Proizvodnja šećera iz šećerne repe: opis tehnologije

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

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

Opis proizvoda

Šećer je u biti čisti ugljikohidrat (saharoza) slatkog i ugodnog okusa. Dobro se apsorbira i osigurava normalno funkcioniranje organizma (oštrina vida i sluha, važan nutrijent za moždane stanice, sudjeluje u stvaranju masti). Zloupotreba proizvoda dovodi do razvoja bolesti (karijes, prekomjerna težina, itd.).

Sirovine za proizvodnju

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

Cvekla je predstavnik obitelji magle. Raste dvije godine, kultura je otporna na sušu. Tijekom prve godine raste korijen, a zatim se tijekom druge godine razvijapojavljuju se stabljika, cvjetovi i sjemenke. Masa korijenskog usjeva je 200-500 g. Maseni udio tvrdog tkiva je 75%. Ostalo je šećer i drugi organski spojevi.

Žetva repe traje 50 dana. Istodobno, pogoni rade u prosjeku 150 dana u godini. Kako bi se osigurala sirovina za industriju šećera, repa se skladišti u takozvanim kagatima (velike hrpe).

Tehnologija skladištenja šećerne repe

Cvekla se polaže u slojevima u hrpe na prethodno pripremljenim površinama. Ako se prekrši tehnologija skladištenja, repa će klijati i trunuti. Uostalom, korijenje su živi organizmi. Karakteristika klijanja je indeks omjera klica prema masi cijelog ploda. U uvjetima visoke temperature i visoke vlažnosti, cikla počinje klijati već peti dan skladištenja. Istodobno, cikla, koja se nalazi u gornjem dijelu hrpe, najintenzivnije klija. Ovo je izrazito negativna pojava, koja dovodi do smanjenja učinkovitosti proizvodnje šećera. Kako bi se gubici od klijanja smanjili na najmanju moguću mjeru, vrhovi plodova se odrežu tijekom berbe, a sam usjev u hrpama tretira se posebnom otopinom.

Važno je pažljivo čuvati voće u hrpama, trudeći se da ih ne oštetite. Uostalom, oštećena područja fetusa su slaba točka koja je zahvaćena prije svega, a potom i zdrava tkiva.

Na razvoj bakterija značajno utječu 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 izrazito je zagađena (tlo, trava). Prljavština otežava cirkulaciju zraka u hrpi, izaziva procese truljenja.

Stoga se preporuča ciklu oprati i opranu spremiti. Posljednjih godina naširoko se koriste posebni uređaji za otpuhivanje korova, slame i prljavštine.

Prinos repe

Jedan od najvažnijih zadataka je povećanje prinosa šećerne repe. Ovisi o mnogim čimbenicima. Proizvodnja šećera izravno ovisi o obujmu sakupljanja, kao io tehnološkoj kvaliteti sirovina.

Prije svega, tehnološke kvalitete uzgojene repe ovise o korištenom sjemenu. Suvremene tehnologije omogućuju kontrolu bioloških i drugih karakteristika. Kontrola kvalitete sjemena može značajno povećati prinos po hektaru zasijane površine.

Način uzgoja cikle također je važan. Značajno povećanje prinosa bilježi se tzv. metodom uzgoja grebena (rast prinosa kreće se od 15 do 45%, ovisno o klimatskim karakteristikama regije). Bit metode je kako slijedi. U jesen posebni strojevi izlijevaju grebene, zahvaljujući kojima zemlja aktivno upija i akumulira vlagu. Stoga u proljeće zemlja dovoljno brzo sazrijeva, stvarajući povoljne uvjete za sjetvu, rast i razvoj plodova. Osim toga, ciklu je mnogo lakše žeti: gustoća tla na grebenima je relativno niska.

Zanimljivo je da je ovu tehnologiju predložio sovjetski znanstvenik Glukhovsky u dalekim 20-im godinama prošlog stoljeća. I relativno nedavno, metoda je predstavljena u naprednim zemljama.

