Proizvodnja šećera od šećerne repe: opis tehnologije

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Proizvodnja šećera je prerogativ velikih fabrika. Uostalom, tehnologija je prilično složena. Sirovine se prerađuju na kontinuiranim proizvodnim linijama. Po pravilu, pogoni za proizvodnju šećera nalaze se u neposrednoj blizini lokacija za uzgoj šećerne repe.

Opis proizvoda

Šećer je u suštini čisti ugljeni hidrat (saharoza) slatkog i prijatnog ukusa. Dobro se apsorbira i osigurava normalno funkcionisanje organizma (oštrina vida i sluha, važan nutrijent za moždane ćelije, učestvuje u stvaranju masti). Zloupotreba proizvoda dovodi do razvoja bolesti (karijes, višak kilograma itd.).

Sirovine za proizvodnju

Tradicionalno u našoj zemlji ovaj proizvod se pravi od šećerne repe. Proizvodnja šećera zahtijeva veliku zalihu sirovina.

Cvekla je predstavnik porodice magle. Raste dvije godine, kultura je otporna na sušu. Prve godine raste korijen, a zatim se u drugoj godini razvijapojavljuju se stabljika, cvijeće i sjemenke. Masa korena je 200-500 g Maseni udeo tvrdog tkiva je 75%. Ostalo je šećer i druga organska jedinjenja.

Žetva repe traje 50 dana. Istovremeno, postrojenja rade u prosjeku 150 dana u godini. Da bi se obezbedila sirovina za industriju šećera, repa se skladišti u takozvanim kagatima (velike gomile).

Tehnologija skladištenja šećerne repe

Cvekla se polaže u slojevima u gomile na prethodno pripremljene površine. Ako se prekrši tehnologija skladištenja, repa će klijati i istrunuti. Na kraju krajeva, korijeni su živi organizmi. Karakteristika klijanja je indeks odnosa klica prema masi cijelog ploda. U uslovima visoke temperature i visoke vlažnosti, cvekla počinje da klija već petog dana skladištenja. Istovremeno, cvekla, koja se nalazi u gornjem dijelu hrpe, najintenzivnije klija. Ovo je izuzetno negativna pojava, koja dovodi do smanjenja efikasnosti proizvodnje šećera. Da bi se gubici od klijanja sveli na najmanju moguću mjeru, vrhovi plodova se odrežu tokom berbe, a sam usjev u gomilama se tretira posebnim rastvorom.

Važno je pažljivo čuvati voće u hrpama, trudeći se da ih ne oštetite. Na kraju krajeva, oštećena područja fetusa su slaba tačka koja pogađa prije svega, a potom i zdrava tkiva.

Na razvoj bakterija značajno utiču temperatura i vlažnost. Ako održavate preporučeni sastav i temperaturu zraka1-2 °C, tada se procesi propadanja usporavaju (ponekad se ne razvijaju).

Cvekla koja se skladišti je izuzetno zagađena (zemlja, trava). Prljavština otežava cirkulaciju vazduha u gomili, izaziva procese truljenja.

Stoga se preporučuje da cveklu operete i operete je čuvate. Posljednjih godina, specijalni uređaji su se naširoko koristili za izbacivanje korova, slame i prljavštine.

Prinos repe

Jedan od najvažnijih zadataka je povećanje prinosa šećerne repe. Zavisi od mnogo faktora. Proizvodnja šećera direktno zavisi od obima sakupljanja, kao i od tehnološkog kvaliteta sirovina.

Pre svega, tehnološki kvalitet kultivisane repe zavisi od semena koje se koristi. Savremene tehnologije omogućavaju kontrolu bioloških i drugih karakteristika. Kontrola kvaliteta sjemena može značajno povećati prinos po hektaru zasijane površine.

Način uzgoja cvekle je takođe važan. Značajno povećanje prinosa uočava se takozvanim metodom uzgoja grebena (rast prinosa se kreće od 15 do 45%, u zavisnosti od klimatskih karakteristika regiona). Suština metode je sljedeća. U jesen, posebne mašine sipaju grebene, zahvaljujući kojima zemlja aktivno upija i akumulira vlagu. Zbog toga u proljeće zemlja dovoljno brzo sazrijeva, stvarajući povoljne uslove za sjetvu, rast i razvoj plodova. Osim toga, repu je mnogo lakše žeti: gustina tla na grebenima je relativno niska.

Zanimljivo je da je ovu tehnologiju predložio sovjetski naučnik Glukhovsky u dalekim 20-im godinama prošlog stoljeća. I relativno nedavno, metoda je uvedena u napredne zemlje.

Uprkos velikoj efikasnosti, ova tehnologija nije našla široku primjenu. Razlog tome je nedostatak i visoka cijena posebne opreme. Proizvodnja šećera od repe stoga ima izglede za razvoj i dostizanje novog tehnološkog nivoa.

