11.4.2. Технологія цукрового виробництва
Сировиною для виробництва цукру є цукрова тростина та цукровий буряк. Цукрову тростину вирощують на Кубі, в мексиці та в Індії. Тростина має висоту до 4 м, товщину стебла до 50 мм, вміст сахарози в стеблах 12…15%.
Товарний цукровий буряк повинен мати масу корнеплодів в межах 200…500 г, в яких міститься приблизно 75% води і 25% сухої речовини.
Бурякоцукровий завод – це крупне, добре обладнане сучасною технікою підприємство, яке працює сезонно, але 24 години на добу.
Виробництво цукру-піску складається із слідуючих операцій: подача буряка на завод і очистка його від домішок (землі, піску, залишків бурячиння), різка коренів в стружку і одержання дифузного соку (бурякопереробне відділення); очищення від нецукрів за допомогою вапна з послідуючим доочищенням діоксидом вуглецю, згущення соку випаровуванням до густини сиропу (сокочисне відділення); виділення сахарози з сиропу шляхом кристалізації, відокремлення цукру-піску від міжкристального розчину, сушка і пакування його в тару.
До допоміжних технологічних операцій відносяться одержання вапна і вапняного молока; сатураційного і сульфатоційного газів; пресування, сушка і брикетування жому.
Принципова технологічна схема буряково-цукрового виробництва зображена на рис. 40. Цукор з буріків виділяють дифузійним методом.
Рис. 40. Принципова технологічна схема буряково-цукрового виробництва
Дифузія – це процес екстракції, тобто видалення одного або кількох компонентів із складної за складом сировини за допомогою розчинника, який відбувається в спеціальних дифузних апаратах.
На процес екстракції суттєво впливають розміри і форма стружки, яку найчастіше роблять товщиною 0,5…1 мм і шириною 4…6 мм.
Для знецукрування її переміщають в підкислену чисту гарячу воду, яка і є екстрагентом, тобто поглиначем сахарози. В результаті утворюється дифузійний сік. Чим довший час перебування стружки у воді, тим більше сахарози переходить в сік. Але при цьому під впливом високої тепмератури починають рйнуватись стінки клітин і в сік потрапляють пектинові речовини.
В дифузійний сік зі стружки буряка переходить до 98% сахарози, 80% розчинних нецукрів і 1,5…3 г/л мезги. Відбір соку становить 115…130%, тобто з 100 кг стружки отримають 115…130 кг соку, тверда маса буряка, що залишається після екстрації сахарози в сік і подальшого його відведення, називається жомом.
Жом, що виходить з дифузного апарата, має дуже високу вологість (до 75…85%). Тому спочатку його пресують, відокремлюючи надлишкову воду, а потім сушать. Вода, що при цьому утворюється, містить сахарозу і тому її повертають знову в дифузійний апарат.
Так як в дифузійному соці знаходиться багато нецукрів, то щоб їх позбутись, сік очищають.
Сьогодні цукрові заводи ведуть очистку дифузійного соку в декілка стадій:
дефекція – обробка соку вапном певної якості;
перша сатурація – обробка соку вапном інших властивостей за допомогою сорбційних установок;
фільтрування;
друга сатурація – обробка соку діоксидом вуглецю, що дозволяє перевести кальцій, що залишився після першої сатурації (залишкове вапно), калій і натрій або в осад, або у вуглекислі сполуки;
фільтрування;
сульфітація – обробка соку сірчистим газом.
Після очищення дифузійного соку утворюється сироп з концентрацією сухих речовин 55–60%, який називається утфелем. Для збільшення концентрації сухих речовин утфель уварюють.
Уварювання утфелю ведуть в періодично діючих вакуум-апаратах у чотири стадії:
згущення сиропу до насичення розчину та початку заводки кристалів;
заводка кристалів цукру (утворення центрів кристалізації сахарози);
нарощування кристалів цукру;
кінцеве згущення до 94% та спуск утфелю.
Центрифугування здійснюється на автоматизованих центрифугах періодичної дії місткістю 650 кг. Пробілювання виконується гарячою артезіанською водою. Після центрифугування цукор-пісок має вологість 0,8…1,2%. Потім цукор сушать до вологості не більше 0,14%. Охолоджений цукор йде на пакування.