Tillverkning av socker från sockerbetor: teknikbeskrivning

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Sockerproduktion är de stora fabrikernas privilegium. När allt kommer omkring är tekniken ganska komplex. Råvaror bearbetas i kontinuerliga produktionslinjer. Sockerproduktionsanläggningar är som regel belägna i närheten av sockerbetsodlingsplatser.

Produktbeskrivning

Socker är i grunden en ren kolhydrat (sackaros) som smakar sött och behagligt. Det absorberas väl och säkerställer kroppens normala funktion (syn- och hörselskärpa, ett viktigt näringsämne för hjärnceller, deltar i bildningen av fetter). Missbruk av produkten leder till utveckling av sjukdomar (karies, övervikt, etc.).

Råvaror för produktion

Traditionellt i vårt land är denna produkt gjord av sockerbetor. Sockerproduktion kräver ett stort utbud av råvaror.

Betor är en representant för disfamiljen. Växer i två år, kulturen är resistent mot torka. Under det första året växer en rot, och sedan under det andra året utvecklas denstam, blommor och frön dyker upp. Massan av rotgrödan är 200-500 g. Massfraktionen av hårdvävnad är 75%. Resten är socker och andra organiska föreningar.

Betorskörden tar 50 dagar. Samtidigt fungerar anläggningarna i genomsnitt 150 dagar om året. För att tillhandahålla råvaror till sockerindustrin lagras betor i så kallad kagat (stora högar).

lagringsteknik för sockerbetor

Betor läggs i lager i högar på tidigare preparerade ytor. Om lagringstekniken kränks kommer betorna att gro och ruttna. När allt kommer omkring är rötter levande organismer. Ett kännetecken för groning är indexet för förhållandet mellan groddar och massan av hela frukten. Under förhållanden med hög temperatur och hög luftfuktighet börjar betorna att gro redan på den femte lagringsdagen. Samtidigt gror betorna, som ligger i den övre delen av högen, mest intensivt. Detta är ett extremt negativt fenomen, vilket leder till en minskning av effektiviteten av sockerproduktionen. För att minimera förlusterna från groning skärs toppen av frukterna av under skörden och själva grödan i högarna behandlas med en speciell lösning.

Det är viktigt att förvara frukterna i högar noggrant, försök att inte skada dem. När allt kommer omkring är skadade områden på fostret en svag punkt som först och främst påverkas, och sedan friska vävnader.

Utvecklingen av bakterier påverkas avsevärt av temperatur- och luftfuktighetsnivåer. Om du bibehåller den rekommenderade luftsammansättningen och temperaturen1-2 °C, sedan saktar sönderfallsprocesserna ned (utvecklas ibland inte).

Betor som lagras är extremt förorenade (jord, gräs). Smuts försämrar luftcirkulationen i högen, framkallar ruttnande processer.

Därför rekommenderas att tvätta betorna och förvara dem tvättade. Under de senaste åren har speciella anordningar använts i stor utsträckning för att blåsa ut ogräs, halm och smuts.

Betoravkastning

En av de viktigaste uppgifterna är att öka utbytet av sockerbetor. Det beror på många faktorer. Sockerproduktionen beror direkt på insamlingsvolymen, såväl som på den tekniska kvaliteten på råvarorna.

För det första beror de tekniska egenskaperna hos odlade rödbetor på vilka frön som används. Modern teknik gör det möjligt att kontrollera biologiska och andra egenskaper. Kvalitetskontroll av fröer kan avsevärt öka avkastningen per hektar sådd yta.

Metoden att odla rödbetor är också viktig. En betydande ökning av avkastningen observeras med den så kallade åsodlingsmetoden (avkastningstillväxten varierar från 15 till 45%, beroende på regionens klimategenskaper). Kärnan i metoden är som följer. På hösten häller speciella maskiner åsar, tack vare vilka jorden aktivt absorberar och ackumulerar fukt. Därför, på våren, mognar jorden tillräckligt snabbt, vilket skapar gynnsamma förhållanden för sådd, tillväxt och utveckling av frukter. Dessutom är betor mycket lättare att skörda: jordtätheten på åsarna är relativt låg.

Det är märkligt att denna teknik föreslogs av den sovjetiske vetenskapsmannen Glukhovsky i det avlägsna 20-talet av förra seklet. Och relativt nyligen introducerades metoden i avancerade länder.

Trots den stora effektiviteten har denna teknik inte fått någon bred tillämpning. Anledningen till detta är bristen på och den höga kostnaden för specialutrustning. Produktionen av socker från betor har därför förutsättningar att utvecklas och nå en ny teknisk nivå.

