Технология производства сахара из сахарной свеклы: из каких сортов корнеплода и как делают сладкий продукт

Процесс получения сахара

На сахар всегда есть большой спрос среди населения и в пищевой промышленности, поэтому его производство является весьма прибыльным бизнесом. Сырьё для сахарного производства может быть из сахарного тростника, пальмового сока, крахмалистого риса, проса или свеклы. А как делают сахар из свеклы?

Изготовление сахара-песка является технологическим процессом, состоящим из нескольких ступеней:

  • сбор и транспортировка свеклы на производство;
  • очищение сырья от грязи и металлических предметов;
  • изготовление стружки из свеклы;
  • получение и очистка диффузионного сока;
  • выпаривание сока до состояния сиропа;
  • переработка сиропа в кристаллическую массу – утфель І;
  • получение кристаллического сахара и патоки из утфеля І;
  • выпаривание патоки в утфель ІІ, его разделение на мелассу и жёлтый сахар;
  • очистка жёлтого сахара;
  • фасовка сахарного песка.

Оборудование для сахарного производства

Производство сахара из сахарной свеклы включает в себя различные операции, напоминающие технологический процесс на обогатительной фабрике.

Оборудование для сахарной промышленности на подготовительном этапе включает в себя:

  • свеклоподъёмники;
  • гидротранспортёр;
  • ловушки для ботвы, песка и камней;
  • водоотделители;
  • моечные машины для корнеплодов.

Оборудование для производства сахара основных технологических операций многочисленно:

  • магнитные сепараторы для улавливания случайно попавших металлических предметов;
  • конвейера с весами;
  • бункера с системами желобов;
  • свеклорезки центробежные, дисковые или барабанные;
  • шнековый диффузионный аппарат;
  • пресс;
  • сушилки для жома;
  • дефекатор с мешалкой;
  • механический фильтр с подогревом;
  • сатуратор;
  • сульфитатор;
  • вакуум-фильтр;
  • центрифуга;
  • выпаривающий аппарат с концентратором.

Для финишных операций сахарного производства нужны такие аппараты:

  • вибрационный конвейер;
  • сито с вибратором;
  • сушилка с охладителем.

Подготовительный этап производства

Собранная свекла направляется на кагатные поля – промежуточные площадки для хранения свеклы, откуда она гидротранспортом направляется на перерабатывающий завод. Оборудование стоит под уклоном до самого завода, с установленными на нём ловушками для крупного мусора, в том числе ботвы, песка и камней. А также устанавливаются магнитные отделители, чтобы металлические предметы не попали в технологический процесс.

На заводе происходит финишная мойка сырья с последующей обработкой раствором хлорной извести – 150 гр. на 1 т свеклы. Вода используется холодная (до 18°С), чтобы не допустить потери сахарозы из плодов. Корнеплоды ленточным конвейером, на которых они обдуваются воздухом для удаления влаги, взвешивают и направляют в сборные бункера.

Переработка свеклы

Из бункеров свекла системой желобов направляется на свеклорезки для получения стружки длиной 5–6 мм и толщиной около 1 мм. Тоньше 0,5 мм и короче 5 мм является браком, которого в стружке должно быть не более 3%.

Стружку из свеклы после взвешивания направляют в шнековую диффузионную установку для обессахаривания горячей водой. В результате получается жом и диффузионный сок, содержащий около 15% сахара, 2% «несахаров» и до 3 гр./л мезги. Сок фильтруют от мезги и с помощью извести очищают от осадка (солей кислот, белков и пектина). Этот процесс проходит в два этапа – преддефекация (длится до 5 мин.) и дефекация (10 мин.).

Чтобы дефекованный сок очистить от извести, он направляется на первую сатурацию. В сатураторе его обрабатывают углекислым газом. Известь переходит в углекислый кальций и осаждается вместе с несахарами. Сатурированный сок освобождают от осадка с помощью механических фильтров. Так как цвет диффузионного сока всё ещё тёмный, то его направляют на сульфитацию – обработку сернистым газом.

Осветлённый диффузионный сок выпаривается до состояния сиропа с влажностью 35%. Свекловичный сироп снова подвергают сульфитации до уровня рН 8,2 и содержанием сухого более 90%, фильтруют и направляют на вакуум-фильтры.

