Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

ТЕХНОЛОГІЯ ВИРОБНИЦТВА ЦУКРУ

1. Характеристика властивостей цукровмісної сировини

2. Технологічна схема виробництва цукру-піску

Сучасна технологія виробництва цукру-піску з цукрових буряків та іншої цукросировини включає ряд хімічних, фізико-хімічних та фізичних способів переробки. За енергоємністю та вартістю паливно-енергетичного комплексу цукрове виробництво займає одне з перших місць у харчовій промисловості.

На найважливіших етапах технологічного процесу цукрового виробництва існують певні резерви: зменшення втрат цукрових буряків при збиранні та зберіганні; зниження середнього показника споживання палива на переробку буряків; збільшення коефіцієнта одержання цукру; поліпшення науково-технічного забезпечення галузі (створення нових технологічних прийомів та більш досконалого обладнання) і т. д.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ВЛАСТИВОСТЕЙ ЦУКРОВМІСНОЇ СИРОВИНИ

Сировиною для отримання цукру є рослини-цукроноси, що містять цукрозу. До найбільш поширених цукроносів належать: цукрові буряки, цукрова тростина, цукрове сорго, цукрова кукурудза, цукровий клен, цукрова пальма, ріжкове дерево.

Цукрові буряки — основна в нашій країні сировина для цукрового виробництва. За ботанічними ознаками вони належать до родини маренових.

Цукрові буряки — рослина дворічна: протягом першого року виростає коренеплід із розеткою прикореневих листків, на другому році з висаджених коренеплодів зростає квітоносне стебло, висота якого становить 1,5—2,0 м. По досягненні зрілості плоди зростаються та утворюють насіннєві клубочки («насіння»). Цукор виробляють з коріння буряків першого року їхнього розвитку.

Переважна більшість вирощених бурякових коренів надходить на цукрові заводи для виробництва цукру, а деяка частина закладається в кагати для їх подальшої висадки та отримання бурякового насіння. Залежно від призначення коріння поділяється на фабричне (для переробки на цукор) та маточне (для виробництва насіння).

Урожайність цукрових буряків в Україні коливається у межах 250—320 ц/га. Цей показник залежить переважно від якості насіння, земельних угідь, погодних умов та догляду за посівами.

За несприятливих метеорологічних умов, порушенні термінів висіву насіння та агротехнічних прийомів обробки цукрові буряки в перший рік свого розвитку дають квітоносні втечі, а іноді й плодоносять. Такі буряки називають квітушними. У коренеплодах таких буряків відбувається деревеніння клітинних стінок з утворенням підвищеної кількості лігніну. Такі коренеплоди погано ріжуться в стружку, оскільки через підвищену волокнистість опір різанню у них у 3—5 рази більший, ніж у звичайних коренеплодів.

Коренеплід цукрових буряків першого року розвитку має грушовидну, веретеноподібну форму, в ньому розрізняють голівку, шийку, власне корінь та хвостик. З двох боків коренеплоду по спіралі розташовані борозенки, з яких ростуть корінці з кореневими волосками. Корінці пронизують ґрунт на площі близько 1 м², досягаючи глибини 2,5 м. Така могутня коренева система забезпечує життєстійкість буряка в посушливу пору.

Покритий коренеплід захисним поверхневим шаром (перидермою). Основна тканина (паренхімна) складається з клітин, заповнених буряковим соком. Паренхімну тканину пронизують судинні пучки, які розташовані у вигляді концентричних кіл і додають коренеплоду механічну міцність.

Вміст сухих речовин у коренеплоді цукрового буряка коливається в межах 20—25 %, цукрози — 14—18 %. Практично вся цукроза та частина нецукрів розчинені в клітинному соку. Масову концентрацію бурякового соку в цукрових буряках називають соковим коефіцієнтом.

Синтез цукрози в буряках — процес дуже складний. Разом з синтезом цукрози утворюються інші органічні речовини, переважно органічні кислоти. Тому свіжий буряковий сік має кислу реакцію (рН від 6,2 до 6,7). Крім того, в коренях цукрових буряків накопичуються і неорганічні з'єднання (з калієвих, натрієвих та фосфорних добрив, які вносять для підживлення буряків).

