Producció de sucre a partir de remolatxa sucrera: descripció de la tecnologia

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

La producció de sucre és prerrogativa de les grans fàbriques. Després de tot, la tecnologia és força complexa. Les matèries primeres es processen en línies de producció contínues. Per regla general, les instal·lacions de producció de sucre es troben molt a prop dels llocs de cultiu de remolatxa sucrera.

Descripció del producte

El sucre és essencialment un hidrat de carboni pur (sacarosa) que té un gust dolç i agradable. S'absorbeix bé i assegura el funcionament normal de l'organisme (l'agudesa visual i auditiva, un nutrient important per a les cèl·lules cerebrals, participa en la formació de greixos). L'abús del producte provoca el desenvolupament de mal alties (càries, excés de pes, etc.).

Matèries primeres per a la producció

Tradicionalment al nostre país aquest producte s'elabora amb remolatxa sucrera. La producció de sucre requereix un gran subministrament de matèries primeres.

Beetroot és un representant de la família Haze. Creix durant dos anys, la cultura és resistent a la sequera. Durant el primer any, creix una arrel, i després durant el segon any es desenvolupaapareixen tija, flors i llavors. La massa del cultiu d'arrel és de 200-500 g. La fracció massiva de teixit dur és del 75%. La resta és sucre i altres compostos orgànics.

La collita de remolatxa triga 50 dies. Al mateix temps, les plantes funcionen una mitjana de 150 dies l'any. Per proporcionar matèries primeres a la indústria del sucre, la remolatxa s'emmagatzema en els anomenats kagat (piles grans).

Tecnologia d'emmagatzematge de remolatxa sucrera

Les remolatxes es col·loquen en capes amuntegades en zones prèviament preparades. Si es viola la tecnologia d'emmagatzematge, la remolatxa germinarà i es podrirà. Després de tot, les arrels són organismes vius. Una característica de la germinació és l'índex de la proporció de brots a la massa de tot el fruit. En condicions d' alta temperatura i alta humitat, les remolatxes comencen a germinar ja al cinquè dia d'emmagatzematge. Al mateix temps, les remolatxes, que es troben a la part superior de la pila, germinen amb més intensitat. Aquest és un fenomen extremadament negatiu, que condueix a una disminució de l'eficiència de la producció de sucre. Per minimitzar les pèrdues per germinació, es tallen la part superior dels fruits durant la collita i es tracta el propi cultiu dels munts amb una solució especial.

És important emmagatzemar les fruites en piles amb cura, procurant no malmetre-les. Al cap i a la fi, les zones danyades del fetus són un punt feble que es veu afectat primer, i després els teixits sans.

El desenvolupament de bacteris es veu afectat significativament pels nivells de temperatura i humitat. Si es manté la composició i la temperatura de l'aire recomanades1-2 °C, després els processos de decadència s'alenteixen (de vegades no es desenvolupen).

La remolatxa que s'emmagatzema està molt contaminada (sòl, herba). La brutícia perjudica la circulació de l'aire a la pila i provoca processos de podridura.

Per tant, es recomana rentar la remolatxa i guardar-la rentada. En els darrers anys, s'han utilitzat àmpliament dispositius especials per eliminar males herbes, palla i brutícia.

Rendiment de la remolatxa

Una de les tasques més importants és augmentar el rendiment de la remolatxa sucrera. Depèn de molts factors. La producció de sucre depèn directament del volum de recollida, així com de la qualitat tecnològica de les matèries primeres.

En primer lloc, les qualitats tecnològiques de la remolatxa conreada depenen de les llavors utilitzades. Les tecnologies modernes permeten controlar les característiques biològiques i altres. El control de qualitat de les llavors pot augmentar significativament el rendiment per hectàrea de superfície sembrada.

El mètode de conreu de remolatxa també és important. S'observa un augment important del rendiment amb l'anomenat mètode de cultiu de cresta (el creixement del rendiment oscil·la entre el 15 i el 45%, depenent de les característiques climàtiques de la regió). L'essència del mètode és la següent. A la tardor, les màquines especials aboquen crestes, gràcies a les quals la terra absorbeix activament i acumula humitat. Per tant, a la primavera, la terra madura prou ràpidament, creant condicions favorables per a la sembra, el creixement i el desenvolupament dels fruits. A més, la remolatxa és molt més fàcil de collir: la densitat del sòl de les carenes és relativament baixa.

És curiós que aquesta tecnologia la va proposar el científic soviètic Glukhovsky als llunyans anys vint del segle passat. I fa relativament poc, el mètode es va introduir als països avançats.

Malgrat la gran eficàcia, aquesta tecnologia no ha trobat una àmplia aplicació. La raó d'això és la manca i el cost elevat d'equips especials. Per tant, la producció de sucre a partir de remolatxa té perspectives de desenvolupament i d'assolir un nou nivell tecnològic.