Cveklu treba ubrati prije mraza. Isporuke iskopanoj repi preduzećima mogu se vršiti po protočnom principu ili protočno-pretovarnom metodom. Kako bi se smanjio gubitak saharoze tokom dugotrajnog skladištenja u pretovarnim bazama, plodovi se prekrivaju slamom.

Proizvodni proces

Prosječna šećerana u Rusiji je sposobna da preradi nekoliko hiljada tona sirovina (šećerne repe). Impresivno, zar ne?

Proizvodnja se zasniva na složenim hemijskim procesima i reakcijama. Suština je sledeća. Za dobijanje kristala šećera potrebno je izolovati (ekstrahovati) saharozu iz sirovina. Zatim se šećer odvaja od nepotrebnih supstanci i dobija se gotov proizvod (bijeli kristali).

Tehnologija proizvodnje šećera sastoji se od sljedećih operacija:

• čišćenje od prljavštine (pranje);
• primanje čipsa (seckanje, mljevenje);
• vađenje saharoze;
• filtracija soka;
• zgušnjavanje (isparavanje vlage);
• vrela masa(sirup);
• odvajanje melase od šećera;
• sušenje šećera.

Pranje šećerne repe

Kada sirovine stignu u šećeranu, završe u svojevrsnom bunkeru. Može se nalaziti i podzemno i spolja. Snažnim usmjerenim mlazom vode šećerna repa se ispire iz spremnika. Korpani padaju na transporter, tokom čijeg kretanja se sirovina prethodno čisti od svih vrsta otpadaka (slama, trava itd.).

Drobljenje korijenskih usjeva

Proizvodnja šećera od cvekle je nemoguća bez njenog mljevenja. U igru dolaze takozvani rezač repe. Rezultat su tanke trake šećerne repe. U tehnologiji proizvodnje šećera, način sečenja komada je veoma važan: što je veća površina, to se saharoza efikasnije odvaja.

Ekstrakcija saharoze

Cvekle se ubacuju kroz transporter u aparat za difuziju sa pužem. Šećer se odvaja od čipsa toplom vodom. Čips se ubacuje kroz puž, a prema njemu struji topla voda koja izvlači šećer. Pored samog šećera, voda sa sobom nosi i druge rastvorljive supstance. Proces je prilično efikasan: na izlazu pulpa (tzv. čips od repe) sadrži samo 0,2-0,24% šećera po masenom udjelu. Voda, zasićena šećerima i drugim organskim materijama, postaje mutna i snažno se pjeni. Ova tečnost se naziva i difuzijski sok. Najpotpunija obrada je moguća samo kada se sirovina zagrije na 60 stepeni. Na ovoj temperaturi proteini se koaguliraju i ne izdvajaju se od cvekle. Proizvodnja šećera se tu ne završava.

Pročišćavanje difuznog soka

Iz tečnosti je potrebno ukloniti i najsitnije suspendovane čestice cvekle i rastvorene organske materije. Tehnološki se može ukloniti do 40% nusproizvoda. Sve što ostane nakuplja se u melasi i uklanja se tek u završnoj fazi proizvodnje.

Sok zagrejan do 90°C. Zatim se obrađuje krečom. Kao rezultat toga, proteini i druge tvari koje se nalaze u soku talože se. Ova operacija se izvodi na specijalnoj opremi u roku od 8-10 minuta.

Sada morate ukloniti limetu. Ovaj proces se naziva zasićenje. Njegova suština je sljedeća: sok je zasićen ugljičnim dioksidom, koji ulazi u kemijsku reakciju s vapnom, stvarajući kalcijev karbonat, koji se taloži, upijajući razne zagađivače. Prozirnost soka se povećava, postaje lakši.

Sok se filtrira, zagreva na 100 °C i ponovo zasićenje. U ovoj fazi se vrši dublje pročišćavanje od nečistoća, nakon čega se sok ponovo šalje na filtriranje.

Sok mora biti obezbojen i razrijeđen (ne tako viskozan). U tu svrhu se kroz njega propušta sumpor dioksid. U soku nastaje sumporna kiselina - vrlo jak reduktor. Reakcija s vodom proizvodi određenu količinu sumporne kiseline, oslobađajući vodonik, koji zauzvrat posvjetljuje sok.

Nakon grubog i čistog zasićenja, izlaz je 91-93% originalnog volumena visokog kvaliteta,izbijeljeni sok. Procenat saharoze u nastaloj zapremini soka je 13-14%.

Isparavanje vlage

Proizvedeno u dvije faze upotrebom posebne opreme. Za proizvodnju šećera u prvoj fazi važno je dobiti gusti sirup sa sadržajem krutih tvari od 65-70%. Dobijeni sirup se dodatno pročišćava i ponovo se podvrgava postupku isparavanja, ovoga puta u posebnim vakuum uređajima. Potrebno je dobiti viskoznu gustu supstancu sa sadržajem saharoze od 92-93%.

