor sa vyloží z odstredivky s vlhkosťou 0,8... 1 % a suší sa horúcim vzduchom pri teplote 105... 110 °C až 0,14 % (pre hromadné skladovanie sa hmotnostný podiel vlhkosti v granulovanom cukre by mala byť 0,03 ... 0,04 %).
Odporúčaný príjem sacharózy je 75 g denne, vrátane cukru, ktorý sa nachádza v iných potravinách. V súčasnosti je v Rusku 95 cukrovarov na repu, ktoré denne spracúvajú 280 tisíc ton repy. Obdobie zberu cukrovej repy trvá 40...50 dní. za rok. Priemerná výrobná kapacita jedného závodu je 2,84 tis. ton spracovania repy denne s mierou extrakcie cukru z repy 72 %.
St aiy technologického procesu. Proces výroby granulovaného cukru v cukrovaroch na repu pozostáva z nasledujúcich fáz:
Dodávanie repy a jej čistenie od nečistôt;
Získanie difúznej šťavy z repných lupienkov;
Čistenie difúznej šťavy;
Kondenzácia šťavy odparovaním;
Varenie massecuite a získavanie kryštalického cukru;
Sušenie, chladenie a skladovanie kryštálového cukru.
Charakteristika komplexov zariadení. Linka začína súpravou zariadení na prípravu repy do výroby, ktorá pozostáva z jednotky na zdvíhanie repy, hydraulického dopravníka, lapača piesku, horného lapača, lapača kameňa a odlučovača vody, ako aj umývačky repy.
Vedúci súbor zariadení linky tvorí dopravník s magnetickým separátorom, rezačka repy, váhy, difúzna jednotka, závitovkový lis a sušička buničiny.
Nasledujúca sada zariadení zahŕňa filtre s vykurovacími zariadeniami, zariadenia na predbežné a hlavné defekácie, saturátory, usadzovacie nádrže, sulfitátory a filtre.
Energeticky najnáročnejšou zostavou zariadení linky je odparovacia jednotka s koncentrátorom, ako aj vákuové zariadenia, miešačky a odstredivky.
Finálnu zostavu zariadenia linky tvorí vibračný dopravník, sušiaca a chladiaca jednotka a vibračné sito.
Schéma stroja a hardvéru výrobnej linky na kryštálový cukor z cukrovej repy je na obr.
Ryža. Schéma stroja a hardvéru výrobnej linky na kryštálový cukor z cukrovej repy
Konštrukcia a princíp fungovania linky. Cukrová repa sa do závodu dodáva z boráku lekárskeho alebo z borovicového poľa. Hydraulickým dopravníkom sa dopravuje k repným čerpadlám a stúpa do výšky až 20 m. Ďalší jeho pohyb na vykonávanie rôznych operácií technologického procesu nastáva gravitáciou. Po dĺžke hydraulického dopravníka 1 (obr.) sú postupne inštalované lapače slamy 2, lapače kameňa 4 a odlučovače vody 5. Toto technologické zariadenie je určené na separáciu ľahkých (slama, vršky) a ťažkých (piesok, kamene) nečistôt, ako aj na oddelenie dopravníkovej a umývacej vody. Na zintenzívnenie procesu zberu slamy a vrchov sa do priehlbiny 3 privádza vzduch. Cukrová repa po odlučovačoch vody vstúpi do práčky 6.
Umývačka je určená na dočistenie repy (množstvo uviaznutej zeminy pri ručnom zbere je 3...5% repy a pri mechanizovanom zbere kombajnom - 8...10%).
Množstvo vody privádzanej do prania repy závisí od stupňa jej znečistenia, konštrukcie stroja a v priemere je 60... 100 % hmotnosti repy. Odlomené repné chvosty, malé kúsky a malá koreňová zelenina (iba 1...3% hmotnosti repy) padajú do odpadovej vody hydraulického dopravníka a pračky, takže voda na umývanie dopravníka je najprv odoslaná do separátora na oddelenie repné chvostíky a kúsky z nich, ktoré sa po spracovaní prenesú na dopravný pás 14.
