Меласса

Технология сахара из сахарной свеклы;

Требования к качеству корнеплодов;

Технология сахара из сахарной свеклы;

Требования к качеству корнеплодов;

ЛЕКЦИЯ № 15-16

Сумма денег на банковских счетах/Среднегодовая величина денежной массы в обращении

Этот показатель свидетельствует о скорости безналичных расчетов.

На скорость обращения денег влияют общеэкономические факторы, т.е. циклическое развитие производства, темпы его роста, движение цен, а также денежные (монетарные) факторы, т.е. структура платежного оборота (соотношение наличных и безналичных денег), развитие кредитных операций и взаимных расчетов, уровень процентных ставок за кредит на денежном рынке. Корме этих общих факторов, скорость обращения денег зависит от периодичности выплаты доходов, равномерности расходования своих средств, уровня сбережения и накопления.

Тема: «Технология свеклосахарного производства»

Вопросы:

1. Научные основы извлечения сахара из корнеплодов;

4. Отходы свеклосахарного производства и их использование.

Ответы:

Корнеплоды сахарной свеклы – основное сырье для производства сахара. Главная составная часть сухих веществ корнеплодов – сахароза. Ее содержание в свежеубранной сахарной свекле составляет 16…20 %.

По физическому состоянию свекла должна иметь нормальный тургор. Не допускаются вялые или подсохшие, загнившие, подмороженные со стекловидными отслаивающимися, почерневшими тканями корнеплоды. Обязательно устанавливают общую загрязненность и засоренность партии.

Самый важный показатель качества сахарной свеклы – базисная сахаристость. Качество свеклы характеризуется также содержанием в ней золы. Чем больше в свекле сахара, тем меньше в ней минеральных веществ.

Технология производства сахара из сахарной свеклы состоит из следующих операций:

1) Доставка свеклы и отделение примесей.

На линию свеклу подают по гидравлическому транспортеру, по которому она движется под давлением воды. Свекла содержит от 5 до 15 % различных примесей (ботва, солома, песок, камни), которые, если их не удалить, ухудшают работу оборудования, могут вызвать его поломку, снижают качество диффузионного сока и выход сахара. Отделению примесей придается очень боль­шое значение, и частичную мойку свекла проходит уже в гидрав­лическом транспортере. Для этой цели транспортер снабжается специальными устройствами. Однако окончательно свеклу моют в специальных мо­ечных машинах, установленных в моечном отделении завода.

Затем чистую свеклу подвергают электромагнитной очистке и взвешивают.

2) Изрезывание свеклы в стружку.

Сахарозу извлекают из свеклы диффузионным способом. Для этого свеклу измельчают в тон­кую стружку желобчатой, пластинчатой, ромбовидной и другой формы в зависимости от качества самой свеклы и типа диффу­зионных аппаратов. Качество стружки оценивают длиной 100 г стружки в метрах (число Силина) или отношением массы струж­ки длиной более 5 см к массе стружки длиной менее 1 см (швед­ский фактор) и содержанием в ней брака. Допустимое количество брака в стружке не должно превышать 3 %. Для получения свекловичной стружки используют центробежные, дисковые или барабанные свеклорез­ки.

Ножи неподвижны, в случае необходимости их можно ме­нять, не останавливая свеклорезку.

3.) Получение диффузного сока и его очистка

Получение диффузионного сока основано на явлении диффу­зии и подчиняется закону Фика, который устанавливает связь между количеством экстрагируемого вещества и основными параметрами процесса. Полученная стружка обессахаривается. Получившийся диффузионный сок содержит в себе практически всю сахарозу 14-15% и некоторую и некоторое количество растворимых несахаров 2%, около 15-16% сухих веществ. В число растворимых несахаров входят растворимые белки, аминокислоты, редуцирующие сахара, пектиновые вещества, слабые азотистые основания, соли органических и неорганических кислот, а также хлопья скоагулированного белка и мезга. Он имеет кислую реакцию (рН 6,0…6,5), очень темный, почти черный цвет и сильно пенится. Все несахара в той или иной степени задерживают кристаллизацию сахарозы, увеличивая потери сахара с мелассой. Чтобы избавиться от них, проводят очистку диффузионного сока известью (дефекация) с последующим удалением ее избытка диоксидом углерода (сатурация). Обессахаренную стружку отжимают в специальных прессах. Образующийся при этом жом удаляют из технологического процесса. Жомопрессовая вода проходит термообработку и осветление, после чего ее снова направляют в диффузионные аппараты.

