Технологическая схема производства сахара из сахарной свеклы

Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Сахар — практически чистая сахароза (С12Н22О11), обладающая сладким вкусом, легко и полностью усваиваемая организмом, способствующая быстрому восстановлению затраченной энергии. Сахароза — это дисахарид, который под действием кислоты или фермента расщепляется на глюкозу и фруктозу (инвертный сахар). Сахароза может находиться в двух состояниях: кристаллическом и аморфном. По химической природе сахар является слабой многоосновной кислотой, дающей с оксидами щелочных и щелочноземельных металлов соединения — сахараты.

Инвертный сахар благодаря фруктозе гигроскопичен. Он предохраняет варенье от засахаривания, замедляет процесс черствения хлеба, предохраняет от высыхания кондитерские изделия (мармелад, пастилу, зефир, помадку и др.).

Сахароза хорошо растворяется в воде, при повышении температуры ее растворимость возрастает. В растворах сахароза является сильным дегидратором. Она легко образует пересыщенные растворы, кристаллизация в которых начинается только при наличии центров кристаллизации. Скорость этого процесса зависит от температуры, вязкости раствора и коэффициента пересыщения.

Исходным сырьем для получения сахара являются сахарная свекла и сахарный тростник. Благодаря более высокой урожайности сахарного тростника по сравнению с сахарной свеклой с каждого гектара его посевов получают сахара примерно в 2 раза больше, хотя содержание сахарозы в стеблях сахарного тростника несколько меньше, чем в сахарной свекле.

Сахарная промышленность выпускает следующие виды сахара:

— сахар-песок — сыпучий пищевой продукт белого цвета (без комков), имеющий сладкий вкус без посторонних привкусов и запахов (с содержанием влаги не более 0,14 %, сахарозы не менее 99,75 %, металлопримесей не более 3 мг на 1 кг сахара, с размерами на более 0,3 мм);

— сахар жидкий — жидкий пищевой продукт светло-желтого цвета, сладкий на вкус, без посторонних привкусов и запахов (с содержанием сахарозы не менее 99,80 % для высшей категории и не менее 99,5 % для первой категории, с содержанием сухих веществ не менее 64 %);

— сахар-рафинад — кусковой прессованный сахар, рафинадный сахар-песок и рафинадная пудра белого цвета, сладкие на вкус, без посторонних привкусов и запахов (с содержанием сахарозы не менее 99,9 %, редуцирующих веществ не более 0,03 %, влаги не более 0,2 %).

Особенности производства и потребления готовой продукции. На всех сахарных заводах России действует типовая схема получения сахара — песка из сахарной свеклы с непрерывным обессахариванием свекловичной стружки, прессованием жома и возвратом жомопрессовой воды в диффузионную установку, известково-углекислотной очисткой диффузионного сока, тремя кристаллизациями и аффинацией желтого сахара III кристаллизации. В корнеплодах сахарной свеклы содержится 20. . 25% сухих веществ, из них содержание сахарозы колеблется от 14 до 18 %.Сахарозу извлекают из свеклы диффузионным способом. Полученный диффузионный сок содержит 15. 16 % сухих веществ, из них 14. 15 % сахарозы и около 2 % несахаров. Чтобы избавиться от несахаров проводят очистку диффузионного сока известью (дефекация) с последующим удалением ее избытка диоксидом углерода (сатурация). Для снижения цветности и щелочности фильтрованный сок II сатурации обрабатывают диоксидом серы (сульфитация). Сгущение сока ведут в два этапа: сначала его сгущают на выпарной установке до содержания сухих веществ 55. 65 % (при этом сахароза еще не кристаллизуется), а затем после дополнительной очистки вязкий сироп на вакуум-аппарате сгущают до содержания сухих веществ 92,5.. .93,5 % и получают утфель. Готовый утфель I кристаллизации центрифугируют, получая кристаллы сахара и два оттека. Сахар-песок выгружают из центрифуги с содержанием влаги 0,8. 1 % и высушивают горячим воздухом температурой 105. 110 °С до 0,14 % (при бестарном хранении массовая доля влаги в сахаре-песке должна быть 0,03. 0,04 %).