Ako nastavite da isparavate vodu, rastvor postaje prezasićen, pojavljuju se centri kristalizacije i kristali šećera rastu. Dobivena masa se naziva masecuite.

Tačka ključanja rezultirajuće mase je 120 °C pod normalnim uslovima. Ali dalje kuhanje se provodi u vakuumu (kako bi se spriječila karamelizacija). U uslovima bliskim vakuumu, tačka ključanja je mnogo niža - 80 °C. Ova masa u fazi isparavanja u vakuum aparatu se „legira“šećerom u prahu. Šta stimuliše rast kristala.

Odvajanje šećera od melase

Šećerna masa ide u centrifuge. Tu se kristali odvajaju od melase. Tečnost koja izlazi nakon odvajanja kristala šećera je zelena melasa.

Kristali šećera se zadržavaju na mrežici bubnja centrifuge, koji se tretiraju vrućom vodom i pare da bi izbijeli. U tom slučaju nastaje takozvana bijela melasa. Ovo je rastvor šećera i ostataka zelene melase u vodi. Bijela melasa se podvrgava sekundarnoj preradi uvakuum mašine (za smanjenje gubitaka, poboljšanje efikasnosti proizvodnje).

Zelena melasa ide u drugi aparat za kuvanje. Kao rezultat, dobiva se takozvani drugi masecuit iz kojeg se već dobiva žuti šećer. Rastvara se u soku nakon prvog čišćenja.

Sušenje šećera

Ciklus proizvodnje šećera još nije završen. Sadržaj centrifuge se uklanja i šalje na sušenje. Nakon centrifuge, sadržaj vlage šećera je približno 0,5% i temperatura je 70°C. U bubanjskoj sušilici, proizvod se suši do sadržaja vlage od 0,1% (ovo je u velikoj mjeri osigurano zaostalom temperaturom nakon centrifuge).

otpad

Glavni otpadni proizvodi proizvodnje šećera iz šećerne repe su pulpa (tzv. strugotine korijena), melasa, filter-preša blato.

Cveklina pulpa je do 90% mase sirovina. Služi kao dobra hrana za stoku. Neisplativo je prevoziti celulozu na velike udaljenosti (zbog visoke vlažnosti vrlo je teška). Stoga ga kupuju i koriste farme koje se nalaze u blizini pogona za proizvodnju šećera. Kako bi se spriječilo oštećenje pulpe, ona se prerađuje u silažu.

U nekim postrojenjima za proizvodnju šećera strugotine se presuju iz šećerne repe (uklanja se do 50% vlage), a zatim suše u posebnim komorama. Kao rezultat takve prerade, masa pulpe, spremne za upotrebu prema namjeri i transportovane na velike udaljenosti, nije veća od 10% njene originalne mase.

Melassa –melasa za stočnu hranu - dobijena nakon obrade drugog masecuita. Njegova zapremina je 3-5% težine sirovine. Sastoji se od 50% šećera. Melasa za životinje je važna komponenta u proizvodnji etil alkohola, kao iu proizvodnji stočne hrane. Osim toga, koristi se u proizvodnji kvasca, u proizvodnji limunske kiseline, pa čak i lijekova.

Zapremina filter-presa mulja dostiže 5-6% mase neprerađenih sirovina. Koristi se kao đubrivo za poljoprivredna tla.

Proizvodnja rafiniranog šećera

Proizvodnja rafinisanog šećera se obično nalazi u samim fabrikama šećera. U sklopu takvih pogona postoje posebne radionice. Ali organizacije treće strane koje kupuju granulirani šećer iz fabrika mogu proizvoditi i rafinirani šećer. Prema načinu dobijanja rafinisanog šećera može se liveti i presovati.

Slijed tehnoloških operacija u proizvodnji rafiniranog šećera je sljedeći.

Šećer je otopljen u vodi. Gusti sirup se prerađuje kako bi se uklonile različite tvari za bojenje. Nakon prečišćavanja, sirup se prokuva u vakuum komori i dobije se prvi rafinirani masekut. Da bi se eliminisala žutila, ultramarin se dodaje u vakuum komoru (0,0008% težine sirupa, ne više). Proces vrenja je sličan procesu vrenja pri dobijanju šećera.

Rafinirani masekut treba razmaknuti. Formira se gusta masa (kasta sa sadržajem vlage od 3%, ne više), koja se pritisne. Rezultat je rafinirani šećer u obliku preše. Da se dotjeraju u formuglavice, masecuit se sipa u odgovarajuće forme. Na dnu kalupa nalazi se posebna rupa kroz koju izlazi preostali rastvor. Mokri rafinirani šećer se suši vrućim zrakom dok se indeks vlage ne smanji na vrijednost od 0,3-0,4%. Zatim ostaje samo sačekati da se grudvice šećera ohlade, iseći (ako je potrebno) i spakovati.