21.05.2019     0
 

Процесс производства сахара из сахарной свеклы


Мойка сахарной свеклы

На период 2016-2017 гг. производство сахара по всей стране заметно увеличилось. Среди определяющих факторов, которые повлияли на успех сахарного бизнеса в России, можно выделить:

  1. Увеличение посевной площади растительных культур (сахарной свеклы, сахарного тростника);
  2. Инвестирование государства и частных компаний;
  3. Модернизация промышленности (покупка нового оборудования, уменьшение количества необходимого сырья и топлива).

По итогу валовая продукция сахара по России увеличилась на 35%. И это несмотря на то, что за период 2016-2017 погодные условия были далеки от идеальных. Особенно это ощущалось при сборе сахарной свеклы в южных частях России, где осенью часто выпадали осадки.

Экспорт сахара оставляет желать лучшего. Подавляющая часть продукции сбывается как внутри страны, так и на общих рынках пограничных государств. Среди сильнейших конкурентов можно отследить Беларусь, Украину, Азербайджан, Бразилию. Не остаются далеко позади и другие страны ЕС.

Сахарный бизнес – это прибыльное дело на территории России. Поэтому неудивительно, что здесь наблюдается высокая конкуренция. Около 33 крупных производителей сахара сейчас зарегистрировано в России (и это без учета частных предприятий). Поэтому новичку придется сильно постараться, чтобы его продукция успешно продавалась на внутреннем рынке.

Стоит учитывать, что потребление сахара вряд ли будет увеличиваться в ближайшее время. С нынешней финансовой ситуацией далеко не каждый может позволить себе закупить сахара в прок: только на общие потребности. Постепенно уменьшается сбыт сахара и в летние сезоны, т.к. привычные «ритуалы» заготовки варенья и компота уже уходят в прошлое.

Получение сахара из свеклы – это многоступенчатый процесс, который проходит в несколько этапов:

  1. Очистка сырья от примесей. Сахарная свекла по транспортеру попадает в свекломойку, где она очищается и отделяется от тяжелых и легких примесей;
  2. Нарезка свеклы в стружку. Используется для этого специальный аппарат с максимально отточенными лезвиями. Мелкая стружка, полученная при обрабатывании свеклы, легче поддается дальнейшей обработке;
  3. Выделение сока из стружки. Диффузионный аппарат выделяет из стружки сок темного цвета, в котором содержится 13% сахара. Полученная жидкая смесь должна пройти несколько стадий очистки;
  4. Очистка сока. Здесь основной метод – осаждение несахаров с помощью извести и углекислого газа. В специальных установках фильтруется сок с осажденными веществами, и на выходе получаем сок светло-желтого цвета с процентным содержанием сахара 13%. Дальше он осветляется при добавлении SO2;
  5. Сгущение сока. Для выделения сахара в виде кристаллов 13% его содержания недостаточно. Концентрацию повышают путем сгущения сока до сиропа на выпарной установке (60-75% сахара);
  6. Получение кристаллизованного сахара. В вакуум-установках сироп проходит обработку, и в результате образуется желтый кристаллизованный сахар с оттеком (жидкостью) в соотношении 1:1. Такая смесь называется утфель.
  7. Дальнейшая обработка утфеля и получение белого сахара. Утфель повторно попадает в центрифугу, после чего образуется сахар более высокого качества.

На выходе при производстве сахара из сахарной свеклы мы получаем собственно сахар, а также продукты переработки: мелассу, жом и фильтрационный осадок.

Меласса содержит 50% сахара, однако дальнейшей обработке в центрифуге не подвергается. Этот ресурс может быть использован при производстве спирта, лимонной кислоты, корма для животных. Из фильтрационного осадка изготавливают удобрения. Жом используется как источник для производства корма. Все это можно использовать как дополнительный источник дохода.

Существует два основных вида сырья для сахарного производства.

Сахарная свекла

Корни этой культуры содержат до 20% сахарозы. Выращивают свеклу преимущественно в Европейских странах с умеренным климатом. Но к числу крупных производителей свекловичного сырья также относится Турция и Египет. Современная агротехника позволяет выращивать данную техническую культуру на всех континентах в любых климатических условиях.

Сахарный тростник

Это травянистое злаковое растение, похожее на бамбук. Произрастает в странах с тропическим или субтропическим климатом. Основные производители – Куба и Бразилия. Стебли растения содержат сахарозы чуть меньше, чем сахарная свекла, но благодаря высокой урожайности выход сахара с 1 га тростника получается в 2 раза больше.

Сахарный тростник

Сахарный тростник

Сахар можно производить из таких растений:

  • сахарный клен (Канада);
  • стебли сорго (Китай);
  • крахмалистый рис (Япония);
  • пальмовый сок (Юго-Восточная Азия).

Продукт из такого сырья можно назвать экзотическим. В повседневном питании он используется редко.

Первое место в мировом производстве сахара из свеклы занимает США, второе – Россия. Технологический процесс за последние 200 лет почти не претерпел никаких изменений: основные этапы сахарного производства остались прежними, но стали высоко автоматизированными.

