Завод сахарной свеклы. Технологическая линия производства сахара-песка из сахарной свеклы

Отрасль пищевой промышленности всегда была одной из устойчивых к изменениям на рынке веток экономики. На продукцию пищевой промышленности всегда есть спрос, и он стабилен. Самые простые продукты потребительской корзины наиболее выгодны для производства. Особенно большую выгоду приносят однокомпонентные продукты, одним из которых является сахар.

Потребление продукта массовое, а затраты на его производство не такие большие. В России основное сырье для производства сахара - свекла или тростник.

Свекла – основная составная часть производства. Это двухлетнее растение, в первый год у него появляются корнеплоды, а во второй – семена для дальнейшего выращивания. Каждый плод имеет вес около 200 грамм. В производстве всегда используются только растения-первогодки.

Производство сахара из свеклы следует разделять на несколько шагов:

1. Промывка свеклы от лишних частиц.
   При автоматизированном сборе урожая свеклы около 10-12% массы полученного сырья составляют излишки земли, ботвы, соломы, камней и даже металлических предметов, их необходимо устранить. Для очищения свеклы от мусора используется оборудование, оснащенное детекторами, которые улавливают посторонние предметы и устраняют их.
2. Придание свекле вида стружки.
   Чтобы придать свекловичному корню стружечную форму используют специальные свеклорезки с диффузионными ножами. Идеальный размер стружки – 1 мм. Он оптимален для переработки сырья в диффузных машинах.
3. Извлечение сахара.
   Извлечение сахара осуществляется диффузным методом с помощью специального растворителя. В данном случае на производстве извлекается сахароза, а растворителем является вода. В диффузорах размачиваются свекловичные волокна. На выходе получается диффузионный сок. После этого сок отделяется от обессахаренной стружки в специальных машинах и подвергается другим манипуляциям для получения бытового кристаллического сахара.
4. Кристаллизация.
   После очистки сок сгущают до состояния сиропа в выпарной установке. Далее выделяют чистую сахарозу из полученной смеси сиропа.

Особенности процесса производства:

• Производство сахара из сахарной свеклы имеет некоторые минусы. Завод обычно привязан к местам, где растет сырье для производства сахара. В нашей стране они сконцентрированы в Центральном, Приволжском и Южном федеральных округах. В других областях производство осуществляется с использованием импортного сырья.
• В России преимущественно используется импортное сырье, так как оно увеличивает себестоимость готового продукта и отпускные цены сахара.
• Ключ к успеху реализации производства сахара находится в качественном оборудовании, нежели в наборе квалифицированных работников.
• Лучше организовывать производство, нацеленное на небольшой регион для поставки готового сырья
• В производстве используется свекла только первогодичная

Используемое оборудование

Оборудование для производства сахара включает в себя разное количество машин. Их можно скомпоновать самостоятельно, а можно купить уже готовую линию по производству сахара или даже целый завод сразу. Приблизительно цена на линию для производства 10 т. сахара в сутки обойдется в 7 тыс. рублей, на 15 т. в два раза дороже, а линия на 50 т. в 35 тыс. руб.

Если вы готовы приобрести завод целиком, то будьте готовы к подводным камням. На фоне установленных связей на поставку сахара и прочих плюсов вы можете не заметить, что оборудование для производства давно устарело и значительно превышает амортизацию.

Чтобы не попасть впросак, воспользуйтесь услугами специалистов по оборудованию, они помогут оценить состояние каждой машины, чтобы вам не пришлось увеличивать свои затраты еще и на ремонт.

В комплекс специального оборудования для подготовки свеклы к обработке входят такие машины как:

• Установка для подъема сахара.
• Гидротранспортер.
• Ловушка для мусора.
• Водоотделитель.
• Мойка.

Узнав больше о различных , вы можете выделится среди производителей данного товара.

А если вы решили связать свой бизнес со строительством, то прочитав о технологии приготовления бетона , вы продвинетесь в решении данного вопроса.

Если вас интересует какое оборудование для изготовления сетки рабица необходимо, то перейдя по ссылке , вы можете узнать все, что вас интересует.

Непосредственно линия для производства сахара включает в себя:

• Конвейер с магнитным разделителем.
• Свеклорезка.
• Весы.
• Диффузор.
• Выпарная установка.
• Шнековый пресс.
• Сушка для жома.
• Специальные фильтры и устройства нагрева, отстойники, сульфитаторы.

Популярнейшие модели оборудования:

1. Teknikeller TYO-KR C2P - Полуавтоматическая линия.
   Турецкая линия для производства сахара. Размеры установки – 11,500*300*2,80 м. Потребляемое электричество – 10,5 кВ. Дневной расход воды 70 л. Производительность 250-290 кг сахара в час. Для производства используется питьевая вода.
2. Taysan Makina - Линия для производства сахара-рафинада типа R.
   Выполняет прессировку и упаковку готового сахарного сырья. Сахарная пыль смешивается с водой, уплотняется, высушивается. На конвейере роботы выкладывают в коробки сформированные куски и заклеивают их. Размеры линии – 36*10*3 м. Производительность – 8-25 т. в сутки. Есть возможность укладывать сахар в коробки разных размеров – от 0,25 кг до 1 кг.
3. Свеклорезка Т2М-СЦ2Б.
   Центробежная свеклорезка. Нужна для получения стружки из корней свеклы. Производительность – 1,5-3 т. в сутки. Этот вид машины существует в разных комплектациях – с 12, 16 и 24 ножевыми рамами. Чем больше ножевых рам, тем больше производительность аппарата.
4. ВДФ-6 водоотделитель дисковый.
   Помогает отделить свеклу от воды, а также от различных примесей.
5. Отстойник транспортно-моечных вод Ш1- П1700.РЭ.
   Отстойник вертикальный очистки транспортерно-моечных вод используется для отделения ботвы, корешков, твердых примесей и взвешенных частиц земли от транспортерно – моечной, чтобы уменьшить количество избыточных вод с удаляемым осадком. В сутки способен очистить 1500 тонн.

Существует огромное количество разнообразных машин для производства сахара-песка и сахара-рафинада из свекловичных корней. Лидерами по производству оборудования являются Китай и Турция.

Видео о производстве сахара

Пищевая промышленность традиционно является одной из наиболее устойчивых к конъюнктурным изменениям рынка, так как спрос на продукцию этой сферы обладает постоянством и стабильностью. Исключение составляют разве что т.н. «элитные» продукты: деликатесы, дорогие сорта шоколада и т.п.