4) Дефекация диффузионного сока

Обработку диффузионного сока известью (дефекацию) проводят в два этапа: предварительная дефекация и основная дефекация. На преддефекации к массе свеклы добавляют 0,2…0,3 % СаО. При этом рН сока медленно повышается до 10,8…11,6. на основной дефекации добавляют 2,5…3% к массе свеклы СаО и рН сока повышается до 12,2…12,3. необходимость проведения дефекации в два этапа обусловлена тем, что небольшое количество извести оказывает коагулирующее действие на ряд веществ коллоидной дисперсности, содержащихся в соке. Преддефекации, проводимая при оптимальном рН, обеспечивает выведение в осадок до 80% веществ коллоидной дисперсности и высокомолекулярных соединений сока, что составляет 30…40% всех несахаров, удаляемых при очистке сока. Оптимум рН на преддефекации - величина непостоянная, зависящая от состава несахаров сока. Целью преддефекации являются также нейтрализация и осаждение кальциевых солей ряда кислот (лимонной, оксилимонной, яблочной, винной, щавелевой и др), содержащихся в соке, и образование осадка, состоящего из крупных плотных частиц. Осадок хорошо фильтруется и устойчив к разрушающему действию ионов кальция в условиях высоких щелочности и температуры на основной дефекации. Основную дефекацию проводят сразу же после преддефекации без предварительного фильтрования или подогрева сока.основные процессы, проходящие при основной дефекации: разложение ряда органических несахаров сока (амидов кислот, солей аммония, редуцирующих веществ), а также омыление жиров, досаждение анионов кислот и создание избытка извести, необходимого для получения достаточного количества СаСО₃ на 1 сатурации_.

В результате разложения амидов выделяется аммиак, в растворе накапливаются растворимые соли кальция, которые ухудшают кристаллизацию сахарозы и приводят к увеличению ее потерь. В результате разложения редуцирующих сахаров образуются органические кислоты, дающие с известью растворимые соли кальция. При омылении жиров образуются мыла, которые выпадают в осадок, и глицерин. Пектиновые вещества разлагаются с образованием метилового спирта, уксусной и полигалактуроновой кислот. метиловый спирт при последующем выпаривании сока улетучивается, уксусная кислота образует водорастворимую уксуснокальциевую соль, а полигалактуроновая кислота – труднофильтрующийся слизистый осадок – пектат кальция. Таким образом, в процессе дефекации из несахаров, перешедших в раствор, образуются труднофильтровываемые соли кальция и красящие вещества, ухудшающие качество очищенного сока.

5) Сатурация диффузионного сока

Под сатурацией понимают обработку сока сатурационным газом, содержащим 30…34% диоксида углерода.

Сатурацию проводят в две стадии (1 и 2 сатурации) с промежуточным отделением осадка несахаров. Чтобы предотвратить обратный переход в раствор несахаров, выпавших в осадок на стадиях преддефекации и дефекации, 1 сатурацию заканчивают при наличии в растворе небольшого избытка извести, как на преддефекации (0,2…0,3 % СаО, рН 10,8…11,6).

1 сатурация может быть одно-, двух- и многоступенчатой. коэффициент использования сатурационного газа составляет 60…65%.

2 сатурация проводится для снижения в соке концентрации растворимых солей кальция, так как неполное удаление кальциевых солей из сока приводит к увеличению потери сахарозы. Сатурацию ведут до рН сока не ниже 9,0. коэффициент использования сатурационного газа – 50 %.

6) Фильтрование сока

Сок после первой сатурации содержит около 4…5%. После сатурации сок направляют в отстойники, после которых 75…80% всего сока представляют собой жидкость, содержащую только легкую муть и практически лишенную осадка. После отстойников сок сразу же направляется на контрольное фильтрование. Вторую часть сока (20…25% общего его количества) – сгущенную суспензию, в которой содержится 18…20% осадка, направляют на вакуум-фильтры.

7) Сульфитация сока

Для снижения цветности и щелочности фильтрованный сок 2 сатурации обрабатывают диоксидом серы в оросительных или жидкостно-струйных сульфитаторах. Сульфитационный газ содержит 10…15% диоксида серы. При пропускании газа через диффузионный сок часть растворенного диоксида серы реагирует с водой, образуя сернистую кислоту, которая является хорошим восстановителем красящих веществ сока, превращая их в бесцветные соединения.

Сложный и многоступенчатый процесс очистки диффузионного сока обеспечивает удаление только 30…35% несахаров. При этом почти полностью удаляются белки, 40…45% безазотистых органических веществ и 10…12% зольных элементов. Очищенный сок содержит 12…14% сухих веществ, из них 10…12% сахаров, 0,5…0,7% азотистых веществ, 0,4…0,5% безазотистых органических веществ и 0,5% золы. Чистота сока 86…92%.

