Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Восточная медицина гласит: «Сладкий вкус заведует в организме чувством блаженства, комфорта, обеспечивает гармонизацию органов и систем, приводит его в состояние умиротворения и комфорта.

САХАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

 

 

Почему мы любим сладкое ?

Восточная медицина гласит: «Сладкий вкус заведует в организме чувством блаженства, комфорта, обеспечивает гармонизацию органов и систем, приводит его в состояние умиротворения и комфорта.

В традиционной медицине известно, что сладкий вкус стимулирует выработку гормонов счастья - эндоморфинов, которые вызывают у человека чувство удовлетворенности, счастья, хорошего настроения, доброго отношения к людям. И наоборот – отсутствие сладкого в питании влечет за собой подавленное настроение, депрессию, агрессивность. Кроме того сахар стимулирует работу головного мозга, дает чувство сытости, энергию человеку.

 

Введение

Сырьем для производства сахара является сахарная свекла тростниковый сахар-сырец. Мировое производства сахара составляет около 125 – 130 млн.т. в год, в том числе около 70 % производится из сахарного тростника и примерно 30 % из свекловичного сырья

Сахароза впервые была получена из сахарного тростника в 3 столетии до нашей эры, А упоминание о сахарном тростнике относится к 377 году до н.э. и связаны с походами Александра Великого в Индию. Его военачальники докладывали, что в Индии произрастает растение, из которого получают мед без пчел и сладкий напиток. Но в промышленных масштабах производство сахара началось в XVI веке в Индии.

В России сахарная промышленность начала развиваться с начала XVIII века. Первый сахаро-рафинадный завод, использовавший привозной тростниковый сахар-сырец, был пущен в Петербурге в 1719 году. Сахар был дорогим удовольствием, могли его себе позволить лишь очень богатые люди. В основном он продавался в аптеках как лекарство. Эквивалент обмена сахара в России составлял 1 кг сахара на 1 кг серебра.

В 1747 г. немецкий химик Маркграф выступил в прус­ской Академии наук с сообщением об обнаружении в белой свёкле сахара, ана­логично имевшемуся в сахарном тростнике . Но из-за недостаточной сахаристости свёклы, которая не превышала 1,5%, и низкого уровня развития производительных сил того времени это открытие практического применения не нашло. После смерти Маркграфа его ученик химик Ахард в 1784 г. начал культивировать кормовую белую свёклу, а к 1799 г. получил из неё первый сахар. В марте 1802 г. он приступил к производству сахара.

Производство сахара из сахарной свёклы началось в России и Германии в начале XIX века. Первый сахарный завод, производивший продукцию в промышленных масштабах был создан в 1802 г. в селе Алябьеве Чернского уезда Тульской губернии (Е. И. Бланкеннагелем и Я. С. Есиповым).

Важную роль в создании технологии свекловичного сахара и организации его промышленного производства в России сыграл Яков Степанович Есипов.
В 1799-1801 гг. в подмосковном с. Никольском им была разработана оригинальная технология получения из свёклы товарного сахара с очисткой свекловичного сока известью. В 1802 г. Есипов Я.С. сообщил, что получил 80 кг сахара, переработав 8 т свёклы. Это был первый русский кристаллический сахар.

24 января 1803 г., в приложении к газете «Московские ведомости» Есипов Я.С. напечатал объявление, в котором приглашал всех желающих в своё подмосковное село и обещал раскрыть «Секрет как из свекловицы делать сахарный песок, а из песка варить сахар» и при этом «дешёвым и легчайшим способом». Это было время, когда был известен только один, очень дорогой способ получения сахара из тростника.

Современное состояние отрасли

Показатели Годы
По РФ
Выработано сахара, всего млн.т -из свеклы -из сахара-сырца -закуплено 5,1 1,70 1,70 1,70 5,1 1,26 3,46 0.37 5,8 3,47 2,38 - 5,4 3,20 1,9 - 7,1 5,12 2,00 - 5,02 4,52 0,50 -
Количество заводов
По Кубани
Выработано сахара, млн.т - из свеклы - из сахара-сырца - закуплено 1,46 0,43 1,03 - 1,54 0.27 1,27 - 1,60 0,80 0,80 - 1,70 0,95 0,75 - 2,04 1,25 0,79 - 1,20 1.06 0,14 -
Количество заводов
                 

 

Доля Кубани в российском сахаре :

Количество заводов – 18 %

Мощность – 24 %

Выработка сахара 25 %.

