Технологія виробництва цукру

Заводи, на яких виробляється цукор. являють собою великі, оснащені високопродуктивною технікою виробництва. Потужність окремих цукрових заводів з переробки буряка досягає 6 ... 9 тис. Т на добу, а в середньому - 2,5 тис. Т на добу. Цукробурякове виробництво - масове, потокове. У ньому в єдиному виробничому потоці здійснюються основні технологічні процеси і проміжні операції з переробки буряка з отриманням одного виду масової товарної продукції - білого цукру-піску. Побічними видами товарної продукції є жом і патока-меляса.
Щоб уберегти сахарозу від розкладання, всі технологічні процеси ведуться при температурі, що не перевищує 90 ... 100 ° С (тільки в перших корпусах випарювання до 120 ... 125 ° С), і в лужному середовищі (за винятком слабокислою реакції дифузного соку).
Тривалість виробничого циклу від надходження буряка до отримання білого цукру-сирцю не більше 12 ... 16 годин, а з урахуванням переробки всіх патоку і жовтих цукрів в продуктовому відділенні - 36 ... 42 години.

Найважливішими стадіями технології виробництва цукру з буряка є наступні:
• приймання, зберігання і подача буряків на завод;
• очищення коренів буряка від землі і сторонніх домішок;
• подрібнення (різання) буряка в стружку і отримання з неї соку дифузним способом; очищення соку; випарювання води з соку з отриманням сиропу; уваривание сиропу в кристалічну масу - утфель I і подальше
• поділ цієї маси шляхом центрифугування на білий кристалічний цукор і патоку; уваривание патоки в утфель II, додаткова кристалізація його і центрифугування з отриманням жовтого цукру і кінцевої патоки-меляси - відходу виробництва при роботі за схемою з двома Утфель.

У разі роботи за схемою з трьома Утфель патока від утфеля II не є кінцевою. Вона ще раз уварюється на утфель III, з якого після кристалізації і центрифугування виходить ще один жовтий цукор і вже як відхід виробництва - меляса.
Очищення (аффінація) останнього жовтого цукру, розчинення жовтих цукрів в соку (клерованіе) з поверненням одержуваного при цьому розчину - клеровки з очищення сиропу.
Крім цих технологічних операцій здійснюються допоміжні процеси: отримання необхідних для очищення соку вапна і сатураційного (вуглекислого) газу шляхом спалювання сірки сульфітаціонного (сірчистого) газу для очищення соку та сиропу.
На деяких заводах здійснюються додаткові технологічні операції, що є як би продовженням основних процесів виробництва - сушка бурякового жому та виробництво на його основі комбікормів (збагачення жому добавками), отримання з меляси мікробіологічними шляхом лимонної кислоти.
Всі технологічні операції здійснюються в трьох основних відділеннях заводу: бурякопереробного, що включає подачу буряків на завод; сокоочисного, що включає випарки і отримання вапна, сатураційного і сульфатаціонного газів; продуктовому - варочно-центр кристалізації і пробелочном.

Очищення дифузійного соку
Крім цукру, в дифузійному соку містяться (приблизно 2%) та інші речовини, які називаються несахаров (солі фосфорної та інших кислот, білки), а також дрібні зважені частинки, що додають соку темний колір.
Очищення дифузійного соку від зважених часток і значної частини несахаров виробляють за допомогою вапна, а для подальшого видалення з соку вапна застосовують вуглекислоту. Вапно і вуглекислий газ отримують на цукрових заводах випалюванням вапняку (СаСО3 = СаО + СО2); його витрата складає 5-6% від ваги переробляється буряка.
Обробку дифузійного соку вапном (у вигляді вапняного молока) виконують у циліндричних котлах з мішалками - дефекатор. Під дією вапна несахара коагулюють і осідають або розкладаються, утворюючи кальцієві солі, що залишаються в розчині.
Оброблений вапном (дефекованний) сік надходить в сатуратор, де його обробляють вуглекислим газом. Під дією вуглекислого газу вапно перетворюється на вуглекислий кальцій СаСО3, який, випадаючи в осад, захоплює з собою і несахара.
Оброблений вуглекислим газом (сатурірованних) сік фільтрують на механічних фільтрах. При цьому від соку відділяється фільтропресового бруд, що містить вуглекислий кальцій, несахара і незначна кількість цукру (до 1% від ваги бруду).
Очищений дифузний сік зберігає темний колір, усувається при подальшій обробці соку сірчистим газом (його отримують спалюванням сірки). Процес обробки соку сірчистим газом називають сульфітацією.

