Цукор вдає із себе харчовий продукт, основним компонентом якого є сахароза. В організмі під дією ферментів вона розщеплюється на глюкозу і фруктозу. Сахароза має приємний солодкий смак і у водних розчинах її солодкість відчувається при концентрації близько 0,4%.
Сьогодні все частіше можна чути, що цукор - це чисті вуглеводи, які нічого не несуть корисного. Насправді це не так. Сахароза використовується організмом людини як джерело енергії і як матеріал для утворення глікогену, жиру, білкових і вуглецевих сполук. Сахароза швидко і легко засвоюється організмом, підвищує працездатність людини, зміцнює нервову систему, знімає втому.
Цукор має величезне значення для нормального функціонування нашої нервової системи, для правильної роботи м'язів і навіть для обмінних процесів. Відчуття солодкого смаку цукру збудливо діє на центральну нервову систему, сприяє загостренню зору і слуху. Відсутність достатньої кількості цукру в організмі негативно позначається на роботі мозку, печінки і серця.
Сировиною для вироблення цукру служать цукровий буряк (близько 45%) і цукрова тростина, що росте в районах з тропічним і субтропічним кліматом. Для виробництва цукру використовують також такі рослини-Сахароноси, як сорго, кукурудза, пальма.
Вітчизняна промисловість виробляє цукор з цукрового буряка. Тростинний цукор ввозять в вигляді напівфабрикату - цукру-сирцю, який переробляють в товарний білий цукор.
За призначенням цукор-пісок ділиться на продукцію для реалізації населенню і для промислової переробки. Залежно від технології виробництва цукор ділиться на 2 основних види - цукор-пісок і цукор-рафінад. Цукор-рафінад ділиться на цукор-пісок рафінований, цукор-рафінад пресований і цукрову пудру.
Цукор-пісок випускають звичайний (мелкокристаллический), який має білий колір з блиском, солодкий смак, і рафінований, - який отримують шляхом додаткової очистки (рафінації) цукрового сиропу або перекристалізації, включаючи адсорбцію домішок цукру-піску звичайного: колір біліше, ніж у цукру -песка звичайного, допускається блакитний відтінок.
Залежно від їх розміру цей цукор-пісок ділять на дрібний (від 0,2 до 0,8 мм), середній (від 0,5 до 1,2), великий (від 1,0 до 2,5) та особливо великий (від 2,0 до 4,0 мм).
Цукор-пісок отримують з цукрового буряка, що містить не менше 16% сахарози, що знаходиться в клітинному соку в розчиненому стані.
Процес отримання цукру-піску на цукрових заводах складається з наступних основних стадій:
- переробка буряка - видалення домішок, мийка та нарізка в стружку (в вузькі тонкі пластини);
- отримання дифузійного соку;
- очищення соку від механічних домішок і несахаров;
- на наступній стадії сік згущують шляхом випарювання, потім слід кристалізація цукру з сиропу, відділення кристалів цукру від межкрістальной рідини;
- на останній стадії проводять сушку, охолодження і звільнення кристалів від феромагнітних домішок і грудок цукру.
Машинно-апаратурна схема лінії виробництва цукру-піску з цукрових буряків представлена на рис. 1.
Цукрові буряки подається в завод з бурачной або з кагатні поля. За гідравлічному конвеєру вона надходить до буряконасосів і піднімається на висоту до 20 м. Подальше переміщення її для здійснення різних операцій технологічного процесу відбувається самопливом.
Малюнок 1 - Машинно-апаратурна схема лінії виробництва цукру-піску з цукрових буряків
По довжині гідравлічного конвеєра 1 послідовно встановлені соломоботволовушкі 2, Каменеловушки 4 і водороздільники 5. Це технологічне обладнання призначене для відділення легких (солома, бадилля) і важких (пісок, каміння) домішок, а також для відділення транспортерно-мийної води. Для інтенсифікації процесу уловлювання соломи і бадилля в поглиблення 3 подається повітря. Цукрові буряки після водовідокремлювачів надходить в мийну машину 6. Мийна машина призначена для остаточного очищення буряків (кількість прилип землі становить при ручному прибиранні 3 ... 5% буряка, а при механізованому прибиранні комбайнами - 8 ... 10%).
Кількість води, яка подається на мийку буряка, залежить від ступеня її забрудненості, конструкції машини і в середньому становить 60 ... 100% до маси буряка. У стічні води гідравлічного конвеєра і мийної машини потрапляють відламалися хвостики буряка, невеликі шматочки і дрібні коренеплоди (всього 1 ... 3% до маси буряка), тому транспортерно-мийні води попередньо направляються в сепаратор для відділення від них хвостиків і шматочків буряка, які після обробки надходять на стрічковий конвеєр 14.
