Технология сахара

Краткая характеристика сахарного производства. Сахарное производство является ведущей отраслью пищевой и перерабатывающей промышленности. В России действуют 93 свеклосахарных завода, перерабатывающих в сутки 280 тыс. тонн свеклы, 3 сахарорафинадных завода и 2 работающих сахарорафинадных отделения при свеклосахарных заводах, вырабатывающих более 700 тыс. тонн сахара-рафинада в год. Оптимальная унифицированная мощность заводов принята за 3-6,5 тыс. тонн переработки свеклы в сутки.

Сырье для производства сахара. Основным сырьем для производства сахара (рис. 4) в РФ является сахарная свекла и импортный тростниковый сахар сырец. Сахарные заводы являются сезонными предприятиями. Сахарную свеклу перерабатывают в течение 100 суток в году. В межсезонный период большинство заводов перерабатывает импортный сахар сырец, поставляемый Бразилией, Кубой, Таиландом.

Сахарная свекла двухлетнее растение, принадлежащее к ботаническому семейству маревых. Для получения сахара используют корнеплоды первого года развития. Масса корнеплода колеблется от 200 до 500 г. Сахаристость – это содержание сахарозы в корнеплоде, в среднем оно составляет 14-18% к массе свеклы. В клетках тканей корнеплода содержится клеточный сок с растворенными в нем сахарозой и другими веществами именуемыми несахарами. Химический состав корнеплодов сахарной свеклы зависит от сорта, климатических и других условий их выращивания и хранения. Химический состав сахарной свеклы:

Азотистые органические вещества 1,5 кг (белки, амиды

	Безазотистые органические вещества 0,7 кг (углеводы)		Минеральные вещества 0,6 кг (окислы Na,K)

В корнеплодах сахарной свеклы содержится 20-25% сухих веществ, которые в сахарном производстве условно делят на сахарозу и несахара (сухие вещества, кроме сахарозы). Важным показателем является чистота сока, под которой понимают массовую долю сахарозы в пересчете на сухие вещества, выраженную в %,

Ч= ,

где СХ – содержание сахарозы, %; СВ – сухие вещества, % к массе свеклы.

Период уборки сахарной свеклы длится 40-50 суток, остальное время свеклу хранят на специальных подготовленных когатных землях, в трапециидальных насыпях называемых когатами. Свекла в когаты укладывается специальными когатоукладочными машинами. Оптимальная температура для хранения свеклы 0-2⁰С. Повышение температуры способствует увеличению интенсивности дыхания корнеплодов, что весьма нежелательно.

Подача свеклы в завод и очистка ее от примесей. Из бурачной сплавной площадки свеклу подают по гидротранспортеру, по которому она сплавляется под давлением воды (8-10 А). Приемка сахарной свеклы на сахарных заводах осуществляется в соответствии с ГОСТ 17421-82 «Свекла сахарная для промышленной переработки» по следующим показателям:

1) физическое состояние;

2) спелость;

3) общая загрязненность;

4) механическое повреждение.

Общая загрязненность свеклы поступающей на заводы составляет 5-15%. В общую загрязненность входят примеси: земля, ботва, солома, песок, камни. Важной задачей на этом этапе является очистка свеклы от примесей, так как они ухудшают работу оборудования, могут вызвать его поломку и снижают качество диффузионного сока. Для очистки свеклы на тракте подачи ее в завод устанавливаются ботво-соломоловушки, песко- и камнеловушки. Применяются корытные и барабанные свекломойки. Эффект очистки в свекломойках составляет 30-90%.

Взвешивание и изрезывание свеклы в стружку. Очищенную свеклу взвешивают и измельчают в тонкую стружку желобчатой, пластинчатой или ромбовидной формы. Качество стружки оценивают длиной 100 г стружки в метрах (число Силина) или отношением массы стружки длиной более 5 см к массе стружки длиной менее 1 см (шведский фактор) и содержанием в ней брака. В непрерывно действующих диффузионных аппаратах используют стружку, длина 100 г которой составляет 9-15 м, шведский фактор должен быть не меньше 8. Допустимое количество брака в стружке не должно превышать 3%. Для получения свекловичной стружки используют центробежные, дисковые или барабанные свеклорезки. В центробежных свекла поступает во вращающуюся ротор-улитку, прижимается к ножам установленные в вырезах вертикального цилиндрического корпуса и

Рисунок 4. Принципиальная технологическая схема свеклосахарного производства

изрезываются в стружку. Ножи неподвижны, в случае необходимости их можно менять не останавливая свеклорезку.

Обессахаривание свекловичной стружки. Сахарозу из свеклы извлекают диффузионным способом (экстрагированием), который заключается в противоточной обработке свекловичной стружки горячей водой (65-70⁰С) и рН=6-6,5. Процесс экстракции подчиняется первому закону Фика, который устанавливает связь между количеством экстрагируемого вещества и основными параметрами процесса:

S=D τ,

Где D – коэффициент диффузии зависящий от величины молекул диффундирующих частиц и температуры, с увеличением размера частиц его величина пропорционально уменьшается, а с повышением температуры коэффициент диффузии увеличивается; С-с – разность концентраций диффундирующего вещества на границах слоя, через который оно диффундирует; F – площадь слоя; х – толщина слоя; τ – время диффузии.

Аппараты, в которых в промышленных условиях осуществляется экстрагирование сахарозы называются диффузионными. Наибольшее распространение в сахарной промышленности получили диффузионные установки непрерывного действия: вертикальные (колонные) и наклонные шнековые.