Но наиболее простые и недорогие – как в производстве, так и в отношении вложений в технику – продукты часто являются наиболее выгодными, так как они входят в минимальную потребительскую корзину и обладают большим спросом.

В идеальном случае производимый пищевой продукт должен быть однокомпонентным – увеличение числа пунктов в рецептуре соответственно увеличивает и вложения в производство: для множества ингредиентов, требуются все новые и новые машины. В то же время производство такого продукта должно не просто окупать себя, но и приносить ощутимый дивиденд, то есть пользоваться повышенным спросом, так как несложные однокомпонентные производства обычно выпускают недорогой продукт.

Существует несколько десятков высокорентабельных пищевых производств, и одним из них является производство сахарного песка.

Такое производство отвечает всем вышеперечисленным параметрам: продукт однокомпонентный – изготавливается из сахарного тростника или (в российских условиях) сахарной свеклы; потребление продукта – просто огромное: кроме собственно практически каждого жителя страны, в еще больших количествах сахар потребляют пищевые производства. Затраты же на оборудование по производству сахарного песка невелики (подробное рассмотрение ниже).

Разумеется, что у этого производства, как и у других есть свои минусы и плюсы. В данном случае минусом можно назвать привязанность сахарных заводов к сырью – т.е. к местам произрастания сахарной свеклы. В случае с нашей страной такими регионами являются Центральный, Приволжский и Южный федеральные округа – в других регионах производство возможно лишь на привозном (импортном) сырье.

Существует и положительный момент: более 90% производимого в России сахара вырабатываются из импортного полуфабриката – сахара-сырца. Это существенно увеличивает себестоимость и, соответственно, отпускные цены такого сахара. А производство из местного сырья всегда дешевле – это позволит легко войти на рынок, используя демпинговые цены.

Технология производства сахарного песка

Технологическую цепочку производства сахара можно разделить на несколько основных этапов, и первый из них – мытье и очистка свеклы от посторонних предметов. Дело в том, что при уборке, особенно механизированной, до 10-12% от массы свеклы составляют, кроме собственно налипшей земли (почвы), ботва, солома, песок, шлак, камни и даже отдельные металлические предметы.

Для мытья свеклы используется специализированное оборудование с песчаными и другими (для камней и ботвы) « улавливателями», то есть позволяющее очистить свеклу от любых посторонних предметов. Почва смывается в ополаскивателях. Правильное, а главное, эффективное мытье сырья в производстве сахара – основополагающий момент.

Для извлечения сахара из свеклы последней необходимо придать вид стружки. Процесс получения стружки из свекловичного корня осуществляется на свеклорезках при помощи диффузионных ножей, установленных в специальных рамках.

Как известно, собственно сахар из свеклы получают наиболее простым и, можно даже сказать, примитивным путем – диффузным. Диффузией называется извлечение компонента из сложного по своему составу вещества с помощью растворителя.

В данном случае извлекаемым компонентом является сахароза, сложносоставным веществом – сахарная свекла, а растворителем – вода. Собственно в промышленных диффузорах, или, как их правильней называют, механизированных диффузионных аппаратах, происходит размачивание волокон, полученных путем резки свеклы (свекловичная стружка) в воде. Полученную жидкость называют диффузионный сок.

После истечения определенного технологией времени диффузионный сок отделяется от обессахаренной свекловичной стружки (в специальных аппаратах, называемых пульповыми ловушками) и подвергается дальнейшему разложению на компоненты для получения чистой кристаллической сахарозы (собственно бытового сахара).

Дело в том, что диффузионный сок – многокомпонентная система. Он содержит сахарозу и разные примеси, представленные растворимыми белковыми, пектиновыми веществами и продуктами их распада, редуцирующими сахарами, аминокислотами и др. Примеси диффузионного сока различны по химической природе и в силу этого обладают широким спектром физико-химических свойств, что обуславливает различную природу реакций, приводящих к удалению их из осадка.

При использовании в качестве реагентов для очистки гидроксида кальция и диоксида углерода осуществляются реакции коагуляции, осаждения, разложения, гидролиза, адсорбции и ионного обмена. Но это лишь звучит сложно. На самом деле для таких, казалось бы, непростых процессов требуется самая простая техника: вакуум-фильтры, сатураторы и некоторые другие машины.

Сироп, образовавшийся в результате третьего этапа обработки, должен быть сгущен до сиропа с содержанием сухих веществ до 65-70% при первоначальном значении этой величины 14-16%. Производится это в выпарной установке.

Кристаллизация сахара – завершающий этап в его производстве. Здесь выделяют практически чистую сахарозу из многокомпонентной смеси, которой является сироп.

Оборудование, необходимое для производства сахарного песка

Вариантов приобретения оборудования для производства сахарного песка множество. Это и самостоятельная компоновка из разных машин, включая переделку неспециализированных; и покупка бывшей в употреблении линии или даже целого завода по производству сахара, коих еще существует довольно большое количество; и покупка готового бизнеса по производству сахара; и, наконец, приобретение новой линии (линий) по производству сахара у поставщиков.

Рассмотрим эти варианты несколько подробней. Самостоятельную компоновку сразу отбросим как вариант: дело не в том, что она невыгодна – скорей, наоборот, если у вас есть такая возможность, то вы, не задумываясь ей воспользуетесь, не вникая в данную статью – те, кто разбирается в производственной технике настолько, в общем, не нуждаются в подобных советах.

Второй вариант интересен, но таит в себе множество «подводных камней». Действительно, полностью оснащенный старый завод по производству сахара можно приобрести по относительно небольшой цене: от $0,5 до 5 млн (например, конкретно Бийский сахарный завод недавно был продан за 57 млн руб., или чуть более $1,7 млн), в зависимости от технического состояния.

Плюсы, конечно неоспоримы: в данном случае вы покупаете готовый завод по производству сахара, как правило, большой мощности, с инфраструктурой и зачастую с наработанной и устоявшейся сетью поставщиков – такие сахарные заводы, разумеется, расположены недалеко от площадей засева сахарной свеклы.

Однако есть и минусы, которых в некоторых случаях гораздо больше плюсов. Так «готовый завод» может на поверку оказаться полуразрушенным зданием постройки 1960-х, а то и 1930-х годов с непригодным к производству, морально, не говоря уж о том, что и физически устаревшей и износившейся аппаратурой.