Получение сахара и сахарной свеклы

Получение сахара и сахарной свеклы

Сахарная промышленность – это безотходное производство, использующее сахарные тростник и свеклу. Получая сахарный песок из корнеплодов, отходы производства повторно используют в технологическом процессе и других отраслях:

  • Свекловичная пульпа (жом) – мякоть свеклы. Используется для кормления скота.
  • Меласса, или патока. Используется в кулинарии, спиртовой промышленности и как корм для скота.

Даже дефекационные отходы после очистки свекольного сока имеют много полезных элементов:

  • известь;
  • органические вещества;
  • азот;
  • фосфор;
  • калий;
  • серу.

Это дает возможность использовать дефекационную грязь как удобрение.

Делают сахар из свеклы на заводах в сезон (сентябрь–декабрь), по истечении которого в качестве сырья используется тростниковый сахар-сырец. Различают сахарное и рафинадное производство. Для изготовления сахара-рафинада производится рафинация (очистка) сахарного сиропа или перекристаллизация готового сахара. Рафинад отличается твердостью, чисто белым цветом, иногда с голубизной, и отсутствием несахаров.

Другой вид продукта – сахар-кандис. Его еще называют леденцовым или каменным. Делают сахар-кандис путем длительного уваривания перенасыщенного сиропа с последующей естественной кристаллизацией. Встречается кандис белый и коричневый. Сахар-сырец из свеклы, в отличие от тростникового сырца, который имеет полезные свойства, – условно-съедобный, у него неприятные запах и вкус. Пищевая промышленность использует еще 1 вид сахара – жидкий, белого или янтарного цвета.

Свекла укладывается слоями в кагаты на предварительно подготовленных участках. При нарушении технологии хранения свекла будет прорастать и гнить. Ведь корнеплоды являются живыми организмами. Характеристикой прорастания является индекс отношения ростков к массе всего плода. В условиях повышенной температуры и большой влажности свекла начинает прорастать уже на пятые сутки хранения.

Процесс производства сахара из сахарной свеклы

При этом свекла, которая находится в верхней части кагата, прорастает наиболее интенсивно. Это крайне негативное явление, которое приводит к понижению эффективности сахарного производства. Чтобы минимизировать потери от прорастания, при уборке урожая обрезаются верхушки плодов, а сам урожай в кагатах обрабатывается специальным раствором.

Важно складировать плоды в кагаты аккуратно, стараясь их не повредить. Ведь поврежденные участки плода являются слабым местом, которое поражается прежде всего, а затем уж и здоровые ткани.

На развитие бактерий существенное влияние оказывает температура и уровень влажности. Если поддерживать рекомендованный состав воздуха и температуру 1-2 °C, то процессы гниения замедляются (порой и не развиваются).

Свекла, которая поступает на хранение, чрезвычайно загрязнена (земля, трава). Грязь ухудшает циркуляцию воздуха в кагате, провоцирует процессы гниения.

Поэтому рекомендуется мыть свеклу и хранить ее в мытом виде. В последние годы широко применяются специальные устройства, которые выдувают сорняки, солому и грязь.

При поступлении сырья на завод по производству сахара оно попадает в своеобразный бункер. Он может располагаться как под землей, так и снаружи. Мощной направленной струей воды сахарная свекла вымывается из бункера. Корнеплоды попадают на транспортер, при движении которого происходит предварительная очистка сырья от всевозможного мусора (солома, трава и т.д.).

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.

Оборудование:

  • 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.

Оборудование:

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

Диффузия

Основная задача диффузионной установкивымывание сахара из корнеплодов. Стружка обрабатывается горячей водой, и отдаёт сахарозу и другие микроэлементы жидкости. Процесс происходит при определённой температуре и без доступа к воздуху.

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.

Оборудование:

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

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

Предлагаем ознакомиться:  Можно ли замораживать вареную свеклу и морковь

Урожайность свеклы

Одной из важнейших задач является повышение урожайности сахарной свеклы. Она зависит от множества факторов. Производство сахара напрямую зависит от объемов сбора, а также от технологического качества сырья.

В первую очередь технологические качества возделываемой свеклы зависят от используемых семян. Современные технологии позволяют контролировать биологические и другие характеристики. Контроль качества семян позволяет значительно увеличить урожайность с гектара посевных площадей.

Также немаловажен способ возделывания свеклы. Существенное повышение урожайности наблюдается при так называемом гребневом способе возделывания (рост урожайности составляет от 15 до 45 % в зависимости от климатических особенностей региона). Суть метода состоит в следующем. Осенью специальные машины насыпают гребни, благодаря чему земля активно впитывает и накапливает влагу.

Любопытно, что данная технология была предложена советским ученым Глуховским в далекие 20-е годы прошлого столетия. И сравнительно недавно метод был внедрен в передовых странах.

Несмотря на большую результативность, данная технология не нашла широкого применения. Причиной тому отсутствие и дороговизна специального оборудования. Производство сахара из свеклы поэтому имеет перспективы развития и выхода на новый технологический уровень.