Umytá cukrová repa sa zavlažuje čistou vodou zo špeciálnych zariadení 7, zdvíha sa výťahom 8 a privádza sa na dopravník 9, kde elektromagnet 10 oddeľuje kovové predmety, ktoré náhodne spadli do repy. Potom sa repa odváži na váhe 11 a odošle sa zo zásobníka 12 do strojov na rezanie repy 13. Štiepky musia byť hladké, elastické a bez dužiny, v priereze lamelárne alebo kosoštvorcové, s hrúbkou 0,5...1,0 mm.
Repné triesky z mlecích strojov sa privádzajú do difúznej jednotky 15 pomocou 14-pásového dopravníka, na ktorom je inštalovaná dopravná váha.
Cukor rozpustený v šťave z repného koreňa sa z buniek extrahuje protiprúdovou difúziou, pri ktorej triesky vstupujú do hlavovej časti jednotky a presúvajú sa do chvostovej časti, pričom uvoľňujú cukor difúziou do slanej vody smerom k extraktantu. Z konca chvostovej časti jednotky sú odvádzané hobliny s nízkou koncentráciou cukru a extraktant obohatený cukrom je vypúšťaný ako difúzna šťava. Zo 100 kg repy sa získa približne 120 kg difúznej šťavy. Buničina sa odvádza z difúznych jednotiek dopravníkom 16 do dielne na lisovanie, sušenie a briketovanie.
Difúzna šťava prechádza cez filter 17, zahrieva sa v zariadení 28 a posiela sa do prípravného a hlavného defekačného zariadenia 27, kde sa čistí v dôsledku koagulácie proteínov a farbív a vyzrážania množstva aniónov, ktoré produkujú nerozpustné soli s vápenatým iónom obsiahnuté vo vápennom mlieku (vápenný roztok). Vápenné mlieko sa zavádza do šťavy pomocou dávkovacích zariadení.
Defekovaná šťava je privádzaná do prvého karbonizačného kotla 26, kde sa ďalej čistí adsorpciou rozpustných necukrov a najmä farbiacich látok na povrchu častíc jemného sedimentu CaCO 3, ktorý vzniká pri prechode oxidu uhličitého cez defekovaný šťava. Šťava z prvého nasýtenia sa privádza cez ohrievač 25 do gravitačnej usadzovacej nádrže 24. V usadzovacích nádržiach sa šťava delí na dve frakcie: vyčírenú (80 % celkovej šťavy) a zahustenú suspenziu privádzanú do vákuových filtrov 23. .
Prefiltrovaná šťava z prvého sýtenia oxidom uhličitým sa posiela do druhého sýtiaceho zariadenia 22, kde sa z nej odstraňuje vápno vo forme CaC03.
Šťava z druhého nasýtenia sa privádza do filtrov 21. Šťavy na výrobu cukru sa musia niekoľkokrát prefiltrovať. V závislosti od účelu filtrácie sa používajú rôzne schémy procesov a filtračné zariadenia.
Prefiltrovaná šťava z filtra 21 sa privádza do sulfitačného kotla 20. Účelom sírenia je znížiť farbu šťavy jej úpravou oxidom siričitým, ktorý sa získava spaľovaním síry.
Sulfátovaná šťava sa posiela do filtračnej stanice 19 a potom sa transportuje cez ohrievače do prvého krytu odparovacej stanice 18. Odparovacie jednotky sú navrhnuté tak, aby postupne zahusťovali vyčistenú šťavu z druhého nasýtenia na koncentráciu hustého sirupu; zároveň sa zvyšuje obsah sušiny vo výrobku zo 14... 16 % v prvej budove na 65... 70 % (kondenzovaný sirup) v poslednej. Čerstvá para vstupuje len do prvej budovy a ďalšie budovy sú vykurované šťavou z predchádzajúcej budovy. Výhrevná plocha odparovacej stanice cukrovaru s kapacitou 5000 ton repy denne je 10 000 m2.
Výsledný sirup sa posiela do sulfitátora 29 a potom do filtračnej stanice 30. Prefiltrovaný sirup sa zahrieva v ohrievači 31, odkiaľ vstupuje do vákuového zariadenia prvého produktu 32. Sirup sa varí vo vákuovom zariadení, kým presýtenie, cukor sa uvoľňuje vo forme kryštálov. Produkt získaný po varení sa nazýva massecuite. Obsahuje asi 7,5 % vody a asi 55 % kryštalického cukru.