Unatoč velikoj učinkovitosti, ova tehnologija nije našla široku primjenu. Razlog tome je nedostatak i visoka cijena posebne opreme. Proizvodnja šećera iz repe stoga ima izglede za razvoj i dostizanje nove tehnološke razine.

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

Proizvodni proces

Prosječna šećerana u Rusiji sposobna je preraditi nekoliko tisuća tona sirovina (šećerne repe). Impresivno, zar ne?

Proizvodnja se temelji na složenim kemijskim procesima i reakcijama. Suština je sljedeća. Za dobivanje kristala šećera potrebno je izolirati (ekstrahirati) saharozu iz sirovina. Zatim se šećer odvaja od nepotrebnih tvari i dobiva se gotov proizvod (bijeli kristali).

Tehnologija proizvodnje šećera sastoji se od sljedećih operacija:

• čišćenje od prljavštine (pranje);
• primanje čipsa (sjeckanje, mljevenje);
• vađenje saharoze;
• filtriranje 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 pod zemljom i izvana. Snažnim usmjerenim mlazom vode šećerna repa se ispire iz spremnika. Korijenasti usjevi padaju na transporter, pri čijem se kretanju sirovine prethodno čiste od svih vrsta otpadaka (slame, trave, itd.).

Drobljenje korijenskih usjeva

Proizvodnja šećera iz repe je nemoguća bez njezinog mljevenja. U igru dolaze takozvani rezači repe. Rezultat su tanke trake šećerne repe. U tehnologiji proizvodnje šećera vrlo je važan način rezanja komada: što je veća površina, to se saharoza učinkovitije odvaja.

Ekstrakcija saharoze

Cikle se ubacuju kroz transporter u aparat za difuziju s pužem. Šećer se odvaja od čipsa toplom vodom. Čips se ubacuje kroz puž, a prema njemu struji topla voda koja izvlači šećer. Osim samog šećera, voda sa sobom nosi i druge topljive tvari. Proces je prilično učinkovit: na izlazu pulpa (tzv. čips od repe) sadrži samo 0,2-0,24% šećera po masenom udjelu. Voda, zasićena šećerima i drugim organskim tvarima, postaje mutna i snažno se pjeni. Ova tekućina se također naziva difuzijski sok. Najpotpunija obrada je moguća tek kada se sirovina zagrije na 60 stupnjeva. Na ovoj temperaturi bjelančevine se zgrušaju i ne izdvajaju se od cikle. Proizvodnja šećera tu ne prestaje.

Pročišćavanje difuznog soka

Iz tekućine je potrebno ukloniti i najsitnije suspendirane čestice cikle i otopljene organske tvari. Tehnološki se može ukloniti do 40% nusproizvoda. Sve što ostane nakuplja se u melasi i uklanja se tek u završnoj fazi proizvodnje.

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

Sada morate ukloniti limetu. Taj se proces naziva zasićenje. Njegova je bit sljedeća: sok je zasićen ugljičnim dioksidom, koji ulazi u kemijsku reakciju s vapnom, tvoreći kalcijev karbonat, koji se taloži, upijajući razne onečišćujuće tvari. Prozirnost soka se povećava, postaje svjetliji.

Sok se filtrira, zagrije na 100 °C i ponovno zasiti. U ovoj fazi provodi se dublje pročišćavanje od nečistoća, nakon čega se sok ponovno 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 jako redukcijsko sredstvo. Reakcija s vodom proizvodi određenu količinu sumporne kiseline, oslobađajući vodik, koji zauzvrat posvjetljuje sok.

Nakon grubog i čistog zasićenja, izlaz je 91-93% izvornog volumena visoke kvalitete,izbijeljeni sok. Postotak saharoze u rezultirajućem volumenu soka je 13-14%.

Isparavanje vlage

Proizvedeno u dvije faze upotrebom posebne opreme. Za proizvodnju šećera u prvoj fazi važno je dobiti gusti sirup s udjelom krutih tvari od 65-70%. Dobiveni sirup podvrgava se dodatnom pročišćavanju i ponovno se podvrgava postupku isparavanja, ovaj put u posebnim vakuum uređajima. Potrebno je dobiti viskoznu gustu tvar sa sadržajem saharoze od 92-93%.