Betor bör skördas före frost. Leveranser till företag av utgrävda betor kan utföras enligt flödesprincipen eller genom flödesomlastningsmetoden. För att minska förlusten av sackaros under långtidslagring vid omlastningsbaser täcks frukterna med halm.

Produktionsprocess

En genomsnittlig sockerfabrik i Ryssland kan bearbeta flera tusen ton råvaror (sockerbetor). Imponerande, eller hur?

Produktionen är baserad på komplexa kemiska processer och reaktioner. Kärnan är följande. För att få sockerkristaller är det nödvändigt att isolera (extrahera) sackaros från råvaror. Sedan separeras socker från onödiga ämnen och en ätfärdig produkt (vita kristaller) erhålls.

Sockerproduktionstekniken består av följande operationer:

• rengöring från smuts (tvätt);
• mottagning av marker (hackning, malning);
• sackarosextraktion;
• juicefiltrering;
• förtjockning (avdunstning av fukt);
• kokande massa(sirap);
• separation av melass från socker;
• torkning av socker.

Sockerbetstvätt

När råvaror kommer till sockerfabriken hamnar de i en slags bunker. Den kan placeras både under jord och utanför. Med en kraftig riktad vattenstråle sköljs sockerbetorna ur behållaren. Rotgrödor faller på transportören, under vars rörelse råvarorna förrenas från alla typer av skräp (halm, gräs, etc.).

Krossa rotfrukter

Att producera socker från betor är omöjligt utan att mala dem. Så kallade betskärare spelar in. Resultatet är tunna strimlor av sockerbetor. Inom sockerproduktionstekniken är det sätt på vilket bitarna skärs mycket viktigt: ju större yta desto mer effektivt separeras sackarosen.

Sackarosextraktion

Betflisen matas genom transportören in i diffusionsapparaten med skruv. Socker separeras från chipsen med varmt vatten. Flisen matas genom skruven och varmt vatten strömmar mot den, som utvinner sockret. Förutom sockret i sig bär vatten även med sig andra lösliga ämnen. Processen är ganska effektiv: vid utgången innehåller massan (de så kallade betchipsen) endast 0,2-0,24% socker i massfraktion. Vatten, mättat med sockerarter och andra organiska ämnen, blir grumligt och skummar kraftigt. Denna vätska kallas även diffusionsjuice. Den mest kompletta bearbetningen är endast möjlig när råmaterialet värms upp till 60 grader. Vid denna temperatur koagulerar proteinerna och sticker inte ut från betorna. Sockerproduktionen slutar inte där.

Diffuserande juicerening

Från vätskan är det nödvändigt att ta bort de minsta suspenderade partiklarna av betor och lösta organiska ämnen. Tekniskt sett kan upp till 40 % av biprodukterna tas bort. Det som blir kvar ackumuleras i melasset och avlägsnas först i slutskedet av produktionen.

Juice uppvärmd till 90°C. Sedan bearbetas den med lime. Som ett resultat faller proteiner och andra ämnen som finns i juicen ut. Denna operation utförs på specialutrustning inom 8-10 minuter.

Nu måste du ta bort kalken. Denna process kallas mättnad. Dess väsen är som följer: juicen är mättad med koldioxid, som går in i en kemisk reaktion med kalk och bildar kalciumkarbonat, som fälls ut och absorberar olika föroreningar. Juicens transparens ökar, den blir lättare.

Saften filtreras, värms upp till 100 °C och återmättas. I detta skede utförs en djupare rening från föroreningar, varefter saften åter skickas för filtrering.

Juice måste vara missfärgad och förtunnad (inte så trögflytande). För detta ändamål leds svaveldioxid genom den. Svavelsyra bildas i juicen - ett mycket starkt reduktionsmedel. Reaktion med vatten producerar en viss mängd svavelsyra som frigör väte, som i sin tur gör juicen ljusare.

Efter grov och ren mättnad är uteffekten 91-93 % av den ursprungliga volymen av hög kvalitet,blekt juice. Procentandelen sackaros i den resulterande volymen juice är 13-14%.

Avdunstning av fukt

Producerad i två steg med hjälp av specialutrustning. För produktion av socker i det första steget är det viktigt att få en tjock sirap med en torrh alt på 65-70%. Den resulterande sirapen genomgår ytterligare rening och utsätts återigen för indunstningsprocedur, denna gång i speciella vakuumanordningar. Det är nödvändigt att erhålla en viskös tjock substans med en sackarosh alt på 92-93%.