Sirup sa varí v periodicky pracujúcich vákuových zariadeniach. Masekuit prvej kryštalizácie z vákuovej aparatúry vstupuje do prijímacieho mixéra 33 hmoty, odkiaľ sa posiela do distribučného mixéra a potom do odstredivky 34, kde sa vplyvom odstredivej sily oddeľujú kryštály cukru od medzikryštalického kvapalina. Táto tekutina sa nazýva prvý edém. Čistota prvého výtoku je 75...78%, čo je podstatne nižšia ako čistota massecuitu.
Na získanie bieleho cukru z odstredivky sa jeho kryštály premyjú malým množstvom horúcej vody – vybielia sa. Pri bielení sa časť cukru rozpustí, takže z odstredivky vychádza odtok vyššej čistoty - druhý odtok.
Druhý a prvý výtok sa privádzajú do vákuovej aparatúry na druhú (poslednú) kryštalizáciu, kde sa získa hmota z druhej kryštalizácie obsahujúca asi 50 % kryštalického cukru. Tento massecuit sa za miešania postupne ochladzuje na teplotu 40°C v mixéroch - kryštalizátoroch. V tomto prípade vykryštalizuje nejaký ďalší cukor. Nakoniec sa masekuit z druhej kryštalizácie posiela do odstrediviek, kde sa od kryštálov cukru oddelí melasa, čo je odpad pri výrobe cukru, keďže získavať z neho cukor ďalším zahusťovaním a kryštalizáciou je nerentabilné. Žltý cukor z druhej kryštalizácie sa rafinuje prvým odtokom, výsledný masecuit sa posiela do distribučného mixéra a potom do odstredivky. Vzniknutý cukor sa rozpustí a šťava sa dostane na výrobnú linku.
Biely cukor vypúšťaný z odstrediviek 34 má teplotu 70 °C a vlhkosť 0,5 % pri bielení parou alebo vlhkosť 1,5 % pri bielení vodou. Vstupuje do vibračného dopravníka 35 a je transportovaný do sušiacej a chladiacej jednotky 36.
Po vysušení sa kryštálový cukor dodáva na vážiaci pásový dopravník 37 a potom na vibračné sito 38. Hrudky cukru sa oddelia, rozpustia a vrátia sa do obchodu s potravinami.
Komerčný kryštálový cukor vstupuje do sila 39 (sklady dlhodobého skladu).
Technológia výroby cukru je viacúrovňový reťazec, ktorý pozostáva z niekoľkých etáp:
Umývanie a čistenie surovín od nečistôt;
- získavanie repných lupienkov;
- výroba difúznej šťavy a jej čistenie;
- získanie sirupu;
- uvoľnenie cukru zo sirupu;
- spracovanie cukrovej hmoty na kryštálový cukor;
- balenie a skladovanie hotového výrobku.
Umývanie a čistenie
Ak sú prítomné nečistoty, tvoria až 12 % celkovej hmoty a okrem zeminy a vrchov môžu nečistoty zahŕňať aj kamene a dokonca aj niektoré kovové predmety. Toto všetko treba oddeliť od úžitkovej časti ovocia. Na umývanie repy sa používa bubnová umývačka repy a odlučovač vody vybavený lapačmi nečistôt. Správne čistenie pomôže vyhnúť sa poruchám následného zariadenia na výrobu cukru.
Výroba cukru z cukrovej repy – získavanie repných lupienkov
V súlade s technológiou výroby cukru sa na výrobu sirupu musí repa rozdrviť. Sekanie repy je proces jej premeny na hobliny na rezačkách repy, ktoré pomocou difúznych nožov namontovaných na rámoch krájajú ovocie na malé kúsky. Hrúbka triesky 1 mm je optimálna hrúbka pre ďalšie spracovanie.
Vo vnútri tela rezača repy rotujú plody pomocou slimáka, ktorý vplyvom odstredivej sily pritláča plody na ostrie nožov. V procese kĺzania pozdĺž stacionárnych nožov sa repa mení na hranolky, ktoré prechádzajú medzi nožmi a končia v nádobe na ďalšie spracovanie. Zo všetkých zariadení na výrobu cukru si rezačky repy vyžadujú najťažšie čistenie stlačeným vzduchom a pravidelnú výmenu nožov.