Из свекловичного сиропа получают утфель первой кристаллизации. Утфель І после мешалки подвергается центрифугированию с разделением на кристаллический сахар и так называемую зелёную патоку. Сахар промывают и подвергают обработке паром, получая сахарный песок с чистотой 99,75%.

Патоку возвращают на фильтрацию при высокой температуре с получением из утфеля второй кристаллизации жёлтого сахара и мелассы. Жёлтый сахар можно использовать в пищевой промышленности или обработать паром для получения белого сахарного песка.

При пропаривании образуется белая патока или второй оттек, который возвращают в технологическую цепочку в момент уваривания утфеля первой кристаллизации. Сахарный песок обдают разогретым воздухом для просушки до влажности 0,14%, фасуют и отправляют на склад. Мелассу используют как кормовую патоку.

Безотходное производство

Технология производства сахара из сахарной свеклы позволяет использовать продукты операций с низким содержанием сахаридов. Меласса является хорошей кормовой добавкой, из неё может быть сделано множество продуктов:

Жом от свекловичной стружки также широко используется для животных в качестве корма. Содержание сухих веществ в нём до 6%.

Чтобы улучшить возможность транспортировки и повысить кормовую ценность, жом подсушивают до 80% влажности. Если планируют его долго хранить, то сушат с помощью топочных газов до содержания воды 10%.

Изготовление рафинада

Для изготовления сахара-рафинада используют сахарный песок с содержанием сухих веществ от 99,85%, примесями несахаров не более 0,25% и цветностью 1,8. Из сахарного песка в автоклаве изготавливают сироп с содержанием сахара 73%. Сироп проходит фильтрацию и очистку от красителей с повторением этапов.

Для адсорбции применяют активированный уголь АГС-4 или порошковый уголь. Потом сладкий раствор направляют на сгущение в вакуумных установках, кристаллизуют в центрифугах.

Полученные кристаллы обрабатывают клерсом и ультрамарином и отправляют на карусельные прессы. В результате получаются брикеты, которые подвергаются сушке и разрезают на части.

Доступная сладость. Как делают сахар из свеклы: технология производства

Продукт, без которого сложного представить нашу жизнь – сахар. На него всегда большой спрос среди населения и в пищевой промышленности, поэтому производство сахара является весьма прибыльным бизнесом.

Несмотря на его вкусовые качества, добывать этот продукт можно из тростника, пальмового сока, крахмального риса, проса или сахарной свёклы, но результат один и тот же – сахароза, вне зависимости от её происхождения. В России для производства сахара используют сахарную свёклу, но почему и как из овоща получить рафинад?

Из какого корнеплода делают в России?

Свёкла – распространённый на территории России овощ, первые упоминания о котором появились задолго до Древней Руси. С тех пор было выведено множество её сортов, но получение сахарозы возможно только из сортов сахарной свёклы корнеплодной формы, однако в производстве используются только те, в которых содержание сахара превышает 20%.

Чаще всего это искусственно выведенные сорта и гибриды – Манеж, Кристалл, Несвижский. Для выращивания на грядке подойдут сорта Араксия и Бигбэн, они отличаются высокой урожайностью, и уровень сахарозы в них примерно равен 15,8%.

Оборудование для переработки и технология производства: как добывают?

Прежде чем получится сахар, свёкла должна пройти несколько технологических этапов на производстве.

Подготовка

Главная его задача – очистить корнеплод от песка, грязи, камней, кусочков металлов и т.д. Для начала свеклу промывают и пропускают через несколько «ловушек». После избавления от всего лишнего, свеклу промывают в воде с температурой не выше 18 градусов по Цельсию. Затем промывка хлорированной водой и сушка.

  • ловушки камней, песка, ботвы и т.д.;
  • моечные машины;
  • ленточный транспортер;
  • гидротранспортеры;
  • водоотделители.

Измельчение

Ленточный транспортер взвешивает и доставляет свёклу в бункер-накопитель. Измельчение здесь может происходить с помощью центробежных, барабанных или дисковых свёклорезок. В результате получается стружка 4-6 мм шириной и 1,2-1,5 мм в толщину. От размеров стружки во многом зависит возможное количество сахара.