Норма потребления сахарозы составляет 75 г в день, включая сахар, находящийся в других пищевых продуктах. В настоящее время в России действует 95 свеклосахарных заводов, перерабатывающих в сутки 280 тыс. т свеклы. Период уборки сахарной свеклы длится 40.. .50 сут. в году. Средняя производственная мощность одного завода составляет 2,84 тыс. т переработки свеклы в сутки с коэффициентом извлечения сахара из свеклы 72 %.

Стадии технологического процесса. Процесс получения сахара-песка на свеклосахарных заводах складывается из следующих стадий:

— подача свеклы и очистка ее от примесей;

— получение диффузионного сока из свекловичной стружки;

— очистка диффузионного сока;

— сгущение сока выпариванием;

— варка утфеля и получение кристаллического сахара;

— сушка, охлаждение и хранение сахара-песка.

Характеристика комплексов оборудования. Линия начинается с комплекса оборудования для подготовки свеклы к производству, состоящего из свеклоподъемной установки, гидротранспортера, песколовушки, ботволовушки, камнеловушки и водоотделителя, а также свекломоечной машины.

Ведущий комплекс оборудования линии состоит из конвейера с магнитным сепаратором, свеклорезки, весов, диффузионной установки, шнекового пресса и сушилки для жома.

Следующий комплекс оборудования представляют фильтры с подогревательными устройствами, аппараты предварительной и основной дефекации, сатураторы, отстойники, сульфитаторы и фильтры.

Наиболее энергоемким комплексом оборудования линии является выпарная установка с концентратором, а также вакуум-аппараты, мешалки и центрифуги.

Завершающий комплекс оборудования линии состоит из виброконвейера, сушильно-охладительной установки и вибросита.

Машинно-аппаратурная схема линии производства сахара-песка из сахарной свеклы представлена на рис.

Рис. Машинно-аппаратурная схема линии производства сахара-песка из сахарной свеклы

Устройство и принцип действия линии. Сахарная свекла подается в завод из бурачной или с кагатного поля. По гидравлическому конвейеру она поступает к свеклонасосам и поднимается на высоту до 20 м. Дальнейшее перемещение ее для осуществления различных операций технологического процесса происходит самотеком. По длине гидравлического конвейера 1 (рис.) последовательно установлены соломоботволовушки 2, камнеловушки 4 и водоотделители 5. Это технологическое оборудование предназначено для отделения легких (солома, ботва) и тяжелых (песок, камни) примесей, а также для отделения транспортерно-моечной воды. Для интенсификации процесса улавливания соломы и ботвы в углубление 3 подается воздух. Сахарная свекла после водоотделителей поступает в моечную машину 6.

Моечная машина предназначена для окончательной очистки свеклы (количество прилипшей земли составляет при ручной уборке 3. 5 % свеклы, а при механизированной уборке комбайнами — 8. 10 %).

Количество воды, подаваемой на мойку свеклы, зависит от степени ее загрязненности, конструкции машины и в среднем составляет 60. 100 % к массе свеклы. В сточные воды гидравлического конвейера и моечной машины попадают отломившиеся хвостики свеклы, небольшие кусочки и мелкие корнеплоды (всего 1. 3 % к массе свеклы), поэтому транспортерно-моечные воды предварительно направляются в сепаратор для отделения от них хвостиков и кусочков свеклы, которые после обработки поступают на ленточный конвейер 14.

Отмытая сахарная свекла орошается чистой водой из специальных устройств 7, поднимается элеватором 8 и поступает на конвейер 9, где электромагнит 10 отделяет металлические предметы, случайно попавшие в свеклу. Затем свеклу взвешивают на весах 11 и из бункера 12 направляют в измельчающие машины-свеклорезки 13. Стружка должна быть ровной, упругой и без мезги, пластинчатого или ромбовидного сечения, толщиной 0,5. 1,0 мм.

Свекловичная стружка из измельчающих машин с помощью ленточного конвейера 14, на котором установлены конвейерные весы, подается в диффузионную установку 15.

Сахар, растворенный в свекловичном соке корнеплода, извлекается из клеток противоточной диффузией, при которой стружка поступает в головную часть агрегата и движется к хвостовой части, отдавая сахар путем диффузии в движущуюся навстречу экстрагенту высолаживающую воду. Из конца хвостовой части агрегата выводится стружка с малой концентрацией сахара, а экстрагент, обогащенный сахаром, выводится как диффузионный сок. Из 100 кг свеклы получают приблизительно 120 кг диффузионного сока. Жом отводится из диффузионных установок конвейером 16 в цех для прессования, сушки и брикетирования.