Výroba difúznej šťavy
Proces extrakcie sacharózy z repy technológiou výroby cukru je dosť primitívny – repné triesky sa v priemyselných difúzoroch namáčajú v horúcej vode, čím sa zmäkčia jej vlákna a uvoľní sa šťava. Ak použijete studenú vodu, bielkovinové zlúčeniny v bunkách čipsov výrazne spomalia proces získavania šťavy.
Na výrobu koncentrovanejšej šťavy sa zvyčajne používa niekoľko difúzorov v sérii. Na ďalšie spracovanie musí byť difúzna šťava očistená od štiepok repy, ktoré sa stali zbytočnými. Zmes šťavy a hoblín sa umiestni do lapačov buničiny, kde dochádza k filtrácii.
Difúzna šťava, dokonca zbavená zvyškov ovocia, zostáva komplexnou viaczložkovou kompozíciou, ktorá okrem cukru obsahuje aj bielkoviny, pektín, aminokyseliny atď. Pomocou vákuových filtrov a saturátorov sa uskutočňuje proces čistenia cukrového sirupu od nečistôt.
Uvoľňovanie cukru zo sirupu
Cukrový sirup získaný po vyčírení šťavy obsahuje príliš veľa vody (až 75 %), ktorá sa odstráni vo výparníku, čím sa získa sirup obsahujúci až 70 % pevných látok. Potom sa podľa technológie výroby cukru pomocou vákuovej aparatúry sirup zahustí na obsah sušiny 93,5 %, čím sa získa massecuit, z ktorého sa po kryštalizácii stane obyčajný cukor.
Kryštalizácia cukru je konečná fáza procesu výroby cukru.
Massecuit získaný z vákuových zariadení sa posiela do odstredivky, kde kryštalizuje, potom sa suší horúcim vzduchom a posiela sa cez vibračný dopravník do sušiacej a chladiacej jednotky, potom sa triedi pomocou vibračného sita.
Napriek pomerne dlhému technologickému reťazcu má väčšina zariadení na výrobu cukru pomerne jednoduchý princíp činnosti. Jednoduchý princíp fungovania jednotlivých zariadení uľahčuje údržbu aj opravu všetkých typov potrebných zariadení, čo umožňuje vyrábať cukor v priemyselnom meradle za pomerne nízke náklady.
Výroba cukru z cukrovej repy doma
Rôzne spôsoby výroby repného cukru doma od začiatku: od prípravy surovín až po získanie sirupu. Recepty na prírodné ruské produkty pre zdravý životný štýl sú teraz k dispozícii všetkým.
Repný cukor: od hlbín histórie až po dnešok
Historicky sa stalo, že cukor vyrobený z trstiny bol najviac používaný. Takýto produkt bol veľmi drahý, pretože hlavné územia, na ktorých sa pestovali plantáže, boli ďaleko za hranicami civilizovanej Európy a divokého Ruska, a preto náklady na dopravu zohrávali významnú úlohu v cene sladkej hmoty. Jedinou dostupnou alternatívou bol možno med. Už v 16. storočí sa však vďaka vedeckému výskumu Andreasa Žigmunda markgrófa a istého francúzskeho botanika Acharda dostal do povedomia sveta iný spôsob získavania cukru z cukrovej repy. Takto získaný cukor podľa svojich vlastností umožňuje nielen široké využitie medzi obyvateľstvom, ale má oproti trstinovému náprotivku aj množstvo výhod, a to: má nižší obsah kalórií a obsahuje maximálne množstvo mikro- a makroprvky, pretože nevyžaduje rafináciu.
Priemyselná produkciaV Rusku sa z vyššie uvedených dôvodov viac rozšíril repný cukor.
Fabrika dostáva suroviny – repu. Dôkladne sa umyje v špeciálnej umývačke a nareže na jednotné hranolčeky. V ďalšej fáze sa táto hmota privádza do nádrží, kde sa naplní horúcou vodou. Vplyvom vody sa z lupienkov oddelí cukor v nej obsiahnutý a niektoré ďalšie látky, ktoré po oxidácii dodajú šťave tmavohnedú farbu. Na získanie maximálneho výťažku zo suroviny sa niekoľkokrát vykonáva lúhovanie vodou. Výrobný odpad - opakovane namočené hobliny sa posielajú na kŕmenie hospodárskych zvierat.