Випарювання соку, уварювання сиропу і отримання цукру
Очищений сік надходить на випарну установку, де з нього видаляють більшу частину води. Сік набуває концентрацію сиропу (65% сухих речовин, у тому числі 60% цукру і 5% несахаров, що залишаються в дифузійному соку після його очищення).
Отриманий сироп знову відбілюють сірчистим газом і фільтрують, після чого уварюють в вакуум-апаратах. Уварювання сиропу триває 2,5 - 3 години при температурі близько 75 ° С (під вакуумом). В процесі уварювання відбувається кристалізація цукру. При цьому виходить продукт, що містить 55 - 60% кристалів цукру і званий Утфель першої кристалізації. Концентрація сухих речовин в утфелі досягає 92,5% (з них приблизно 85% цукру).
З вакуум-апаратів утфель спускають в мішалку, а потім направляють в центрифуги, де виробляється відділення маточного розчину від кристалів цукру. Відокремлений матковий розчин називають зеленою патокою. У ній міститься ще значна кількість цукру, а також не цукру.
Після видалення зеленої патоки, що залишився в центрифузі цукор промивають водою і пропарюють парою. В результаті цукор стає білим. При промиванні кристалів цукру в центрифузі утворюється рідина, що містить розчинений цукор - біла патока. Її повертають в вакуум-апарати для додаткового уварювання на утфель першої кристалізації, що дає білий цукор.
Цукор же з центрифуг направляють в сушильний барабан. Висушений цукор є вже цілком готовим Цукор же з центрифуг направляють в сушильний барабан. Висушений цукор є вже цілком готовим продуктом - цукровим піском, що містить до 99,75% чистого цукру, вважаючи на суху речовину.
Зелену патоку теж направляють у вакуум-апарати для ува-рнванія на утфель другий кристалізації. При цьому отримують жовтий цукор, що йде головним чином в кондитерську промисловість. Спеціальної обробкою жовтий цукор можна перетворити і в звичайний, білий.
Після виділення з утфеля другий кристалізації жовтого цукру отримують кормову патоку, або мелясу, що є відходом виробництва. Вихід кормової патоки становить близько 5% від ваги перероблених буряків.
З урахуванням втрат цукру в процесі виробництва (найбільше його втрачається в кормовій патоці - 9 - 14% міститься в буряку цукру) вихід його з буряка практично становить 12 - 13%. При цьому витрата буряка на 1 т цукру перевищує 7 - 8 т.
В процесі цукроваріння витрачається багато пари і гарячої води, зазвичай одержуваних в заводській котельної установки. Загальний витрата умовного палива на цукрових заводах (включаючи і витрата на випал вапняку) становить 11 - 12% від ваги переробляється буряка.
Цукробурякове виробництво характеризується великою витратою води на технологічні процеси. Він в 20 разів перевищує вагу переробляється буряка. З урахуванням використання оборотної води, витрата свіжої води теж досить значний і досягає 8 т на 1 т буряка.

Застосовують і інший спосіб виробництва кускового цукру -прессованіе отриманого з рафінадного утфеля увлажненного цукру-піску в формах. Так отримують пресований цукор, що володіє меншою твердістю, ніж литий.
Рідкий рафінад використовується в хлібопекарській промисловості та виробництві морозива.
Колір рафінаду повинен бути чисто білим, без плям, допускається блакитний відтінок, що отримується шляхом додавання ультрамарину.
Вихід готового цукру-рафінаду складає близько 98,5% до маси взятого в виробництво цукру-піску. Цукрово-рафінадні заводи в Одесі, Сумах та Черкасах працюють цілий рік.

Зведені дані по лініях для виробництва цукру