Читайте также:  Сип панели своими руками в домашних условиях

Диффузионный сок пропускается через фильтр 17, подогревается в устройстве 28 и направляется в аппараты предварительной и основной дефекации 27, где он очищается в результате коагуляции белков и красящих веществ и осаждения ряда анионов, дающих нерастворимые соли с ионом кальция, содержащимся в известковом молоке (раствор извести). Известковое молоко вводится в сок с помощью дозирующих устройств.

Дефекованный сок подается в котел первой сатурации 26, где он дополнительно очищается путем адсорбции растворимых несахаров и особенно красящих веществ на поверхности частиц мелкого осадка СаС03, который образуется при пропускании диоксида углерода через дефекованный сок. Сок первой сатурации подается через подогреватель 25 в гравитационный отстойник 24. В отстойниках сок делится на две фракции: осветленную (80 % всего сока) и сгущенную суспензию, поступающую на вакуум-фильтры 23.

Фильтрованный сок первой сатурации направляется в аппараты второй сатурации 22, где из него удаляется известь в виде СаСОз.

Сок второй сатурации подается на фильтры 21. Соки сахарного производства приходится фильтровать несколько раз. В зависимости от цели фильтрования используются различные схемы процесса и фильтровальное оборудование.

Отфильтрованный сок из фильтра 21 подается в котел сульфитации 20. Цель сульфитации — уменьшение цветности сока путем обработки его диоксидом серы, который получают при сжигании серы.

Сульфитированный сок направляют на станцию фильтров 19, а затем транспортируют через подогреватели в первый корпус выпарной станции 18. Выпарные установки предназначены для последовательного сгущения очищенного сока второй сатурации до концентрации густого сиропа; при этом содержание сухих веществ в продукте увеличивается с 14. 16 % в первом корпусе до 65.. .70 % (сгущенный сироп) в последнем. Свежий пар поступает только в первый корпус, а последующие корпуса обогреваются соковым паром предыдущего корпуса. Площадь поверхности нагрева выпарной станции сахарного завода производительностью 5000 т свеклы в сутки составляет 10 000 м 2 .

Полученный сироп направляется в сульфитатор 29, а затем на станцию фильтрации 30. Фильтрованный сироп подогревается в подогревателе 31, откуда поступает в вакуум-аппараты первого продукта 32. Сироп в вакуум-аппаратах уваривается до пересыщения, сахар выделяется в виде кристаллов. Продукт, полученный после уваривания, называется утфелем. Он содержит около 7,5 % воды и около 55 % выкристаллизовавшегося сахара.

Сироп уваривают в периодически действующих вакуум-аппаратах. Утфель первой кристаллизации из вакуум-аппаратов поступает в приемную утфелемешалку 33, откуда его направляют в распределительную мешалку, а затем в центрифуги 34, где под действием центробежной силы кристаллы сахара отделяются от межкристальной жидкости. Эта жидкость называется первым оттеком. Чистота первого оттека 75. 78 %, что значительно ниже чистоты утфеля.

Чтобы получить из центрифуги белый сахар, его кристаллы промывают небольшим количеством горячей воды — пробеливают. При пробеливании часть сахара растворяется, поэтому из центрифуги отходит оттек более высокой чистоты — второй оттек.

Второй и первый оттеки подают в вакуум-аппарат второй (последней) кристаллизации, где получают утфель второй кристаллизации, содержащий около 50 % кристаллического сахара. Этот утфель постепенно охлаждают до температуры 40 °С при перемешивании в утфелемешалках — кристаллизаторах. При этом дополнительно выкристаллизовывается еще некоторое количество сахара. Наконец, утфель второй кристаллизации направляется в центрифуги, где от кристаллов сахара отделяется меласса, которая является отходом сахарного производства, так как получение из нее сахара путем дальнейшего сгущения и кристаллизации нерентабельно. Желтый сахар второй кристаллизации рафинируют первым оттеком, полученный утфель направляется в распределительную мешалку, а затем в центрифуги. Полученный сахар растворяется, и сок поступает в линию производства.

Белый сахар, выгружаемый из центрифуг 34, имеет температуру 70 °С и влажность 0,5 % при пробеливании паром или влажность 1,5 % при пробеливании водой. Он попадает на виброконвейер 35 и транспортируется в сушильно-охладительную установку 36.