Уборка свеклы должна быть проведена до наступления заморозков. Поставки на предприятия выкапываемой свеклы могут осуществляться по поточному принципу либо поточно-перевалочным способом. Для того чтобы снизить потери сахарозы при длительном хранении на перевалочных базах, плоды накрываются соломой.

Техпроцесс производства

Среднестатистический завод по производству сахара в России способен перерабатывать несколько тысяч тонн сырья (сахарной свеклы). Впечатляет, не так ли?

В основе производства лежат сложные химические процессы и реакции. Суть сводится к следующему. Для получения кристаллов сахара нужно выделить (экстагировать) сахарозу из сырья. Затем отделяют сахар от ненужных веществ и получают продукт, готовый к употреблению (кристаллы белого цвета).

Технология производства сахара состоит из следующих операций:

  • очистка от грязи (мытье);
  • получение стружки (шинкование, измельчение);
  • извлечение сахарозы;
  • фильтрация сока;
  • сгущение (выпаривание влаги);
  • уваривание массы (сиропа);
  • отделение патоки от сахара;
  • просушивание сахара.

Как организовать завод по производству сахара

Поиск помещения

Помещение для производства должно быть достаточно большим, т.к. изготовление сахара требует много габаритного оборудования. Отдельно стоит уделить внимание складу, т.к. сахар имеет свойство впитывать запахи. Соответственно, на складе должна быть хорошая вентиляция и сухость.

Проще всего купить готовое помещение. При подписании договора стоит учитывать «возраст» как оборудования, так и самой площадки производства. Также не исключен вариант самостоятельно подобрать помещение и купить необходимое оборудование, но на этом этапе можно наделать кучу ошибок. Особенно это касается начинающих бизнесменов.

Сахарная свекла

К основным блокам сахарного завода относятся:

  • производственный цех;
  • склад для сырья и продукции;
  • комнаты личной гигиены;
  • бытовые комнаты для персонала.

И естественно, помещение должно обустраиваться в соответствии со всеми требованиями закона РФ. Это важно, т.к. начинающие производители могут попасть на крупный штраф.

Финансовая сторона бизнеса

По данным статистических исследований, любой житель нашего государства употребляет в год примерно 20 килограммов сахара. Продукт пользуется постоянным спросом, и если наладить изготовление сахара как предпринимательство, то оно принесет высокий доход.

Более 90% сахара в России вырабатывают из импортного сырьевого материала. Цены на него довольно высокие.

Если использовать местное сырье, можно значительно выиграть на различии отпускной цены.

Процесс производства сахара из сахарной свеклы

Подобное производство требует приличного стартового капитала. Нужно купить недешевое оборудование и нанять квалифицированных рабочих. Организовать бизнес можно двумя способами:

  1. Приобрести уже готовый завод. Вы сразу получаете налаженное производство с высокой мощностью, инфраструктурой и нередко с отработанными каналами поставок. Однако требуется максимальная осторожность, ведь порой предлагают разрушающиеся здания с устаревшей техникой. Чтобы не попасть в такую ситуацию, воспользуйтесь услугами грамотного оценщика.
  2. Купить либо арендовать нужное помещение и самому скомпоновать производственный цех из разнообразных машин и агрегатов. Для начинающего бизнесмена это наиболее подходящий способ.

Реализовывать продукцию можно оптом гипермаркетам, кондитерским фабрикам, предприятиям общепита и консервным заводам.

Дополнительную прибыль принесет продажа производственных отходов: жмыха, патоки и мелассы. Их сбывают поставщикам сырьевого материала или по товарообмену.

В бизнес-план перед открытием производства нужно внести все предварительные расчеты. При правильном планировании вы сможете избежать серьезных ошибок в начале работы.

Основная часть первоначальных вложений уйдет на приобретение производственной линии и приобретение сырья. Если вы планируете открыть предприятие с суточной производительностью около 100 тонн, в статью расходов на покупку оборудования нужно внести как минимум 10 000 000 рублей. Мини-заводик в базовой комплектации стоит около 1 200 000. Но более 10 тонн в сутки он не «поднимет».

Кроме того, необходимо учесть следующие расходы (в рублях):

  • оформление документов – 50 000;
  • аренда помещения за первый месяц – 10 000;
  • зарплата рабочим за аналогичный период – 150 000;
  • закупка сырья (при средней цене от 5 000 рублей за тонну) – 2 000 000;
  • расходы на покупку кассы и онлайн-бухгалтерию – 30 000;
  • транспортные и непредвиденные расходы – 40 000;
  • создание сайта и рекламные акции – 20 000.

Итого на старте предпринимателю нужно иметь 3 500 000 рублей. В ежемесячные расходы войдут докупка сырья, аренда, зарплата, транспортные и непредвиденные расходы. Они составят не меньше 1 000 000 рублей.

Свекольный сахарный песок при оптовой продаже стоит в среднем 35 рублей за кило. Если производится ежесуточно 10 тонн продукции, то за 22 смены в месяц выходит 220 тонн сахара. Если удастся продать весь и обойтись без убытков, то вы выручите 7700 000 рублей. При грамотном подходе к поставкам сырья и сбыту, предприятие способно окупиться за один месяц.