  • весы;
  • конвейер с магнитным сепаратором;
  • свёклорезка.

Диффузия

Для устранения условий развития микрофлоры в жидкость добавляют формалин (0,02% от общей массы продукта). Конечный продукт на этом этапе – диффузионный сок, мутная жидкость с большим содержанием мезги (далее мезга отделяется).

Второй продукт – свекольный жом. Он прессуется и отправляется либо на корм скоту, либо на сушку.

  • диффузионная установка;
  • ловушка мезги;
  • сушилка для жома;
  • пресс.

Очистка диффузионного сока

Сок, полученный после диффузии – это сложная смесь из множества органических веществ самой разнообразной природы. Для очистки сока от этих примесей проводится процесс дефекации.

Он проводится в два этапа. Сперва обработка сока известковым молоком. При этом раствор становится щелочным и нейтрализуются органические кислоты, выпадают в осадок белки. Продукты реакций других примесей осаживаются тут или вымываются на следующем этапе – сатурации (процесс насыщения раствора углекислым газом).

Затем раствор фильтруют и вторично сатурируют. Перед этим, при необходимости, иногда проводится повторная дефекация. Далее получившийся прозрачный, но все еще окрашенный раствор подвергается процессу сульфитации. Это помогает обесцветить раствор, понизить вязкость жидкости.

  • аппарат дефекации;
  • фильтр с подогревательным устройством;
  • сатуратор;
  • сульфинатор;
  • отстойник;
  • фильтр.

Сгущение и кристаллизация

В стеклянных колбах вакуум-аппарата раствор сахарозы вываривают при пониженном давлении до образования кристаллов. Выпавшие кристаллы отделяют друг от друга на центрифугах, проводят ещё несколько этапов окончательной обработки, после чего получается сахарный песок.

Оборудование:

  • вакуум-аппарат;
  • центрифуга;
  • испарительные установки с концентратором;
  • сушильная установка.

Все процессы контролируются людьми с помощью мониторов. При необходимости производство можно остановить и устранить неполадки.

Сколько «песка» получают из 1 тонны корнеплода?

Из 1 тонны свёклы получается примерно 100-150 кг сахара. Это во многом зависит от техники выращивания корнеплодов, природных условий, а также от эффективности этапа измельчения на производстве.

Как производят в домашних условиях?

Инвентарь

  1. Сахарная свёкла.
  2. Эмалированная посуда (кастрюля).
  3. Деревянная ложка, нож.
  4. Марля.
  5. Холщовый мешочек.
  6. Металлическая плоская форма.
  7. Пресс.
  8. Плита.

Процесс изготовления: как делается правильно?

Жидкий сироп

  1. Свёклу тщательно промыть и очистить от ботвы.
  2. Поставить кастрюлю с водой на газ, после закипания поместить в неё свёклу, варить около часа.
  3. Через час вытащить овощи, остудить до комнатной температуры и очистить от кожуры.
  4. Подготовленную свёклу нарезать тоненькими ломтиками (не толще 1 мм) и поместить в холщовый мешочек под пресс. Если пресса нет, скрутите мешочек вручную по примеру отжима белья после стирки. Полученный сок следует собирать в эмалированную посуду, чтобы не допустить потемнения раствора.
  5. Залить первый жом кипятком в отношении 1:1/2, дать настояться 30-40 минут, слить лишнюю воду из посуды и повторить процесс отжима.
  6. Нагреть собранный сок до 70-80 градусов и процедить через марлю.
  7. Варить, помешивая, до нужной густоты.

Твёрдый продукт

  1. Проделать рецепт, указанный выше, и уварить сироп в густую массу.
  2. Вылить её в плоскую металлическую форму.
  3. Охладить.
  4. После кристаллизации массы, вынуть её из посуды и поделить на куски желаемой формы (для получения сахарного песка, растолочь в порошок или намолоть).
Читайте также:  Цветная капуста в сухарях: пошаговый рецепт с фото того, как можно приготовить овощ с яйцом

Сложный процесс, проходящий в несколько этапов и требующий тщательного контроля – превращение свёклы в один из наиболее важных ингредиентов многих блюд. Но попробовать вывести сахарозу из свёклы можно и на кухне в домашних условиях, и разница между этими продуктами будет минимальной.

