Suhkrupeedist suhkru tootmine: tehnoloogia kirjeldus

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Suhkru tootmine on suurte tehaste eesõigus. Lõppude lõpuks on tehnoloogia üsna keeruline. Toorainet töödeldakse pidevatel tootmisliinidel. Reeglina asuvad suhkrutootmisrajatised suhkrupeedikasvatuskohtade vahetus läheduses.

Tootekirjeldus

Suhkur on sisuliselt puhas süsivesik (sahharoos), mis maitseb magus alt ja meeldiv alt. Imendub hästi ja tagab organismi normaalse funktsioneerimise (nägemisteravus ja kuulmisteravus, oluline ajurakkude toitaine, osaleb rasvade moodustumisel). Toote kuritarvitamine põhjustab haiguste teket (kaaries, liigne kehakaal jne).

Tooraine tootmiseks

Meie riigis valmistatakse seda toodet traditsiooniliselt suhkrupeedist. Suhkru tootmiseks on vaja palju toorainet.

Peet on uduperekonna esindaja. Kasvab kaks aastat, kultuur on põuakindel. Esimesel aastal kasvab juur ja siis teisel aastal arenebilmuvad vars, õied ja seemned. Juurvilja mass on 200-500 g. Kõvakoe massiosa on 75%. Ülejäänud on suhkur ja muud orgaanilised ühendid.

Peedi koristamine võtab 50 päeva. Samal ajal töötavad tehased keskmiselt 150 päeva aastas. Suhkrutööstuse tooraine tagamiseks ladustatakse peet nn kagatis (suurtes hunnikutes).

Suhkrupeedi säilitamise tehnoloogia

Peet laotakse kihiti eelnev alt ettevalmistatud aladele hunnikutes. Säilitamistehnoloogia rikkumisel hakkab peet idanema ja mädanema. Lõppude lõpuks on juured elusorganismid. Idanemise tunnuseks on võrsete ja kogu vilja massi suhte indeks. Kõrge temperatuuri ja kõrge õhuniiskuse tingimustes hakkab peet idanema juba viiendal säilituspäeval. Samal ajal idanevad kõige intensiivsem alt peedid, mis asuvad hunniku ülemises osas. See on äärmiselt negatiivne nähtus, mis viib suhkru tootmise efektiivsuse languseni. Idanemisest tulenevate kadude minimeerimiseks lõigatakse koristamisel viljade tipud ära ja kuhjades olevat saaki töödeldakse spetsiaalse lahusega.

Oluline on hoida puuvilju ettevaatlikult kuhjades, püüdes neid mitte kahjustada. Lõppude lõpuks on loote kahjustatud piirkonnad nõrk koht, mis mõjutab ennekõike ja seejärel terveid kudesid.

Bakterite arengut mõjutavad oluliselt temperatuur ja niiskus. Kui hoiate soovitatud õhu koostist ja temperatuuri1-2 °C, siis lagunemisprotsessid aeglustuvad (mõnikord ei arenegi).

Ladustamisel olevad peet on äärmiselt saastunud (muld, rohi). Mustus halvendab õhuringlust hunnikus, kutsub esile mädanemisprotsesse.

Seetõttu on soovitatav peet pesta ja pestuna säilitada. Viimastel aastatel on umbrohu, põhu ja mustuse väljapuhumiseks laialdaselt kasutatud spetsiaalseid seadmeid.

Peedi saagikus

Üks olulisemaid ülesandeid on suhkrupeedi saagikuse suurendamine. See sõltub paljudest teguritest. Suhkru tootmine sõltub otseselt kogumise mahust, aga ka tooraine tehnoloogilisest kvaliteedist.

Esiteks sõltuvad kultiveeritud peedi tehnoloogilised omadused kasutatavatest seemnetest. Kaasaegsed tehnoloogiad võimaldavad kontrollida bioloogilisi ja muid omadusi. Seemnekvaliteedi kontroll võib märkimisväärselt tõsta külvipinna hektari saaki.

Oluline on ka peedi kasvatamise meetod. Märkimisväärset saagikuse kasvu täheldatakse nn harjaharimise meetodil (saagikasv jääb vahemikku 15–45%, olenev alt piirkonna klimaatilistest iseärasustest). Meetodi olemus on järgmine. Sügisel valavad spetsiaalsed masinad harjasid, tänu millele maa imab ja kogub aktiivselt niiskust. Seetõttu valmib maa kevadel piisav alt kiiresti, luues soodsad tingimused viljade külvamiseks, kasvuks ja arenguks. Lisaks on peeti palju lihtsam koristada: harjade mullatihedus on suhteliselt madal.

On uudishimulik, et selle tehnoloogia pakkus välja Nõukogude teadlane Gluhhovski eelmise sajandi kaugetel 20ndatel. Ja suhteliselt hiljuti võeti meetod kasutusele arenenud riikides.

Vaatamata suurele tõhususele ei ole see tehnoloogia leidnud laialdast rakendust. Selle põhjuseks on eriseadmete puudumine ja kõrge hind. Seetõttu on peedist suhkru tootmisel väljavaateid areneda ja jõuda uuele tehnoloogilisele tasemele.