Відмита цукрові буряки зрошується чистою водою зі спеціальних пристроїв 7, піднімається елеватором 8 і надходить на конвеєр 9, де електромагніт 10 відокремлює металеві предмети, які випадково потрапили в буряк. Потім буряк зважують на терезах 11 і з бункера 12 направляють в подрібнюючі машини-бурякорізки 13. Стружка повинна бути рівною, пружною і без мезги, пластинчастого або ромбовидного перетину, товщиною 0,5 ... 1,0 мм. Бурякова стружка з подрібнюючих машин за допомогою стрічкового конвеєра 14, на якому встановлені конвеєрні ваги, подається в дифузійну установку 15.
Цукор, розчинений в буряковому соку коренеплоду, витягується з клітин противоточной дифузією, при якій стружка надходить в головну частину агрегату і рухається до хвостової частини, віддаючи цукор шляхом дифузії в рухому назустріч екстрагенту висолажівающую воду. З кінця хвостової частини агрегату виводиться стружка з малою концентрацією цукру, а екстрагент, збагачений цукром, виводиться як дифузний сік. З 100 кг буряка отримують приблизно 120 кг дифузійного соку. Жом відводиться з дифузійних установок конвеєром 16 в цех для пресування, сушіння та брикетування.
Дифузійний сік пропускається через фільтр 17, підігрівається в пристрої 28 і направляється в апарати попередньої та основної дефекації 27, де він очищається в результаті коагуляції білків і барвників і осадження ряду аніонів, що дають нерозчинні солі з іоном кальцію, що містяться в вапняному молоці (розчин вапна ). Вапняне молоко вводиться в сік за допомогою дозуючих пристроїв.
Дефекований сік подається в котел першої сатурації 26, де він додатково очищається шляхом адсорбції розчинних несахаров і особливо фарбувальних речовин на поверхні частинок дрібного осаду Сас03. який утворюється при пропущенні діоксиду вуглецю через дефекованний сік. Сік першої сатурації подається через підігрівач 25 в гравітаційний відстійник 24. У відстійниках сік ділиться на дві фракції: осветленную (80% всього соку) і згущене суспензію, що надходить на вакуум-фільтри 23. Фільтрований сік першої сатурації направляється в апарати другої сатурації 22, де з нього віддаляється вапно у вигляді СаСОз. Сік другої сатурації подається на фільтри 21. Соки цукрового виробництва припадає фільтрувати кілька разів. Залежно від мети фільтрування використовуються різні схеми процесу і фільтрувальне обладнання.
Відфільтрований сік з фільтра 21 подається в котел сульфитации 20. Мета сульфітації - зменшення кольоровості соку шляхом обробки його діоксидом сірки, який отримують при спалюванні сірки.
Сироп уварюють в періодично діючих вакуум-апаратах. Утфель першої кристалізації з вакуум-апаратів надходить в приймальну Утфелемішалки 33, звідки його направляють в розподільну мішалку, а потім в центрифуги 34, де під дією відцентрової сили кристали цукру відділяються від межкрістальной рідини. Ця рідина називається першим відтік. Чистота першого оттека 75 ... 78%, що значно нижче чистоти утфелю.
Щоб отримати з центрифуги білий цукор, його кристали промивають невеликою кількістю гарячої води - пробелівают. При пробеліваніі частина цукру розчиняється, тому з центрифуги відходить відтік більш високої чистоти - другий відтік. Другий і перший набряки подають в вакуум-апарат другий (останній) кристалізації, де отримують утфель другий кристалізації, що містить близько 50% кристалічного цукру. Цей утфель поступово охолоджують до температури 40 ° С при перемішуванні в Утфелемішалки - кристалізаторах. При цьому додатково викристалізовується ще кілька цукру. Нарешті, утфель другий кристалізації направляється в центрифуги, де від кристалів цукру відокремлюється меляса, яка є відходом цукрового виробництва, так як отримання з неї цукру шляхом подальшого згущення і кристалізації нерентабельно. Жовтий цукор другий кристалізації рафінують першим відтік, отриманий утфель направляється в розподільну мішалку, а потім в центрифуги. Отриманий цукор розчиняється, і сік надходить в лінію виробництва.
Білий цукор, вивантажуваний з центрифуг 34, має температуру 70 ° С і вологість 0,5% при пробеліваніі паром або вологість 1,5% при пробеліваніі водою. Він потрапляє на віброконвеєр 35 і транспортується в сушильно-охолоджувальну установку 36. Після сушіння цукор-пісок надходить на ваговій стрічковий конвеєр 37 і далі на вібросито 38. Грудочки цукру відділяються, розчиняються і повертаються в продуктовий цех.
Товарний цукор-пісок надходить в силосні башти 39 (склади тривалого зберігання).
Цукор-рафінад - продукт, що складається з кристалічної додатково очищеної (рафінованої) сахарози, що випускається у вигляді шматків і кристалів. На відміну від звичайного цукру-піску кристали рафінованого цукру-піску мають яскраво виражені грані і блискучі площини.
Залежно від способу вироблення цукор-рафінад підрозділяється на: пресований; рафінований цукор-пісок, рафінадну пудру.