Полезное видео

Предлагаем посмотреть процесс получения сахара из свеклы на видео далее:

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Технология производства сахара

Технология производства сахара – многоуровневая цепочка, которая состоит из нескольких этапов:

– мытье и очистка сырья от примесей;
– получение свекловичной стружки;
– выработка диффузионного сока и его очищение;
– получение сиропа;
– выделение из сиропа сахара;
– переработка сахарной массы в сахар-песок;
– фасовка и хранение готового продукта.

Мытье и очистка

При механизированной уборке сахарной свеклы примеси в ней составляют до 12% от общей массы, причем кроме земли и ботвы в примесях могут быть камни и даже некоторые металлические предметы. Все это необходимо отделить от полезной части плодов. Для мытья свеклы применяется барабанная свекломойка и водоотделитель, оснащенные улавливателями для примесей. Правильно выполненная мойка позволит избежать поломок последующего оборудования для производства сахара.

Произодство сахара из сахарной свеклы – получение свекловичной стружки

В соответствии с технологией производства сахара, для того чтобы произвести сироп, свеклу необходимо измельчить. Измельчение свеклы – процесс превращения ее в стружку на свеклорезках, которые с помощью диффузионных ножей, установленных на рамках, режут плоды на мелкие части. Толщина стружки в 1 мм – оптимальная толщина для дальнейшей переработки.

Внутри корпуса свеклорезки, плоды вращаются с помощью улитки, которая под действием центробежной силы прижимает плоды к режущей кромке ножей. В процессе скольжения вдоль неподвижных ножей свекла превращается в стружку, которая проходя между ножами попадает в контейнер для дальнейшей переработки. Из всего оборудования для производства сахара свеклорезки требуют самой сложно очистки с помощью сжатого воздуха, и периодической замены ножей.

Выработка диффузионного сока

Процесс извлечения сахарозы из свеклы по технологии производства сахара является достаточно примитивным – свекловичную стружку размачивают в горячей воде в промышленных диффузорах, что размягчает ее волокна и выпускает сок. Если использовать холодную воду, то белковые соединения в клетках стружки значительно замедлят процесс получения сока.

Обычно используется несколько последовательных диффузоров, для выработки более концентрированного сока. Для дальнейшей переработки диффузионный сок необходимо очистить от ставшей бесполезной свекловичной стружки. Смесь из сока и стружки помещают в пульповые ловушки, где происходит фильтрация.

Диффузионный сок, даже очищенный от остатков плодов, остается сложным многокомпонентным составом, в котором кроме сахара также содержится белок, пектин, аминокислоты и так далее. С помощью вакуум-фильтров и сатураторов производится процесс очистки сахарного сиропа от примесей.

Выделение сахара из сиропа

Сахарный сироп, полученный после очищения сока, содержит слишком много воды (до 75%), которую удаляют в выпарной установке, получая сироп, содержащий до 70% сухих веществ. После этого, согласно технологии производства сахара, с помощью вакуум-аппарата сироп сгущают до содержания сухих веществ в 93,5%, получая утфель, который после прохождения процесса кристаллизации станет обычным сахаром.

Кристаллизация сахара – завершающий этап технологического процесса производства сахара

Утфель, полученный из вакуум-аппаратов отправляется в центрифугу, где кристаллизуется, после чего высушивается горячим воздухом и через виброконвейер отправляется в сушильно-охладительную установку, после чего сортируется с помощью вибросита.

Несмотря на достаточно длинную технологическую цепочку, большая часть оборудования для производства сахара обладает достаточно простым принципом действия. Простой принцип работы отдельных аппаратов облегчает, как обслуживание, так и ремонт всех видов необходимой техники, что позволяет с достаточно небольшими затратами производить сахар в промышленных масштабах.

Как делают разный сахар?

Сахар — это один из продуктов первой необходимости, производство которого считается очень прибыльным. На данный момент в мире существует достаточно много его видов, растение, из которого делают сахар, может быть даже пальмой. Но сейчас в России доступен преимущественно свекольный и тростниковый. Рассмотрим процесс поэтапно для каждого вида сырья.