 

 

На Кубани работает 16 сахарных заводов:

Павловский Курганинский

Ленинградский Гулькевичский

Каневский Тихорецкий

Тимашевский Новокубанский

Кореновский Успенский

Выселковский Лабинский

Новопокровский Тбилисский

Усть-Лабинский Динской

Из них 12 заводов построены по типовому проекту и похожи, как братья близнецы. 4 завода по разным проектам. Гулькевичский – первыц завод на Кубани (1913 г.), затем Кореновский (1930 г.). Тимашевский построен по проекту ВМА, Новопокровский – по чешскому проекту

Термины и понятия

Сахар-песок - пищевой продукт, представляющий собой сахарозу в

виде отдельных кристаллов размером от 0,2 до 2,5 мм с содержанием приме­сей до 0,45% .

Сахаристость (Сх)- содержание сахарозы в свекле и свекловичной

стружке, выраженное в процентах к их массе.

Содержание сахарозы (Сх) –содержание сахарозы в продукте, в % к его м ассе.

Сухие вещества (СВ)- твердые веще­ства, растворимые и не растворимые

в воде, содержащиеся в сырье и продук­тах сахарного производства.

СВ=100 – W = Сх+ Нсх,

где W – влажность продукта, в % к его массе.

Чистота (Ч) (продукта сахарного производства) - массовая доля

сахаро­зы в пересчете на сухие вещества продукта сахарного производства, выра­женная в процентах.

Редуцирующие вещества (РВ) (продукта сахарного производства) –

орга­нические вещества, способные восстанавливать в щелочной среде окись меди в закись в продуктах сахарного производства ( в оcновном это глюкоза и фруктоза)

Зола - массовая доля минеральных веществ в сахаре, свекле

выраженная в процентах.

Цветность сахара - показатель, характеризующий степень окрашен­

ности раствора сахара, выраженный в условных единицах или единицах оп­тической плотности .

Общие потери сахара в производстве - разность между количеством

сахарозы, введенной в производство, и количеством её в готовых продуктах, продуктах незавершенного производства и в мелассе, выраженная в процентах к массе переработанного сырья .

Неучтенные потери сахара в производстве - разность между

общими и учтенными потерями сахара в производстве, выраженная в процентах к массе переработанного сырья.

Учтенные потери сахара в производстве - количество сахарозы, содержащейся в отходах сахарного производства (жоме, фильтрационном осадке, мелассе)

Выход сахара - количество сахарозы, выработанной из сырья, выра­женное в процентах к его массе.

Несахара (Нсх)– все вещества, кроме сахарозы, в процентах к массе продукта (Нсх = СВ – Сх)

Эффект очистки Эо – количество удаленных несахаров, в процентах к исходному их содержанию в диффузионном соке или клеровке сахара-сырца..

 

Т/га.

Сахаристость свеклы – от 12 до 20 %.

Поперечный разрез свеклы


Эпидермис


Сосудистые

Пучки

Паренхимная

Ткань

эпидермис –опробковевшие клетки (защитный слой корнеплода)

сосудистые пучки –клетки проводящей ткани (по ним вода и питательные вещества поступают из почвы в листья, а сахар и другие вещества из листьев поступают в корнеплод.

паренхимная ткань –в этих клетках сосредоточена основная часть клеточного сока, содержащего сахарозу и другие растворимые вещества.

 

Вода Сахароза Связанная

74 % 16,2 % вода 2,5 %

Растворимые несахара 2,8 %

 

 

 


Свет Н

СО2 + Н2О С = О + О2

Н

И выделяется кислород.

Эквимолекулярная смесь глюкозы и фруктозы называется инвертным сахаром. Так как фруктоза менее устойчивое соединение, то в реальных условиях ее всегда меньше, чем глюкозы, а их смесь называется редуцирующими веществами.

Приемка сахарной свеклы

 

Сахарная свекла принимается и оценивается в соответствии с ГОСТ 17421-82: «Сахарная свекла для промышленной пере-работки. Требования при заготовках. Технические условия».