Peet tuleks koristada enne külma. Ettevõtetele võib väljakaevatud suhkrupeedi tarnida voolu põhimõttel või voolu-ümberlaadimise meetodil. Et vähendada sahharoosi kadu pikaajalisel ladustamisel ümberlaadimisbaasides, kaetakse viljad õlgedega.

Tootmisprotsess

Venemaa keskmine suhkrutehas on võimeline töötlema mitu tuhat tonni toorainet (suhkrupeeti). Muljetavaldav, kas pole?

Tootmine põhineb keerulistel keemilistel protsessidel ja reaktsioonidel. Sisuliselt on järgmine. Suhkrukristallide saamiseks on vaja sahharoosi toorainest eraldada (ekstraheerida). Seejärel eraldatakse suhkur mittevajalikest ainetest ja saadakse valmistoode (valged kristallid).

Suhkru tootmistehnoloogia koosneb järgmistest toimingutest:

• mustusest puhastamine (pesemine);
• laastude vastuvõtmine (tükeldamine, jahvatamine);
• sahharoosi ekstraheerimine;
• mahla filtreerimine;
• paksenemine (niiskuse aurustumine);
• keev mass(siirup);
• melassi eraldamine suhkrust;
• kuivatav suhkur.

Suhkrupeedipesu

Kui tooraine jõuab suhkrutehasesse, satub see omamoodi punkrisse. See võib asuda nii maa all kui ka väljaspool. Võimsa suunatud veejoaga pestakse suhkrupeet punkrist välja. Juurviljad kukuvad konveierile, mille liikumise käigus puhastatakse tooraine eelnev alt igasugusest prahist (õled, rohi jne).

Juurviljade purustamine

Peedist suhkru tootmine on võimatu ilma seda jahvatama. Mängu tulevad nn peedilõikurid. Väljundiks on õhukesed suhkrupeedi ribad. Suhkru tootmistehnoloogias on tükkide lõikamise viis väga oluline: mida suurem on pindala, seda tõhusam alt sahharoosi eraldatakse.

Sahharoosi ekstraheerimine

Peedilaastud juhitakse konveieri kaudu tiguga difusiooniseadmesse. Suhkur eraldatakse laastudest sooja veega. Laastud juhitakse läbi tigu ja selle poole voolab soe vesi, mis eraldab suhkru. Lisaks suhkrule kannab vesi kaasa ka teisi lahustuvaid aineid. Protsess on üsna tõhus: väljundis on viljaliha (nn peedikrõpsud) massiosa järgi vaid 0,2-0,24% suhkrut. Suhkrutest ja muudest orgaanilistest ainetest küllastunud vesi muutub häguseks ja vahutab tugev alt. Seda vedelikku nimetatakse ka difusioonmahlaks. Kõige täielikum töötlemine on võimalik ainult siis, kui toorainet kuumutatakse 60 kraadini. Sellel temperatuuril valgud hüübivad ega paista peedist välja. Suhkru tootmine sellega ei lõpe.

Hajutav mahlapuhastus

Vedelast on vaja eemaldada peedi väikseimad hõljuvad osakesed ja lahustunud orgaanilised ained. Tehnoloogiliselt on võimalik eemaldada kuni 40% kõrvalsaadustest. Ülejäänud koguneb melassi sisse ja eemaldatakse alles tootmise viimases etapis.

Kuni 90°C kuumutatud mahl. Seejärel töödeldakse seda lubjaga. Selle tulemusena sadestuvad valgud ja muud mahlas olevad ained. See toiming tehakse eriseadmetega 8-10 minuti jooksul.

Nüüd peate lubi eemaldama. Seda protsessi nimetatakse küllastumiseks. Selle olemus on järgmine: mahl küllastatakse süsinikdioksiidiga, mis reageerib lubjaga keemiliselt, moodustades k altsiumkarbonaadi, mis sadestub, absorbeerides mitmesuguseid saasteaineid. Mahla läbipaistvus suureneb, see muutub heledamaks.

Mahl filtreeritakse, kuumutatakse temperatuurini 100 °C ja küllastatakse uuesti. Selles etapis viiakse läbi sügavam puhastamine lisanditest, misjärel saadetakse mahl uuesti filtreerimiseks.

Mahl peab olema värvi muutnud ja lahjendatud (mitte nii viskoosne). Selleks juhitakse sellest läbi vääveldioksiid. Mahlas tekib väävelhape – väga tugev redutseerija. Veega reageerimisel tekib teatud kogus väävelhapet, vabastades vesiniku, mis omakorda muudab mahla heledamaks.

Pärast jämedat ja puhast küllastust moodustab väljund 91–93% kõrge kvaliteediga toote algsest mahust,pleegitatud mahl. Sahharoosi osakaal saadud mahla mahus on 13-14%.

Niiskuse aurustumine

Toodatakse kahes etapis spetsiaalse varustuse abil. Suhkru tootmiseks esimesel etapil on oluline saada paks siirup, mille kuivainesisaldus on 65–70%. Saadud siirup läbib täiendava puhastamise ja aurustatakse uuesti, seekord spetsiaalsetes vaakumseadmetes. On vaja saada viskoosne paks aine, mille sahharoosisisaldus on 92–93%.