Сахарное производство требует немалых вложений на старте. Поэтому анализ экономической ситуации на период открытия завода по производству сахара – это одна из основных задач бизнесмена.

Покупка готового помещения со всем оборудованием стоит около 30 млн. руб. без учета заработной платы сотрудникам, поставки сырья и рекламы (на что уйдет еще 1-5 млн. руб.). Есть также вариант аренды помещения и налаживания собственной линии производства. Здесь стартовый капитал должен быть не менее 5 млн. руб. при условии хорошей прибыли и большого количества продукции.

Из какого корнеплода делают в России?

Производство сахара из свеклы невозможно без ее измельчения. В дело вступают так называемые свеклорезки. На выходе получаются тонкие полосы из сахарной свеклы. В технологии производства сахара способ нарезания кусков имеет очень важное значение: чем больше площадь поверхности, тем эффективнее отделяется сахароза.

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%.

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.

Поиск каналов поставок сырья для производства

Сахарный тростник

Сахарный тростник

Сахарный тростник

Процесс производства сахара из сахарной свеклы

Сахар — практически чистая сахароза (С12Н22О11), обладающая сладким вкусом, легко и полностью усваиваемая организмом, способствующая быстрому восстановлению затраченной энергии. Сахароза — это дисахарид, который под действием кислоты или фермента расщепляется на глюкозу и фруктозу (инвертный сахар).

Инвертный сахар благодаря фруктозе гигроскопичен. Он предохраняет варенье от засахаривания, замедляет процесс черствения хлеба, предохраняет от высыхания кондитерские изделия (мармелад, пастилу, зефир, помадку и др.).

Сахароза хорошо растворяется в воде, при повышении температуры ее растворимость возрастает. В растворах сахароза является сильным дегидратором. Она легко образует пересыщенные растворы, кристаллизация в которых начинается только при наличии центров кристаллизации. Скорость этого процесса зависит от температуры, вязкости раствора и коэффициента пересыщения.

Исходным сырьем для получения сахара являются сахарная свекла и сахарный тростник. Благодаря более высокой урожайности сахарного тростника по сравнению с сахарной свеклой с каждого гектара его посевов получают сахара примерно в 2 раза больше, хотя содержание сахарозы в стеблях сахарного тростника несколько меньше, чем в сахарной свекле.

Сахарная промышленность выпускает следующие виды сахара:

  • сахар-песок — сыпучий пищевой продукт белого цвета (без комков), имеющий сладкий вкус без посторонних привкусов и запахов (с содержанием влаги не более 0,14 %, сахарозы не менее 99,75 %, металлопримесей не более 3 мг на 1 кг сахара, с размерами на более 0,3 мм);
  • сахар жидкий — жидкий пищевой продукт светло-желтого цвета, сладкий на вкус, без посторонних привкусов и запахов (с содержанием сахарозы не менее 99,80 % для высшей категории и не менее 99,5 % для первой категории, с содержанием сухих веществ не менее 64 %);
  • сахар-рафинад — кусковой прессованный сахар, рафинадный сахар-песок и рафинадная пудра белого цвета, сладкие на вкус, без посторонних привкусов и запахов (с содержанием сахарозы не менее 99,9 %, редуцирующих веществ не более 0,03 %, влаги не более 0,2 %).

Основной ресурс для производства – это сахарная свекла или сахарный тростник. Поставщиками могут быть как отечественные предприниматели, так и зарубежные конкуренты (Франция, Германия, США). Сейчас практикуется использование альтернативных видов сырья, среди которых выделяют:

  1. Японский крахмальный рис;
  2. Сок пальмы из Азии;
  3. Стебли хлебного сорго из Китая.
Предлагаем ознакомиться:  Как засолить капусту с яблоками в банке

Извлечение сахарозы

Извлечение сахара из свекловичной стружки производят выщелачиванием теплой водой и диффузионным соком и основано на явлениях диффузии и осмоса через проницаемые стенки клеток сахарной свеклы.

Выщелачивание происходит в диффузионных батареях, состоящих из 12 – 16 диффузоров. Диффузоры, представляющие собой металлические цилиндры емкостью 5-10 м3, снабжены устройствами для загрузки стружки и выгрузки жома. Содержимое диффузоров подогревают циркулирующим по трубам внутри диффузора паром. Температура в диффузоре достигает 60 °С и более. При такой температуре свертывается протоплазма клеток, что облегчает выщелачивание из них сахара.

Выщелачивание сахара в диффузионной батарее осуществляется постепенно. Диффузионный сок, переходя от одного диффузора к другому, постепенно насыщается сахаром, пока содержание сахара в соке не приблизится максимально к сахаристости свеклы.

Процесс производства сахара из сахарной свеклы

Первый диффузор батареи загружают стружкой и заливают теплой водой, заполняющей в диффузоре все пространство между стружкой.

Если сахаристость свежезагруженной свекловичной стружки составляет 18% (она может быть и немного больше и меньше), то после выщелачивання водой части сахара и достижения диффузионного равновесия сахар в стружке и воде распределяется поровну и сахаристость стружки и полученного сока становится одинаковой: она составляет 9% (18:2).