Технология производства

Этапы изготовления включают в себя тщательную очистку сырья и его фильтрацию. Так как производят сахар исключительно на полностью укомплектованных заводах, к нему предъявляют определённые требования по ГОСТу. Они касаются преимущественно количества посторонних примесей в готовом продукте.

Способы производства не отличаются друг от друга в зависимости от выбора сырья — процесс такой же.

Из чего делают сахар:

Сырьё для производства отбирается очень тщательно. Один из основных этапов изготовления — его очистка от примесей и выявление дефектов, которые остались незаметными ранее.

Из свёклы

Технология производства сахара из сахарной свёклы включает в себя много этапов. Особое внимание уделяется предварительной очистке и фильтрации. Это самый распространённый продукт в России. Его доля на рынке превышает другие виды, включая тростниковый и более экзотичные варианты.

Как делают сахар из сахарной свёклы:

  • Очистка сырья. В свекломойке плод очищается от тяжёлых и лёгких примесей. Этот этап является не только обязательным, но и самым важным.
  • Нарезка в стружку. Свёкла нарезается на мелкую стружку, которая легче всего поддаётся последующей обработке.
  • Отжим. Диффузионный аппарат отжимает из стружки тёмный свекловичный сок с 13% содержанием сахара.
  • Очистка сока. Основной этап очистки, который убирает различные примеси с помощью углекислого газа и извести. Оборудование фильтрует сок, на выходе получается жидкость светло-жёлтого цвета. Далее она осветляется при помощи оксида серы.
  • Сгущение. Чтобы выделить кристаллы, жидкость выпаривается до состояния сахарного сиропа на специальных установках. После этого содержание сахара составляет 60–75%.
  • Кристаллизация сахара. В вакуум-установках образуется жёлтая кристаллизованная смесь с оттеком в соотношении 1:1. Это называется утфель.
  • Последующая обработка. Утфель попадает в центрифугу для производства сахара более высокого качества.

От того, из какой свёклы делают сахар, зависит качество конечного продукта. Поэтому сахарный корнеплод тщательно отбирается перед загрузкой в оборудование на производстве. Из него помимо самого кристаллизованного продукта на выходе получают мелассу, жом и фильтрационный осадок.

Содержание сахара в мелассе составляет 50%, но она не подвергается дальнейшей обработке для его повышения. Она используется для производства спирта, лимонной кислоты и корма для животных. Фильтрационный осадок применяется при изготовлении удобрений. Жом уходит на производство корма.

Из тростника

Так как делают сахар из тростника по такому же технологическому процессу, что и свёклу, принципиальных различий нет. Но за счёт формы сырья он несколько проще на этапе очистки и измельчения. На выходе получают сахар-сырец, не применяющийся в пищевой промышленности. Из него делают рафинированный продукт.

Основное отличие заключается в оборудовании для измельчения. В этом процессе участвуют лезвия, аппараты-дробители и мельницы. В последних из дроблёного тростника выделяется нефильтрованный тёмный сок.

На выходе получают массу, которая представляет собой клетчатку — багасса. В ней всего 0,7-0,8% сахара, её используют в производстве бумаги и строительных материалов, как топливо на ТЭЦ. Продукты переработки — меласса и фильтрационный сок.

Сахар-сырец получают после вываривания утфеля первой и второй фильтрации. Определяет качество размер получившихся кристаллов.

Молочный сахар

Это смесь жёлтого или белого цвета, которая образуется из молочной сыворотки. Продукт используется в промышленном производстве фармацевтических препаратов, в пищевой области и для технических целей.

Для изготовления предпочитают использовать подсырную сыворотку с наибольшим содержанием лактозы — не менее 5%.

Процесс производства сахара из молочного сырья:

  • Отделение подсырной сыворотки от молочного жира и казеиновой пыли. Производится установками-сепараторами.
  • Термальная денатурация белков, фильтрация. Производится в ёмкостях с температурой 90–95 градусов в подкисленной среде. Белок сыворотки сворачивается, благодаря чему его можно отделить от жидкости. После фильтрации и получения раствора в него добавляется гидроксид натрия, чтобы раскислить.
  • Сгущение. Происходит при температуре не более 55 градусов при наличии веществ, гасящих пену (олеиновая кислота, афромин). Полученный сироп нагревают до 70–75 градусов, соблюдая температурные условия.
  • Кристаллизация. Длится от 15 до 35 часов при постоянном помешивании.
  • Отделение кристаллов от мелассы, опциональная очистка. В дальнейшем кристаллы перемалываются в порошок.