Корнеплоды сахарной свеклы по качеству должны соответствовать требованиям, указанным в таблице.

Наименование показателя Норма
Физическое состояние Не потерявшее тургора
Цветушные корнеплоды, %, не более: 3,0
Подвяленные корнеплоды, %, не более 5.0
Корнеплоды с сильными механическими повреждениями, %, не более 12.0
Зеленая масса, %, не более 3.0
Мумифицированные корнеплоды Не допускаются
Подмороженные корнеплоды со стекловидными отслаивающимися или почерневшими тканями То же
Загнившие корнеплоды То же

Приемка сахарной свеклы

Хранение сахарной свеклы

Подача свеклы в завод

Для подачи свеклы в завод используют гидравлический способ, т.е. с помощью воды. Поскольку плотность свеклы меньше плотности воды, то она не тонет и сплавляется водой. Осуществляется с помощью гидро-транспортеров. При этом решается две задачи:

- непрерывная подача сырья в производство,

- очистка свеклы от примесей.

Прямоугольные.

Эстакадный гидротранспортер

 


 

 


Ротационные

Треугольные

Прямоугольные

 


Солома, ботва Камни, песок

 

Подземный гидротранспортер

 

Соломоловушки снабжены граблями движущимися на встречу поток свеклы с водой. Для повышения эффективности отделения плавающих примесей перед соломоловушками устанавливают подачу воздуха, который способствует лучшему всплытию соломы и ботвы.

СМК -3М с двумя уровнями воды (низким и высоким). В отделении с низким уровнем воды за счет трения свеклы друг об друга оттирается прилипшая грязь. В отделении с высоким уровнем свекла окончательно отмывается и дополнительно удаляются легкие примеси.

Отмытая свекла через водоотделитель после свекломойки подается на ковшовый элеватор свеклы, из которого она поступает на контрольный транспортер с электромагнитами для отделения ферропримесей. Затем в бункер перед весами. После чего взвешивается на весах, накапливается в бункере над свеклорезками, после чего на свеклорезках изрезывается в стружку и подается на диффузионные аппараты.


Электромагнит

 

 


Бункер на весами

 

Весы

 


Бункер над свеклорезками

 

Свеклорезки Стружка

 

 

 


СВЕКЛОРЕЗКИ

 

ДИФФУЗИОННЫЙ АППАРАТ

 

ДИФФУЗИЯ

 

 


Вода Стружка

 

 


Пар

 

 

 


Жом

Конденсат

Диффузионный сок

 

Режимы проведения диффузии:

Качество стружки

- длина 100 г стружки в зависимости от типа аппарата от 9 до 14 м, процент брака (стружка короче 5 мм, тоньше 0,5 мм и гребешки) не более 3 %.

2) Температурный режим:

по зонам 1 – 60 – 65 оС

2 – 72 – 74 оС

3 - 72 – 74 оС

4 - 70 – 72 оС

Питающая вода для диффузии

В качестве питающей воды используют ( аммиачные конденсаты, барометрическую воду, жомопрессовую воду). Так как аммиачные конденсаты, и барометрическая вода имеют щелочную реакцию (рН =9,0 – 9,5), то ее сульфитируют до рН = 5,5 - 6,0,

Температура питающей воды 68- 70 оС.

На диффузии создается благоприятная среда для развития микроорганизмов, которые разлагаю сахарозы до органических кислот. При этом рН диффузионного сока снижается. Для предотвращения деятельности микроорганизмов используют антисептики (формалин и другие).

Эффект очистки на диффузии

где Ч1 – чистота клеточного сока, %

Ч2 - чистота диффузионного сока, %.

Эффект очистки на диффузии в зависимости от эффективности проведения процесса достигает 10 – 14 %.

 

 

Жомопрессовое отделение

 

 

 


Жомосушильное отделение

 

 


Прессованный жом

 

 


 

 

Воздух

 

 


В 1 литре диффузионного сока после диффузии содержится 10-15 г мезги, а при переработке свеклы пониженного качества – до 25 г. Половину сухих веществ мезги составляет протопектин, который при очистке известью гидролизуется, при этом повышается вязкость соков, а соли – пектаты кальция – образуют желатинозные осадки, ухудшая фильтрацию соков. Поэтому мезгу необходимо отделить Для этого используют мезголовушки (пульполовушки) ротационного действия, оснащенных латунными ситами, с отверстиями 0,5 х 0,5 мм. Содержание мезги в соке после мезголовушек не должно превышать 1 г/л.