Полученный в первом диффузоре сок переводят во второй, загруженный свежей стружкой. По достижении диффузионного равновесия сахар в стружке и соке во втором диффузоре распределяется поровну, и сахаристость сока составляет 13,5% ((18 9)/2).

Из второго диффузора сок переводят в третий, также заполненный свежей стружкой. Сахаристость сока в нем достигает 15,75% ((18 13,5)/2) и т.д. В последнем диффузоре сахаристость сока мало отличается от сахаристости свежей свекловичной стружки.

Так как в стружке в первом диффузоре остается еще 9% сахара (в сок переходит только 9 из 18%, содержащихся в свежей стружке), для извлечения сахара его вторично заливают чистой водой.

Процесс производства сахара из сахарной свеклы

По установлению диффузионного равновесия в первом диффузоре вновь получается сок, хотя уже с меньшей сахаристостью: (9:2=4,5%). Этот сок затем переводят во второй диффузор, где сахаристость стружки составляет 13,5%. Диффузионный сок здесь получается с сахаристостью 9% ((13, 5 4,5)/2). Переводя этот сок в третий диффузор, где сахаристость стружки составляет 15,75%,  получают сок с содержанием сахара 12,37% и т.д.

Таким образом, когда установлена работа диффузионной батареи, на свежую, свекловичную стружку подают, наиболее концентрированный сок, а на более или менее обессахаренную стружку подают либо сок слабой концентрации, либо чистую воду.

Этим способом удается максимально извлекать сахар из свекловичной стружки и получать диффузионный сок высокой концентрации. Потери сахара в жоме при этом составляют всего 0,2 – 0,25%.

Перемещение сока от одного диффузора к другому осуществляется благодаря небольшому давлению, создаваемому при накачивании воды в первый диффузор.

В последнее время на сахарных заводах получают применение диффузионные аппараты непрерывного действия, заменяющие диффузионные батареи, загружаемые и разгружаемые периодически.

С одной стороны в действующий диффузионный аппарат непрерывно подают свекловичную стружку, которая движется навстречу поступающей с противоположной стороны воде. Непрерывно омывающая стружку вода выщелачивает из нее сахар и постепенно превращается в обогащенный сахаром диффузионный сок, который выводят из диффузионного аппарата. Так же непрерывно из аппарата выводят обессахаренную стружку – жом.

на выходе жом (так называется стружка свеклы) содержит лишь 0,2-0,24 % сахара по массовой доле. Вода, насыщаясь сахарами и другими органическими веществами, становится мутной и сильно пенится. Эту жидкость еще называют диффузионным соком. Наиболее полная переработка возможна лишь при нагреве сырья до 60 градусов. При данной температуре белки сворачиваются и не выделяются из свеклы. Производство сахара на этом не заканчивается.

Особенности производства и потребления готовой продукции

На всех сахарных заводах действует типовая схема получения сахара — песка из сахарной свеклы с непрерывным обессахариванием свекловичной стружки, прессованием жома и возвратом жомопрессовой воды в диффузионную установку, известково-углекислотной очисткой диффузионного сока, тремя кристаллизациями и аффинацией желтого сахара III кристаллизации.

В корнеплодах сахарной свеклы содержится 20…25 % сухих веществ, из них содержание сахарозы колеблется от 14 до 18 %. Сахарозу извлекают из свеклы диффузионным способом. Полученный диффузионный сок содержит 15…16 % сухих веществ, из них 14…15 % сахарозы и около 2 % несахаров. Чтобы избавиться от несахаров проводят очистку диффузионного сока известью (дефекация) с последующим удалением ее избытка диоксидом углерода (сатурация).

Для снижения цветности и щелочности фильтрованный сок II сатурации обрабатывают диоксидом серы (сульфитация). Сгущение сока ведут в два этапа: сначала его сгущают на выпарной установке до содержания сухих веществ 55…65 % (при этом сахароза еще не кристаллизуется), а затем после дополнительной очистки вязкий сироп на вакуум-аппарате сгущают до содержания сухих веществ 92,5.. .

93,5 % и получают утфель. Готовый утфель I кристаллизации центрифугируют, получая кристаллы сахара и два оттека. Сахар-песок выгружают из центрифуги с содержанием влаги 0,8… 1 % и высушивают горячим воздухом температурой 105… 110 °С до 0,14 % (при бестарном хранении массовая доля влаги в сахаре-песке должна быть 0,03…0,04 %).

Норма потребления сахарозы составляет 75г в день, включая сахар, находящийся в других пищевых продуктах.

Период уборки сахарной свеклы длится 40.. .50 сут. в году. Средняя производственная мощность одного завода составляет 2,84 тыс. т переработки свеклы в сутки с коэффициентом извлечения сахара из свеклы 72 %.

Сахарный бизнес – это отрасль с высоким уровнем конкуренции на рынке. Естественно, для обладателя таким производством вопрос маркетинга остается открытым. Что необходимо сделать при открытии новой фирмы?

