Технологическое обеспечение сахарного производства

 

                                                                                                                                                                      

 

Содержание:

Введение………………………………………………………………………………………………….3

1.  Описание продукта…………………………………………………………………………....4

2. Производство сахара……………………………………………………..……………....... .7

3. Технологическая схема производства сахара из свеклы……………………………………………………………………………………………………..9

3.1 Технологическое обеспечение сахарного производства

…………………………… ………………………………………………………………………………….13

4. Преимущества сахара………………………………………………………………………..20

5. Список литературы……………………………………………………………………….…….24

Введение.

Са́хар — бытовое название сахарозы. Тростниковый и свекловичный сахар (сахарный песок, рафинад) является важным пищевым продуктом. Обычный сахар (сахароза) относится к углеводам, которые считаются ценными питательными веществами, обеспечивающими организм необходимой энергией. Крахмал также принадлежит к углеводам, но усвоение его организмом происходит относительно медленно. Сахароза же быстро расщепляется в пищеварительном тракте на глюкозу и фруктозу, которые затем поступают в кровоток.

Глюкоза обеспечивает более половины энергетических затрат организма. Нормальная концентрация глюкозы в крови поддерживается на уровне 80-120 миллиграммов сахара в 100 миллилитрах. Глюкоза обладает способностью поддерживать барьерную функцию печени против токсических веществ благодаря участию в образовании в печени так называемых парных серных и глюкуроновых кислот. Вот почему прием сахара внутрь или введение глюкозы в вену рекомендуется при некоторых заболеваниях печени, отравлениях.

Сахара́ — синоним понятия углеводы; это название произошло из-за того, что многие из первых открытых углеводов имеют сладкий вкус.

 

 

 

Описание продукта

В 1747 году Андреас Марграф опубликовал в мемуарах Берлинской академии наук свои наблюдения о возможности извлекать сахар из корнеплодов свекловицы (beta alba) и указал даже порядок работы, который в существенных чертах сохранился и до настоящего времени. Часть устройства первого завода для добывания сахара из свекловицы принадлежит ученику Марграфа Ахарду, но первые опыты в фабричном размере были неудачны и производство свекловичного сахара поставлено было на твёрдую почву в 1806 году Наполеоном(раздача земли для возделывания свекловицы, учреждение при фабриках школ, выдача премий), который видел в нём одно из средств к поддержанию континентальной системы и независимости от английского импорта. Высокая цена колониального тростникового сахара (около 8 франков за килограмм) делала выгодным производство сахара местного, а вместе с тем введённые во Франции усовершенствования производства (тёрки, гидравлические прессы, процеживание через костяной уголь, нагревание и сгущение сока паром) повели за собой быстрое его развитие: в 1828 году во Франции работали уже 103 завода и производили до 5 млн кг сахара. Способы, выработанные во Франции, перешли затем в Германию и другие страны Европы. В России первый завод для добывания свекловичного сока, главным образом для переработки в спирт, основан генерал-майором Бланкенигелем в 1802 году в Тульской губернии, затем сахарный завод был устроен Иваном Акимовичем Мальцовым в 1809 году, дальнейшее развитие русского свеклосахарного производства многим обязано семье графов Бобринских. В 1897 году в России работали 236 заводов, производительность которых составляла до 45 млн пудов в год^[4].

Сахарная свёкла относится к двулетним растениям, мясистый корнеплод формируется в первый год. Культивируется в регионах с умеренным климатом с умеренным количеством осадков и требует плодородной почвы. Урожай собирают механически осенью, с удалением ботвы и налипшей почвы. Корнеплоды могут храниться без потерь в течение нескольких недель, прежде чем будут отправлены на перерабатывающую фабрику. Здесь свёклу промывают и нарезают, сахарный сироп извлекается горячей водой путём диффузии. Сдаваемый с диффузоров сок проходит через мерники, потом его для отделения от увлеченных частичек мякоти пропускают через фильтры из древесных стружек или грубой ткани, либо через металлические сита. После этого сок подогревается до +60 °С в решоферах, то есть в котлах, снабжённых трубками, через которые проходит сок, а в пространство между трубками пускается пар; после этого сок поступает в дефекатор(ы) и несколько раз подвергается очищению посредством извести (дефекация) и затем угольной кислоты (сатурация).

Химический процесс дефекации и сатурации состоит в том, что известь при нагревании вытесняет слабые основания в осадок и даёт с двуосновными органическими кислотами нерастворимые соли, разлагает инвертированный сахар, даёт нерастворимые соединения с легуминовыми белковыми веществами и, наконец, избыток её увлекает в осадок имеющийся в соке суспенс; при этом щелочные основания, освободившись из солей органических кислот, вступают в соединение с сахарозой, образуя щелочные сахараты, а избыток извести даёт одновременно известковый сахарат; вместе с тем азотистые вещества частично начинают разлагаться с выделением аммиака. Следующая затем обработка дефекованного сока угольным ангидридом имеет целью, главным образом, удалить избыток извести, которая, осаждаясь в виде углекислоты, производит дальнейшее осветление и обесцвечивание сока, а равно, разложить щелочные и известковые сахараты; сатурацию останавливают при известной щелочности сока (часть щелочности зависит от присутствия углекислых щелочных солей), чтобы этим предохранить сок от разложения под действием микроорганизмов. Кроме того, предложено весьма большое число средств и способов для очищения сока в замену извести и угольной кислоты, но все эти предложения не приобрели практического применения.