Поставщиков может уже и не быть – сегодня Россия импортирует 90% сахарного сырья (сахара-сырца), и сохранность агропромышленных комплексом по производству именно этой культуры стоит проверить заранее.

При непродуманных, неграмотных действиях, вы получите фактически руины завода с машинами, годными разве что на металлолом, который, конечно не окупит сумму сделки, не говоря уж о том, чтобы приносить какую-то прибыль. Так что дважды подумайте и тщательно все рассчитайте, если собрались покупать такой завод.

Покупка действующего бизнеса по производству сахара может стать неплохим приобретением. Однако и тут не стоит забывать об осторожности: например, новый, уже 2000-х годов ввода в эксплуатацию, завод по производству сахара оценивается в $5 млн, или 150 млн руб.

В принципе, вложения не столь маленькие, однако сразу же возникает вопрос: а почему совершенно новое предприятие продается?

Приобретая сахарный завод, следует внимательно осматривать оборудование: прежний собственник за 5-10 лет эксплуатации может сильно амортизировать его.

Если вы сами не разбираетесь в тонкостях технического состояния машин, лучше проконсультируйтесь у специалистов. Хотя, если прежний хозяин ведет честную игру он сам вам расскажет о достоинствах и недостатках приобретаемого имущества, предоставит сырьевую базу и ознакомит с сектором реализации (сбыта) продукции.

Последний вариант – приобретение новой готовой линии производства сахара. Вроде бы с этим вариантом все на первый взгляд понятно, однако и здесь есть свои коррективы.

Открывать новый завод, объемом переработки, например, оборудование мощностью (производительностью) более 50 т в сутки приобрести будет сложно – как из-за высоких цен, так и из-за того, что оборудование такой мощности изготавливается исключительно под заказ крупных корпораций.

В принципе, по ценам стоит ориентироваться на китайских производителей: как известно, продукция промышленного производства у них получается достаточно качественной, чего не скажешь о товарах народного потребления.

Итак, приблизительные цены на сахарные линии таковы: линиямощностью 10 т в сутки стоит около 7000 тыс. руб.; линия мощностью 15 т в сутки стоит около14000 тыс. руб., а линия мощностью 50 т в сутки обойдется примерно в 35000 тыс. руб.

Среднемощная из представленных линий – на 25 т в сутки стоит 3400000 йен. Как видно, выбор разнообразнейший – можно выбирать различные линии, комбинировать их или докупать по мере производственной необходимости.

Производство сахарного песка: перспективы развития

Первой перспективой является, конечно, расширение ассортимента. С производством сахарного песка мы уже знакомы.

Следующий по популярности вид – рафинад. Для его производства не требуется значительных затрат: дополнительное оборудование (рафинадная линия) обойдется всего в 220000 йен или в 380000 йен (с фасовочно-упаковочным аппаратом). По большому счету, такой линией стоит обзавестись сразу же.

Не стоит забывать и о вторичных продуктах: жоме и мелассе. Как было написано выше, диффузионный сок отделяется от обессахаренной свекловичной стружки в специальных аппаратах, называемых пульповыми ловушками.

Эта свекловичная стружка затем прессуется инаправляется в отделение высушивания в барабанных сушках до содержания сухих веществ, равного 87%.

Это и есть жом – брикеты или россыпь полезного кормового силоса. Меласса – это по сути, кормовая же патока; сиропообразная жидкость тёмно-бурого цвета со специфическим запахом. Эти два важных продукта можно использовать, например, как средство бартера с поставщиками сырья. Кроме того, не стоит забывать и о простой патоке, которая тоже имеет свой рынок сбыта.

Есть и более экзотический продукт, производство которого следует освоить хотя бы для ассортимента – т.н. леденцовый сахар, или сахар-кандис. Это просто крупные прозрачные кристаллы сахара, получаемые кристаллизацией сахарного сиропа в специальных сосудах с натянутыми нитями.

Разумеется, не стоит ограничиваться производством одного сахара – со временем стоит осваивать сопутствующие производства (например, сахарной пудры и т.п.).

Видеосюжеты о производстве сахара:

Сахар - практически чистая сахароза (С 12 Н 22 О 11), обладающая сладким вкусом, легко и полностью усваиваемая организмом, способствующая быстрому восстановлению затраченной энергии. Сахароза - это дисахарид, который под действием кислоты или фермента расщепляется на глюкозу и фруктозу (инвертный сахар). Сахароза может находиться в двух состояниях: кристаллическом и аморфном. По химической природе сахар является слабой многоосновной кислотой, дающей с оксидами щелочных и щелочноземельных металлов соединения - сахараты.

Инвертный сахар благодаря фруктозе гигроскопичен. Он предохраняет варенье от засахаривания, замедляет процесс черствения хлеба, предохраняет от высыхания кондитерские изделия (мармелад, пастилу, зефир, помадку и др.).

Сахароза хорошо растворяется в воде, при повышении температуры ее растворимость возрастает. В растворах сахароза является сильным дегидратором. Она легко образует пересыщенные растворы, кристаллизация в которых начинается только при наличии центров кристаллизации. Скорость этого процесса зависит от температуры, вязкости раствора и коэффициента пересыщения.

Исходным сырьем для получения сахара являются сахарная свекла и сахарный тростник. Благодаря более высокой урожайности сахарного тростника по сравнению с сахарной свеклой с каждого гектара его посевов получают сахара примерно в 2 раза больше, хотя содержание сахарозы в стеблях сахарного тростника несколько меньше, чем в сахарной свекле.

Сахарная промышленность выпускает следующие виды сахара:

• сахар-песок - сыпучий пищевой продукт белого цвета (без комков), имеющий сладкий вкус без посторонних привкусов и запахов (с содержанием влаги не более 0,14 %, сахарозы не менее 99,75 %, металлопримесей не более 3 мг на 1 кг сахара, с размерами на более 0,3 мм);
• сахар жидкий - жидкий пищевой продукт светло-желтого цвета, сладкий на вкус, без посторонних привкусов и запахов (с содержанием сахарозы не менее 99,80 % для высшей категории и не менее 99,5 % для первой категории, с содержанием сухих веществ не менее 64 %);
• сахар-рафинад - кусковой прессованный сахар, рафинадный сахар-песок и рафинадная пудра белого цвета, сладкие на вкус, без посторонних привкусов и запахов (с содержанием сахарозы не менее 99,9 %, редуцирующих веществ не более 0,03 %, влаги не более 0,2 %).