  1. Наладить пути сбыта продукции. Это могут быть общепиты, продуктовые магазины, производства кондитерских изделий. Не стоит забывать и о дополнительных источниках заработка в виде отходов (меласса, жом, фильтрационный осадок);
  2. Создать свой собственный сайт. Так вам будет легче «пиарить» свою продукцию и предоставлять информацию о ней;
  3. Придумать оригинальную эмблему, разработать свой бренд. Не забываем о собственном оформлении упаковок для сахара.

Одним из важнейших шагов, позволяющих достичь успеха в выбранном бизнесе, является создание грамотного подробного бизнес-плана, который позволит представить себе всю «картину» будущей деятельности и избежать многих ошибок, свойственных начинающим предпринимателям.

Производство сахара в видеосюжете

Очистка диффузионного сока

Кроме сахара, в диффузионном соке содержатся (примерно 2%) и другие вещества, называемые несахарами (соли фосфорной и других кислот, белки), а также мелкие взвешенные частицы, придающие соку темный цвет.

Процесс производства сахара из сахарной свеклы

Очистку диффузионного сока от взвешенных частиц и значительной части несахаров производят при помощи извести, а для последующего удаления из сока извести применяют углекислоту. Известь и углекислый газ получают на сахарных заводах обжигом известняка (СаСО3=СаО СО2); его расход составляет 5-6% от веса перерабатываемой свеклы.

Обработку диффузионного сока известью (в виде известкового молока) производят в цилиндрических котлах с мешалками – дефекаторах. Под действием извести несахара коагулируют и осаждаются или разлагаются, образуя кальциевые соли, остающиеся в растворе.

Обработанный известью (дефекованный) сок поступает в сатуратор, где его обрабатывают углекислым газом. Под действием углекислого газа известь превращается в углекислый кальций СаСО3, который, выпадая в осадок, увлекает с собой и несахара.

Обработанный углекислым газом (сатурированный) сок фильтруют на механических фильтрах. При этом от сока отделяется фильтрпрессовая грязь, содержащая углекислый кальций, несахара и незначительное количество сахара (до 1% от веса грязи).

Очищенный диффузионный сок сохраняет темный цвет, устраняемый при последующей обработке сока сернистым газом (его получают сжиганием серы). Процесс обработки сока сернистым газом называют сульфитацией.

Процесс производства сахара из сахарной свеклы

Из жидкости необходимо убрать мельчайшие взвешенные частицы свеклы и растворенные органические вещества. Технологически можно удалить до 40 % побочных веществ. Все, что остается, накапливается в мелассе и удаляется лишь на конечном этапе производства.

Сок нагревается до 90 °C. Затем обрабатывается известкой. В результате белки и другие вещества, которые находятся в соке, выпадают в осадок. Данная операция производится на специальном оборудовании в течение 8-10 минут.

Теперь необходимо устранить известь. Данный процесс носит название сатурации. Суть его заключается в следующем: сок насыщается диоксидом углерода, который вступает в химическую реакцию с известью, образуя углекислый кальций, который и выпадает в осадок, поглощая при этом различные загрязнители. Прозрачность сока возрастает, он становится более светлым.

Сок фильтруется, подогревается до температуры 100 °C и подвергается сатурации повторно. На данном этапе проводится более глубокая очистка от примесей, после чего сок снова отправляется на фильтрацию.

Сок необходимо обесцветить и разжижить (сделать не таким вязким). С этой целью через него пропускают сернистый газ. В соке образуется сернистая кислота – очень сильный восстановитель. Реакция с водой приводит к образованию определенного количества серной кислоты с выделением водорода, который, в свою очередь, осветляет сок.

После грубой и чистой сатурации на выходе получается 91-93 % от первоначального объема качественного, отбеленного сока. Процентное содержание сахарозы в полученном объеме сока составляет 13-14 %.

Выпаривание влаги

Очищенный сок поступает на выпарную установку, где из него удаляют большую часть воды. Сок приобретает концентрацию сиропа (65% сухих веществ, в том числе 60% сахара и 5% несахаров, остающихся в диффузионном соке после его очистки).

Полученный сироп опять отбеливают сернистым газом и фильтруют, после чего уваривают в вакуум-аппаратах. Уваривание сиропа продолжается 2,5 – 3 часа при температуре около 75 °С (под вакуумом). В процессе уваривания происходит кристаллизация сахара. При этом получается продукт, содержащий 55 – 60% кристаллов сахара и называемый утфелем первой кристаллизации. Концентрация сухих веществ в утфеле достигает 92,5% (из них примерно 85% сахара).

Предлагаем ознакомиться:  В огороде не растет репа

Из вакуум-аппаратов утфель спускают в мешалку, а затем направляют в центрифуги, где производится отделение маточного раствора от кристаллов сахара. Отделенный маточный раствор называют зеленой патокой. В ней содержится еще значительное количество сахара, а также несахара.

Процесс производства сахара из сахарной свеклы

После удаления зеленой патоки, оставшийся в центрифуге сахар промывают водой и пропаривают паром. В результате сахар становится белым. При промывке кристаллов сахара в центрифуге образуется жидкость, содержащая растворенный сахар – белая патока. Ее возвращают в вакуум-аппараты для дополнительного уваривания на утфель первой кристаллизации, дающий белый сахар.