Kui jätkate vee aurustamist, muutub lahus üleküllastutuks, ilmuvad kristallisatsioonikeskused ja suhkrukristallid kasvavad. Saadud massi nimetatakse massecuite.

Saadud massi keemistemperatuur on tavatingimustes 120 °C. Kuid edasine keetmine toimub vaakumis (karamellistumise vältimiseks). Vaakumilähedastes tingimustes on keemistemperatuur palju madalam – 80 °C. See mass vaakumseadmes aurustamise staadiumis "legeeritakse" tuhksuhkruga. Mis stimuleerib kristallide kasvu.

Suhkru eraldamine melassist

Suhkrumass läheb tsentrifuugidesse. Seal eraldatakse kristallid melassist. Vedelik, mis väljub pärast suhkrukristallide eraldamist, on roheline melass.

Tsentrifuugitrumli võrgul püsivad suhkrukristallid, mida töödeldakse kuuma veega ja aurutatakse valgendamiseks. Sel juhul moodustub nn valge melass. See on suhkru ja rohelise melassi jäänuste lahus vees. Valge melass läbib teisese töötlemisevaakummasinad (kadude minimeerimiseks, tootmise efektiivsuse parandamiseks).

Roheline melass läheb keetmiseks teise seadmesse. Selle tulemusena saadakse nn teine massecuite, millest saadakse juba kollane suhkur. See lahustub mahlas pärast esimest puhastamist.

Kuivatav suhkur

Suhkru tootmistsükkel ei ole veel lõppenud. Tsentrifuugi sisu eemaldatakse ja saadetakse kuivama. Pärast tsentrifuugimist on suhkru niiskusesisaldus ligikaudu 0,5% ja temperatuur 70°C. Trummel-tüüpi kuivatis kuivatatakse toode niiskusesisalduseni 0,1% (selle tagab suures osas tsentrifuugimise järel jääktemperatuur).

Jäätmed

Suhkrupeedi suhkrutootmise peamised jäätmed on viljaliha (nn juurelaastud), melass, filterpressimuda.

Peedi viljaliha moodustab kuni 90% tooraine massist. Toimib hea söödana kariloomadele. Tselluloosi transportimine pikkade vahemaade taha on kahjumlik (kõrge õhuniiskuse tõttu on see väga raske). Seetõttu ostavad ja kasutavad seda suhkrutootmisrajatiste läheduses asuvad talud. Tselluloosi kahjustamise vältimiseks töödeldakse see siloks.

Mõnes suhkrutootmistehases pressitakse suhkrupeedilt laastud (eemaldatakse kuni 50% niiskusest) ja kuivatatakse seejärel spetsiaalsetes kambrites. Sellise töötlemise tulemusena ei moodusta ettenähtud viisil kasutamiseks valmis ja pikkade vahemaade tagant transporditud tselluloosi mass rohkem kui 10% selle algsest massist.

Melassa –söödamelass - saadakse pärast teise masse töötlemist. Selle maht on 3-5% lähteaine massist. See on 50% suhkrut. Sööda melass on oluline komponent etüülalkoholi tootmisel, samuti loomasööda tootmisel. Lisaks kasutatakse seda pärmi tootmisel, sidrunhappe ja isegi ravimite valmistamisel.

Filterpressimuda maht ulatub 5-6%-ni töötlemata tooraine massist. Kasutatakse põllumuldade väetisena.

Rafineeritud suhkru tootmine

Rafineeritud suhkru tootmine asub tavaliselt suhkrutehastes endis. Selliste taimede osana on spetsiaalsed töökojad. Kuid kolmanda osapoole organisatsioonid, kes ostavad tehastest granuleeritud suhkrut, võivad toota ka rafineeritud suhkrut. Vastav alt rafineeritud suhkru saamise meetodile saab seda valada ja pressida.

Rafineeritud suhkru tootmise tehnoloogiliste toimingute järjestus on järgmine.

Suhkur lahustatakse vees. Paksu siirupit töödeldakse erinevate värvainete eemaldamiseks. Pärast puhastamist keedetakse siirup vaakumkambris ja saadakse esimene rafineeritud massecuite. Kollasuse kõrvaldamiseks lisatakse vaakumkambrisse ultramariini (0,0008% siirupi massist, mitte rohkem). Keetmisprotsess on sarnane suhkru saamise protsessiga.

Rafineeritud masseerimine peab olema vahedega. Moodustub paks mass (3%, mitte rohkem niiskusesisaldusega läga), mis pressitakse. Tulemuseks on rafineeritud suhkur, mis võtab pressi kujul. Vormi viimistlemisekspead, massecuite valatakse sobivatesse vormidesse. Vormi põhjas on spetsiaalne auk, mille kaudu ülejäänud lahus välja voolab. Märg rafineeritud suhkrut kuivatatakse kuuma õhuga, kuni niiskusindeks väheneb väärtuseni 0,3-0,4%. Siis jääb üle vaid oodata, kuni suhkrutükid jahtuvad, lõigata (vajadusel) ja pakkida.