La remolatxa s'ha de collir abans de les gelades. Els lliuraments a les empreses de remolatxa excavada es poden dur a terme segons el principi de flux o pel mètode de transbordament de flux. Per tal de reduir la pèrdua de sacarosa durant l'emmagatzematge a llarg termini a les bases de transbordament, els fruits es cobreixen amb palla.

Procés de producció

Una planta de sucre mitjana a Rússia és capaç de processar diversos milers de tones de matèries primeres (remolatxa sucrera). Impressionant, no?

La producció es basa en processos i reaccions químiques complexes. L'essència és la següent. Per obtenir cristalls de sucre, cal aïllar (extreure) sacarosa de les matèries primeres. A continuació, es separa el sucre de les substàncies innecessàries i s'obté un producte llest per menjar (cristalls blancs).

La tecnologia de producció de sucre consta de les operacions següents:

• neteja de la brutícia (rentat);
• rebre xips (picar, triturar);
• extracció de sacarosa;
• filtració de sucs;
• engrossiment (evaporació de la humitat);
• massa bullint(xarop);
• separació de la melassa del sucre;
• sucre sec.

Rentat de remolatxa sucrera

Quan les matèries primeres arriben a la planta de sucre, acaben en una mena de búnquer. Es pot situar tant sota terra com a l'exterior. Amb un potent raig d'aigua dirigit, la remolatxa sucrera es treu de la tremuja. Els cultius d'arrel cauen sobre la cinta transportadora, durant el moviment de la qual es neteja prèviament la matèria primera de tot tipus de residus (palla, herba, etc.).

Tritura de cultius d'arrel

Producció de sucre a partir de remolatxa és impossible sense triturar-les. Entren en joc els anomenats talladors de remolatxa. La sortida són tires fines de remolatxa sucrera. En la tecnologia de producció de sucre, la manera de tallar les peces és molt important: com més gran sigui la superfície, més eficient es separarà la sacarosa.

extracció de sacarosa

Les xips de remolatxa s'alimenten a través del transportador a l'aparell de difusió amb barrena. El sucre es separa de les patates fregides amb aigua tèbia. Les patates fregides s'alimenten a través de la barrena, i l'aigua tèbia flueix cap a ella, que extreu el sucre. A més del propi sucre, l'aigua també transporta altres substàncies solubles. El procés és bastant efectiu: a la sortida, la polpa (les anomenades xips de remolatxa) només conté un 0,2-0,24% de sucre en fracció massiva. L'aigua, saturada de sucres i altres substàncies orgàniques, es torna tèrbol i fa una forta escuma. Aquest líquid també s'anomena suc de difusió. El processament més complet només és possible quan la matèria primera s'escalfa a 60 graus. A aquesta temperatura, les proteïnes es coagulen i no destaquen de la remolatxa. La producció de sucre no acaba aquí.

Purificació de sucs difusos

Del líquid cal eliminar les partícules més petites en suspensió de remolatxa i substàncies orgàniques dissoltes. Tecnològicament, es poden eliminar fins a un 40% dels subproductes. El que quedi s'acumula a la melassa i només s'elimina en l'etapa final de producció.

Suc escalfat fins a 90 °C. Després es processa amb llima. Com a resultat, precipiten proteïnes i altres substàncies que hi ha al suc. Aquesta operació es realitza en equips especials en un termini de 8-10 minuts.

Ara cal treure la llima. Aquest procés s'anomena saturació. La seva essència és la següent: el suc està saturat de diòxid de carboni, que entra en una reacció química amb la calç, formant carbonat de calci, que precipita, absorbint diversos contaminants. La transparència del suc augmenta, es fa més lleuger.

El suc es filtra, s'escalfa a 100 °C i es torna a saturat. En aquesta etapa, es porta a terme una purificació més profunda de les impureses, després de la qual s'envia de nou el suc per filtrar.

El suc s'ha de descolorir i diluir (no tan viscós). Amb aquesta finalitat, es fa passar diòxid de sofre a través d'ell. Al suc es forma àcid sulfurós, un agent reductor molt fort. La reacció amb l'aigua produeix una certa quantitat d'àcid sulfúric, alliberant hidrogen, que al seu torn il·lumina el suc.

Després de la saturació bruta i pura, la sortida és del 91 al 93% del volum original d' alta qualitat,suc blanquejat. El percentatge de sacarosa en el volum de suc resultant és del 13 al 14%.

Evaporació de la humitat

Produït en dues etapes amb equips especials. Per a la producció de sucre en la primera etapa, és important obtenir un xarop gruixut amb un contingut de sòlids del 65-70%. El xarop resultant se sotmet a una purificació addicional i es sotmet de nou al procediment d'evaporació, aquesta vegada en dispositius especials de buit. Cal obtenir una substància espessa viscosa amb un contingut de sacarosa del 92-93%.