Вміст цукрози в буряках може коливатися від 15 до 22 %, в середньому становить 17,5 %. З 75 кг води, що утримується в 100 кг

цукрових буряків, 3 кг міцно утримується колоїдами, а 72 кг є розчинником для цукрози (17,5 кг) та нецукрів (2,5 кг). Таким чином, кількість нерозбавленого соку в 100 кг буряка — 92 кг (17,5 + 2,5 + 72).

Як сировина для переробки коренеплоди цукрових буряків мають низку властивостей — фізичних, фізико-хімічних, хімічних, біохімічних, мікробіологічних, а також технологічних (рис. 3.1).

Такі фізичні властивостібуряків, як розмір і форма, залежать від якості садивного матеріалу, умов вирощування. Найбільш прийнятною в переробці вважають круглу форму коренеплодів однорідних розмірів. Тургор кореня вказує на його свіжість, здатність різатися встружку, чинити опір інфекціям.

Структура тканин визначається насамперед її дерев'янистістю. Дуже дерев'янисте коріння погано ріжеться в стружку.

Співвідношення м'якуша та соку значно коливається залежно від сорту буряка, агротехніки, зрілості, метеорологічних умов і т. д. М'якуш у корені та периферійних частинах найбільшою мірою гід-ратований. Високий вміст м'якуша зумовлює високу опірність буряків при різанні, високий вихід жому, низьку кількість вільного соку. Близько половини сухих речовин м'якуша становлять пектинові речовини, які можуть перейти з бурякової стружки в сік. Тому бажаною є підвищена кількість соку в коренеплоді.

Фізико-хімічні властивості цукрових буряків характеризуються здатністю цукру до дифузії, яка залежить від молекулярної ваги дифундуючої речовини (чим менше молекулярна вага, тим вище швидкість дифузії), від здатності білків протоплазми до згортання (внаслідок денатурації білків при певних температурах підвищується проникливість клітинних стінок, дифузія речовин через таку пористу перегородку полегшується).

Висока водоутримуюча здатність коренів сприяє збереженню необхідного фізичного стану сировини, з якої отримують якісну стружку при певній зрізуваності коренів.

Хімічні властивостіцукрових буряків залежать від їх хімічного складу, який подано на рис. 3.2.

Вміст цукрози в буряках, виражений у відсотках до його маси, визначає цукристість буряка. Кількість цукрози в різних частинах коренеплоду дуже нерівномірна. Найменший її вміст — у голівці, середній — у хвості, найбільший — у середній частині коренеплоду. У прямій залежності від вмісту цукрози в корені знаходиві».м вихід кристалічного цукру при переробці свіжих буряків. Отже, чим вище вміст цукрози в буряках, тим більший вихід цукру в кристалічному вигляді.

До нецукрів відносять усі речовини, крім цукрози, — целюлозу, геміцелюлози, протопектин, білки, лігнін, сапонін (нерозчинні речовини), а також аміноз'єднання, інвертний цукор, безазотисті органічні кислоти, пектин, зольні з'єднання та інші (розчинні речовини). Деякі нецукри містяться як в соці, так і в нерозчинному м'якуші. Наприклад, найбільш білкових речовин у буряковому соці, але частина їх пов'язана з пектиновими речовинами та геміцелюлозами м'якуша. З м'якушем пов'язано також до 60 % сапоніну, інша його частина розчинена у соці.

Редукуючі речовини (інвертний цукор) знаходяться в спілих буряках у невеликій кількості (0,05—0,2 % до ваги буряка). Подальше їх накопичення відбувається під дією кислот, а також внаслідок протікання біохімічних процесів. Небажана дія редукуючого цукру полягає в тому, що на стадії дефекації швидко розкладається, утворюючи кислоти, які не осаджуються, а переходять у розчин у вигляді кальцієвих солей, підвищуючи забарвленість соку.

