Cukorgyártás cukorrépából: technológia leírása

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A cukorgyártás a nagy gyárak kiváltsága. Végül is a technológia meglehetősen összetett. Az alapanyagok feldolgozása folyamatos gyártósorokon történik. A cukorgyártó létesítmények általában a cukorrépa termesztési helyek közvetlen közelében helyezkednek el.

Termékleírás

A cukor lényegében egy tiszta szénhidrát (szacharóz), amelynek édes és kellemes íze van. Jól felszívódik és biztosítja a szervezet normális működését (a látás- és hallásélesség, az agysejtek fontos tápanyaga, részt vesz a zsírok képződésében). A termékkel való visszaélés betegségek kialakulásához vezet (szuvasodás, túlsúly stb.).

Alapanyagok a gyártáshoz

Hagyományosan nálunk ez a termék cukorrépából készül. A cukortermelés nagy mennyiségű nyersanyagot igényel.

A cékla a ködcsalád képviselője. Két évig nő, a kultúra ellenáll a szárazságnak. Az első évben egy gyökér nő, majd a második évben kifejlődikszár, virágok és magvak jelennek meg. A gyökérnövény tömege 200-500 g, a keményszövet tömeghányada 75%. A többi cukor és egyéb szerves vegyületek.

A répa betakarítása 50 napot vesz igénybe. Ugyanakkor az üzemek évente átlagosan 150 napot dolgoznak. A cukoripar nyersanyagának biztosítása érdekében a répát úgynevezett kagatokban (nagy kupacokban) tárolják.

Cukorrépa tárolási technológia

A céklát rétegesen, halomba rakják a korábban előkészített területekre. A tárolási technológia megsértése esetén a cékla kicsírázik és elrohad. Végül is a gyökerek élő szervezetek. A csírázás jellemzője a csírák arányának a teljes gyümölcs tömegéhez viszonyított indexe. Magas hőmérséklet és magas páratartalom mellett a répa már a tárolás ötödik napján csírázni kezd. Ugyanakkor a legintenzívebben csírázik a cékla, amely a kupac felső részében található. Ez egy rendkívül negatív jelenség, ami a cukortermelés hatékonyságának csökkenéséhez vezet. A csírázásból eredő veszteségek minimalizálása érdekében a betakarítás során levágják a gyümölcsök tetejét, és magát a termést a kupacokban speciális oldattal kezelik.

Fontos, hogy a gyümölcsöket gondosan halmokban tároljuk, ne sértsük meg őket. Hiszen a magzat sérült területei egy gyenge pont, amely elsősorban az egészséges szöveteket érinti.

A baktériumok fejlődését jelentősen befolyásolja a hőmérséklet és a páratartalom. Ha fenntartja az ajánlott levegő összetételt és hőmérsékletet1-2 °C, akkor a bomlási folyamatok lelassulnak (néha nem is alakulnak ki).

A tárolt cékla rendkívül szennyezett (talaj, fű). A szennyeződés rontja a levegő keringését a halomban, rothadási folyamatokat vált ki.

Ezért javasolt a céklát megmosni és mosva tárolni. Az elmúlt években széles körben használtak speciális eszközöket a gyomok, szalma és szennyeződések kifújására.

Répatermés

Az egyik legfontosabb feladat a cukorrépa terméshozamának növelése. Sok tényezőtől függ. A cukortermelés közvetlenül függ a begyűjtés mennyiségétől, valamint az alapanyagok technológiai minőségétől.

Először is, a termesztett cékla technológiai tulajdonságai a felhasznált magvaktól függenek. A modern technológiák lehetővé teszik a biológiai és egyéb jellemzők szabályozását. A vetőmag minőségi ellenőrzése jelentősen növelheti a vetésterület hektáronkénti termését.

A répa termesztésének módja is fontos. Jelentős termésnövekedés figyelhető meg az úgynevezett gerincművelési módszerrel (a termésnövekedés a régió éghajlati adottságaitól függően 15-45% között mozog). A módszer lényege a következő. Ősszel speciális gépek bordákat öntenek, aminek köszönhetően a föld aktívan felszívja és felhalmozza a nedvességet. Ezért tavasszal a föld elég gyorsan érik, kedvező feltételeket teremtve a vetéshez, a gyümölcsök növekedéséhez és fejlődéséhez. Ráadásul a céklát sokkal könnyebb betakarítani: a gerincek talajsűrűsége viszonylag alacsony.

Kíváncsi, hogy ezt a technológiát Glukhovsky szovjet tudós javasolta a múlt század távoli 20-as éveiben. És viszonylag nemrégiben a módszert a fejlett országokban vezették be.

A nagy hatékonyság ellenére ez a technológia nem talált széles körű alkalmazásra. Ennek oka a speciális berendezések hiánya és magas költsége. A cukorrépából történő cukorgyártásnak tehát van kilátása a fejlődésre és új technológiai szint elérésére.