Сахар же из центрифуг направляют в сушильный барабан. Высушенный сахар является уже вполне готовым продуктом – сахарным песком, содержащим до 99,75% чистого сахара, считая на сухое вещество.

Зеленую патоку тоже направляют в вакуум-аппараты для ува-рнвания на утфель второй кристаллизации. При этом получают желтый сахар, идущий главным образом в кондитерскую промышленность. Специальной обработкой желтый сахар можно превратить и в обыкновенный, белый.

После выделения из утфеля второй кристаллизации желтого сахара получают кормовую патоку, или мелассу, являющуюся отходом производства. Выход кормовой патоки составляет около 5% от веса переработанной свеклы.

С учетом потерь сахара в процессе производства (больше всего его теряется в кормовой патоке – 9 – 14% содержащегося в свекле сахара) выход его из свеклы практически составляет 12 – 13%. При этом расход свеклы на 1 т сахара превышает 7 – 8 т.

В процессе сахароварения расходуется много пара и горячей воды, обычно получаемых в заводской котельной установке. Общий расход условного топлива на свеклосахарных заводах (включая и расход на обжиг известняка) составляет 11 – 12% от веса перерабатываемой свеклы.

Свеклосахарное производство характеризуется большим расходом воды на технологические процессы. Он в 20 раз превышает вес перерабатываемой свеклы. С учетом использования оборотной воды, расход свежей воды тоже весьма значителен и достигает 8 т на 1 т свеклы.

Использование отходов.

Процесс производства сахара из сахарной свеклы

Наиболее ценным отходом свеклосахарного производства является кормовая патока, почти наполовину состоящая из сахара и содержащая также другие питательные вещества. Вследствие этого патоку используют в качестве концентрированного корма для скота (непосредственным скармливанием или в составе комбикормов). Кроме того, кормовую патоку перерабатывают на спирт, дрожжи, лимонную и молочную кислоту и другие продукты.

Особой переработкой из кормовой патоки можно извлечь содержащийся в ней сахар и тем самым повысить общий его выход из свеклы и снизить его себестоимость. Для этой цели на некоторых сахарных заводах построены цехи, в которых производят обессахаривание кормовой патоки.

Другим отходом является жом – лишенная сахара свекловичная стружка. Выгружаемый из диффузоров жом при помощи воды транспортируют в хранилища (жомовые ямы). Жом питателен, и его охотно поедают животные, он используется в животноводстве для откорма скота. При некоторых сахарных заводах имеются и свои скотооткормочные пункты.

Свежий жом содержит до 94% воды. Для повышения транспортабельности, а также кормовой ценности жома его частично обезвоживают и тем самым повышают содержание в нем сухих веществ до 15 – 18%. Для длительного хранения жом высушивают до влажности 10 – 12%, применяя для сушки топочные газы.

Свеклосахарные заводы отличаются резко выраженной сезонностью работы. Сахарная свекла созревает, как правило, во второй декаде сентября. В это время начинают копку и вывозку ее на заводы и переработку. На заводах создают запас свеклы, укладываемой в бурты, который перерабатывают по окончании ее копки и вывозки.

Технология производства сахара

Около 20…25% выработанного сахара-песка подвергается рафинированию с целью получения более чистого пищевого продукта в твердом (кусковой рафинад) или рассыпчатом кристаллическом (рафинадный сахар-песок) виде.

Для промышленной переработки (на рафинирование) допускается сахар-песок с влажностью не более 0,15%, содержанием сахаров не менее 99,75% и цветности до 1,8 единиц Штаммера.

Сущность процесса рафинирования сахара заключается в том, что сахар-песок растворяют, полученный сироп очищают и уваривают на кристалл.

После отливки рафинадного утфеля в формы и его охлаждения получают сахар высокой твердости – литой сахар. Крупные куски литого сахара разбивают на более мелкие или распиливают на кусочки правильной формы.

Применяют и другой способ производства кускового сахара -прессование полученного из рафинадного утфеля увлажненного сахара-песка в формах. Так получают прессованный сахар, обладающий меньшей твердостью, чем литой.

Жидкий рафинад используется в хлебопекарной промышленности и производстве мороженого.

Цвет рафинада должен быть чисто белым, без пятен, допускается голубоватый оттенок, получаемый путем добавления ультрамарина.

Выход готового сахара-рафинада составляет около 98,5% к массе взятого в производство сахара-песка. Сахаро-рафинадные заводы в Одессе, Сумах и Черкассах работают круглый год.

В Украине основное производство сахара сосредоточено в Винницкой, Хмельницкой, Киевской, Черкасской областях. В каждой из них – по 30-40 сахарных заводов, большинство из них выпускают сахар сезонно. Выход белого сахара по отношению к массе сахара, содержащегося в свекле, называется коэффициентом завода. По сахарной промышленности он составляет 78-80%.

В среднем по промышленности годовой выход сахара составляет 12…13% к массе свеклы, следовательно, на 1 часть выработанного сахара расходуется 7…8 частей свеклы.

Трудоемкость по переработке сахарной свеклы – 15…16 человеко-дней на 100 т свеклы.