Особенности производства и потребления готовой продукции

На всех сахарных заводах действует типовая схема получения сахара - песка из сахарной свеклы с непрерывным обессахариванием свекловичной стружки, прессованием жома и возвратом жомопрессовой воды в диффузионную установку, известково-углекислотной очисткой диффузионного сока, тремя кристаллизациями и аффинацией желтого сахара III кристаллизации. В корнеплодах сахарной свеклы содержится 20…25 % сухих веществ, из них содержание сахарозы колеблется от 14 до 18 %. Сахарозу извлекают из свеклы диффузионным способом. Полученный диффузионный сок содержит 15…16 % сухих веществ, из них 14…15 % сахарозы и около 2 % несахаров. Чтобы избавиться от несахаров проводят очистку диффузионного сока известью (дефекация) с последующим удалением ее избытка диоксидом углерода (сатурация). Для снижения цветности и щелочности фильтрованный сок II сатурации обрабатывают диоксидом серы (сульфитация). Сгущение сока ведут в два этапа: сначала его сгущают на выпарной установке до содержания сухих веществ 55…65 % (при этом сахароза еще не кристаллизуется), а затем после дополнительной очистки вязкий сироп на вакуум-аппарате сгущают до содержания сухих веществ 92,5.. .93,5 % и получают утфель. Готовый утфель I кристаллизации центрифугируют, получая кристаллы сахара и два оттека. Сахар-песок выгружают из центрифуги с содержанием влаги 0,8… 1 % и высушивают горячим воздухом температурой 105… 110 °С до 0,14 % (при бестарном хранении массовая доля влаги в сахаре-песке должна быть 0,03…0,04 %).

Норма потребления сахарозы составляет 75г в день, включая сахар, находящийся в других пищевых продуктах.

Период уборки сахарной свеклы длится 40.. .50 сут. в году. Средняя производственная мощность одного завода составляет 2,84 тыс. т переработки свеклы в сутки с коэффициентом извлечения сахара из свеклы 72 %.

Стадии технологического процесса

Процесс получения сахара-песка на свеклосахарных заводах складывается из следующих стадий:

• подача свеклы и очистка ее от примесей;
• получение диффузионного сока из свекловичной стружки;
• очистка диффузионного сока;
• сгущение сока выпариванием;
• варка утфеля и получение кристаллического сахара;
• сушка, охлаждение и хранение сахара-песка.

Характеристика комплексов оборудования

Линия начинается с комплекса оборудования для подготовки свеклы к производству, состоящего из свеклоподъемной установки, гидротранспортера, песколовушки, ботволовушки, камнеловушки и водоотделителя, а также свекломоечной машины.

Ведущий комплекс оборудования линии состоит из конвейера с магнитным сепаратором, свеклорезки, весов, диффузионной установки, шнекового пресса и сушилки для жома.

Следующий комплекс оборудования представляют фильтры с подогревательными устройствами, аппараты предварительной и основной дефекации, сатураторы, отстойники, сульфитаторы и фильтры.

Наиболее энергоемким комплексом оборудования линии является выпарная установка с концентратором, а также вакуум-аппараты, мешалки и центрифуги.

Завершающий комплекс оборудования линии состоит из виброконвейера, сушильно-охладительной установки и вибросита.

Машинно-аппаратурная схема линии производства сахара-песка из сахарной свеклы представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 — Машинно-аппаратурная схема линии производства сахара-песка из сахарной свеклы

Устройство и принцип действия линии

Сахарная свекла подается в завод из бурачной или с кагатного поля. По гидравлическому конвейеру она поступает к свеклонасосам и поднимается на высоту до 20 м. Дальнейшее перемещение ее для осуществления различных операций технологического процесса происходит самотеком. По длине гидравлического конвейера 1 (рисунок 1) последовательно установлены соломоботволовушки 2, камнеловушки 4 и водоотделители 5. Это технологическое оборудование предназначено для отделения легких (солома, ботва) и тяжелых (песок, камни) примесей, а также для отделения транспортерно-моечной воды. Для интенсификации процесса улавливания соломы и ботвы в углубление 3 подается воздух. Сахарная свекла после водоотделителей поступает в моечную машину 6.

Моечная машина предназначена для окончательной очистки свеклы (количество прилипшей земли составляет при ручной уборке 3…5 % свеклы, а при механизированной уборке комбайнами - 8… 10 %).

Количество воды, подаваемой на мойку свеклы, зависит от степени ее загрязненности, конструкции машины и в среднем составляет 60… 100 % к массе свеклы. В сточные воды гидравлического конвейера и моечной машины попадают отломившиеся хвостики свеклы, небольшие кусочки и мелкие корнеплоды (всего 1…3 % к массе свеклы), поэтому транспортерно-моечные воды предварительно направляются в сепаратор для отделения от них хвостиков и кусочков свеклы, которые после обработки поступают на ленточный конвейер 14.

Отмытая сахарная свекла орошается чистой водой из специальных устройств 7, поднимается элеватором 8 и поступает на конвейер 9, где электромагнит 10 отделяет металлические предметы, случайно попавшие в свеклу. Затем свеклу взвешивают на весах 11 и из бункера 12 направляют в измельчающие машины-свеклорезки 13. Стружка должна быть ровной, упругой и без мезги, пластинчатого или ромбовидного сечения, толщиной 0,5… 1,0 мм.

Свекловичная стружка из измельчающих машин с помощью ленточного конвейера 14, на котором установлены конвейерные весы, подается в диффузионную установку 15.

Сахар, растворенный в свекловичном соке корнеплода, извлекается из клеток противоточной диффузией, при которой стружка поступает в головную часть агрегата и движется к хвостовой части, отдавая сахар путем диффузии в движущуюся навстречу экстрагенту высолаживающую воду. Из конца хвостовой части агрегата выводится стружка с малой концентрацией сахара, а экстрагент, обогащенный сахаром, выводится как диффузионный сок. Из 100 кг свеклы получают приблизительно 120 кг диффузионного сока. Жом отводится из диффузионных установок конвейером 16 в цех для прессования, сушки и брикетирования.

