Výroba cukru z cukrovej repy: popis technológie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Výroba cukru je výsadou veľkých tovární. Koniec koncov, technológia je pomerne zložitá. Suroviny sa spracovávajú na kontinuálnych výrobných linkách. Zariadenia na výrobu cukru sa spravidla nachádzajú v tesnej blízkosti miest na pestovanie cukrovej repy.

Popis produktu

Cukor je v podstate čistý sacharid (sacharóza), ktorý chutí sladko a príjemne. Dobre sa vstrebáva a zabezpečuje normálne fungovanie organizmu (zraková a sluchová ostrosť, dôležitá živina pre mozgové bunky, podieľa sa na tvorbe tukov). Zneužívanie produktu vedie k rozvoju chorôb (kaz, nadváha atď.).

Suroviny na výrobu

U nás sa tento produkt tradične vyrába z cukrovej repy. Výroba cukru si vyžaduje veľké zásoby surovín.

Cvikla je zástupcom čeľade haze. Rastie dva roky, kultúra je odolná voči suchu. Počas prvého roka vyrastie koreň a potom sa počas druhého roka vyvinieobjaví sa stonka, kvety a semená. Hmotnosť koreňovej plodiny je 200-500 g Hmotnostný podiel tvrdého tkaniva je 75%. Zvyšok je cukor a iné organické zlúčeniny.

Zber repy trvá 50 dní. Závody zároveň fungujú v priemere 150 dní v roku. Na zabezpečenie surovín pre cukrovarnícky priemysel sa repa skladuje v takzvaných kagátoch (veľké hromady).

Technológia skladovania cukrovej repy

Repa sa ukladá vo vrstvách v hromadách na vopred pripravené plochy. Ak dôjde k porušeniu technológie skladovania, repa vyklíči a zhnije. Korene sú predsa živé organizmy. Charakteristickým znakom klíčivosti je index pomeru klíčkov k hmotnosti celého ovocia. V podmienkach vysokej teploty a vysokej vlhkosti začína repa klíčiť už na piaty deň skladovania. Zároveň najintenzívnejšie klíčia repa, ktorá sa nachádza v hornej časti kopy. Ide o mimoriadne negatívny jav, ktorý vedie k zníženiu efektívnosti výroby cukru. Aby sa minimalizovali straty klíčením, pri zbere sa odrežú vrcholy plodov a samotná úroda v hromadách sa ošetrí špeciálnym roztokom.

Ovocie je dôležité skladovať na hromadách opatrne, snažte sa ich nepoškodiť. Poškodené oblasti plodu sú totiž slabým miestom, ktoré postihuje predovšetkým zdravé tkanivá.

Vývoj baktérií je výrazne ovplyvnený teplotou a vlhkosťou. Ak dodržíte odporúčané zloženie a teplotu vzduchu1-2 °C, potom sa procesy rozpadu spomalia (niekedy sa nerozvinú).

Repa, ktorá sa skladuje, je extrémne znečistená (pôda, tráva). Nečistoty zhoršujú cirkuláciu vzduchu v hromade, vyvolávajú hnilobné procesy.

Preto sa odporúča repu umývať a skladovať umytú. V posledných rokoch sa vo veľkej miere používajú špeciálne zariadenia na vyfukovanie buriny, slamy a nečistôt.

Výnos repy

Jednou z najdôležitejších úloh je zvýšiť úrodu cukrovej repy. Závisí to od mnohých faktorov. Výroba cukru priamo závisí od objemu zberu, ako aj od technologickej kvality surovín.

V prvom rade technologické kvality pestovanej repy závisia od použitých semien. Moderné technológie umožňujú kontrolovať biologické a iné charakteristiky. Kontrola kvality osiva môže výrazne zvýšiť výnos na hektár osiatej plochy.

Dôležitý je aj spôsob pestovania repy. Výrazný nárast úrody sa pozoruje pri takzvanej metóde hrebeňového pestovania (rast úrody sa pohybuje od 15 do 45% v závislosti od klimatických charakteristík regiónu). Podstata metódy je nasledovná. Na jeseň špeciálne stroje nalievajú hrebene, vďaka ktorým zem aktívne absorbuje a akumuluje vlhkosť. Preto na jar zem dozrieva dostatočne rýchlo a vytvára priaznivé podmienky pre siatie, rast a vývoj ovocia. Okrem toho sa repa oveľa ľahšie zbiera: hustota pôdy v hrebeňoch je relatívne nízka.

Je zvláštne, že túto technológiu navrhol sovietsky vedec Glukhovsky vo vzdialených 20-tych rokoch minulého storočia. A relatívne nedávno bola metóda zavedená vo vyspelých krajinách.

Napriek vysokej účinnosti nenašla táto technológia široké uplatnenie. Dôvodom je nedostatok a vysoké náklady na špeciálne vybavenie. Výroba cukru z repy má preto perspektívu rozvoja a dosiahnutia novej technologickej úrovne.

