Технология производства сахара-песка

Производство сахара-песка из сахарной свеклы состоит из следующих технологических стадий:

• освобождение корнеплодов свеклы от посторонних примесей,

• мойка,

• взвешивание,

• получение свекловичной стружки,

• получение диффузионного сока,

• очистка сока,

• сгущение сока выпариванием (получение сиропа),

• уваривание сиропа и оттека до утфелей,

• центрифугирование утфеля,

• пробелка и сушка сахара-песка,

• фасование, упаковывание и хранение.

Для получения сахара-песка сахарную свеклу (содержание сахарозы 16–18%), предварительно очищенную от посторонних примесей, моют, в дисковом водоотделителе освобождают от транспортно-моечной воды, обломков свеклы, песка и мелких камней.

Мойка свеклы осуществляется в барабанной свекломойке и затем направляется на второй

водоотделитель, в котором с помощью форсунки одновременно опрыскивается хлорированной водой. Вымытая свекла элеватором загружается на транспортер с электромагнитным сепаратором для улавливания ферропримесей. 

Чистая свекла взвешивается, загружается в бункер накопитель, из которого подается на свеклорезку. Свеклу измельчают в тонкую стружку для разрушения клеточных стенок и освобождения клеточного сока, в котором растворена сахароза.

Для получения стружки применяют центробежные, дисковые и барабанные свеклорезки. Свекловичная стружка представляет собой полоски желобчатого (кровлеобразного) или
прямоугольного сечения толщиной от 0,5 до 1,5 мм и шириной 3–5 мм.

Свекловичная стружка поступает   на взвешивание. Стружку  обрабатывают  в   шнековом наклонном  диффузионном аппарате с   противотоком горячей воды (температура +80…   90°С), где она обессахаривается. Жом удаляется   из аппарата.

Процесс извлечения сахара основан на диффузии   клеточного сока водой из разрушенных клеток.

Производство сахара-песка: очистка диффузионного сока

Процесс извлечения сахара основан на диффузии клеточного сока водой из разрушенных клеток. Одновременно с сахарозой в диффузионный сок переходят и другие вещества (белки, аминокислоты, пектиновые вещества, органические кислоты, пигменты, сапонины и др.), окрашивающие его в темный цвет, а также кусочки мезги. В диффузионном соке содержится 15% сахара (по отношению к массе свеклы) и до 2% нерастворимых несахаров, мезги 1,5–3 г/л. Полученный диффузионный сок быстро темнеет.

В первую очередь сок очищают в мезголовушках непрерывного действия от содержащейся мезги, т.е. мелких кусочков свекловичной стружки. Эта операция необходима, так как мезга, содержащая протопектин, переходящий в щелочной среде в раствор, может на станции очистки с известью перейти в желатиновый раствор и затруднит фильтрацию.

Схема очистки диффузионного сока включает:

• дефекацию (предварительную и основную),

• первую сатурацию,

• вторую сатурацию,

• фильтрацию,

• сульфитацию.

Дефекация – обработка сока известью. Цель предварительной дефекации – осторожным воздействием извести (0,2–0,3% к массе свеклы) нейтрализовать свободные кислоты диффузионного сока, скоагулировать значительную часть коллоидных веществ и осадить другие несахара.

Преддефекация проводится в аппаратах непрерывного действия – предцефекаторах. Известь подводится не сразу в аппарат, а по зонам в определенном количестве при помощи вращающихся труб. Процесс преддефекации проводят в течение 3–5 мин.

Затем преддефектованный сок отводится в аппарат основной дефекации. При этом известь добавляют в количестве 2,5– 3% к массе свеклы. Дефекатор представляет собой аппарат непрерывного действия с мешалкой. Продолжительность основной дефекации составляет 8–10 мин.

При основной дефекации протекают процессы разложения ряда органических несахаров сока (солей аммония, редуцирующих веществ, амидов кислот), а также омыляются жиры.

После дефекации сок поступает в сатуратор первой сатурации и обрабатывается сатурационным газом, содержащим 30– 34% диоксида углерода. Избыточная известь выпадает в осадок в виде карбоната кальция. При этом сок немного остывает.

Он подогревается в теплообменнике и после фильтрации направляется на вторую сатурацию для снижения до минимального предела извести и солей кальция (0,002% СаО). На второй сатурации через сок также пропускают сатурационный газ в течение 8-10 мин.

После второй сатурации сок направляют на дисковые фильтры (могут быть с горизонтальным или вертикальным валом), работающие под давлением с намывным слоем вспомогательного вещества.

Сок фильтруется через фильтровальную ткань и удаляется по сокоотводящим трубкам. Осадок, собранный на фильтровальной ткани, промывается и смывается с дисков соком первой и второй сатурации. Осадок в виде суспензии выводится из фильтра и направляется на предварительную дефекацию. Цикл фильтрования составляет 12–16 ч и контролируется АСУ ТП по возрастанию давления в фильтре.

Отфильтрованный сок второй сатурации поступает на третью очистку – в сульфитатор.

Цель сульфитации – осветление сока путем превращения красящих веществ в бесцветные лейкосоединения и снижение его вязкости для улучшения условий фильтрации и стерилизации

После сульфитации сок имеет слабую щелочную реакцию (рН 8,5). Время сульфитации в сульфитаторах со слоем сока составляет 5 мин, а в оросительных сульфитаторах – быстротечно.

Из сборника сок, предварительно нагретый до температуры кипения в теплообменнике, поступает в выпарную установку.

Концентрирование сока, уваривание. Получение утфеля и мелассы

Концентрирование сока осуществляется в выпарных аппаратах в два этапа. Конечная концентрация сухих веществ в сиропе, выходящем из выпарных устройств, составляет 65%. Сироп еще раз сульфитируют до рН 7,8-8,2 при температуре около +85 °С.

Затем фильтруют при температуре около +95 °С на фильтрах с добавлением вспомогательных фильтрующих материалов (например, кизельгура) и уваривают в вакуум-аппаратах под разрежением до концентрации сухих веществ 92,5–93,5%.

В процессе уваривания 55–60% сахара выкристаллизовывается и получается утфель I. Он представляет собой смесь кристаллов сахарозы и маточной жидкости, содержащей также сахар и оставшиеся несахара. Кристаллы сахара отделяют от маточного раствора (зеленого оттека) на центрифугах, промывают горячей водой, высушивают в сушилках до влажности 0,05– 0,14% и упаковывают в пакеты или мешки.

Зеленый оттек содержит еще 76–78% сахарозы к массе сухих веществ. Его повторно уваривают в вакуум-аппарате до концентрации сухих веществ 95%. При этом получают утфель II – продукт второй кристаллизации. Утфель охлаждают в кристаллизаторах до +40 °С.

После отделения на центрифугах из утфеля II получаются кристаллы сахара пониженного качества (желтый сахар) и отход производства – меласса. Желтый сахар растворяют (клеруют) в соке II сатурации и прибавляют к сиропу, направляемому на сульфитацию и варку утфеля I.

Организации могут работать по трех- или четырехпродуктовой схеме в зависимости от качества исходного сырья.