Рафинад

Это прессованный белый сахар, фасованный в виде кубиков. Был изобретён в 1843 году в Чехии. Это прибыльное производство, но требуются большие затраты на закупку и установку оборудования. А именно:

  • аппаратов-прессовщиков;
  • фасовщиков;
  • приборов для сушки;
  • упаковочных инструментов.

Помимо этого, обязательно закупаются фильтрационные и обрабатывающие установки.

  • Смешивание сахарного песка или сахара-сырца с водой. Для клейкости часто добавляют глицерин. Это смесь для последующей фильтрации.
  • Обработка раствора. Проводят выделение сока, концентрацию сиропа и утфеля. Это более тщательные процессы, чем в случае с работой на свекольном и тростниковом сырьё.
  • Расфасовка влажного сахара, формовка. Смесь прессуется с помощью вдавливающих валиков.
  • Высушивание и упаковка.

Сахар-рафинад представляет собой чистую сахарозу, примеси в которой составляют не более 0,1% по современным требованиям. Поэтому большое внимание уделяется комплектации оборудованием для наиболее тщательной обработки.

Коричневый сахар

Единственное отличие в этапах производства такого сахара заключается в меньшей тщательности фильтрации. Из чего делают коричневый сахар — из сырца, получаемого после переработки сахарного тростника. Первичный этап обработки включает в себя сгущение сиропа насыщенно-бурого цвета. Именно патока придаёт сахару такой цвет и карамельный запах. Из-за своих свойств он применяется преимущественно для приготовления кондитерских изделий.

Стоимость готового продукта выше, чем у белого сахара за счёт транспортных расходов — на территории России не растёт сахарный тростник.

Несмотря на незначительные различия в составе, профессиональные диетологи считают, что нефильтрованный продукт содержит нежелательные примеси, поэтому почти совпадает по калорийности с обычным. То есть в больших количествах он остаётся таким же вредным для человека.

Так как на территории России не произрастает сахарный тростник, в магазинах можно найти подделки коричневого сахара. Его производят из рафинированного продукта, к которому примешивают краситель. Настоящий коричневый сахар дороже обычного.

Другие виды сахара

В России и большинстве стран СНГ доступен и производится продукт из свёклы. На полках магазинов можно найти тростниковый сахар. Помимо этого, в мире существуют такие виды, употребляющиеся в пищу:

  • Кленовый сахар — традиционно производится в Канаде из сахарного клёна с применением сока. Из него же производят кленовый сироп, популярный в западных странах.
  • Пальмовый сахар, ягре — изготавливается в Азии из сладкого сока фруктовых початков пальм. Сахар производят из кокосовых, финиковых пальм, аренги и других видов.
  • Сорговый сахар — продукт, добываемый из стеблей сорго преимущественно в Китае. Позже получил распространение в Северной Америке во время Гражданской войны. Производство осложнено большим содержанием минеральных солей в сырье.
Читайте также:  Салат с креветками и пекинской капустой: очень вкусные рецепты с фото, варианты с крабовыми палочками

Дополнительное оборудование

Помимо основных установок, которые требуются для производства сахара из любого сырья, на заводе должны быть:

  • подъёмники;
  • гидротранспортеры;
  • ловушки для примесей;
  • водоотделители;
  • моечные машины.

Для производства высококачественного продукта применяются только профессиональные установки, соответствующие современным требованиям. Зачастую, если завод крупный, он укомплектовывается оборудованием и для работы с продуктами переработки, что обеспечивает безотходное производство.

Технология производства сахара

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.

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.

Читайте также:  Картофель «Чугунка»: описание сорта, фото и основные характеристики

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.

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

Как делают сахар из свеклы на заводе и можно ли получить его в домашних условиях самостоятельно

Россия занимает второе место в мире после США по производству сахара из свеклы. За два века технология переработки практически не изменилась. Только заводы стали автоматизированными и теперь требуют от человека только контроля.