Cepu treba zbierať pred mrazom. Dodávky vykopanej repy do podnikov sa môžu uskutočňovať podľa prietokového princípu alebo prietokovo-prekládkovej metódy. Aby sa znížili straty sacharózy pri dlhodobom skladovaní na prekladiskách, sú plody prikryté slamou.

Výrobný proces

Priemerný cukrovar v Rusku je schopný spracovať niekoľko tisíc ton surovín (cukrovej repy). Pôsobivé, však?

Výroba je založená na zložitých chemických procesoch a reakciách. Podstata je nasledovná. Na získanie kryštálov cukru je potrebné izolovať (extrahovať) sacharózu zo surovín. Potom sa cukor oddelí od nepotrebných látok a získa sa produkt pripravený na priamu spotrebu (biele kryštály).

Technológia výroby cukru pozostáva z nasledujúcich operácií:

• čistenie od nečistôt (umývanie);
• prijímanie triesok (sekanie, mletie);
• extrakcia sacharózy;
• filtrácia šťavy;
• zahusťovanie (odparovanie vlhkosti);
• variaca hmota(sirup);
• oddelenie melasy od cukru;
• sušiaci cukor.

Umývanie cukrovej repy

Keď suroviny dorazia do cukrovaru, skončia v akomsi bunkri. Môže byť umiestnený v podzemí aj vonku. Silným usmerneným prúdom vody sa cukrová repa vyplaví zo zásobníka. Koreňové plodiny padajú na dopravník, pri pohybe ktorého sa suroviny predčistia od všetkých druhov odpadu (slama, tráva atď.).

Drvenie koreňových plodín

Výroba cukru z repy je nemožná bez jej mletia. Na rad prichádzajú takzvané rezačky repy. Výstupom sú tenké pásiky cukrovej repy. V technológii výroby cukru je spôsob krájania kúskov veľmi dôležitý: čím väčší je povrch, tým účinnejšie sa oddelí sacharóza.

extrakcia sacharózy

Repné štiepky sa privádzajú cez dopravník do difúzneho zariadenia so šnekom. Cukor sa od štiepok oddelí teplou vodou. Čipsy sa privádzajú cez šnek a k nemu prúdi teplá voda, ktorá extrahuje cukor. Okrem cukru samotného so sebou voda nesie aj iné rozpustné látky. Proces je pomerne efektívny: na výstupe obsahuje dužina (takzvané repné lupienky) iba 0,2 až 0,24 % hmotnostných cukru. Voda nasýtená cukrami a inými organickými látkami sa zakalí a silno pení. Táto kvapalina sa tiež nazýva difúzna šťava. Najkompletnejšie spracovanie je možné len vtedy, keď sa surovina zahreje na 60 stupňov. Pri tejto teplote sa bielkoviny zrazia a neodstávajú od cvikly. Výroba cukru tu nekončí.

Čistenie difúznej šťavy

Z kvapaliny je potrebné odstrániť najmenšie suspendované častice repy a rozpustené organické látky. Technologicky je možné odstrániť až 40 % vedľajších produktov. Všetko, čo zostane, sa hromadí v melase a odstráni sa až v konečnej fáze výroby.

Šťava zahriata na 90°C. Potom sa spracuje vápnom. V dôsledku toho sa bielkoviny a ďalšie látky, ktoré sú v šťave, vyzrážajú. Táto operácia sa vykoná na špeciálnom zariadení v priebehu 8-10 minút.

Teraz musíte odstrániť vodný kameň. Tento proces sa nazýva saturácia. Jeho podstata je nasledovná: šťava je nasýtená oxidom uhličitým, ktorý vstupuje do chemickej reakcie s vápnom, pričom vzniká uhličitan vápenatý, ktorý sa vyzráža a absorbuje rôzne znečisťujúce látky. Priehľadnosť šťavy sa zvyšuje, stáva sa svetlejšou.

Šťava sa prefiltruje, zahreje na 100 °C a znovu nasýti. V tomto štádiu sa vykoná hlbšie čistenie od nečistôt, po ktorom sa šťava opäť odošle na filtráciu.

Šťava musí byť odfarbená a zriedená (nie taká viskózna). Na tento účel cez ňu prechádza oxid siričitý. V šťave vzniká kyselina sírová – veľmi silné redukčné činidlo. Reakciou s vodou vzniká určité množstvo kyseliny sírovej, pričom sa uvoľňuje vodík, ktorý následne zosvetľuje šťavu.

Po hrubom a čistom nasýtení je výstup 91-93% pôvodného objemu vysokej kvality,bielená šťava. Percento sacharózy vo výslednom objeme šťavy je 13-14%.

Odparovanie vlhkosti

Vyrába sa v dvoch fázach pomocou špeciálneho vybavenia. Na výrobu cukru v prvej fáze je dôležité získať hustý sirup s obsahom pevných látok 65-70%. Výsledný sirup sa dodatočne čistí a opäť sa podrobí procesu odparovania, tentoraz v špeciálnych vákuových zariadeniach. Je potrebné získať viskóznu hustú látku s obsahom sacharózy 92-93%.