Общий расход нормального пара (со средним теплосодержанием 2700 кДж/кг) по заводу составляет 50…60% к массе свеклы.

Основные стадии переработки сахарной свеклы

Общий оборот воды – 1800…2000% к массе переработанной свеклы, он может быть сокращен до 150…300%.

Производится в два этапа с использованием специального оборудования. Для производства сахара на первом этапе важно получить густой сироп с содержанием сухих веществ 65-70 %. Полученный сироп проходит дополнительную очистку и вновь подвергается процедуре выпаривания, на этот раз в специальных вакуумных аппаратах. Необходимо получить вязкое густое вещество с содержанием сахарозы 92-93 %.

Если продолжить выпаривание воды, то раствор становится перенасыщенным, возникают центры кристаллизации и растут кристаллы сахара. Полученная масса называется утфелем.

Температура кипения полученной массы – 120 °C в нормальных условиях. Но дальнейшее уваривание проводится в вакууме (чтобы предотвратить карамелизацию). В условиях, близких к вакууму, температура кипения значительно ниже – 80 °C. Данную массу на этапе выпаривания в вакуумном аппарате «легируют» сахарной пудрой. Что стимулирует рост кристаллов.

Отделение сахара от патоки

Сахарная масса поступает на центрифуги. Там кристаллы отделяются от патоки. Жидкость, которая получается после отделения кристаллов сахара, – зеленая патока.

На сетке барабана центрифуги задерживаются кристаллы сахара, которые подвергаются обработке горячей водой и пропариваются с целью отбеливания. При этом образуется так называемая белая патока. Это раствор сахара и остатков зеленой патоки в воде. Белая патока проходит вторичную обработку в вакуумных аппаратах (чтобы минимизировать потери, повысить эффективность производства).

Зеленая патока поступает на уваривание уже в другой аппарат. В результате получают так называемый второй утфель, из которого уже получают желтый сахар. Он растворяется в соке после первой очистки.

Отходы

Основные отходы производства сахара из сахарной свеклы — жом (так называется стружка корнеплода), кормовая патока, фильтр-прессная грязь.

Жом составляет до 90 % по массе от необработанного сырья. Служит хорошим кормом для домашнего скота. Перевозить жом на дальние расстояния нерентабельно (из-за повышенной влажности он очень тяжелый). Поэтому закупается и используется фермерскими хозяйствами, расположенными вблизи предприятий по производству сахара. Для предотвращения порчи жома он перерабатывается на силос.

На некоторых производствах сахара из сахарной свеклы стружка прессуется (при этом устраняется до 50 % влаги), а затем сушится в специальных камерах. В результате такой обработки масса жома, готового к употреблению по назначению и транспортировке на дальние расстояния, составляет не более 10 % от его первоначальной массы.

Меласса – кормовая патока — получается после обработки второго утфеля. Ее объем составляет 3-5 % от массы исходного сырья. На 50 % она состоит из сахара. Кормовая патока является важным компонентом в производстве этилового спирта, а также в производстве животных кормов. Кроме того, используется в дрожжевом производстве, при изготовлении лимонной кислоты и даже лекарственных средств.

Объем фильтр-прессной грязи достигает 5-6 % от массы не переработанного сырья. Используется в качестве удобрений для почв сельскохозяйственных угодий.

Производство рафинада

Производство сахара-рафинада находится, как правило, на самих сахарных заводах. В составе таких заводов имеются специальные цеха. Но производить рафинад могут и сторонние организации, закупающие сахар-песок на заводах. По способу получения рафинад может быть литым и прессованным.

Последовательность технологических операций при производстве рафинада следующая.

Сахар растворяют в воде. Густой сироп подвергается обработке с целью удаления различных окрашивающих веществ. После очистки сироп варится в вакуумной камере, при этом получают первый рафинадный утфель. С целью устранения желтизны в вакуумную камеру добавляется ультрамарин (0,0008 % от массы сиропа, не более). Сам процесс уваривания аналогичен процессу уваривания при получении сахара.

Рафинадный утфель нужно пробелить. Образуется густая масса (кашица с влажностью 3 %, не более), которая прессуется. В итоге получается рафинад, принимающий форму пресса. Чтобы получить рафинад в форме голов, утфель заливается в соответствующие формы. В нижней части формы имеется специальное отверстие, через которое вытекают остатки раствора.


Об авторе: admin4ik

Ваш комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Как правильно сажать зелень на даче

Как правильно сажать зелень на даче

Оглавление1 В первую очередь лук2 Зелень на подоконнике круглый год3 Выращиваем салат и пекинскую капусту4...

Низкорослые сорта томатов для теплиц и открытого грунта

Низкорослые сорта томатов для теплиц и открытого грунта

Оглавление1 Преимущества и недостатки низкорослых сортов томатов2 Сорта низкорослых томатов для теплиц2.1...

Безалкогольное пиво лучшие сорта

Оглавление1 Как и из чего варят безалкогольное пиво2 ЛУЧШЕЕ2.1 Вкус или алкоголь?2.2 Рынок растет2.3 Выбирают...

Adblock detector