V ďalšej fáze sa výsledná šťava očistí od nečistôt, najprv sa zahreje na 80 ° C - to vám umožní zbaviť sa proteínových látok a potom sa v uzavretých nádržiach spracuje vápenným mliekom, oxidom uhličitým a oxidom siričitým. V tejto fáze sa vyzrážajú nežiaduce nečistoty, ktoré po následnom odparení šťavy zostávajú v nádržiach. Odparovaním vzniká sladký sirup, ktorý sa potom filtruje a zahusťuje v špeciálnych nádobách. Výstupom je kryštálový cukor s melasou, ktorý sa následne oddelí od kryštálikov cukru v odstredivkách.
Repný cukor má tmavšiu farbu ako trstinový, preto sa nakoniec premyje vodou a vysuší.
Výroba cukru z repy doma
Teraz môžete nahradiť cukor z obchodu skutočnými ruskými výrobkami: rafinovanou cviklou a sladkým sirupom.
Rafinovaná cvikla
Cviklu umyte a ošúpte. Potom ho nakrájajte na tenké krúžky a vložte do hlineného hrnca. Ponorte nádobu do rúry na paru, bez toho, aby náš obrobok spálil. Z času na čas sa pozrite do hrnca - repa by mala zmäknúť. Potom plátky repy vysypeme na plech a vložíme späť do rúry. Teraz by repa mala vyschnúť. Pre dlhšie skladovanie a zlepšenie všeobecných vlastností našej repy je potom lepšie sušené kolieska zľahka opražiť na panvici. Len trochu - o niečo zlepší aj vôňu.
Na konzumáciu stačí tieto plátky pomlieť na múku, aby sa nimi dal pri varení nahradiť cukor z obchodu.
Na čaj budete musieť celé tieto plátky trochu obaliť v múke a opražiť na masle. Chutné a zdravé.
Výroba sirupu: prvá metóda
Odlúpnite korene a hlavy a opláchnite repu bez olúpania kože. Umytú koreňovú zeleninu vložte do hustých riadkov na panvicu s už vriacou vodou. Sledujte oheň. Repa by mala byť varená vo vriacej vode. Po 1 hodine vyberte koreňovú zeleninu z panvice, počkajte, kým vychladne a odstráňte šupku.
Repu nakrájajte na tenké plátky nie hrubšie ako 1 mm. Takto rozdrvené ho po zabalení do čistého plátenného vrecka vložte pod lis, aby ste získali šťavu. Vytlačenú hmotu vložte späť do panvice, pridajte horúcu vodu v pomere polovice objemu koreňovej zeleniny. Tento blank je na druhé roztočenie. Nechajte pol hodiny odležať a potom tekutinu preceďte do nádoby, kde ste zbierali šťavu z prvého vyluhovania. Odparené koláčiky vložte späť do plátenného vrecka a zopakujte proces stláčania. Zozbieranú šťavu zohrejte na 70-80°C a potom preceďte cez niekoľkokrát preloženú gázu.
Poslednou fázou je odparovanie. Šťava sa musí odparovať, kým úplne nezhustne v nízkej smaltovanej nádobe alebo inej plochej nádobe.
Získanie sirupu: druhý spôsob
Pripravte repu na varenie, ako v prvej metóde, teraz odstráňte tenkú vrstvu kože. Je potrebné naparovať v autokláve asi hodinu pri udržiavaní tlaku 1,5 atm. Ak nemáte autokláv, môžete použiť kotol, ktorý by mal mať v spodnej časti rošt, ale zaberie to viac času.
Po prijatí mäkkej repy sa rozdrví a dvakrát prejde lisom. Precedená šťava sa potom odparí, ako pri prvom spôsobe.
Sirup skladujte na chladnom mieste, chráňte pred priamym slnečným žiarením, ako akékoľvek konzervované potraviny.
Pri varení na pečenie je pomer sirupu k múke približne 0,75-1: 1. Na výrobu džemu je hmotnostný pomer sirupu a bobúľ 2: 1.