Диффузионный сок пропускается через фильтр 17, подогревается в устройстве 28 и направляется в аппараты предварительной и основной дефекации 27, где он очищается в результате коагуляции белков и красящих веществ и осаждения ряда анионов, дающих нерастворимые соли с ионом кальция, содержащимся в известковом молоке (раствор извести). Известковое молоко вводится в сок с помощью дозирующих устройств.

Дефекованный сок подается в котел первой сатурации 26, где он дополнительно очищается путем адсорбции растворимых несахаров и особенно красящих веществ на поверхности частиц мелкого осадка СаСО 3 , который образуется при пропускании диоксида углерода через дефекованный сок. Сок первой сатурации подается через подогреватель 25 в гравитационный отстойник 24. В отстойниках сок делится на две фракции: осветленную (80 % всего сока) и сгущенную суспензию, поступающую на вакуум-фильтры 23.

Фильтрованный сок первой сатурации направляется в аппараты второй сатурации 22, где из него удаляется известь в виде СаСО 3 .

Сок второй сатурации подается на фильтры 21. Соки сахарного производства приходится фильтровать несколько раз. В зависимости от цели фильтрования используются различные схемы процесса и фильтровальное оборудование.

Отфильтрованный сок из фильтра 21 подается в котел сульфитации 20. Цель сульфитации - уменьшение цветности сока путем обработки его диоксидом серы, который получают при сжигании серы.

Сульфитированный сок направляют на станцию фильтров 19, а затем транспортируют через подогреватели в первый корпус выпарной станции 18. Выпарные установки предназначены для последовательного сгущения очищенного сока второй сатурации до концентрации густого сиропа; при этом содержание сухих веществ в продукте увеличивается с 14… 16 % в первом корпусе до 65.. .70 % (сгущенный сироп) в последнем. Свежий пар поступает только в первый корпус, а последующие корпуса обогреваются соковым паром предыдущего корпуса. Площадь поверхности нагрева выпарной станции сахарного завода производительностью 5000 т свеклы в сутки составляет 10 000 м 2 .

Полученный сироп направляется в сульфитатор 29, а затем на станцию фильтрации 30. Фильтрованный сироп подогревается в подогревателе 31, откуда поступает в вакуум-аппараты первого продукта 32. Сироп в вакуум-аппаратах уваривается до пересыщения, сахар выделяется в виде кристаллов. Продукт, полученный после уваривания, называется утфелем. Он содержит около 7,5 % воды и около 55 % выкристаллизовавшегося сахара.

Сироп уваривают в периодически действующих вакуум-аппаратах. Утфель первой кристаллизации из вакуум-аппаратов поступает в приемную утфелемешалку 33, откуда его направляют в распределительную мешалку, а затем в центрифуги 34, где под действием центробежной силы кристаллы сахара отделяются от межкристальной жидкости. Эта жидкость называется первым оттеком. Чистота первого оттека 75…78 %, что значительно ниже чистоты утфеля.

Чтобы получить из центрифуги белый сахар, его кристаллы промывают небольшим количеством горячей воды - пробеливают. При пробеливании часть сахара растворяется, поэтому из центрифуги отходит оттек более высокой чистоты - второй оттек.

Второй и первый оттеки подают в вакуум-аппарат второй (последней) кристаллизации, где получают утфель второй кристаллизации, содержащий около 50 % кристаллического сахара. Этот утфель постепенно охлаждают до температуры 40 °С при перемешивании в утфелемешалках — кристаллизаторах. При этом дополнительно выкристаллизовывается еще некоторое количество сахара. Наконец, утфель второй кристаллизации направляется в центрифуги, где от кристаллов сахара отделяется меласса, которая является отходом сахарного производства, так как получение из нее сахара путем дальнейшего сгущения и кристаллизации нерентабельно. Желтый сахар второй кристаллизации рафинируют первым оттеком, полученный утфель направляется в распределительную мешалку, а затем в центрифуги. Полученный сахар растворяется, и сок поступает в линию производства.

Белый сахар, выгружаемый из центрифуг 34, имеет температуру 70 °С и влажность 0,5 % при пробеливании паром или влажность 1,5 % при пробеливании водой.

Он попадает на виброконвейер 35 и транспортируется в сушильно-охладительную установку 36.

После сушки сахар-песок поступает на весовой ленточный конвейер 37 и далее на вибросито 38. Комочки сахара отделяются, растворяются и возвращаются в продуктовый цех.

Товарный сахар-песок поступает в силосные башни 39 (склады длительного хранения).

Свекла известна людям давно – первые упоминания об этой овощной культуре восходят ко второму тысячелетию до нашей эры. С тех пор селекционерами выведено множество ее сортов. Есть среди них листовые формы, например – мангольд, большинство же корнеплодные.

Корнеплодные формы свеклы делятся на пищевые и кормовые. Нынешняя появилась именно из кормовых сортов. Произошло это довольно поздно – в XVIII веке.

Современные сорта и гибриды сахарной свеклы содержат до 18% сахара . Лучшие из них – Кристалл, Манеж, Несвижский и др. Как именно добывают из них сахар — расскажем дальше.

Технология и оборудование на сахарозаводе

Кратко расскажем, как на основе корнеплода производят сахар на специальных заводах (узнать о том, как применяют сахарную свеклу и что получают в процессе ее переработки, можно ). Производство на заводе проходит в несколько технологических этапов.

1. Подготовительный этап (линия очистки и мойки) . В свекле, привезенной прямо с поля или из хранилища, могут попасться камни, осколки, кусочки металла. Это опасно для оборудования. Свекла может быть просто грязной.

   Для того, чтобы избежать потери сахара при мойке, температура воды контролируется – она не должна быть свыше 18 градусов. После мойки свеклу ополаскивают хлорированной водой – из расчета 10-15 кг хлорной извести на 100 тонн свеклы. Затем свекла подается на транспортер. Там ее обдувают сильной струей воздуха. Так удаляются остатки воды и прилипшие легкие примеси.

   Оборудование:

   • гидротранспортеры (одновременно с подачей свекла отмывается от грязи);
   • песколовушки, камнеловушки, ботволовушки;
   • водоотделители;
   • моечные машины.
2. Измельчение . Как его делают? Подготовленная сахарная свекла взвешивается и поступает в бункер-накопитель. Отсюда она под собственным весом поступает для измельчения на центробежные, барабанные или дисковые свеклорезки. Ширина полученной стружки находится в пределах 4-6, а толщина – 1,2-1,5 миллиметров.