После сушки сахар-песок поступает на весовой ленточный конвейер 37 и далее на вибросито 38. Комочки сахара отделяются, растворяются и возвращаются в продуктовый цех.

Товарный сахар-песок поступает в силосные башни 39 (склады длительного хранения).

Производство сахара из свеклы является сложным физико-химическим процессом. Сахарозу извлекают из клеток диффузией, после чего применяют химические и теплофизические воздействия для отделения сахара от несахаров и превращение его в чистый кристаллический продукт.

Свекла, убранная комбайном, содержит значительное количество примесей, которые, попадая в свеклорезки и диффузионные аппараты, вызывают преждевременный износ оборудования, способствуют увеличению потерь сахара. Поэтому перед переработкой свеклу тщательно очищают от посторонних примесей, используя разнообразное оборудование: гидравлические транспортёры, ботво-, камне- и песколовушки, моечные машины.

Подача. С кагатного поля (Кагасные поля место, где сваливают сахарную свеклу и откуда она с помощью водяного транспортера попаает на переработку) сахарная свекла через сеть гидротранспортёров подаётся на переработку. Гидротранспортёры устанавливают с уклоном от кагатного поля к заводу. При подаче свеклы по гидротранспортёрам происходит частичная мойка корнеплодов, в устроенных ловушках отделяется большая часть примесей (песка, камней, ботвы). Свёкла поступает в бурачную или на сплавную площадку. Бурачные разгружают струёй воды, выходящей из головки гидранта под давлением. Вода смывает свеклу в жёлоб гидравлического транспортёра.

Очистка и мойка. На гидротранспортёре оборудуют песко-, ботво- и камнеловушки, которые отделяют примеси в два этапа. Для предотвращения заторов на главном гидротранспортёре устанавливают регулирующие шиберы. После отделения примесей во втором каскаде из свекловодяной смеси отводится избыток транспортно-моечной воды. Окончательное отмывание корнеплодов свеклы происходит в свекломоечных машинах. Эти машины оборудованы также камне – и песколовушками. Корнеплоды отмываются кулачными или барабанными свекломоечными машинами и струйным отмывом. Для уменьшения вымывания сахарозы из свеклы её транспортируют и отмывают водой температурой не выше 18 о С. После свекломоечной машины корнеплоды ополаскивают водой, в которую предварительно добавляют хлорную известь (10…15 кг на 100 т свеклы).

После осветления транспортёрно-моечной воды в отстойниках её возвращают в гидравлические транспортёры, а сгущенный отстой перекачивают на поля фильтрации и подвергают искусственной биологической очистке.

Корнеплоды свеклы после ополаскивания поступают на контрольный ленточный транспортёр, на котором они обдуваются сильной струёй воздуха для удаления оставшихся лёгких примесей и поверхностной влаги.

Измельчение. Мытую и обсушенную сахарную свеклу взвешивают на автоматических порционных весах и выгружают в бункер-накопитель. Из бункера корнеплоды самотёком поступают в свеклорезки и измельчаются в стружку шириной 4…6 и толщиной 1,2…1,5 мм. Свекловичная стружка должна обладать достаточно большой удельной площадью поверхности, упругостью на изгиб и сжатие, а масса её – хорошей проницаемостью слоя в течение всего периода экстракции. Браком считается неразрезанные гребешки, стружка короче5 мм или толщиной менее0,5 мм. Содержание брака в стружке не должно превышать 3%.

Для получения свекловичной стружки применяют центробежные, дисковые и барабанные свеклорезки.

Диффузия. Это процесс извлечения сахарозы из клеток свекловичной ткани посредством вымывания её горячей водой. На сахарных заводах извлечение сахарозы осуществляется в непрерывно действующих диффузионных установках.

После измельчения свекловичная стружка поступает на транспортёр, подающий её в диффузионные аппараты. Для получения диффузионного сока используют диффузионную колонну, двухшнековую диффузионную или ротационную установку.

К примеру, в шнековом диффузионном аппарате нагретая стружка перемещается с одного конца аппарата в другой, отдавая потоку воды сахара и растворимые несахара. По мере движения стружка всё более обессахаривается. При выходе из аппарата стружка (жом) содержит 0,2…0,28 % сахара от массы переработанной свеклы.

