Produktion af sukker fra sukkerroer: teknologibeskrivelse

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 10:22

Sukkerproduktion er de store fabrikkers privilegium. Teknologien er trods alt ret kompleks. Råvarer forarbejdes på kontinuerlige produktionslinjer. Som regel er sukkerproduktionsanlæg placeret i umiddelbar nærhed af sukkerroedyrkningssteder.

Produktbeskrivelse

Sukker er i bund og grund et rent kulhydrat (saccharose), der smager sødt og behageligt. Det absorberes godt og sikrer kroppens normale funktion (syns- og hørestyrke, et vigtigt næringsstof for hjerneceller, deltager i dannelsen af fedtstoffer). Misbrug af produktet fører til udvikling af sygdomme (caries, overvægt osv.).

Råvarer til produktion

Traditionelt i vores land er dette produkt lavet af sukkerroer. Sukkerproduktion kræver et stort udbud af råvarer.

Roderødder er en repræsentant for disfamilien. Vokser i to år, kultur er modstandsdygtig over for tørke. I løbet af det første år vokser en rod, og i løbet af det andet år udvikler den sigstilk, blomster og frø vises. Massen af rodfrugten er 200-500 g. Massefraktionen af hårdt væv er 75%. Resten er sukker og andre organiske forbindelser.

Roehøst tager 50 dage. Samtidig kører værkerne i gennemsnit 150 dage om året. For at skaffe råvarer til sukkerindustrien opbevares roer i såkaldte kagat (store bunker).

Opbevaringsteknologi for sukkerroer

Roer lægges lagvis i bunker på tidligere forberedte arealer. Hvis lagringsteknologien overtrædes, vil roerne spire og rådne. Rødder er trods alt levende organismer. Et kendetegn ved spiring er indekset for forholdet mellem spirer og massen af hele frugten. Under forhold med høj temperatur og høj luftfugtighed begynder roerne at spire allerede på den femte lagringsdag. Samtidig spirer roerne, som er placeret i den øverste del af bunken, mest intensivt. Dette er et ekstremt negativt fænomen, som fører til et fald i effektiviteten af sukkerproduktionen. For at minimere tab fra spiring skæres toppen af frugterne af under høsten, og selve afgrøden i bunkerne behandles med en speciel opløsning.

Det er vigtigt at opbevare frugterne i bunker omhyggeligt, og forsøge ikke at beskadige dem. Beskadigede områder af fosteret er trods alt et svagt punkt, der først og fremmest påvirkes, og derefter sundt væv.

Udviklingen af bakterier er væsentligt påvirket af temperatur- og luftfugtighedsniveauer. Hvis du opretholder den anbefalede luftsammensætning og temperatur1-2 °C, så bremses nedbrydningsprocesserne (undertiden udvikler sig ikke).

Roerne, der opbevares, er ekstremt forurenede (jord, græs). Snavs hæmmer luftcirkulationen i bunken, fremkalder rådnende processer.

Derfor anbefales det at vaske rødbederne og opbevare dem vaskede. I de senere år er specielle enheder blevet brugt i vid udstrækning til at blæse ukrudt, halm og snavs ud.

Roeudbytte

En af de vigtigste opgaver er at øge udbyttet af sukkerroer. Det afhænger af mange faktorer. Sukkerproduktion afhænger direkte af mængden af indsamling, såvel som af den teknologiske kvalitet af råvarer.

Først og fremmest afhænger de teknologiske kvaliteter af dyrkede roer af de anvendte frø. Moderne teknologier gør det muligt at kontrollere biologiske og andre egenskaber. Kvalitetskontrol af frø kan øge udbyttet pr. hektar tilsået areal markant.

Metoden til at dyrke roer er også vigtig. En betydelig stigning i udbyttet observeres med den såkaldte ridge-dyrkningsmetode (udbyttevækst varierer fra 15 til 45%, afhængigt af regionens klimatiske egenskaber). Essensen af metoden er som følger. Om efteråret hælder specielle maskiner kamme, takket være hvilke jorden aktivt absorberer og akkumulerer fugt. Derfor modner jorden hurtigt nok om foråret, hvilket skaber gunstige betingelser for såning, vækst og udvikling af frugter. Derudover er roer meget nemmere at høste: jordtætheden på højderyggene er relativt lav.

Det er mærkeligt, at denne teknologi blev foreslået af den sovjetiske videnskabsmand Glukhovsky i de fjerne 20'ere af forrige århundrede. Og relativt for nylig blev metoden introduceret i avancerede lande.

På trods af den store effektivitet har denne teknologi ikke fundet bred anvendelse. Årsagen til dette er manglen og høje omkostninger ved specialudstyr. Produktionen af sukker fra roer har derfor udsigt til udvikling og at nå et nyt teknologisk niveau.