8) Сгущение сока

Сгущение сока ведут в два этапа: сначало его сгущают до содержания сухих веществ 65%, при этом сахароза еще не кристаллизуется, а затем после дополнительной очистки вязкий сироп сгущают до содержания сухих веществ 92,5…93,5%, после чего отделяют кристаллы сахарозы. Всего из очищенного сока выпаривают 110…115% воды к массе свеклы. Из выпарной установки выходит сироп с содержанием сухих веществ 65%. Его смешивают с клеровкой желтого сахара и сульфитируют до рН 7,8…8,2 при температуре 80…85⁰С, после чего подогревают до 90…95⁰С и фильтруют с добавлением вспомогательных фильтрующих материалов.

9) Варка утфелей и получение кристаллического сахара

Очищенный сироп, содержащий 55…60% сухих веществ, поступает на дальнейшее уваривание. Он содержит большую часть несахаров, которые не удалось выделить при очистке диффузионного сока. Чтобы выделить из сиропа практически чистую сахарозу, кристаллизацию проводят в кипящих пересыщенных растворах в вакуум-аппаратах при низкой температуре.

Продукт, полученный после уваривания, называют утфелем. Он содержит лишь 7,5…8% воды, 92…92,5% сухих веществ и около 55% выкристаллизовавшегося сахара. Межкистальная жидкость представляет собой вязкий раствор, содержащий несахара и насыщенный раствор сахарозы.

Для того, чтобы максимально извлечь сахар, кристаллизацию ведут многократно. Рациональной является трех-кристаллизационная схема продуктового отделения. По данной схеме сироп из сборника поступает в вакуум-аппарат и уваривается до содержания сухих веществ 92,5 %. Готовый утфель I кристаллизации (утфель I) спускают в приемную утфелемешалку. Через утфелераспределитель он поступает в центрифуги. В процессе центрифугирования отделяют кристаллы сахарозы и два оттека. Так как поверхность кристаллов покрыта пленкой меж­кристальной жидкости, здесь же, в центрифуге, кристаллы пробе­ливают артезианской водой температурой 70...95 °С. Воду расхо­дуют в количестве З...3,5 % к массе утфеля. Таким образом, пер­вый оттек — это межкристальный раствор утфеля, содержащий некоторое количество мелких кристаллов, а второй получают при пробеливании кристаллов сахара. Сахар-песок выгружают из центрифуги с содержанием влаги 0,8... 1 % на вибротранспортер и элеватором подают в сушильно-охладительную установку, где вы­сушивают горячим воздухом до содержания влаги 0,14 % (при бестарном хранении массовая доля влаги в сахаре-песке должна быть 0,03...0,04 %), а затем охлаждают. Когда сахар-песок прохо­дит по ленточному транспортеру, из него удаляют ферропримеси с помощью магнитного сепаратора, а затем в сортировочной установке отделяют комки и выделяют три фракции по размеру кристаллов. Очистка воздуха от сахарной пыли ведется в цикло­нах. Далее сахар-песок поступает в бункер на хранение.

Оттеки, полученные при центрифугировании утфеля I, пода­ют в сборники и направляют на уваривание утфеля II кристал­лизации (утфель II) в вакуум-аппараты до содержания сухих веществ 93 %.

Утфель II спускают в приемную утфелемешалку, добавляют небольшое количество горячей воды и направляют в центрифу­ги. При центрифугировании отбирают два оттека, отличающиеся чистотой. Пробеливание кристаллов ведут также горячей водой, расходуемой в количестве 1 % к массе утфеля. Оттеки направля­ют в вакуум-аппараты на уваривание утфеля III и доводят содер­жание сухих веществ в нем до 93,5...94 %. Готовый утфель спус­кают через утфелемешалку в кристаллизационную установку, где происходит дополнительная кристаллизация сахарозы за счет ох­лаждения утфеля с 70...75 до 35...40 °С. Затем утфель подогрева­ют в утфелераспределителе до 45...50 °С и центрифугируют без пробеливания сахара водой. Полученный оттек — мелассу насо­сом перекачивают в емкость для хранения.

Сахар III кристаллизации для повышения чистоты направля­ют в аффинатор, смешивают с первым оттеком утфеля I, разбав­ленным очищенным соком до 74...76 % сухих веществ, и получа­ют аффинационный утфель {аффинация —- растворение сахара III кристаллизации в разбавленном первом оттеке утфеля I до содержания сухих веществ 89...90 %). Часть Сахаров при этом переходит в раствор. Утфель центрифугируют, отделяемый сахар пробеливают водой, и все оттеки сливают в сборник. Получен­ный сахар вместе с сахаром II кристаллизации подают шнеком в клеровочный аппарат и растворяют (клеруют) в соке II сатура­ции до содержания сухих веществ 65...70 %, после чего смеши­вают с сиропом из выпарной установки и подают на сульфита­цию.