A répát a fagyok előtt kell betakarítani. A kiásott répa vállalkozásoknak történő szállítása történhet áramlási elv szerint vagy áramlásos-átrakodási módszerrel. Az átrakodási bázisokon történő hosszú távú tárolás során a szacharózveszteség csökkentése érdekében a gyümölcsöket szalmával borítják.

Gyártási folyamat

Egy átlagos oroszországi cukorgyár több ezer tonna nyersanyag (cukorrépa) feldolgozására képes. Lenyűgöző, nem?

A gyártás összetett kémiai folyamatokon és reakciókon alapul. A lényeg a következő. A cukorkristályok előállításához szacharózt kell izolálni (kivonni) a nyersanyagokból. Ezután a cukrot elválasztják a felesleges anyagoktól, és fogyasztásra kész terméket (fehér kristályokat) kapunk.

A cukorgyártási technológia a következő műveletekből áll:

• tisztítás a szennyeződéstől (mosás);
• forgács fogadása (aprítás, darálás);
• szacharóz kivonás;
• lészűrés;
• sűrűsödés (nedvesség elpárolgása);
• forraló massza(szirup);
• melasz elkülönítése a cukortól;
• szárítócukor.

Cukorrépa mosás

Amikor a nyersanyagok megérkeznek a cukorgyárba, egyfajta bunkerbe kerülnek. A föld alatt és kívül egyaránt elhelyezhető. Erőteljes irányított vízsugárral kimossák a cukorrépát a garatból. A gyökérnövények a szállítószalagra hullanak, melynek mozgása során az alapanyagokat mindenféle törmeléktől (szalma, fű, stb.) előzetesen megtisztítják.

Gyökérzúzalék

A cukorrépából való cukor előállítása lehetetlen őrlés nélkül. Az úgynevezett répavágók jönnek szóba. A kimenet vékony cukorrépa csíkok. A cukorgyártás technológiájában nagyon fontos a darabolás módja: minél nagyobb a felület, annál hatékonyabban válik le a szacharóz.

Szacharóz kivonás

A répaforgács a szállítószalagon keresztül a csigával ellátott diffúziós berendezésbe kerül. A cukrot meleg vízzel választják el a chipstől. A forgácsot a csigán keresztül vezetik be, és meleg víz folyik felé, amely kivonja a cukrot. Magán a cukoron kívül a víz más oldható anyagokat is magával visz. Az eljárás meglehetősen hatékony: a kilépő pép (ún. répaszelet) tömegarányban csak 0,2-0,24% cukrot tartalmaz. A cukorral és más szerves anyagokkal telített víz zavarossá válik és erősen habzik. Ezt a folyadékot diffúziós lének is nevezik. A legteljesebb feldolgozás csak akkor lehetséges, ha az alapanyagot 60 fokra hevítik. Ezen a hőmérsékleten a fehérjék megalvadnak, és nem tűnnek ki a cékla közül. A cukortermelés ezzel még nem ér véget.

Diffundáló létisztítás

A folyadékból el kell távolítani a répa legkisebb lebegő részecskéit és az oldott szerves anyagokat. Technológiailag a melléktermékek akár 40%-a eltávolítható. Ami megmarad, az felhalmozódik a melaszban, és csak a gyártás utolsó szakaszában távolítható el.

90°C-ra melegített lé. Ezután mésszel feldolgozzuk. Ennek eredményeként a fehérjék és más anyagok, amelyek a lében vannak, kicsapódnak. Ez a művelet speciális berendezésen 8-10 percen belül megtörténik.

Most el kell távolítania a meszet. Ezt a folyamatot telítésnek nevezik. Lényege a következő: a levet szén-dioxiddal telítik, amely kémiai reakcióba lép a mésszel, kalcium-karbonátot képezve, amely kicsapódik, felszívja a különféle szennyező anyagokat. A lé átlátszósága nő, könnyebbé válik.

A levet leszűrjük, 100 °C-ra melegítjük és újra telítjük. Ebben a szakaszban a szennyeződésektől mélyebb tisztítást hajtanak végre, majd a levet ismét szűrésre küldik.

A levének el kell színeződnie és hígítania kell (nem annyira viszkózus). Ebből a célból kén-dioxidot vezetnek át rajta. A lében kénsav képződik - nagyon erős redukálószer. A vízzel való reakció során bizonyos mennyiségű kénsavat szabadítanak fel, amely hidrogént szabadít fel, ami viszont élénkíti a gyümölcslevet.

A durva és tiszta telítettség után a teljesítmény az eredeti mennyiség 91-93%-a, kiváló minőségű,fehérített lé. A szacharóz százalékos aránya a kapott gyümölcslé térfogatában 13-14%.

A nedvesség elpárolgása

Két lépésben, speciális berendezéssel készült. A cukor előállításához az első szakaszban fontos, hogy sűrű szirupot kapjunk, amelynek szárazanyag-tartalma 65-70%. A kapott szirupot további tisztításnak vetik alá, és ismét bepárlási eljárásnak vetik alá, ezúttal speciális vákuumberendezésekben. 92-93% szacharóztartalmú viszkózus sűrű anyagot kell előállítani.