Roer skal høstes før frost. Leveringer til virksomheder af udgravede roer kan udføres efter flowprincippet eller efter flow-omladningsmetoden. For at reducere tabet af saccharose under langtidsopbevaring ved omladningsbaser dækkes frugterne med halm.

Produktionsproces

En gennemsnitlig sukkerfabrik i Rusland er i stand til at forarbejde flere tusinde tons råmaterialer (sukkerroer). Imponerende, ikke?

Produktion er baseret på komplekse kemiske processer og reaktioner. Essensen er følgende. For at opnå sukkerkrystaller er det nødvendigt at isolere (ekstrahere) saccharose fra råvarer. Derefter skilles sukker fra unødvendige stoffer, og der fås et spiseklar produkt (hvide krystaller).

Sukkerproduktionsteknologi består af følgende operationer:

• rengøring fra snavs (vask);
• modtager chips (hakker, maler);
• saccharoseekstraktion;
• juicefiltrering;
• fortykkelse (fordampning af fugt);
• kogende masse(sirup);
• separation af melasse fra sukker;
• tørrende sukker.

Sukkerroevask

Når råvarer ankommer til sukkerfabrikken, ender de i en slags bunker. Det kan placeres både under jorden og udenfor. Med en kraftig rettet vandstråle skylles sukkerroerne ud af beholderen. Rodafgrøder falder på transportbåndet, under hvis bevægelse råmaterialerne forrenses fra alle slags affald (halm, græs osv.).

Knusning af rodafgrøder

Det er umuligt at producere sukker fra rødbeder uden at male dem. Såkaldte roekuttere kommer i spil. Udgangen er tynde strimler af sukkerroer. Inden for sukkerproduktionsteknologi er den måde, stykkerne skæres på, meget vigtig: Jo større overfladeareal, desto mere effektivt adskilles saccharose.

saccharoseekstraktion

Roeflisene føres gennem transportøren ind i diffusionsapparatet med snegl. Sukker adskilles fra chipsene med varmt vand. Spånerne føres gennem sneglen, og der strømmer varmt vand mod den, som trækker sukkeret ud. Udover selve sukkeret medbringer vand også andre opløselige stoffer. Processen er ret effektiv: ved udgangen indeholder frugtkødet (de såkaldte roechips) kun 0,2-0,24% sukker i massefraktion. Vand, mættet med sukker og andre organiske stoffer, bliver grumset og skummer kraftigt. Denne væske kaldes også diffusionssaft. Den mest komplette forarbejdning er kun mulig, når råmaterialet opvarmes til 60 grader. Ved denne temperatur koagulerer proteinerne og skiller sig ikke ud fra roerne. Sukkerproduktion slutter ikke der.

Diffuserende saftrensning

Fra væsken er det nødvendigt at fjerne de mindste suspenderede partikler af roer og opløste organiske stoffer. Teknologisk kan op til 40 % af biprodukterne fjernes. Det, der er tilbage, akkumuleres i melassen og fjernes først i slutfasen af produktionen.

Juice opvarmet til 90°C. Derefter bearbejdes det med kalk. Som et resultat udfældes proteiner og andre stoffer, der er i juicen. Denne operation udføres på specialudstyr inden for 8-10 minutter.

Nu skal du fjerne kalken. Denne proces kaldes mætning. Dens essens er som følger: saften er mættet med kuldioxid, som indgår i en kemisk reaktion med kalk, der danner calciumcarbonat, som udfælder, absorberer forskellige forurenende stoffer. Saftens gennemsigtighed øges, den bliver lettere.

Saften filtreres, opvarmes til 100 °C og genmættes. På dette trin udføres en dybere rensning fra urenheder, hvorefter saften igen sendes til filtrering.

Juice skal være misfarvet og fortyndet (ikke så tyktflydende). Til dette formål ledes svovldioxid igennem det. Der dannes svovlsyre i saften - et meget stærkt reduktionsmiddel. Reaktion med vand producerer en vis mængde svovlsyre, der frigiver brint, som igen lysner saften.

Efter grov og ren mætning er outputtet 91-93 % af det originale volumen af høj kvalitet,bleget juice. Procentdelen af saccharose i den resulterende mængde juice er 13-14%.

Fordampning af fugt

Produceret i to trin ved hjælp af specialudstyr. For produktionen af sukker i første fase er det vigtigt at opnå en tyk sirup med et tørstofindhold på 65-70%. Den resulterende sirup gennemgår yderligere oprensning og udsættes igen for fordampningsproceduren, denne gang i specielle vakuumanordninger. Det er nødvendigt at opnå et tyktflydende stof med et saccharoseindhold på 92-93%.