Читайте также:  Схема гриндера своими руками чертежи

Оболочки клеток корнеплодов проницаемы для сахара и других водорастворимых веществ, однако живая цитоплазма клеток полупроницаема и почти не пропускает сахар и другие растворённые в клеточном соке вещества. Наиболее эффективно процесс диффузии происходит при быстром нагревании стружки и поддержании температуры в интервале 72…75 о С. При этом происходит коагуляция белков цитоплазмы, и сахар легко проходит в окружающий раствор. Денатурация белка зависит от температуры. Например, при 70 о С полная денатурация белков паренхимной ткани заканчивается через 12 мин, флоэмы – только через 26 мин. Вместе с сахарозой, экстрагируемой почти полностью (98 % от содержания), из свекловичной стружки в диффузионный сок переходит часть несахаров: до 95% аминного и аммиачного азота, около 80 % общего азота, 88…92 % калия и натрия, вымывается до 30 % белка от общей массы его в стружке. Значительно медленнее сахарозы в сок переходят пектиновые вещества. Переход пектиновых веществ в сок заметно увеличивается при повышении температуры более 80 о С.

Для успешного извлечения сахара диффузию проводят быстро при слабокислой реакции среды (рН 5,5…6).

На процесс диффузии оказывает влияние толщина, физическое состояние, равномерность массы свекловичной стружки и количество брака.

Свекловичная стружка и сок являются хорошими питательными средами для развития микроорганизмов. Выделяемые микроорганизмами продукты обмена ухудшают качество сахара, создают опасность взрыва. Поэтому для подавления микрофлоры в диффузионный аппарат через промежутки времени вводят 40 %-ный раствор формалина (0,015…0,02 % к массе свеклы).

Диффузионный сок представляет собой мутную, быстро темнеющую на воздухе жидкость. В1 лсока, выходящем из диффузионного аппарата, содержится 10…15 г мезги, а при переработке свеклы низкого качества содержание мезги в соке повышается до 20…25 г/л. Мезгу из диффузионного сока выделяют на ротационных мезголовушках, оснащённых сетчатыми барабанами, или на дуговых ситах. Эффект удаления мезги, к примеру, на дуговом сите составляет 90…95 %.

Почти все несахара диффузионного сока замедляют процесс очистки сока и кристаллизации сахарозы. Несахара способны связывать сахарозу и удерживать её в растворённом состоянии.

Свежий жом, выходящий из диффузионного аппарата, прессуют до влажности 12…14 % сухих веществ при скармливании скоту в сыром виде и до влажности 22…25 %, если он предназначен для высушивания.

Очистка диффузионного сока. Сок представляет собой поликомпонентную систему. Он содержит сахарозу и несахара, представленные растворимыми белками, пектиновыми веществами и продуктами их распада, редуцирующими сахарами, аминокислотами, солями органических и неорганических кислот и др.

Очистка сока включает следующие операции: дефекацию предварительную и основную, сатурацию первую и вторую, сульфитацию и контрольную фильтрацию сока.

Одним из основных способов очистки является дефекация – обработка сока известью. Сок, подогретый до температуры 85…90 0 С, дважды обрабатывается известковым молоком. Сначала в сок добавляют 0,2…0,3 % СаО к массе свеклы, медленно повышая рН до 10,8…11,4, при этом значительная часть веществ коллоидной дисперсности и высокомолекулярных соединений коагулируют. Эту ступень называют предварительной дефекацией, или преддефекацией. Затем в сок вводят остальное количество извести (1,8…2,0% СаО), предназначенное для очистки, повышая рН до 12,3…12,4, и выдерживают паузу в течение 10…15 мин для разложения части несахаров. Эту ступень называют основной дефекацией. В процессе дефекации, кроме коагуляции веществ коллоидной дисперсности, происходит также нейтрализация и осаждение кальциевых солей некоторых кислот.

В результате преддефекации под действием ионов гидросила и кальция полностью заканчиваются реакции нейтрализации кислот диффузионного сока, коагуляции и осаждения веществ коллоидной дисперсности, высокомолекулярных соединений, а также реакции осаждения большей части анионов фосфорной, щавелевой, уксусной, лимонной, оксилимонной, яблочной, винной кислот и катионов солей магния, алюминия, железа.