Очистка диффузионного сока

Диффузионный сок - поликомпонентная система, он содержит сахарозу и несахара: растворимые белки, пектиновые вещества, редуцирующие вещества, аминокислоты, амиды кислот, соли органических и неорганических веществ, органические кислоты. Из свеклы в диффузионный сок переходит до 98 % сахарозы и 70-80 % растворимых несахаров.

Таблица – Качество диффузионных соков

Несахара Концентрация несахаров в диффузионных соках, % к массе свеклы
хорошее среднее низкое
Общий несахар 2 - 2,6 2,6
ВКД 0,4 0,4 - 0,8 0,8
Пектиновые вещества 0,12 0,1 – 0,2 0,2
Аминный азот 0,025 0,025 – 0,040 0.040
Редуцирующие вещества 0,15 0,15 – 0,25 0,25
Зола 0.5 0.5 – 0,7 0,7

Все несахара замедляют процессы кристаллизации сахарозы, увеличивают выход мелассы и содержание сахара в ней.

Диффузионных соков


Диффузионный сок

Преддефекация
Известковое

Молоко


Известковое

Холодная дефекация
молоко

Горячая дефекация



I сатурация  
Сатурационный

Газ

 

Фильтрация
Вакуум-фильтры ФО на ПФ

 


Сок Промои на гашение извести

 

Дополнительная дефекация
Известковое

Молоко

 


II сатурация  

Сатурационный

Газ

Сульфитация
Фильтрация

Суспензия осадка

 

 


Сульфитационный

Фильтрация
газ

 

Суспензия осадка

 

 

Выпаривание
Очищенный сок

 

 

 


Сироп

Сатурационного газа

Сырьем для производства известкового молока и сатурационного газа является известняковый камень (известняк), который должен содержать не менее 93 % карбоната кальция СаСО3. Для обжига известняка используют уголь (кокс или антрацит), состоящий в основном и углерода С.

Известняковый камень и уголь загружают в ковш скипового подъемника в соотношении (на 100 кг известняка – 6-8 кг угля). Эта смесь называется шихтой. Ковш скипового подъемника высыпает шихту в известково-обжигательную печь. При горении угля выделяется тепло,

С + О2 = СО2 + тепло

В растворе

Са(ОН)2

в осадке

В сильно щелочной среде диссоциация идет только по первой ступени, при этом ионы Са2+ в растворе отсутствуют.

Ионы Са2+ дают со многими кислотами нерастворимые осадки, а ионы СаОН+ - только растворимые.

Са(ОН)2 – малорастворимое вещество, при чем растворимость его с повышением температуры снижается.

Растворимость Са(ОН)2 в присутствии сахарозы возрастает за счет образования сахаратов кальция ( сахароза является слабой кислотой), но с повышением температуры снижается.

Преддефекация.

Цель:

Осаждение ВМС и ВКД.

Режимы преддефекации

По температурному режиму

- Холодная Т= 40 – 500С, длительность 20-30 минут.

- Теплая Т= 50 – 650С длительность до 20 минут

- Горячая Т= 85 – 880С. Длительность до 15 минут

По способу проведения

- Оптимальная преддефекация. Когда сразу вводят всю известь на преддефекацию и сок достигает оптимальной щелочности. Проводят в вертикальных преддефекаторах.


Преддефекованный сок

Диффуз. Известковое молоко

сок


- Прогрессивная преддефекация.

РН по секция преддефекатора

7,0-7,2 7,8 -8,0 8,6-8,8 9,4-9,6 10,2-10,4 10,8 -11,2

Для улучшения фильтрационно-седиментационных свойств осадка на преддефекацию возвращают суспензии соков I и II сатурации, частички которых служат центрами осаждения и коагуляции несахаров, при этом их размер и скорость осаждения увеличиваются.

Эффект очистки на преддефекации составляет 60 % от общего эффекта очистки.

Основная дефекация

Цель:

1.Получение термоустойчивого сока за счет:

- разложения редуцирующих веществ,

- разложения амидов кислот и солей аммония.