Hvis du fortsætter med at fordampe vand, bliver opløsningen overmættet, krystallisationscentre opstår, og sukkerkrystaller vokser. Den resulterende masse kaldes massecuite.

Kogepunktet for den resulterende masse er 120 °C under normale forhold. Men yderligere kogning udføres i et vakuum (for at forhindre karamellisering). Under forhold tæt på vakuum er kogepunktet meget lavere - 80 °C. Denne masse på fordampningsstadiet i et vakuumapparat er "legeret" med pulveriseret sukker. Hvad stimulerer væksten af krystaller.

Adskillelse af sukker fra melasse

Sukkermasse går til centrifuger. Der skilles krystallerne fra melassen. Væsken, der kommer ud efter adskillelse af sukkerkrystallerne, er grøn melasse.

Sukkerkrystaller dvæler på centrifugetromlens masker, som behandles med varmt vand og dampes for at blive hvidere. I dette tilfælde dannes den såkaldte hvide melasse. Dette er en opløsning af sukker og resterne af grøn melasse i vand. Hvid melasse gennemgår sekundær forarbejdning ivakuummaskiner (for at minimere tab, forbedre produktionseffektiviteten).

Grøn melasse går til et andet apparat til kogning. Som et resultat opnås den såkaldte anden massecuite, hvorfra der allerede er opnået gult sukker. Det opløses i juice efter den første rengøring.

Tørring af sukker

Sukkerproduktionscyklussen er endnu ikke afsluttet. Indholdet af centrifugen fjernes og sendes til tørre. Efter centrifugen er sukkerets fugtindhold cirka 0,5 % og temperaturen er 70°C. I en tørretumbler af tromletype tørres produktet til et fugtindhold på 0,1 % (dette sikres stort set af resttemperaturen efter centrifugerne).

Affald

De vigtigste affaldsprodukter fra sukkerproduktion fra sukkerroer er frugtkød (de såkaldte rodspåner), melasse, filterpresse-mudder.

Roepulp er op til 90 vægtprocent af råmaterialerne. Fungerer som godt foder til husdyr. Det er urentabelt at transportere papirmasse over lange afstande (på grund af høj luftfugtighed er den meget tung). Derfor er det købt og brugt af gårde, der ligger i nærheden af sukkerproduktionsanlæg. For at forhindre beskadigelse af papirmassen forarbejdes den til ensilage.

I nogle sukkerproduktionsanlæg presses spåner fra sukkerroer (op til 50 % af fugten fjernes) og tørres derefter i specielle kamre. Som et resultat af en sådan forarbejdning er massen af pulp, klar til brug efter hensigten og transporteret over lange afstande, ikke mere end 10 % af dens oprindelige masse.

Melassa –fodermelasse - opnået efter forarbejdning af den anden massecuite. Dens volumen er 3-5 vægt% af råmaterialet. Det er 50% sukker. Fodermelasse er en vigtig komponent i produktionen af ethylalkohol, såvel som i produktionen af dyrefoder. Derudover bruges det i gærproduktion, til fremstilling af citronsyre og endda medicin.

Mængden af filterpressemudder når 5-6 % af massen af uforarbejdede råmaterialer. Bruges som gødning til landbrugsjord.

Produktion af raffineret sukker

Produktionen af raffineret sukker foregår norm alt på sukkerfabrikkerne selv. Som en del af sådanne anlæg er der særlige værksteder. Men tredjepartsorganisationer, der køber granuleret sukker fra fabrikker, kan også producere raffineret sukker. Ifølge metoden til at opnå raffineret sukker kan det støbes og presses.

Rækkefølgen af teknologiske operationer i produktionen af raffineret sukker er som følger.

Sukker er opløst i vand. Den tykke sirup behandles for at fjerne forskellige farvestoffer. Efter oprensning koges siruppen i et vakuumkammer, og den første raffinerede massecuite opnås. For at eliminere gulhed tilsættes ultramarin til vakuumkammeret (0,0008 vægt% af siruppen, ikke mere). Kogeprocessen svarer til kogningsprocessen, når man får sukker.

Raffineret massecuite skal have afstand. Der dannes en tyk masse (gylle med et fugtindhold på 3%, ikke mere), som presses. Resultatet er et raffineret sukker, der har form af en presse. For at blive raffineret i formenhoveder, massecuite hældes i de passende former. I bunden af formen er der et specielt hul, gennem hvilket den resterende opløsning strømmer ud. Vådt raffineret sukker tørres med varm luft, indtil fugtindekset falder til en værdi på 0,3-0,4%. Så er det kun at vente, indtil sukkerklumperne er afkølet, skæres (om nødvendigt) og pakkes.