   Оборудование:

   • конвейер с магнитным сепаратором;
   • свеклорезка;
   • весы;
3. Диффузия . На диффузионных установках происходит основной процесс – вымывание сахара из измельченного материала. Стружка обрабатывается горячей водой и отдает в раствор сахар и другие растворимые вещества. Процесс этот происходит при температуре порядка 70-80 градусов в слабокислой среде.

   Среда, богатая сахарами, является благодатной средой для развития микроорганизмов. Это приводит и к порче продукта, и к более опасным последствиям – например, возможным взрывам. Поэтому в процессе диффузии в аппарат периодически добавляется раствор формалина.

   Конечная концентрация его невелика – 0,02% от общей массы продукта, но достаточна для подавления активной микрофлоры. Продукт, который получается на этой стадии – диффузионный сок. Это мутная жидкость, быстро темнеющая на воздухе. В ней содержится большое количество мезги.

   Мезга отделяется на мезголовушках. Вторым продуктом является свекольный жом. Он прессуется и либо отправляется непосредственно на корм скоту, либо высушивается.

   Оборудование:

   • диффузионная установка (шнековая или ротационная);
   • сушилка для жома
4. Очистка диффузионного сока . Сок, который получен после диффузии, представляет собой сложную смесь из множества растворимых органических веществ самой разнообразной природы. Для очистки сока от этих примесей проводится процесс дефекации.

   Процесс с этим неаппетитным названием проводится в два этапа. Он сводится к обработке сока известью (известковым молоком). Реакция раствора при этом достигает значений рН 12,2 – 12,4, то есть раствор становится щелочным.

   При этом нейтрализуются органические кислоты, выпадают в осадок белки. Прочие нежелательные примеси также вступают в реакцию. Продукты реакции либо осаживаются тут же, либо удаляются на следующем этапе – этапе сатурации. Термином «сатурация» обозначается известный всем процесс «газирования», то есть насыщения раствора углекислым газом. При этом образуется мелкодисперсная взвесь карбоната кальция (обычного мела), который поглощает окрашивающие примеси.

   Затем раствор фильтруют и вторично сатурируют. Перед этим, при необходимости, иногда проводится повторная дефекация. Далее получившийся прозрачный, но все еще окрашенный раствор обрабатывают двуокисью серы (сернистым газом). Этот процесс называется сульфитацией. При этом понижается щелочная реакция раствора и происходит его обесцвечивание. Снижается также вязкость сиропа.

   Оборудование:

   • аппарат дефекации;
   • фильтр с подогревательным устройством;
   • сатуратор;
   • сульфитатор;
   • отстойник.
5. Сгущение и кристаллизация . Полученный после сульфитации сок – это обычный ненасыщенный раствор сахарозы. Если сгустить раствор до насыщенного состояния, то в нем, как известно из школьного курса физики, начнется процесс кристаллизации.

   Получившиеся кристаллы станут выпадать в осадок. Это и происходит в вакуум-аппаратах. Там раствор, предварительно выпаренный до состояния, близкого к насыщенному, начинает кипеть при пониженном давлении, и сгущается до пересыщенного состояния. Начинается процесс массовой кристаллизации.

   Выпавшие кристаллы сахара отделяют на центрифугах и проводят еще через несколько этапов окончательной обработки. Там они осветляются и превращаются в знакомый, всем известный, сахарный песок.

   Оборудование:

   
   

Выход сахара из 1 тонны корнеплодов после обработки составляет приблизительно 100-150 кг . Разброс показателей зависит не в последнюю очередь от агротехники и погодных условий в текущем году (больше том, где растет свекла, какой климат и почву «любит», читайте ).

Заводским показателем эффективности производства служит коэффициент извлечения сахара. Он показывает отношение массы сахарозы в готовом продукте (сахарном песке) к массе сахарозы в исходном сырье. Обычно он составляет приблизительно 80 %.

Как получить продукт в домашних условиях?

Скажем сразу, что приготовить именно привычный сахар-рафинад дома вряд ли получится. Но сахарный сироп приготовить несложно. Это будет настоящий натуральный продукт, изготовленный своими руками. Оборудование для этого годится самое незамысловатое.

Потребуется :

• произвольное количество ;
• эмалированная посуда (кастрюли, тазы);
• мясорубка, нож, деревянная лопатка;
• марля или иная ткань для фильтрования.

Как изготавливают домашний сахар :

1. Свёклу перебрать, очистить от корней и попорченных участков. Кожицу не снимать!
2. Промыть.
3. В целом виде положить в кастрюлю с кипящей водой и варить в течение часа.
4. Слить воду. Дать немного остыть и с теплой свеклы снять кожицу.
5. Измельчить с помощью мясорубки или ножом, что предпочтительнее. Нарезанные пластинки должны получиться не толще 1 мм.
6. Измельченную свеклу поместить в холщовый мешок и заложить под пресс. Подставить таз для стекающего сока. Если пресса нет, можно отжать сок и вручную, скручивая мешок, как при отжиме белья.
7. После первого отжима жом залить горячей водой (не кипятком) в объеме, примерно равном половине объема свеклы, дать постоять. Отбросить свеклу на сито, дать стечь жидкости в таз с отжатым ранее соком. Гущу повторно отжать туда же.
8. Получившийся сок подогреть до 70-80 градусов и профильтровать через двойную марлю.
9. Отфильтрованный сок выпаривать на плите до нужной густоты. Посуду при этом желательно использовать широкую и плоскую, эмалированную или луженую.
10. Правильно приготовленный сироп имеет консистенцию жидкого меда. Хранится он, как и мед, очень долго.

Получаемый в ходе выпаривания сироп необходимо постоянно помешивать деревянной лопаточкой – он легко пригорает.

Из 5 килограммов сахарной свеклы получается около 1 кг сиропа , или, в пересчете, 600 грамм чистого сахара.

Получение твердого сахара

Сироп необходимо осторожно уварить так, как уваривается сахар для получения домашних леденцов. Уваренный сироп разлить в плоские металлические формы. Выставить в холодное место. Там сироп быстро остынет и кристаллизуется. Дальше его остается только извлечь из формы и расколоть на кусочки желательной величины.