По температурному режиму

- Холодная Т= 40 – 500С, длительность 20-30 минут.

- Теплая Т= 50 – 650С длительность до 20 минут

- Горячая Т= 85 – 880С. Длительность до 10 минут

2.Типовой технологической схемой предусмотрено проведение основной дефекации в 2 ступени:

Ступень – горячая дефекация

3.Параметры основной дефекации:

рН=12,3 -12,4, щелочность от 1,0 до 1,5 % СаО.

 


Дефекованный сок

Преддеф.

сок

 

I сатурация

Цель:

Деф.сок

 

 

Сат.газ

 

Сок на фильтрацию

 

 

 

 


Деф.сок

 

 

 


 

Сат.газ

 

 

 


 

 

Фильтрация сока I сатурации

Марки фильтров

TF -70, TF -150

Дисковые фильтры

 


Нефильтрованный

Сок

Суспензия Фильтрованный сок

Осадка

 


МВЖ и ФИЛС

 

Нефильтрованный сок

 


Фильтр.сок Фильтр. сок

 

 


Суспензия осадка

 

 

 


TF

 

 

 

Дополнительная дефекация

(Дефекация перед II сатурацией)

Цель:

-дополнительное разложение редуцирующих веществ и амидов кислот

Длительность 5 минут.

II сатурация

Цель:

- получение соков с минимальным содержанием солей кальция.

На II сатурацию поступает фильтрованный сок I сатурация с рН=10,8- 11,2 и щелочностью 0.08-0.12 % СаО. В нем содержатся еще Са(ОН)2, КОН, NаОН, растворимые соли кальция и другие несахара.

Режимы проведения II сатурации:

рН = 9,0 -9,5, щелочность 0,025 % СаО, температура 95 0С.

РН 11


При недосатурировании на II сатурации в соке остается Са(ОН)2.

При пересатурировании сока образуется более растворимый бикарбонат кальция Са(НСО3)2 и содержание солей кальция повышается

СаСО3 + Н2О + СО2 = Са(НСО3)2 .

Деф.сок

 

 


 

Сат.газ

Сок на фильтрацию

 

 


 

 

 

 

 


Деф.сок

 

 

 


 

Сат.газ

 


Сок на фильтрацию

 

 

 


Сульфитация

Для снижения цветности очищенного сока и понижения вязкости его используют сульфитацию – обработка сока сернистым газом SO2. Кроме того SO2 является хорошим антисептиком.

Сера

Подогреватели продуктов

Сахарного производства

Эффективное проведение очистки диффузионных соков невозможно без тепловых процессов. Поэтому соки подвергают подогреву в подогревателях различного типа. В качестве теплоносителя используются вторичные пары (экстрапары) и конденсаты выпарной установки.

По устройству подогреватели делятся на:

- кожухотрубные,

- многоходовые трубчатые (для диффузионных соков и жомопрессовой воды – типа ПДС, для щелочных соков – типа ПСС. Типоразмеры подогревателей ПДС и ПСС

ПДС - 60, 80,100, 120,160,200,300

ПСС - 60, 80,100, 120,160,200,300, где цифры – это площадь поверхности нагрева м2.

- змеевиковые (для подогрева оттеков утфелей и сиропа в сборниках перед вакуум-аппаратами

- пластинчатые.

Неконденсирующиеся газы (аммиачная оттяжка)

 


Пар Пар

 

 

 


Конденсат

 

 

 


 

Конденсат

 

 

Пар

 

Конденсат


Сгущение сока выпариванием

ВАГ -3000.

Схема многокорпусной выпарной установки

 


 

 


 

 

 

 


Сок перед выпарной установкой нагревается в подогревателях до температуры кипения в 1 корпусе. Первый корпус выпарной станции обогревается ретурным паром (паром с ТЭЦ). Все последующие корпуса обогреваются вторичными парами предыдущих корпусов.

Химические изменения,

Снижение рН сиропа.

а)При сгущении на выпарной установке разлагается до 0,1 % сахарозы к массе свеклы, при этом образуются редуцирующие вещества, которые разлагаются до органических кислот. Кроме того, если в ходе известково-углекислотной очистки не были максимально разложены РВ, то падение рН на выпарке будет еще больше. рН сиропа может быть ниже рН сока на 1.