Но реакции разложения ряда органических несахаров на первом этапе только начинаются, и для их завершения необходима более высокая щёлочность, температура и продолжительность реакции. Поэтому главной задачей основной дефекации является разложение амидов кислот, солей аммония, редуцирующих веществ, омыление жиров, доосаждение анионов кислот. Если реакции разложения не завершены в сокоочистительном отделении, то, продолжаясь на следующих этапах технологического процесса, они будут снижать качество сиропа и сахара.

Сатурация проводится в два приема: сначала первая, а после отделения осадка – вторая. Основная цель сатурации – вызвать выпадение извести в осадок в виде СаСО3 путем насыщения сока диоксидом углерода. Сатурацию проводят в специальных аппаратах-сатураторах. Сок в сатуратор поступает сверху, разбрызгивается диском и смешивается с поступающим газом. При высокой скорости адсорбции диоксида углерода получается тонкодисперсный осадок карбоната кальция, который поглощает различные органические вещества, окрашивающие сок. Сок после сатурации становится более светлым и прозрачным.

После первой сатурации сок подогревают и направляют на фильтрацию. Цель фильтрации сатурированного сока – это разделение суспензии при помощи пористой фильтрующей перегородки на условно чистую жидкость (фильтрат) и влажный осадок (фильтрационный осадок). Для уменьшения вязкости сока перед фильтрованием его нагревают до 85…88 0 С.

Повторную сатурацию проводят для того, чтобы перевести оставшиеся после первой сатурации свободные гидроксиды кальция, калия и натрия в карбонаты, а также вывести в осадок растворимые соли кальция. После второй сатурации в соке остается минимальное количество кальциевых солей, что уменьшает накопление накипи в выпарных аппаратах.

При переработке свеклы низкого качества, когда основная дефекация и первая сатурация не обеспечивают эффективной очистки диффузионного сока, перед второй сатурацией для разложения редуцирующих веществ и амидов дополнительно проводят четырёх-пятиминут-ную дефекацию сока.

На второй сатурации так же, как на первой, на поверхности образующихся кристаллов СаСО3 происходит адсорбция солей кальция.

После второй сатурации сок снова направляется на фильтрацию. Фильтрацию проводят на фильтр-прессах или вакуум-фильтрах. В результате образуется два продукта: более очищенный сок и фильтр-прессная грязь – отход сахарного производства.

Примерный химический состав очищенного сока, поступающего на сульфитацию, следующий: сухие вещества – 13…16%, азотистые вещества – 0,4…0,5, чистая зола – 0,5…0,6, чистота сока – 89…92, цветность – 12…20 усл. ед., содержание солей кальция – 0,015…0,025% СаО.

Сульфитацией называют обработку сахарных растворов диоксидом серы. При пропускании диоксида серы через сок образуется сернистая кислота, которая является хорошим антисептиком и восстановителем. Она восстанавливает непредельные органические соединения и превращает их в бесцветные вещества. Сок при этом не очищается, так как эти обесцвеченные соединения остаются в растворе.

Кроме обесцвечивания сернистая кислота снижает щелочность сока, способствует уменьшению вязкости сиропа, что облегчает кристаллизацию и отделение кристаллов сахара.

Сульфитация проводится в специальных аппаратах-сульфитаторах, где поступающий сок смешивается с газом. Общий расход серы на сульфитацию сока и сиропа составляет 30…40 кг на 100 т свеклы.

Сгущение сока. Сок после сульфитации представляет собой ненасыщенный раствор сахарозы и оставшихся в нем несахаров. При сгущении до пересыщения сахароза начинает осаждаться в виде кристаллов. Сгущение очищенного сока проводят в два этапа: сначала выпаривают воду в выпарной установке до состояния, близкого к насыщению (содержание сухих веществ в сиропе 65…70%), а затем – в вакуум-аппаратах до пересыщения (содержание сухих веществ 92…93%) с последующей массовой кристаллизацией.

При первом уваривании сока некоторая часть несахаров выпадает в осадок, увеличивается цветность сока, поэтому перед увариванием сока в вакуум-аппаратах сок после первого сгущения сульфитируют и фильтруют.