Велика частина азотистих речовин під дією вапна та при нагріванні легко видаляється із соку. Однак деякі з них, зокрема амінокислоти та бетанін, шкідливо впливають на процес переробки, заважають кристалізації цукрози. Вони погано видаляються з соку та залишаються в ньому після очищення.

Пектинові та білкові речовини, що знаходяться в колоїдному стані, затримують фільтрацію та ускладнюють циркуляцію продуктів в апаратах, кристалізацію та центрифугування утфеля.

Мінеральні нецукри (зола) також мають негативне значення для переробки буряків, оскільки підвищують розчинність цукрози.

Сапоніни сприяють сильному піненню соку, а також води в мийному відділенні.

Біохімічні властивості коренеплодів зумовлені їх ферментним складом. Ферменти можуть активізувати гідроліз цукрози з утворенням глюкози та фруктози, тобто сприяти накопиченню інвертно-го цукру.

Стійкість м'якуша до гідролізу особливо помітно порушується при зміні мікробіологічних властивостей буряків, а саме при поразці буряків мікроорганізмами. Крім того, різноманітні хвороби буряків, придбані в процесі зростання, погіршують подальше зберігання та ускладнюють переробку коренів у свіжому вигляді — прямо з поля.

Буряковий сік є сприятливим середовищем для швидкого розмноження мікроорганізмів, що використовують цукрозу як поживний субстрат. У соці є необхідні для розвитку мікроорганізмів амінокислоти, ростові речовини та мінеральні солі. Тому однією з істотних якостей буряка є мінімальний вміст у ньому грибної або бактеріальної мікрофлори.

Перераховані загальні властивості цукрових буряків істотно впливають на формування його технологічних властивостей.

Отже, структура м'якуша, його дерев'янистість визначають зрізуваність кореня, еластичність та стисливість стружки.

Доброякісність коренеплодів (отже, й чистота бурякового соку) залежить від співвідношення концентрації цукрози до всіх сухих речовин у продукті.

Фізичний стан кореня визначають наявністю нормального тур-гора та відсутністю захворювань.

Коефіцієнт дифузії, або здатність віддавати цукрозу, у здорових буряків вищий, ніж у хворих коренеплодів.

Рівень лужності соку та сиропів залежить від хімічного складу буряків. Підвищують його аміди, редукуючі речовини, магній, каль-

цій, амінокислоти; знижують — щавлева та фосфорна кислоти, пектин, білок та інші речовини.

При зниженні лужності збільшується кількість кальцієвих солей, а при підвищенні — погіршується кристалізація утфеля.

Існують такі вимоги до цукрових буряків як сировини цукробурякового виробництва:

• максимальний вміст цукрози в коренях та висока продуктивність збирання цукру з гектара;

• відсутність масової квітчастості та дерев'янистості тканин, легка зрізуваність;

• максимальне наближення форми кореня до округлої, підвищення вмісту цукру в хвостовій та головній частинах;

• мінімальна біологічна та фізіологічна активність;

• хороша водоутримуюча здатність та морозостійкість;

• стійкість до захворювань;

• доброякісність бурякового соку;

• мінімальна кількість колоїдів з максимальною коагулюючою

здатністю;

• мінімальна кількість шкідливого азоту, розчинної золи та ін-

вертного цукру. Поряд з оцінкою технологічних властивостей буряків велику увагу приділяють фізико-хімічним особливостям продуктів його переробки. Це показники виробничого достоїнства цукрових буряків: швидкість і характер осаду нецукрів при очищенні, швидкість і коефіцієнт фільтрації, швидкість кристалізації цукрози, кольоровість та каламутність продуктів, їх в 'язкість, поверхневе натягнення та ін., які залежать як від основних властивостей коренеплодів, так і від встановлених режимів переробки цукрових

буряків.

Крім цукрових буряків, існують інші джерела отримання цукрози.