Ako nastavite isparavati vodu, otopina postaje prezasićena, pojavljuju se kristalizacijski centri i rastu kristali šećera. Dobivena masa naziva se masecuite.

Vrelište rezultirajuće mase je 120 °C u normalnim uvjetima. Ali daljnje kuhanje provodi se u vakuumu (kako bi se spriječila karamelizacija). U uvjetima bliskim vakuumu, vrelište je puno niže - 80 °C. Ta se masa u fazi isparavanja u vakuum aparatu "legira" šećerom u prahu. Što potiče rast kristala.

Odvajanje šećera od melase

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

Kristali šećera zadržavaju se na mrežici bubnja centrifuge, koji se tretiraju vrućom vodom i kuhaju na pari kako bi izbjelili. U tom slučaju nastaje takozvana bijela melasa. Ovo je otopina šećera i ostataka zelene melase u vodi. Bijela melasa podvrgava se sekundarnoj preradi uvakuumski strojevi (za smanjenje gubitaka, poboljšanje učinkovitosti proizvodnje).

Zelena melasa ide u drugi aparat za kuhanje. Kao rezultat dobiva se takozvani drugi masecuit iz kojeg se već dobiva žuti šećer. Otapa 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% (to je u velikoj mjeri osigurano zaostalom temperaturom nakon centrifuga).

otpad

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

Ceklina je do 90% mase sirovina. Služi kao dobra hrana za stoku. Neisplativo je transportirati pulpu na velike udaljenosti (zbog visoke vlažnosti vrlo je teška). Stoga ga kupuju i koriste farme smještene 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 prešaju iz šećerne repe (odstranjuje se do 50% vlage), a zatim se suše u posebnim komorama. Kao rezultat takve prerade, masa pulpe, spremne za korištenje prema namjeri i transportiranog na velike udaljenosti, nije veća od 10% njezine izvorne mase.

Melassa –krmna melasa - dobivena nakon obrade drugog masuka. Njegov volumen je 3-5% mase sirovine. Sastoji se od 50% šećera. Melasa za životinje je važna komponenta u proizvodnji etilnog alkohola, kao iu proizvodnji hrane za životinje. Osim toga, koristi se u proizvodnji kvasca, u proizvodnji limunske kiseline, pa čak i lijekova.

Zapremina filter-prešanog mulja doseže 5-6% mase neprerađenih sirovina. Koristi se kao gnojivo za poljoprivredna tla.

Proizvodnja rafiniranog šećera

Proizvodnja rafiniranog šećera obično se nalazi u samim tvornicama šećera. U sklopu takvih postrojenja postoje posebne radionice. No, organizacije trećih strana koje kupuju granulirani šećer iz tvornica također mogu proizvoditi rafinirani šećer. Prema načinu dobivanja rafiniranog šećera može se lijevati i prešati.

Slijed tehnoloških operacija u proizvodnji rafiniranog šećera je sljedeći.

Šećer je otopljen u vodi. Gusti sirup se obrađuje kako bi se uklonile različite tvari za bojenje. Nakon pročišćavanja, sirup se kuha u vakuumskoj komori, te se dobiva prvi rafinirani maslac. Kako bi se eliminirala žutila, ultramarin se dodaje u vakuumsku komoru (0,0008% težine sirupa, ne više). Proces vrenja je sličan procesu vrenja pri dobivanju šećera.

Profinjeni masekut treba razmaknuti. Nastaje gusta masa (kasta s vlagom od 3%, ne više), koja se preša. Rezultat je rafinirani šećer koji ima oblik preše. Da se dotjeraju u formuglavice, masecuit se sipa u odgovarajuće oblike. Na dnu kalupa nalazi se posebna rupa kroz koju istječe preostala otopina. Mokri rafinirani šećer suši se vrućim zrakom dok se indeks vlage ne smanji na vrijednost od 0,3-0,4%. Zatim ostaje samo pričekati dok se grudice šećera ne ohlade, izrezati (ako je potrebno) i pakirati.