Om du fortsätter att avdunsta vatten blir lösningen övermättad, kristallisationscentra uppstår och sockerkristaller växer. Den resulterande massan kallas massecuite.

Kokpunkten för den resulterande massan är 120 °C under normala förhållanden. Men ytterligare kokning utförs i vakuum (för att förhindra karamellisering). Under förhållanden nära vakuum är kokpunkten mycket lägre - 80 °C. Denna massa vid förångningsstadiet i en vakuumapparat "legeras" med strösocker. Vad stimulerar tillväxten av kristaller.

Separation av socker från melass

Sockermassa går till centrifuger. Där separeras kristallerna från melassen. Vätskan som kommer ut efter att sockerkristallerna separerats är grön melass.

Sockerkristaller ligger kvar på centrifugtrummans nät, som behandlas med varmt vatten och ångas för att bleka. I detta fall bildas den så kallade vita melassen. Detta är en lösning av socker och resterna av grön melass i vatten. Vit melass genomgår sekundär bearbetning ivakuummaskiner (för att minimera förluster, förbättra produktionseffektiviteten).

Grön melass går till en annan apparat för att koka. Som ett resultat erhålls den så kallade andra massecuiten, från vilken gult socker redan erhålls. Det löser sig i juice efter den första rengöringen.

Torkningssocker

Sockerproduktionscykeln är ännu inte klar. Innehållet i centrifugen avlägsnas och skickas för att torka. Efter centrifugeringen är sockrets fukth alt cirka 0,5 % och temperaturen är 70°C. I en torktumlare av trumtyp torkas produkten till en fukth alt på 0,1 % (detta säkerställs till stor del av resttemperaturen efter centrifugerna).

Waste

De huvudsakliga restprodukterna från sockerproduktion från sockerbetor är massa (de så kallade rotspån), melass, filterpressslam.

Betmassa är upp till 90 viktprocent av råvarorna. Fungerar som bra foder för boskap. Det är olönsamt att transportera massa över långa avstånd (på grund av hög luftfuktighet är den mycket tung). Därför köps och används den av gårdar som ligger nära sockerproduktionsanläggningar. För att förhindra skador på massan bearbetas den till ensilage.

I vissa sockerproduktionsanläggningar pressas spån från sockerbetor (upp till 50 % av fukten avlägsnas) och torkas sedan i speciella kammare. Som ett resultat av sådan bearbetning är massan av massa, färdig att användas som avsett och transporteras över långa sträckor, inte mer än 10 % av dess ursprungliga massa.

Melassa –fodermelass - erhålls efter bearbetning av den andra massören. Dess volym är 3-5 viktprocent av råvaran. Det är 50% socker. Fodermelass är en viktig komponent i produktionen av etylalkohol, såväl som i produktionen av djurfoder. Dessutom används det i jästproduktion, vid tillverkning av citronsyra och till och med läkemedel.

Mängden filterpressslam når 5-6 % av massan av obearbetade råvaror. Används som gödningsmedel för jordbruksjordar.

Tillverkning av raffinerat socker

Tillverkningen av raffinerat socker sker vanligtvis vid själva sockerfabrikerna. Som en del av sådana anläggningar finns särskilda verkstäder. Men tredjepartsorganisationer som köper strösocker från fabriker kan också producera raffinerat socker. Enligt metoden för att erhålla raffinerat socker kan det gjutas och pressas.

Sekvensen av tekniska operationer vid produktion av raffinerat socker är som följer.

Socker löses i vatten. Den tjocka sirapen bearbetas för att avlägsna olika färgämnen. Efter rening kokas sirapen i en vakuumkammare och den första raffinerade massekuiten erhålls. För att eliminera gulhet tillsätts ultramarin till vakuumkammaren (0,0008 viktprocent av sirapen, inte mer). Kokningsprocessen liknar kokningsprocessen när man får socker.

Raffinerad massör måste ha avstånd. En tjock massa bildas (slurry med en fukth alt på 3%, inte mer), som pressas. Resultatet är ett raffinerat socker som tar formen av en press. Att bli förfinad i formenhuvuden, massör hälls i lämpliga former. I botten av formen finns ett speciellt hål genom vilket den återstående lösningen rinner ut. Vått raffinerat socker torkas med varmluft tills fuktindexet minskar till ett värde av 0,3-0,4%. Sedan återstår bara att vänta tills sockerklumparna svalnat, skär (vid behov) och packa.