Утфель уваривают в периодически действующих вакуум-аппа­ратах в четыре этапа: получение пересыщенного раствора, завод­ка кристаллов сахара, наращивание кристаллов сахара, оконча­тельное сгущение и спуск утфеля.

Чтобы предотвратить карамелизацию сахарозы, сироп сгуща­ют выпариванием при остаточном давлении 0,020 МПа и темпе­ратуре кипения 70...72 °С. По мере сгущения сиропа до содержа­ния сухих веществ 80...82 % температура его кипения при том же разрежении повышается до 74...76 °С, а коэффициент пересыще­ния—до 1,25...1,3 (коэффициент пересыщения показывает, во сколько раз в данном сиропе растворено сахарозы больше, чем в насыщенном растворе при тех же условиях).

При этом коэффициенте пересыщения, когда раствор нахо­дится в неустойчивом состоянии, начинают заводку кристаллов, вводя тонкоизмельченную сахарную пудру, что вызывает немед­ленное образование новых кристаллов. Своевременные заводка кристаллов и прекращение их образования имеют очень важное значение.

Поэтому, как только в утфеле окажется достаточное количе­ство кристаллов, их образование прекращают, снижая коэффи­циент пересыщения до 1,08...1,12, вводя новые порции сиропа. Дальнейшее наращивание кристаллов ведут при остаточном дав­лении 0,02 МПа и температуре 76 °С. Для того чтобы росли уже образовавшиеся кристаллы, но не образовывались новые, посто янно вводят сироп, поддерживая при этом коэффициент пересы­щения на уровне 1,12...1,15.

Когда кристаллы сахарозы достигнут необходимой величины, утфель доводят до максимально возможной концентрации сухих веществ 92...92,5 %, при этом его температура не должна превы­шать 70...73 °С.

Утфель I кристаллизации подают в автоматизированную цент­рифугу периодического действия и сразу же центрифугируют. Ротор центрифуги, кото­рый представляет собой барабан, закрепленный на валу, запол­няется утфелем. Межкристальный раствор под действием центробежной силы отделяется от кристаллов и направляется в сборник первого оттека. На поверхности кристаллов сахара оста­ется тонкая пленка межкристального раствора, придающая им желтоватый цвет. Чтобы удалить ее, здесь же, в центрифуге, ведут пробелку сахара-песка горячей артезианской водой (3,0...3,5 % к массе утфеля), образовавшийся второй оттек посту­пает в соответствующий сборник. Содержание влаги в выгружа­емом из центрифуги сахаре-песке 0,9... 1,0 %. Сахар-песок темпе­ратурой 55...60 °С поступает в сушильно-охладительную установ­ку, состоящую из двух наклонно вращающихся стальных барабанов, на внутренних стенках которых по винтовой линии закреплены лопатки. При вращении барабанов сахар-песок, пересыпаясь, одновременно передвигается вдоль барабана. Через первый сушильный барабан вентилятором просасывается горя­чий воздух температурой 105...110 °С, через второй — охлаждаю­щий, очищенный холодный воздух. Охлажденный сахар-песок направляется на упаковывание.

4. Отходы свеклосахарного производства и их использование.

Переработка отттеков

Полученные после центрифугирования и пробелки утфеля I оттеки являются насыщенными растворами сахарозы. Они ис­пользуются для варки утфеля II. Процесс уваривания также про­водится в вакуум-аппарате. Цикл состоит из тех же основных периодов. Длительность всего цикла уваривания составляет 300...330 мин. В первой стадии уваривания оттеки сгущают до концентрации сухих веществ 84,0...85,5 %, что соответствует ко­эффициенту пересыщения 1,30...1,35. Заводку кристаллов прово­дят при помощи сахарной пудры (60...80 г на 40 т утфеля). После наращивания кристаллов утфель окончательно сгущают до концентрации сухих веществ 93,0 %.

Утфель II подают в центрифугу циклического действия в го­рячем состоянии сразу после спуска в утфелемешалку. Сахар пробеливают чистой горячей водой в количестве 1 % к массе утфеля. При центрифугировании отбирают два оттека с разной чистотой.