Цукрова тростина відноситься до сімейства злакових. Для успішного її зростання потрібні вологий клімат, висока температура повітря, вологий, але не заболочений ґрунт. Тому тростину вирощують у тропічних країнах. Висаджену тростину після досягнення зрілості збирають, а слідом за збиранням від кореневищ починають зростати нові ростки. Таким чином, урожай знімають 4—5 років, а на окремих ділянках — до 20 років. Середній хімічний склад трос тини в %: вода — 74,5, цукроза — 12, фруктоза — 0,9, глюкоза — 0,6, клітковина та інші поліцукриди — 10, зола — 0,5, азотисті речовини — 0,4, жири та віск — 0,2, пектин — 0,2, органічні кислоти — 0,2.

Цукрове сорго — посухостійка злакова культура, яка добре розвивається у південних районах України. Максимальне накопичення цукрози у стеблах збігається з дозріванням зерна. Тому сорго дає урожай не тільки стебел, але й зерна. Кількість води у стеблах — 66 %, цукрози — 11 %, редукуючих цукрів — 3 %, клітковини — 7 %, крохмалю — 5 %, білку — 3 %, камеді — 3 %, пектинових речовин — близько 1 %, зольних елементів — також близько 1 %.

Цукровий клен поширений у США, Канаді, деякі його види ростуть в Україні та на Кавказі. Кленовий сік добувають під час весняного руху соків (з лютого до квітня). Для добування соку в дереві просвердлюють отвір діаметром 10—12 мм та глибиною ЗО—40 мм і вставляють в нього трубочки. Збір соку триває ЗО—40 днів. Одне дерево дає 45—90 л соку.

2. ТЕХНОЛОГІЧНА СХЕМА ВИРОБНИЦТВА ЦУКРУ

Технологічна схема переробки цукрових буряків наведена на рисунку 3.3. На бурякоприймальному пункті приймання цукрових буряків здійснюють відповідно до певних вимог (табл. 3.1.).

До загальної забрудненості буряків відносять землю, камені, сухе листя, бур'яни, побічні корінці та хвостики діаметром менше 1 см, зелену масу. Підв'ялими коренеплодами вважають ті, у яких знижений тургор, порушені природна твердість та крихкість, хвостики згинаються без відломлювання.

Якість буряків у кагатах залежить не тільки від їх початкового стану, але й від умов зберігання. Оптимальними при зберіганні буряків вважають: температуру 0—2°С, відносну вологість повітря в кагатах — 90—95 %, вміст кисню — 18—20 %, вміст діоксиду вуглеводу — 0,18—0,20 %.

Для запобігання підморожування буряків бокові поверхні кага-тів середнього та тривалого термінів зберігання вкривають теплоізоляційними матеріалами. Підморожені буряки непридатні для зберігання, оскільки при відтаванні вони швидко загнивають і погано переробляються.

У процесі зберігання буряк дихає як аеробно, так і анаеробно. На процес дихання витрачаються запаси власних поживних речовин (в основному — цукор). Найбільш важливим показником, що характеризує втрати вуглеводів, є інтенсивність дихання (кількість діо-ксиду вуглеводу, що виділяється на одиницю сухої речовини за одиницю часу, наприклад 1 мл С0₂ на 2 кг буряків за 1 годину).

На інтенсивність дихання впливають:

• температура повітря (з її підвищенням дихання прискорюється);

• відносна вологість повітря (чим вище цей показник, тим інтенсивніше дихання коренеплодів);

• газовий склад навколишнього середовища (присутність кисню стимулює аеробне дихання, а накопичення вуглекислого газу сприяє анаеробному диханню);

• розмір коренеплодів і питома площина їхніх поверхонь (чим вони більші, тим активніше дихання);

• фізичний стан коренеплодів (у здорових інтенсивність дихання менше);

• наявність механічних ушкоджень (вони посилюють дихання);

• хімічний склад коренеплодів та ін.

Буряки, що надходять на цукровий завод з полів або бурякоприй-мальних пунктів, вивантажують у бурячну або на сплавний майданчик, які призначені для безперервного постачання виробництва буряком і створення одно-дводобового запасу.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Дозвольте я коротко проіллюструю Вам наше майбутнє	\|	Підготовка буряків до дифузійного процесу

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.008 сек.