Цукор-рафінад виробляють в наступному асортименті:
- пресований колотий і пресований в кубиках - отримують пресуванням цукру-піску в бруски, які висушують і розколюють, на шматочки у вигляді паралелепіпеда по 5,5, 7,5 або 15 м з товщиною шматочка 11 і 22 мм, а також у вигляді кубиків по 4,8 г;
- пресований колотий з властивостями литого - готують пресуванням під великим тиском кристалів цукру-піску з підвищеною вологістю (3-3,5%) у вигляді шматочків форми паралелепіпеда такої ж маси і товщини, як у пресованого колотого;
- пресований швидкорозчинний - виробляють на автоматах пресуванням цукру-піску в окремі шматочки правильної форми по 5,5 і 5,9 г, які укладають в пачки по 500 і 1000 році цей цукор має невелику міцність і швидко розчиняється в воді;
- пресований в дрібній фасовці (дорожній) - випускають окремими шматочками до 7,5 г або здвоєними - по 15 р які загортають в подвертку і етикетку, цей цукор досить міцний;
- литий колотий цукор-рафінад - відрізняється великою міцністю, випускають шматками неправильної форми масою не менше 5 і не більше 60 м
Рафінадна пудра являє собою подрібнені кристали цукру розміром не більше 5 мм. Готується вона з крихти (шматочки менше 5 г), яка утворюється в цукрорафінадний виробництві.
Основні стадії виробництва цукру-рафінаду. Цукор-пісок розчиняють у воді. Отриманий сироп очищають, застосовуючи адсорбенти - аніоніти і вугілля (кістяний, активоване вугілля типу «норит» або «карборафін», гранульований активоване вугілля). Аніоніти, що містять у складі активні аміногрупи, є твердими поліоснованія, здатні обмінювати містяться в них аніони на аніони фарбувальних речовин, що містяться в продуктах цукрового виробництва; при цьому барвники знебарвлюються. Рафінадні сиропи додатково знебарвлюються шляхом перекладу фарбувальних речовин в менш забарвлені пли безбарвні з'єднання за допомогою хімічного реагенту - гидросульфита натрію.
У рафінадному виробництві проводять кілька циклів кристалізації.
Цукор-рафінад отримують на перших двох або трьох циклах, на наступних трьох-чотирьох циклах з патоки отримують жовтий цукор, який повертають на переробку. З останнього циклу виводять рафінадну патоку як відхід виробництва. Для зниження інверсії сахарози підтримують слаболужну реакцію цукрових розчинів, а для маскування жовтого відтінку рафінаду застосовують барвник синього кольору ультрамарин марки УС (ультрамарин цукровий). Його додають у вигляді суспензії в рафінадний утфель або в центрифугу при промиванні кристалів цукру. Сахароза для шампанського виробляється без підфарбовування.
Цукор-пісок рафінований отримують з утфеля з однорідними по величині і будові кристалами сахарози. Цукор відокремлюють від патоки на центрифугах, пробелівают водою, сушать і поділяють на ситах на фракції за розмірами кристалів.
Цукор-рафінад пресований отримують, видаляючи на центрифугах патоку з утфеля і промиваючи кристали клерсу (чистим розчином цукру-рафінаду). Вологі кристали утворюють рафінадну кашку. Їх межі покриті тонкою плівкою цукрового розчину. З кашки пресують окремі шматочки цукру-рафінаду або бруски, які розколюють після сушки на шматочки. Рафінадна кашка повинна містити кристали певної величини, так як великі кристали утворюють пресовані шматочки з нерівною поверхнею пресованих шматків, а дрібні, володіючи великою площею поверхні, утримують зайву вологу.
Фортеця одержуваного цукру-рафінаду залежить від вологості кашки, яку регулюють кількістю залишився в ній клерсу. Вологість кашки для отримання швидкорозчинного цукру-рафінаду повинна бути 1,6-1,8%, пресованого колотого - 1,8-2,3%.
Бруски цукру-рафінаду володіють капілярно-пористою структурою, що сприяє їх висушування. Видалення вологи в процесі сушіння викликає додаткову кристалізацію сахарози, яка була в ній розчинена. Чим більше клерсу знаходиться в бруску або шматочку цукру-рафінаду, а отже, і розчиненої сахарози, тим міцніше вона з'єднує кристали в конгломерат, і цукор-рафінад виходить більш міцним.
На рис. 2 приведена принципова схема отримання цукру-рафінаду з двома рафінадний кристалізації.
Малюнок 2 - Принципова технологічна схема отримання рафінованого цукру-піску
цукор якість асортимент маркування
Для адсорбційної очищення сиропів на вітчизняних підприємствах застосовують активний гранульований вугілля АГС-4М і порошкові вугілля типу карборафін. Відпрацьований гранульований вугілля регенерують прокаливанием без доступу повітря. Порошковий вугілля не регенерують, витрата його при ефективності знебарвлення 60-70% становить 2-2,5 кг / 1 т цукру-рафінаду. Утфель рафінадних кристалізації уварюють до 91,5-92% СВ і змісту кристалів 58-60% при температурі не вище 78 ° С. Утфель продуктових кристалізації уварюють до 90,0-91,5% СВ.