В этой статье вы узнаете, как делают сахар из свеклы и можно ли повторить этот опыт в домашних условиях.

Лучшие сорта сахарной свеклы

Клубни этой культуры содержат в себе около 20% сахаров. Это позволяет успешно добывать из них сахар уже в течение многих лет.

Лучшими сортами считаются:

  1. Богема — дает крупные плоды (до 2 кг) с быстрым созреванием и долгим хранением.
  2. Бона — плоды по 300 г каждый, сорт устойчив к засухе.
  3. Араксия — отличается высокой урожайностью (с 1 га земли получают 800 плодов).
  4. Биг Бен — его урожайность — 700 единиц с 1 га, плоды не склонны к образованию пустот в мякоти.

Как получают сахар из сахарной свеклы на заводе

Процесс получения сахара из корнеплода происходит на автоматизированном заводе и включает в себя несколько этапов.

Отбор сырья

После доставки свеклы на завод производится взвешивание и выборочный контроль плодов на целостность и концентрацию сахара. Затем плоды выгружают на конвейерную ленту, которая ведет к моющему аппарату.

Мойка

На конвейере расположены различные ловушки. Они отделяют крупный мусор: куски земли, камни, траву, а также срезают ботву. Сама мойка представляет собой вращающийся барабан, в который подается струя воды.

Плоды под воздействием трения друг о друга и сильной струи очищаются от оставшихся загрязнений. Весь процесс контролируется оператором: он наблюдает за качеством мойки по монитору.

Резка

Далее чистые овощи отправляются на следующий этап — нарезку. Внутри специального станка установлены лезвия. Плоды, попадая под нож, превращаются в стружку.

Справка. От качества выполнения этого этапа во многом зависит и количество извлеченного в будущем сахара. Стружка должна быть гладкая и тонкая.

Извлечение сахара

Теперь стружка направляется к диффузному аппарату. Он представляет собой колонну, внутри которой находится шнек (винт, как в мясорубке). Движение стружки по нему происходит снизу вверх. Против движения свеклы, сверху вниз, непрерывно льется вода. Сахар, содержащийся в свекле, растворяется. Весь процесс происходит при определенной температуре и без доступа кислорода. В конце диффузии на дне колонны остается сладкий свекольный сироп, а наверху — обессахаренная стружка.

Справка. Прессованный жом сахарной свеклы не выбрасывается. Его высушивают и скармливают скоту.

Процесс извлечения сахара из одной партии длится 100 минут.

Очищение сока

Сок в первоначальном виде не подлежит кристаллизации. Помимо 13% сахара, он содержит около 2% различных примесей. Их удаляют жженой известью, которая забирает на себя ненужные частицы.

Сгущение и кристаллизация

Сгущение происходит в вакуумных аппаратах. Атмосфера в них разряженная, что позволяет сиропу закипеть при 70 градусах. Это делается потому, что при более высоких температурах сахар просто сгорит.

Таким образом жидкость уваривается в шесть этапов и становится более густой и концентрированной. По итогу сок содержит не 13% сахара, а 60%.

Формирование сахара

Теперь кристаллы сахара нужно отделить от жидкости. Концентрированный сок отправляется в центрифугу, где под действием центробежной силы сахар оседает на стенках барабана.

Сушка

Финальный этап. Влажный сахар транспортируется в сушильную камеру, где его сушат при температуре 100 градусов. Установка в это время находится в постоянном движении. Сахарный песок готов. Осталось только охладить его до комнатной температуры в этой же камере.

Как сделать сахар в домашних условиях

Несмотря на кажущуюся сложность процесса, его вполне можно повторить дома. В немного упрощенном варианте, конечно.

Необходимое оборудование

Для получения сахара самым простым способом понадобятся:

  • свекла;
  • плита;
  • духовка;
  • кастрюля;
  • тяжелый предмет для пресса;
  • широкая невысокая емкость, например, тазик.

Для более успешного выделения сахара можно приобрести автоклав. Это специальный аппарат для нагревания при высокой температуре под давлением выше атмосферного. Он существенно ускоряет процесс приготовления и увеличивает выход готового продукта. Если вы планируете готовить сахар в домашних условиях постоянно, то он точно пригодится.