Полезное видео

Предлагаем посмотреть видео о том, как добывают сахар из свеклы:

Производство сахара - прерогатива крупных заводов. Ведь технология достаточно сложная. Сырье перерабатывается на непрерывно-поточных линиях. Как правило, предприятия по производству сахара расположены в непосредственной близости от мест взращивания сахарной свеклы.

Описание продукта

Сахар - это, по сути, чистый углевод (сахароза), на вкус сладкий и приятный. Хорошо усваивается и обеспечивает нормальную работу организма (острота зрения и слуха, важный питательный элемент для клеток мозга, принимает участие в формировании жиров). Злоупотребление продуктом ведет к развитию заболеваний (кариес, лишний вес и др.).

Сырье для производства

Традиционно в нашей стране этот продукт делают из Производство сахара требует больших объемов поставок сырья.

Свекла является представителем семейства маревых. Растет на протяжении двух лет, культура устойчива к засухе. В течение первого года вырастает корень, а затем в течение второго года развивается стебель, появляются цветы и семена. Масса корнеплода составляет 200-500 г. Массовая доля твердой ткани составляет 75 %. Остальное - сахар и другие органические соединения.

Свеклы происходит на протяжении 50 суток. В то же время заводы работают в среднем 150 дней в году. Чтобы обеспечить сырьем предприятия по производству сахара, свекла хранится в так называемых кагатах (большие кучи).

Технология хранения сахарной свеклы

Свекла укладывается слоями в кагаты на предварительно подготовленных участках. При нарушении технологии хранения свекла будет прорастать и гнить. Ведь корнеплоды являются живыми организмами. Характеристикой прорастания является индекс отношения ростков к массе всего плода. В условиях повышенной температуры и большой влажности свекла начинает прорастать уже на пятые сутки хранения. При этом свекла, которая находится в верхней части кагата, прорастает наиболее интенсивно. Это крайне негативное явление, которое приводит к понижению эффективности сахарного производства. Чтобы минимизировать потери от прорастания, при уборке урожая обрезаются верхушки плодов, а сам урожай в кагатах обрабатывается специальным раствором.

Важно складировать плоды в кагаты аккуратно, стараясь их не повредить. Ведь поврежденные участки плода являются слабым местом, которое поражается прежде всего, а затем уж и здоровые ткани.

На развитие бактерий существенное влияние оказывает температура и уровень влажности. Если поддерживать рекомендованный состав воздуха и температуру 1-2 °C, то процессы гниения замедляются (порой и не развиваются).

Свекла, которая поступает на хранение, чрезвычайно загрязнена (земля, трава). Грязь ухудшает циркуляцию воздуха в кагате, провоцирует процессы гниения.

Урожайность свеклы

Одной из важнейших задач является повышение урожайности сахарной свеклы. Она зависит от множества факторов. Производство сахара напрямую зависит от объемов сбора, а также от технологического качества сырья.

В первую очередь технологические качества возделываемой свеклы зависят от используемых семян. Современные технологии позволяют контролировать биологические и другие характеристики. Контроль качества семян позволяет значительно увеличить урожайность с гектара посевных площадей.

Также немаловажен способ возделывания свеклы. Существенное повышение урожайности наблюдается при так называемом гребневом способе возделывания (рост урожайности составляет от 15 до 45 % в зависимости от климатических особенностей региона). Суть метода состоит в следующем. Осенью специальные машины насыпают гребни, благодаря чему земля активно впитывает и накапливает влагу. Поэтому весной земля достаточно быстро созревает, создавая благоприятные условия для посева, роста и развития плодов. Кроме того, свеклу гораздо легче собирать: плотность почвы гребней сравнительно невелика.

Любопытно, что данная технология была предложена советским ученым Глуховским в далекие 20-е годы прошлого столетия. И сравнительно недавно метод был внедрен в передовых странах.

Несмотря на большую результативность, данная технология не нашла широкого применения. Причиной тому отсутствие и дороговизна специального оборудования. Производство сахара из свеклы поэтому имеет перспективы развития и выхода на новый технологический уровень.

Уборка свеклы должна быть проведена до наступления заморозков. Поставки на предприятия выкапываемой свеклы могут осуществляться по поточному принципу либо поточно-перевалочным способом. Для того чтобы снизить потери сахарозы при длительном хранении на перевалочных базах, плоды накрываются соломой.

Техпроцесс производства

Среднестатистический завод по производству сахара в России способен перерабатывать несколько тысяч тонн сырья (сахарной свеклы). Впечатляет, не так ли?

В основе производства лежат сложные химические процессы и реакции. Суть сводится к следующему. Для получения кристаллов сахара нужно выделить (экстагировать) сахарозу из сырья. Затем отделяют сахар от ненужных веществ и получают продукт, готовый к употреблению (кристаллы белого цвета).

Технология производства сахара состоит из следующих операций:

• очистка от грязи (мытье);
• получение стружки (шинкование, измельчение);
• извлечение сахарозы;
• фильтрация сока;
• сгущение (выпаривание влаги);
• уваривание массы (сиропа);
• отделение патоки от сахара;
• просушивание сахара.

Мойка сахарной свеклы

При поступлении сырья на завод по производству сахара оно попадает в своеобразный бункер. Он может располагаться как под землей, так и снаружи. Мощной направленной струей воды сахарная свекла вымывается из бункера. Корнеплоды попадают на транспортер, при движении которого происходит предварительная очистка сырья от всевозможного мусора (солома, трава и т.д.).

Измельчение корнеплодов

Производство сахара из свеклы невозможно без ее измельчения. В дело вступают так называемые свеклорезки. На выходе получаются тонкие полосы из сахарной свеклы. В технологии производства сахара способ нарезания кусков имеет очень важное значение: чем больше площадь поверхности, тем эффективнее отделяется сахароза.

Извлечение сахарозы

По транспортеру стружка свеклы подается в аппараты диффузии со шнеком. Сахар отделяется от стружки теплой водой. Стружка подается по шнеку, а навстречу ей течет теплая вода, которая и извлекает сахар. Помимо собственно сахара, вода также увлекает за собой и другие растворимые вещества. Процесс достаточно эффективен: на выходе жом (так называется стружка свеклы) содержит лишь 0,2-0,24 % сахара по массовой доле. Вода, насыщаясь сахарами и другими органическими веществами, становится мутной и сильно пенится. Эту жидкость еще называют диффузионным соком. Наиболее полная переработка возможна лишь при нагреве сырья до 60 градусов. При данной температуре белки сворачиваются и не выделяются из свеклы. Производство сахара на этом не заканчивается.