Ak budete pokračovať vo vyparovaní vody, roztok sa presýti, objavia sa kryštalizačné centrá a rastú kryštály cukru. Výsledná hmotnosť sa nazýva massecuite.

Bod varu výslednej hmoty je za normálnych podmienok 120 °C. Ale ďalšie varenie sa vykonáva vo vákuu (aby sa zabránilo karamelizácii). V podmienkach blízkych vákuu je bod varu oveľa nižší – 80 °C. Táto hmota je v štádiu odparovania vo vákuovom prístroji „legovaná“práškovým cukrom. Čo stimuluje rast kryštálov.

Oddelenie cukru od melasy

Cukrová hmota ide do centrifúg. Tam sa kryštály oddelia od melasy. Tekutina, ktorá vyteká po oddelení kryštálikov cukru, je zelená melasa.

Kryštály cukru zotrvávajú na pletive bubna odstredivky, ktoré sú ošetrené horúcou vodou a naparené, aby vybielili. V tomto prípade vzniká takzvaná biela melasa. Ide o roztok cukru a zvyškov zelenej melasy vo vode. Biela melasa prechádza sekundárnym spracovaním vvákuové stroje (na minimalizáciu strát, zlepšenie efektivity výroby).

Zelená melasa ide do iného zariadenia na varenie. V dôsledku toho sa získa takzvaný druhý massecuite, z ktorého sa už získava žltý cukor. Po prvom čistení sa rozpustí v šťave.

Sušiaci cukor

Cyklus výroby cukru ešte nie je dokončený. Obsah centrifúgy sa vyberie a nechá sa vysušiť. Po odstredení je obsah vlhkosti cukru približne 0,5 % a teplota je 70 °C. V bubnovej sušiarni sa produkt suší na vlhkosť 0,1 % (to je z veľkej časti zabezpečené zvyškovou teplotou po odstredivkách).

Odpad

Hlavnými odpadovými produktmi výroby cukru z cukrovej repy sú dužina (tzv. koreňové hobliny), melasa, bahno z kalolisu.

Repná dužina tvorí až 90 % hmotnosti surovín. Slúži ako dobré krmivo pre hospodárske zvieratá. Prepravovať dužinu na veľké vzdialenosti je nerentabilné (kvôli vysokej vlhkosti je veľmi ťažké). Preto ho nakupujú a využívajú farmy nachádzajúce sa v blízkosti zariadení na výrobu cukru. Aby sa zabránilo poškodeniu dužiny, spracováva sa na siláž.

V niektorých závodoch na výrobu cukru sa z cukrovej repy lisujú hobliny (odstráni sa až 50 % vlhkosti) a potom sa sušia v špeciálnych komorách. Výsledkom takéhoto spracovania je, že hmotnosť buničiny, pripravenej na zamýšľané použitie a prepravovanej na veľké vzdialenosti, nie je väčšia ako 10 % jej pôvodnej hmotnosti.

Melassa –kŕmna melasa - získaná po spracovaní druhého massecuitu. Jeho objem je 3-5% hmotnosti suroviny. Je to 50% cukru. Kŕmna melasa je dôležitou zložkou pri výrobe etylalkoholu, ako aj pri výrobe krmiva pre zvieratá. Okrem toho sa používa pri výrobe kvasníc, pri výrobe kyseliny citrónovej a dokonca aj liekov.

Objem kalolisového bahna dosahuje 5-6% hmotnosti nespracovaných surovín. Používa sa ako hnojivo pre poľnohospodárske pôdy.

Výroba rafinovaného cukru

Výroba rafinovaného cukru sa zvyčajne nachádza v samotných cukrovaroch. Súčasťou takýchto závodov sú špeciálne dielne. Ale organizácie tretích strán, ktoré nakupujú granulovaný cukor z tovární, môžu tiež vyrábať rafinovaný cukor. Podľa spôsobu získavania rafinovaného cukru ho možno odlievať a lisovať.

Postupnosť technologických operácií pri výrobe rafinovaného cukru je nasledovná.

Cukor je rozpustený vo vode. Hustý sirup sa spracováva na odstránenie rôznych farbív. Po vyčistení sa sirup varí vo vákuovej komore a získa sa prvý rafinovaný masecuit. Aby sa odstránila žltosť, do vákuovej komory sa pridá ultramarín (0,0008 % hmotnosti sirupu, nie viac). Proces varu je podobný procesu varu pri získavaní cukru.

Rafinovaný masecuite musí byť rozmiestnený. Vznikne hustá hmota (kaša s vlhkosťou 3 %, nie viac), ktorá sa lisuje. Výsledkom je rafinovaný cukor, ktorý má formu lisu. Aby ste sa zdokonalili vo formehláv sa masecuita naleje do príslušných foriem. Na dne formy je špeciálny otvor, cez ktorý vyteká zvyšný roztok. Mokrý rafinovaný cukor sa suší horúcim vzduchom, kým index vlhkosti neklesne na hodnotu 0,3-0,4%. Potom už zostáva len počkať, kým cukrové hrudky vychladnú, nakrájať (ak treba) a zabaliť.