Пошаговые инструкции по изготовлению

Существует не один способ получения сахара в домашних условиях. Ниже приведены краткие пошаговые инструкции.

Способ первый, «бабушкин»:

  1. Свеклу промыть, очистить от кожуры и нарезать тонкими кружками.
  2. Уложить их в глиняный горшок и поставить в духовку или печь. Следить за тем, чтобы кружочки не подгорели.
  3. Когда свекла станет мягкой, выложить ее на противень и снова поставить в духовой шкаф для подсушивания.
  4. Остается перемолоть высушенные ломтики в муку, и домашний сахарный песок готов.

Совет. Часть ломтиков можно оставить неизмельченными. Они отлично подходят к несладкому чаю.

Способ второй, получение сиропа:

  1. Свеклу промыть, обрезать корешки и верхушку с ботвой. Кожицу снимать не нужно.
  2. Плотно уложить плоды в кастрюлю с кипящей водой. Воды должно быть много, чтобы после испарения не открылись верхние части корнеплодов.
  3. Варить один час. Дождаться остывания свеклы и снять кожицу.
  4. Тонко нарезать мякоть пластинками до 1 мм толщиной.
  5. Эти пластинки нарезать поперек тонкой соломкой. Завернуть соломку в кусочек ткани и положить под пресс.
  6. Получившийся жмых снова поместить в кастрюлю и залить водой в соотношении объема свеклы к воде 2:1.
  7. Варить 30 минут. Жидкость из кастрюли слить к полученной из-под пресса.
  8. Жмых поместить в ткань и повторно отправить под пресс.
  9. Полученный сок перелить в кастрюлю и нагреть до 70-80 градусов.
  10. Процедить сок через сложенную в несколько слоев марлю.
  11. Процеженный сок перелить в широкую невысокую емкость и варить на медленном огне до загустения. В это время выпарится лишняя влага.
  12. Поместить сироп в морозильную камеру.
  13. Замерзший сироп измельчить в кофемолке или нарезать на кубики, как сахар-рафинад.

Способ третий, технологичный:

  1. Корнеплоды вымыть, очистить от кожуры и положить в автоклав.
  2. Распарить свеклу при давлении в 1,5 атм. до размягчения мякоти.
  3. Плоды измельчить и дважды пропустить через пресс, как во втором способе.
  4. Отцеженную жидкость точно так же выпарить до образования густого сиропа.
  5. Заморозить и измельчить.

Результат

Так как дома отсутствует необходимая технологическая база в виде центрифуг, диффузного аппарата, жженой извести и т.д., объем сахара получается намного меньше. Чтобы получить 1 кг сахарного песка, потребуется переработать 5 кг корнеплодов. Причем получается не чистый, привычный нам сахар, а разбавленный сироп.

Общее содержание сахаров в домашнем сиропе будет составлять всего 5% от общей массы.

Отличия от процесса получения тростникового сахара

Несмотря на распространенное мнение о том, что тростниковый сахар лучше свекольного, на самом деле они совершенно одинаковы по составу. Рафинированные, они имеют одинаковый белый цвет, вкус и состав.

Если говорить о нерафинированных формах, то различия есть, и они существенны. Нерафинированный свекольный сахар в пищу не годится, а тростниковый, наоборот, ценится очень высоко. Вкус у него карамельный, а цвет — тепло-коричневый.

Главное и единственное отличие в процессе получения сахара из тростника состоит в том, что тростник не измельчают. Из него сразу выжимают сок. Остальные этапы в заводских условиях те же: выпаривание, фильтрация, кристаллизация и сушка.

Подведем итоги

Получение сахара в домашних условиях — дело довольно хлопотное и долгое. Приготовить точно такой же сахарный песок, как в магазине, не получится из-за сложности оборудования. Даже имея что-то более технологичное, чем обычная кастрюля, — автоклав, вы сможете лишь частично увеличить объем готового продукта и ускорить процесс.

Средняя производительность домашних способов — 1 кг сахара из 5 кг свеклы. Как бы то ни было, производство домашнего сахара — очень интересный опыт и возможность перехода на сахарное самообеспечение, когда можно не зависеть от цен на него в магазине.


Ссылка на основную публикацию