Очистка диффузионного сока

Из жидкости необходимо убрать мельчайшие взвешенные частицы свеклы и растворенные органические вещества. Технологически можно удалить до 40 % побочных веществ. Все, что остается, накапливается в мелассе и удаляется лишь на конечном этапе производства.

Сок нагревается до 90 °C. Затем обрабатывается известкой. В результате белки и другие вещества, которые находятся в соке, выпадают в осадок. Данная операция производится на специальном оборудовании в течение 8-10 минут.

Теперь необходимо устранить известь. Данный процесс носит название сатурации. Суть его заключается в следующем: сок насыщается диоксидом углерода, который вступает в химическую реакцию с известью, образуя углекислый кальций, который и выпадает в осадок, поглощая при этом различные загрязнители. Прозрачность сока возрастает, он становится более светлым.

Сок фильтруется, подогревается до температуры 100 °C и подвергается сатурации повторно. На данном этапе проводится более глубокая очистка от примесей, после чего сок снова отправляется на фильтрацию.

Сок необходимо обесцветить и разжижить (сделать не таким вязким). С этой целью через него пропускают сернистый газ. В соке образуется сернистая кислота - очень сильный восстановитель. Реакция с водой приводит к образованию определенного количества серной кислоты с выделением водорода, который, в свою очередь, осветляет сок.

После грубой и чистой сатурации на выходе получается 91-93 % от первоначального объема качественного, отбеленного сока. Процентное содержание сахарозы в полученном объеме сока составляет 13-14 %.

Выпаривание влаги

Производится в два этапа с использованием специального оборудования. Для производства сахара на первом этапе важно получить густой сироп с содержанием сухих веществ 65-70 %. Полученный сироп проходит дополнительную очистку и вновь подвергается процедуре выпаривания, на этот раз в специальных вакуумных аппаратах. Необходимо получить вязкое густое вещество с содержанием сахарозы 92-93 %.

Если продолжить выпаривание воды, то раствор становится перенасыщенным, возникают центры кристаллизации и растут кристаллы сахара. Полученная масса называется утфелем.

Температура кипения полученной массы - 120 °C в нормальных условиях. Но дальнейшее уваривание проводится в вакууме (чтобы предотвратить карамелизацию). В условиях, близких к вакууму, температура кипения значительно ниже - 80 °C. Данную массу на этапе выпаривания в вакуумном аппарате «легируют» сахарной пудрой. Что стимулирует рост кристаллов.

Отделение сахара от патоки

Сахарная масса поступает на центрифуги. Там кристаллы отделяются от патоки. Жидкость, которая получается после отделения кристаллов сахара, - зеленая патока.

На сетке барабана центрифуги задерживаются которые подвергаются обработке горячей водой и пропариваются с целью отбеливания. При этом образуется так называемая белая патока. Это раствор сахара и остатков зеленой патоки в воде. Белая патока проходит вторичную обработку в вакуумных аппаратах (чтобы минимизировать потери, повысить эффективность производства).

Зеленая патока поступает на уваривание уже в другой аппарат. В результате получают так называемый второй утфель, из которого уже получают желтый сахар. Он растворяется в соке после первой очистки.

Просушивание сахара

Цикл производства сахара еще не завершен. Содержимое центрифуги извлекается и отправляется на просушку. После центрифуги влажность сахара составляет приблизительно 0,5 %, а температура 70 °C. В сушильном аппарате барабанного типа происходит просушивание продукта до влажности 0,1 % (во многом это обеспечивается остаточной температурой после центрифуг).

Отходы

Основные отходы производства сахара из сахарной свеклы - жом (так называется стружка корнеплода), кормовая патока, фильтр-прессная грязь.

Жом составляет до 90 % по массе от необработанного сырья. Служит хорошим кормом для домашнего скота. Перевозить жом на дальние расстояния нерентабельно (из-за повышенной влажности он очень тяжелый). Поэтому закупается и используется фермерскими хозяйствами, расположенными вблизи предприятий по производству сахара. Для предотвращения порчи жома он перерабатывается на силос.

На некоторых производствах сахара из сахарной свеклы стружка прессуется (при этом устраняется до 50 % влаги), а затем сушится в специальных камерах. В результате такой обработки масса жома, готового к употреблению по назначению и транспортировке на дальние расстояния, составляет не более 10 % от его первоначальной массы.

Меласса - кормовая патока - получается после обработки второго утфеля. Ее объем составляет 3-5 % от массы исходного сырья. На 50 % она состоит из сахара. Кормовая патока является важным компонентом в производстве этилового спирта, а также в производстве животных кормов. Кроме того, используется в дрожжевом производстве, при изготовлении лимонной кислоты и даже лекарственных средств.

Объем фильтр-прессной грязи достигает 5-6 % от массы не переработанного сырья. Используется в качестве удобрений для почв сельскохозяйственных угодий.

Производство рафинада

Производство сахара-рафинада находится, как правило, на самих сахарных заводах. В составе таких заводов имеются специальные цеха. Но производить рафинад могут и сторонние организации, закупающие сахар-песок на заводах. По способу получения рафинад может быть литым и прессованным.

Последовательность технологических операций при производстве рафинада следующая.

Сахар растворяют в воде. Густой сироп подвергается обработке с целью удаления различных окрашивающих веществ. После очистки сироп варится в вакуумной камере, при этом получают первый рафинадный утфель. С целью устранения желтизны в вакуумную камеру добавляется ультрамарин (0,0008 % от массы сиропа, не более). Сам процесс уваривания аналогичен процессу уваривания при получении сахара.

Рафинадный утфель нужно пробелить. Образуется густая масса (кашица с влажностью 3 %, не более), которая прессуется. В итоге получается рафинад, принимающий форму пресса. Чтобы получить рафинад в форме голов, утфель заливается в соответствующие формы. В нижней части формы имеется специальное отверстие, через которое вытекают остатки раствора. Мокрый рафинад сушится горячим воздухом, пока показатель влаги не уменьшится до значения 0,3-0,4 %. Далее остается лишь подождать, пока куски сахара остынут, разрезать (при необходимости) и упаковать.