Читайте также:  Терморегулятор для радиатора отопления принцип работы видео

Кристаллизация является завершающим этапом производства сахара. Выделение сахарозы из раствора производится в две-три ступени. На первой ступени уваривания получают первый утфель. Он представляет собой густую вязкую массу, состоящую из кристаллов сахара и межкристальной жидкости с содержанием сухих веществ 92…93%. При достижении содержания кристаллов в утфеле примерно половины по массе их отделяют на центрифугах, а межкристальный раствор вновь сгущают на второй ступени до пересыщения и выкристаллизовывают остальную сахарозу. Для образования или заводки кристаллов в вакуум-аппарат добавляют небольшое количество (50…100 г) сахарной пудры, способствующей более быстрому образованию центров кристаллизации.

При сгущении сока в выпарной установке отмечается разложение 0,06…0,1% сахарозы от общего количества.

В процессе центрифугирования кроме сахара-песка получают межкристальный раствор (первый оттек), который содержит незначительное количество кристаллов. Его направляют во второй аппарат для уваривания второго утфеля и получают после центрифугирования кристаллы сахара (желтый сахар) и кормовую патоку или мелассу.

На кристаллах сахара после центрифугирования остается прилипший слой межкристального раствора, придающий сахару желтоватый оттенок. Для его удаления кристаллы сахара пробеливают горячей водой. При этом часть кристаллов растворяется и образуется второй оттек (белая патока), который направляют в вакуум-аппараты в конце уваривания первого утфеля.

Полученный после кристаллизации сахар-песок высушивают горячим воздухом в сушильной установке до содержания влаги не более 0,14%, упаковывают в мешки массой по50 кги отправляют на склад.

Эффективность работы завода характеризуется коэффициентом извлечения сахара, который показывает процентное отношение массы сахарозы в сахаре-песке к сахарозе в перерабатываемой свекле. Он составляет около 80 %.

Производство сахара видео

Сахарный тростник был основным сырьем для получения чистой сахарозы до 1747 года пока немецкий химик Андреас Сигизмунд Маргграф (Marggraf) не получил из сахарной свеклы кристаллическую сахарозу. В 1799 году Франц Карл Ахард подтвердил, что производство этого продукта оправдано с экономической точки зрения и в результате этого уже в 1802 году возникли первые свеклосахарные заводы. Открытие о том, что сахар можно получать из сахарной свеклы, привело к тому, что сейчас сахар из дорогой и экзотической вкусовой добавки превратился в продукт массового потребления. В нашей стране получают два основных вида сахара: сахар-песок и сахар-рафинад. Кроме того, для отраслей пищевой промышленности вырабатывают жидкий сахар.

Получение сахара-песка

Начинается со сборов корнеплодов сахарной свеклы первого года развития, содержащих 20-25 % сухих веществ, в том числе сахарозы от 14 до 18%. Остальное количество сухих веществ составляют несахара (в среднем3%), к которым относятся редуцирующие сахара и рафиноза, азотосодержащие и безазотные органические вещества, минеральные вещества. При этом корнеплоды кондиционной сахарной свеклы должны соответствовать следующим требованиям:

  • — физическое состояние не потерявшие тургор
  • — цветушные корнеплоды,% не более 1
  • — подвяленные корнеплоды,% не более 5
  • — корнеплоды с сильными механическими
  • — повреждениями,% не более 12
  • — зеленая масса,% не более 3
  • — содержание мумифицированных, подмороженных, загнивших корнеплодов не допускается.

Подготовку сахарной свеклы и извлечение из нее сока проводят в свеклоперерабатывающем отделении. Принятую на переработку свеклу из бурачной транспортируют с помощью гидравлического транспортера в цех. Одновременно свекла промывается водой и освобождается от посторонних примесей (соломы, ботвы, камней, песка). Затем в специальных моечных машинах КМ-3-57М свекла окончательно очищается от грязи и примесей. Эффективное отмывание осуществляется в струйных свекломойках. Металлические примеси удаляются на электромагнитном сепараторе. Очистка свеклы имеет большое значение, так как влияет на качество диффузионного сока и выход сахара.

Чистую свеклу нарезают на центробежных, дисковых или барабанных свеклорезках тонкой стружкой желобчатой, ромбовидной, пластинчатой и другой формы в зависимости от качества свеклы и типа диффузионных аппаратов.