выпускают жидкий сахар трех видов: высшей, 1-й II категорий. Сырьем для его получения служит сахар-песок. Технологическая схема получения жидкого сахара следующая: сахар-песок после центрифугирования, минуя сушильное отделение, поступает в клеровочные мешалки, где он растворяется в конденсате выпар­ной установки до содержания сухих веществ 63...65 %_% Затем жидкий сахар насосами перекачивается через мерники в Резерву­ар, откуда подается в железнодорожные цистерны.

Жидкий сахар высшей категории фильтруют и очищют ад­сорбентом, а затем используют в безалкогольной, кондитерской и фармацевтической промышленности. Жидкий сахар I катего­рии фильтруют с применением фильтроперлита, он находит при­менение в хлебопекарной, кондитерской, консервной и других отраслях пищевой промышленности.

Жидкий сахар высшей и I категорий получают на сахарора­финадных заводах, а сахар II категории — на свеклосахарных заводах. Жидкий сахар II категории перерабатывают на сахарора­финадных заводах в сахар-рафинад.

Утфель III уваривают из второго и первого оттеков утфеля II, аффинационного оттека и раствора, полученного от промывки сит в центрифугах утфеля III. Цикл уваривания утфеля в вакуум-аппарате состоит из тех же операций, только продолжительность уваривания в связи с меньшей чистотой оттеков здесь в 1,5...2,5 раза больше, чем утфеля II. До заводки кристаллов утфель ува­ривают при температуре 68 °С до содержания сухих веществ 83...85 %, что соответствует коэффициенту пересыщения 1,35...1,4. Перед самой заводкой кристаллов температуру утфеля повышают до 70...73 °С. Сахарную пудру вводят в количестве 150...200 г на 40 т утфеля.

Наращивание кристаллов проводят при коэффициенте пере­сыщения 1,15... 1,25 путем подкачивания первого оттека утфеля II.

Конечная концентрация сваренного утфеля должна быть в пре­делах 94,5...96,0 % сухих веществ. Из вакуум-аппарата утфель III поступает в приемную утфелемешалку и затем в кристаллизацион­ную установку, состоящую из шести утфелемешалок-кристаллизаторов. Утфель охлаждается холодной водой, движущейся навстречу утфелю внутри вала и пустотелых дисков утфелемешалок.

За время кристаллизации температура утфеля снижается с 70...75 до 35...40 °С. В течение всего процесса коэффициент пере­сыщения поддерживается в пределах 1,20...1,25, для того чтобы росли только имеющиеся кристаллы и не образовывалась крис­таллическая «мука». Перед центрифугированием утфель нагрева­ют до 45...50 °С в утфелемешалке и центрифугируют в центрифу­гах периодического действия без пробеливания сахара водой с отбором одного оттека — мелассы. При этом на поверхности кристаллов сахара остается слой мелассы и чистота желтого сахара составляет 94...95 %. Для повышения чистоты сахар подвергают аффинации, т. е. сахар III кристаллизации сме­шивают с разбавленным первым оттеком утфеля I до содержания сухих веществ 89...90 % и перемешивают в утфелемешалке в тече­ние 20 мин при температуре 65 °С. В результате этого часть несахаров, содержащихся в пленке, покрывающей кристаллы сахара, перейдет в аффинирующий раствор и при центрифугировании утфеля будет получен более чистый сахар-раффинад (чистота при­мерно 97 %). Сахар-раффинад и сахар II кристаллизации растворя­ют (клеруют) очищенным соком II сатурации при 80...85 °С до содержания сухих веществ 65...70 %, смешивают с сиропом из выпарной установки и подают на сульфитацию.

Получают как оттек при кристаллизации утфеля III. Меласса представляет собой густую жидкость темно-коричневого цвета с острым запахом и неприятным вкусом, содержащую 76...85 % сухих веществ, из них 46...51 % сахарозы.

Чистота мелассы 56...62 %, рН 6...8. В состав несахаров ме­лассы входят (%): редуцирующие вещества — 0,5...2,5, раффино­за — 0,6...1,4, общий азот —1,5...2, молочная кислота — 4...6, ук­сусная, муравьиная кислоты — по 0,2...0,5, красящие вещества и зольные элементы — 6... 11.

Выход мелассы в среднем составляет 4,5...5,5 % к массе пере­работанной свеклы. Меласса как отход сахарного производства используется в ряде отраслей пищевой и комбикормовой про­мышленности: так, в бродильной промышленности меласса вдет на производство этилового и бутилового спиртов, молочной и лимонной кислдт, глицерина; на сусле, приготовленном из ме­лассы, выращивают хлебопекарные дрожжи; в комбикормовой промышленности мелассу используют в качестве ценной добавки при производстве кормов для животных. _%

Дата добавления: 2014-01-07