Ha folytatja a víz elpárologtatását, az oldat túltelítetté válik, kristályosodási központok jelennek meg, és cukorkristályok nőnek. A kapott masszát massecuite-nak nevezzük.

A kapott tömeg forráspontja normál körülmények között 120 °C. De a további forralást vákuumban végezzük (a karamellizálódás megelőzése érdekében). A vákuumhoz közeli körülmények között a forráspont sokkal alacsonyabb - 80 °C. Ezt a masszát a vákuumkészülékben történő párolgás szakaszában porcukorral „ötvözik”. Mi serkenti a kristályok növekedését.

A cukor elválasztása a melasztól

A cukormassza centrifugákba kerül. Ott a kristályokat elválasztják a melasztól. A cukorkristályok szétválasztása után kilépő folyadék zöld melasz.

Cukorkristályok maradnak meg a centrifugadob hálóján, amelyeket forró vízzel kezelnek és párolnak fehéredésig. Ebben az esetben az úgynevezett fehér melasz képződik. Ez a cukor és a zöld melasz maradványainak vizes oldata. A fehér melasz másodlagos feldolgozáson megy keresztülvákuumgépek (a veszteségek minimalizálása, a termelés hatékonyságának javítása érdekében).

A zöld melasz egy másik készülékbe kerül forralásra. Ennek eredményeként létrejön az úgynevezett második massecuite, amelyből már sárga cukrot kapnak. Az első tisztítás után feloldódik a lében.

Szárítócukor

A cukorgyártási ciklus még nem fejeződött be. A centrifuga tartalmát eltávolítjuk és szárítjuk. A centrifugálás után a cukor nedvességtartalma körülbelül 0,5%, a hőmérséklete 70°C. A dobos szárítóban a terméket 0,1%-os nedvességtartalomig szárítják (ezt nagyrészt a centrifugák utáni maradék hőmérséklet biztosítja).

Hulladék

A cukorrépából történő cukorgyártás fő hulladéktermékei a pép (ún. gyökérforgács), a melasz, a szűrőprés iszap.

A répapép a nyersanyagok tömegének akár 90%-át teszi ki. Jó takarmányként szolgál az állatok számára. Nem kifizetődő a cellulóz nagy távolságokra történő szállítása (a magas páratartalom miatt nagyon nehéz). Ezért a cukorgyártó létesítmények közelében található gazdaságok vásárolják és használják. A pép károsodásának megelőzése érdekében silózsává dolgozzák fel.

Egyes cukorgyártó üzemekben a cukorrépából forgácsot préselnek (a nedvesség legfeljebb 50%-át eltávolítják), majd speciális kamrákban szárítják. Az ilyen feldolgozás eredményeként a rendeltetésszerű használatra kész és nagy távolságokra szállított pép tömege nem haladja meg eredeti tömegének 10%-át.

Melassa –takarmánymelasz - a második massecuite feldolgozása után nyerik. Térfogata az alapanyag 3-5 tömeg%-a. 50% cukor. A takarmánymelasz az etil-alkohol, valamint az állati takarmánygyártás fontos összetevője. Ezen kívül élesztőgyártásban, citromsav és még gyógyszerek gyártásában is használják.

A szűrőprés iszap térfogata eléri a feldolgozatlan alapanyagok tömegének 5-6%-át. Mezőgazdasági talajok műtrágyájaként.

Finomított cukor gyártása

A finomított cukor gyártása általában magukban a cukorgyárakban történik. Az ilyen üzemek részeként speciális műhelyek működnek. De a gyáraktól granulált cukrot vásárló külső szervezetek is előállíthatnak finomított cukrot. A finomított cukor előállítási módja szerint önthető és préselhető.

A finomított cukor előállítása során a technológiai műveletek sorrendje a következő.

A cukrot vízben oldják. A sűrű szirupot különféle színezőanyagok eltávolítására dolgozzák fel. Tisztítás után a szirupot vákuumkamrában felforralják, és megkapják az első finomított masszát. A sárgaság megszüntetése érdekében ultramarint adnak a vákuumkamrába (a szirup tömegének 0,0008%-a, nem több). A forralás folyamata hasonló a cukor előállítása során végzett forralás folyamatához.

A finomított masszírozást szóközzel kell megadni. Sűrű massza keletkezik (3% nedvességtartalmú iszap, nem több), amelyet préselnek. Az eredmény egy finomított cukor, amely présformát ölt. A formában finomodnifejek, massecuite-t öntjük a megfelelő formákba. A forma alján van egy speciális lyuk, amelyen keresztül a maradék oldat kifolyik. A nedves finomított cukrot forró levegővel szárítják, amíg a nedvességindex 0,3-0,4% értékre csökken. Ezután már csak meg kell várni, amíg a cukordarabok kihűlnek, vágjuk (ha szükséges) és csomagoljuk.