Технологическая схема получения сахара-песка включает в себя следующие операции

Извлечение сахара из свекольной стружки осуществляется с помощью горячей воды (70-75°С) методом противоточной диффузии в диффузионных аппаратах. Сахар и другие растворимые вещества диффундируют через стенки клеток в воду и образуют диффузионный сок. Обессахаренная стружка называется жомом, она используется на корм скоту и для получения пектина. Продолжительность активной диффузии в зависимости от вида аппарата составляет от 60 до 80 мин.

Диффузионный сок содержит 15-16% сухих веществ, в том числе 14-15% сахарозы и около 2% несахаров. Он сильно пенится, имеет кислую реакцию, характерный запах и темный, почти черный, цвет, обусловленный наличием продуктов окисления тирозина и пирокатехина свеклы.

Все несахара (растворимые белки, аминокислоты, пектиновые вещества, редуцирующие(восстанавливающие) сахара и др.) задерживают кристаллизацию сахарозы и увеличивают потери сахара с мелассой, поэтому физико-химическую очистку проводят в несколько стадий:

  • 1. Дефекация — обработка сока известковым молоком для нейтрализации кислот, коагуляции коллоидных и красящих веществ, осаждения солей кальция, магния и других примесей. В процессе дефекации из несахаров, перешедших в раствор, образуются трудноотфильтровываемые соли кальция и красящие вещества, ухудшающие качество очищенного сока. Поэтому после дефекации проводится сатурация.
  • 2. Сатурация — обработка сока сатурационным газом, содержащим 30-34% диоксида углерода. При этой операции избыточная известь удаляется в виде мелкокристаллического карбоната кальция СаСО3, на поверхности которого адсорбируются неудалившиеся при диффузии окрашенные несахара. После сатурации сок фильтруют для удаления осадка и подвергают сульфитации.
  • 3. Сульфитация — обработка диоксидом серы для обеспечения и снижения щелочности.

В результате очистки содержание несахаров в соке уменьшается на 30-35%. Очищенный сок содержит 12-14% сухих веществ. Из них 10-12% сахарозы, 0,5-0,7% азотистых веществ, 0,4-0,5% безазотистых органических соединений, 0,5% золы. Чистота сока составляет 85-92%.

Для получения сахара в кристаллическом виде сок сгущают выпариванием воды в два этапа. Вначале на четырехкорпусных выпарных установках и концентраторе из сока получают сироп с содержанием сухих веществ 65%. Сироп смешивают с клеровкой желтого сахара и сульфитируют до рН 7,8-8,2 при температуре 80-85°С, затем подогревают до 90-95°С и фильтруют с добавлением активного угля или других адсорбентов. Очищенный сироп уваривают в вакуум-аппаратах на утфель, который содержит 92,5% сухих веществ и состоит из кристаллов сахарозы (около 55%) и межкристального раствора, содержащего несахара и насыщенный раствор сахарозы.

Для ускорения образования кристаллов в сироп вводят немного тонкоизмельченной сахарной пудры — затравки, затравки, частички которой служат центрами кристаллизации. После заводки кристаллы наращивают. Для этого в вакуум-аппарат вводят новые порции сиропа при одновременном интенсивном испарении влаги.

Утфель первой кристаллизации спускают в утфелемешалку, откуда через утфелераспределитель он поступает в центрифуги. При центрифугировании отделяют кристаллы сахарозы и два оттека. На поверхности кристаллов остается тонкая пленка межкристальной жидкости. Для более полного ее удаления кристаллы в центрифуге пробеливают водой температурой 70-95°С в количестве 3-3,5% к массе утфеля. Первый оттек — это межкристальный раствор утфеля, второй — раствор, получаемый при пробеливании сахара. Для максимального извлечения сахара, содержащегося в свекле, кристаллизацию сахарозы проводят многократно.

После пробелки сахар-песок выгружают из центрифуги с содержанием воды 0,8-1% на вибротранспортер и элеватором подают в сушильно-охладительные установки. Сушат сахар горячим воздухом до стандартной влажности 0,03 -0,14%, а затем охлаждают до температуры 25°С. Для удаления ферропримесей сахар пропускают через магнитный сепаратор, а в сортировочной установке удаляют комки непробеленного или слипшегося сахара и выделяют три фракции по размеру кристаллов. Готовый сахар-песок поступает в бункер на хранение или на упаковку.

Полная типовая технологическая схема получения сахара-песка

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
ТурбоЗайм
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock detector