Si continueu evaporant l'aigua, la solució es sobresatura, apareixen centres de cristal·lització i creixen cristalls de sucre. La massa resultant s'anomena massecuite.

El punt d'ebullició de la massa resultant és de 120 °C en condicions normals. Però una ebullició addicional es realitza al buit (per evitar la caramel·lització). En condicions properes al buit, el punt d'ebullició és molt més baix - 80 °C. Aquesta massa en l'etapa d'evaporació en un aparell de buit s'"alia" amb sucre en pols. El que estimula el creixement dels cristalls.

Separació del sucre de la melassa

La massa de sucre va a les centrifugadores. Allà es separen els cristalls de la melassa. El líquid que surt després de separar els cristalls de sucre és melassa verda.

Els cristalls de sucre romanen a la malla del tambor de la centrífuga, que es tracten amb aigua calenta i es posen al vapor per blanquejar. En aquest cas, es forma l'anomenada melassa blanca. Aquesta és una solució de sucre i restes de melassa verda a l'aigua. La melassa blanca se sotmet a un processament secundarimàquines de buit (per minimitzar les pèrdues, millorar l'eficiència de la producció).

La melassa verda va a un altre aparell per bullir. Com a resultat, s'obté l'anomenada segona massecuite, de la qual ja s'obté sucre groc. Es dissol en suc després de la primera neteja.

Sucre assecant

El cicle de producció de sucre encara no s'ha completat. El contingut de la centrífuga s'elimina i s'asseca. Després de la centrifugadora, el contingut d'humitat del sucre és d'aproximadament el 0,5% i la temperatura és de 70 °C. En un assecador de tambor, el producte s'asseca fins a un contingut d'humitat del 0,1% (això està assegurat en gran mesura per la temperatura residual després de les centrifugadores).

Residus

Els principals residus de la producció de sucre a partir de la remolatxa sucrera són la polpa (les anomenades encenalls d'arrel), la melassa i el fang de filtre premsa.

La polpa de remolatxa és fins a un 90% en pes de matèries primeres. Serveix com a bon aliment per al bestiar. No és rendible transportar polpa a llargues distàncies (a causa de la gran humitat, és molt pesada). Per tant, és comprat i utilitzat per granges situades a prop de les instal·lacions de producció de sucre. Per evitar danys a la polpa, es transforma en ensitjat.

En algunes plantes de producció de sucre, les encenalls es premsen de la remolatxa sucrera (s'elimina fins a un 50% de la humitat) i després s'assequen en cambres especials. Com a resultat d'aquest processament, la massa de polpa, preparada per al seu ús i transportada a llargues distàncies, no supera el 10% de la seva massa original.

Melassa –melassa de farratge - s'obté després de processar la segona massa. El seu volum és del 3-5% en pes de la matèria primera. És un 50% de sucre. La melassa d'alimentació és un component important en la producció d'alcohol etílic, així com en la producció d'aliments per a animals. A més, s'utilitza en la producció de llevats, en la fabricació d'àcid cítric i fins i tot de medicaments.

El volum de fang de filtre-premsa arriba al 5-6% de la massa de matèries primeres no processades. S'utilitza com a fertilitzant per a sòls agrícoles.

Producció de sucre refinat

La producció de sucre refinat normalment es localitza a les mateixes fàbriques de sucre. Com a part d'aquestes plantes, hi ha tallers especials. Però les organitzacions de tercers que compren sucre granulat a les fàbriques també poden produir sucre refinat. Segons el mètode d'obtenció de sucre refinat, es pot colar i premsar.

La seqüència d'operacions tecnològiques en la producció de sucre refinat és la següent.

El sucre es dissol a l'aigua. El xarop gruixut es processa per eliminar diverses substàncies colorants. Després de la purificació, l'almívar es bull en una cambra de buit i s'obté el primer massís refinat. Per tal d'eliminar el groc, s'afegeix ultramar a la cambra de buit (0,0008% en pes del xarop, no més). El procés d'ebullició és similar al procés d'ebullició quan s'obté sucre.

El massís refinat s'ha d'espaiar. Es forma una massa gruixuda (la purín amb un contingut d'humitat del 3%, no més), que es pressiona. El resultat és un sucre refinat que pren forma de premsa. Per millorar el formularicaps, s'aboca la massa en les formes adequades. A la part inferior del motlle hi ha un forat especial per on surt la solució restant. El sucre refinat humit s'asseca amb aire calent fins que l'índex d'humitat disminueix a un valor de 0,3-0,4%. Aleshores només queda esperar fins que els terrossos de sucre es refredin, tallar-los (si cal) i empaquetar.