Очищенный указанными средствами сок настолько освобождается от примесей, что его можно простым выпариванием довести до такой концентрации, при которой из уваренной массы будут осаждаться кристаллы сахара.
Сгущённый сок, или сироп, называемый утфелем (Hutfüllmasse), при процеживании подвергается окончательному увариванию в вакуум-аппаратах. Отделение кристаллов от патоки производят при помощи центрифуг, пуская во вращающийся барабан центрифуги только что выпущенный утфель (горячее пробеливание), или давая ему охладиться (холодное пробеливание), причём он застывает в твёрдую массу, которую необходимо для придания ей однородности с целью равномерной нагрузки центрифуги размешать, что производится в приборах — утфелемешателях. Наполненный утфелем барабан центрифуги выбрасывает через сетчатые стенки патоку (первый оттёк) и удерживает кристаллы сахара, которые пробеливают или сперва клерсом, или напрямую паром, обмывающим удержавшуюся на кристаллах патоку; эту часть стекающей жидкости обыкновенно собирают отдельно (второй оттёк). По окончании пробелки кристаллы сахара, составляющего так называемый белый песок, или первый продукт, вынимают из центрифуги и высушивают, пропуская через вращающиеся цилиндры, через которые проходит струя нагретого воздуха. При горячем пробеливании из 100 частей утфеля получается до 50 частей первого продукта, при холодном — до 53-55 частей, хотя уже несколько менее чистого. Белый песок содержит 99,0-99,8 % сахара.

Полученные с первого продукта оттёки перерабатываются и отделяются от патоки. Таким образом получается второй продукт, или первый жёлтый песок, содержащий 90-95 % сахара. Патока, отделённая от второго продукта, после переработки даёт третий продукт, с содержанием сахара от 85 % до 90 % (второй жёлтый песок). Обыкновенно уже после выделения кристаллов третьего продукта получается патока, содержащая настолько много не сахара, что она называется чёрной, или кормовой, и идёт в большом количестве как материал для винокурения, а также в корм скоту^[4].

 

 

Производство сахара .

Принципиальная схема производства сахара из свеклы представлена на рисунке ниже.

Сахарная свекла поступает на завод по гидравлическому транспортеру, на котором установлены ловушки для отделения легких и тяжелых примесей. С помощью свеклонасоса свекла подается в свекломойку, где она отмывает­ся от земли. Отмытая свекла элеватором поднимается на высоту примерно 20 м к автоматическим весам, чтобы она дальше могла двигаться самотеком и тем самым сократить число транспортирующих механизмов. Взвешенная свекла затем для измельчения в стружку поступает на свеклорезки. Получен­ная стружка направляется в диффузионный аппарат, в котором происходит выделение сахара из стружки методом диффузии. Полученный в диффузионном аппарате диффузионный сок черного цвета, содержащий примерно 13% сахара и перешедшие в сок несахара, поступает на очистку.

 

В начале его обрабатывают известью (известковым молоком). (Этот про­цесс получил название дефекации.) При такой обработке значительная часть не сахаров, в первую очередь органических, выпадает в осадок. Дефекованный сок затем обрабатывают СО₂ (сатурационным газом). Процесс обработ­ки СО₂ носит название сатурации. В процессе сатурации образуется карбонат кальция (СаСО₃), который адсорбирует несахара и выпадает в виде осадка. Этот осадок отделяют фильтрованием. Фильтрат, так называемый сатурационный сок, содержит примерно 13% сахара и имеет светло-желтый цвет.

Сатурационный сок обрабатывают SO₂ (сульфитируют) с целью сниже­ния цветности, а затем сгущают на выпарной установке до получения сиропа, содержащего примерно 60% сахара.

Из сиропа в вакуум-аппаратах проводят кристаллизацию сахара, получая утфель, представляющий собой смесь, состоящую примерно на 50% из крис­таллов сахара и 50% сахарного раствора.

Утфель направляется на центрифуги, на которых из него выделяют крис­таллический сахар и получают сахарный раствор (оттек). При пробеливании сахара водой получают два оттека. Кристаллический сахар сушат в сушилках, получая сахар-песок.

Для извлечения сахара из оттека его снова уваривают в вакуум-аппарате, получая утфель II. При разделении утфеля II на центрифугах получают желтый сахар I и оттек II. Оттек II уваривают и получают утфель III, при раз­делении которого получают желтый сахар II и мелассу.

Желтые сахара растворяют (клеруют) и подвергают повторной кристалли­зации в вакуум-аппаратах с целью получения сахара более высокого качества.

Меласса содержит примерно 50% сахара и дальнейшему обессахариванию не подвергается. Она используется в качестве сырья для производства спирта, дрожжей, лимонной, молочной и других пищевых кислот, а также в качестве корма для животных.

Побочными продуктами сахарного производства является обессахаренная стружка (жом) и фильтрационный осадок. В обессахаренной стружке содер­жится 0,3-0,5% сахара. Ее подвергают прессованию до содержания примерно 20% сухих веществ и используют в качестве корма для животных. Фильтрационный осадок используется в качестве удобрения.

 

 

Технологическое обеспечение установившегося производства - порядок организации работ по поддержанию (повышению) уровня стабильности технологии в установившемся производстве.

Основными задачами технологического обеспечения являются:

- обеспечение стабильности технологии в установившемся производстве;

- обеспечение требований сертификации систем качества продукции и производства в части технологии.