б)Продолжаются реакции разложения амидов кислот и солей аммония, проходящие с выделением аммиака и образования кислот.

2.Повышение цветности сиропа. Повышение цветности сиропа обусловлено взаимодействием РВ с аминокислотами (образование меланоидинов), продуктами разложения РВ и сахарозы, карамелизацией сахарозы (карамели). Цветность сиропа в ≈ 2 раза выше цветности сока.

Накипеобразование.

- растворимость некоторых солей кальция снижается с повышением СВ раствора, в результате чего они выпадают в осадок,

- растворимость некоторых солей кальция снижается с повышением температуры, в результате чего они выпадают в осадок.

САХАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

 

 

Почему мы любим сладкое ?

Восточная медицина гласит: «Сладкий вкус заведует в организме чувством блаженства, комфорта, обеспечивает гармонизацию органов и систем, приводит его в состояние умиротворения и комфорта.

В традиционной медицине известно, что сладкий вкус стимулирует выработку гормонов счастья - эндоморфинов, которые вызывают у человека чувство удовлетворенности, счастья, хорошего настроения, доброго отношения к людям. И наоборот – отсутствие сладкого в питании влечет за собой подавленное настроение, депрессию, агрессивность. Кроме того сахар стимулирует работу головного мозга, дает чувство сытости, энергию человеку.

 

Введение

Сырьем для производства сахара является сахарная свекла тростниковый сахар-сырец. Мировое производства сахара составляет около 125 – 130 млн.т. в год, в том числе около 70 % производится из сахарного тростника и примерно 30 % из свекловичного сырья

Сахароза впервые была получена из сахарного тростника в 3 столетии до нашей эры, А упоминание о сахарном тростнике относится к 377 году до н.э. и связаны с походами Александра Великого в Индию. Его военачальники докладывали, что в Индии произрастает растение, из которого получают мед без пчел и сладкий напиток. Но в промышленных масштабах производство сахара началось в XVI веке в Индии.

В России сахарная промышленность начала развиваться с начала XVIII века. Первый сахаро-рафинадный завод, использовавший привозной тростниковый сахар-сырец, был пущен в Петербурге в 1719 году. Сахар был дорогим удовольствием, могли его себе позволить лишь очень богатые люди. В основном он продавался в аптеках как лекарство. Эквивалент обмена сахара в России составлял 1 кг сахара на 1 кг серебра.

В 1747 г. немецкий химик Маркграф выступил в прус­ской Академии наук с сообщением об обнаружении в белой свёкле сахара, ана­логично имевшемуся в сахарном тростнике . Но из-за недостаточной сахаристости свёклы, которая не превышала 1,5%, и низкого уровня развития производительных сил того времени это открытие практического применения не нашло. После смерти Маркграфа его ученик химик Ахард в 1784 г. начал культивировать кормовую белую свёклу, а к 1799 г. получил из неё первый сахар. В марте 1802 г. он приступил к производству сахара.

Производство сахара из сахарной свёклы началось в России и Германии в начале XIX века. Первый сахарный завод, производивший продукцию в промышленных масштабах был создан в 1802 г. в селе Алябьеве Чернского уезда Тульской губернии (Е. И. Бланкеннагелем и Я. С. Есиповым).

Важную роль в создании технологии свекловичного сахара и организации его промышленного производства в России сыграл Яков Степанович Есипов.
В 1799-1801 гг. в подмосковном с. Никольском им была разработана оригинальная технология получения из свёклы товарного сахара с очисткой свекловичного сока известью. В 1802 г. Есипов Я.С. сообщил, что получил 80 кг сахара, переработав 8 т свёклы. Это был первый русский кристаллический сахар.

24 января 1803 г., в приложении к газете «Московские ведомости» Есипов Я.С. напечатал объявление, в котором приглашал всех желающих в своё подмосковное село и обещал раскрыть «Секрет как из свекловицы делать сахарный песок, а из песка варить сахар» и при этом «дешёвым и легчайшим способом». Это было время, когда был известен только один, очень дорогой способ получения сахара из тростника.

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-15; Просмотров: 60; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! (0.084 с.) Главная | Обратная связь