Автоматическая линия производства сахара рафинада. Сырье для производства сахара

Является весьма прибыльным бизнесом. Сырьё для сахарного производства может быть из сахарного тростника, пальмового сока, крахмалистого риса, проса или свеклы. А как делают сахар из свеклы?

Изготовление сахара-песка является технологическим процессом, состоящим из нескольких ступеней:

сбор и транспортировка свеклы на производство;
очищение сырья от грязи и металлических предметов;
изготовление стружки из свеклы;
получение и очистка диффузионного сока;
выпаривание сока до состояния сиропа;
переработка сиропа в кристаллическую массу – утфель І;
получение кристаллического сахара и патоки из утфеля І;
выпаривание патоки в утфель ІІ, его разделение на мелассу и жёлтый сахар;
очистка жёлтого сахара;
фасовка сахарного песка.

Оборудование для сахарного производства

Производство сахара из сахарной свеклы включает в себя различные операции, напоминающие технологический процесс на обогатительной фабрике.

Оборудование для сахарной промышленности на подготовительном этапе включает в себя:

свеклоподъёмники;
гидротранспортёр;
ловушки для ботвы, песка и камней;
водоотделители;
моечные машины для корнеплодов.

Оборудование для производства сахара основных технологических операций многочисленно:

магнитные сепараторы для улавливания случайно попавших металлических предметов;
конвейера с весами;
бункера с системами желобов;
свеклорезки центробежные, дисковые или барабанные;
шнековый диффузионный аппарат;
пресс;
сушилки для жома;
дефекатор с мешалкой;
механический фильтр с подогревом;
сатуратор;
сульфитатор;
вакуум-фильтр;
центрифуга;
выпаривающий аппарат с концентратором.

Для финишных операций сахарного производства нужны такие аппараты:

вибрационный конвейер;
сито с вибратором;
сушилка с охладителем.

Подготовительный этап производства

Собранная свекла направляется на кагатные поля – промежуточные площадки для хранения свеклы, откуда она гидротранспортом направляется на перерабатывающий завод. Оборудование стоит под уклоном до самого завода, с установленными на нём ловушками для крупного мусора, в том числе ботвы, песка и камней. А также устанавливаются магнитные отделители, чтобы металлические предметы не попали в технологический процесс.

На заводе происходит финишная мойка сырья с последующей обработкой раствором хлорной извести – 150 гр. на 1 т свеклы. Вода используется холодная (до 18°С), чтобы не допустить потери сахарозы из плодов. Корнеплоды ленточным конвейером, на которых они обдуваются воздухом для удаления влаги, взвешивают и направляют в сборные бункера.

Сахарный комбинат

Из бункеров свекла системой желобов направляется на свеклорезки для получения стружки длиной 5–6 мм и толщиной около 1 мм. Тоньше 0,5 мм и короче 5 мм является браком, которого в стружке должно быть не более 3%.

Стружку из свеклы после взвешивания направляют в шнековую диффузионную установку для обессахаривания горячей водой. В результате получается жом и диффузионный сок, содержащий около 15% сахара, 2% «несахаров» и до 3 гр./л мезги. Сок фильтруют от мезги и с помощью извести очищают от осадка (солей кислот, белков и пектина). Этот процесс проходит в два этапа – преддефекация (длится до 5 мин.) и дефекация (10 мин.).

Чтобы дефекованный сок очистить от извести, он направляется на первую сатурацию. В сатураторе его обрабатывают углекислым газом. Известь переходит в углекислый кальций и осаждается вместе с несахарами. Сатурированный сок освобождают от осадка с помощью механических фильтров. Так как цвет диффузионного сока всё ещё тёмный, то его направляют на сульфитацию – обработку сернистым газом.

Осветлённый диффузионный сок выпаривается до состояния сиропа с влажностью 35%. Свекловичный сироп снова подвергают сульфитации до уровня рН 8,2 и содержанием сухого более 90%, фильтруют и направляют на вакуум-фильтры.

Из свекловичного сиропа получают утфель первой кристаллизации. Утфель І после мешалки подвергается центрифугированию с разделением на кристаллический сахар и так называемую зелёную патоку. Сахар промывают и подвергают обработке паром, получая сахарный песок с чистотой 99,75%.

Патоку возвращают на фильтрацию при высокой температуре с получением из утфеля второй кристаллизации жёлтого сахара и мелассы. Жёлтый сахар можно использовать в пищевой промышленности или обработать паром для получения белого сахарного песка.

При пропаривании образуется белая патока или второй оттек, который возвращают в технологическую цепочку в момент уваривания утфеля первой кристаллизации. Сахарный песок обдают разогретым воздухом для просушки до влажности 0,14%, фасуют и отправляют на склад. Мелассу используют как кормовую патоку.

Безотходное производство

Технология производства сахара из сахарной свеклы позволяет использовать продукты операций с низким содержанием сахаридов. Меласса является хорошей кормовой добавкой, из неё может быть сделано множество продуктов:

спирт;
лимонная кислота;
дрожжи.

Жом от свекловичной стружки также широко используется для животных в качестве корма. Содержание сухих веществ в нём до 6%.

Чтобы улучшить возможность транспортировки и повысить кормовую ценность, жом подсушивают до 80% влажности. Если планируют его долго хранить, то сушат с помощью топочных газов до содержания воды 10%.

Изготовление рафинада

Для изготовления сахара-рафинада используют сахарный песок с содержанием сухих веществ от 99,85%, примесями несахаров не более 0,25% и цветностью 1,8. Из сахарного песка в автоклаве изготавливают сироп с содержанием сахара 73%. Сироп проходит фильтрацию и очистку от красителей с повторением этапов.

Для адсорбции применяют активированный уголь АГС-4 или порошковый уголь. Потом сладкий раствор направляют на сгущение в вакуумных установках, кристаллизуют в центрифугах.

Полученные кристаллы обрабатывают клерсом и ультрамарином и отправляют на карусельные прессы. В результате получаются брикеты, которые подвергаются сушке и разрезают на части.

Видео: Производство сахара из сахарной свёклы

Сахарный буряк — основа сахара

Сахар является ингредиентом, который широко используется для пищевых продуктов, алкогольных напитков, хлебобулочных и кондитерских изделий. Сахарная продукция имеет широкое применение в пищевой, фармацевтической промышленности, а также при производстве пластмассовых изделий. Поэтому при изготовлении данного продукта, линия по производству сахара – это востребованное и прибыльное оборудование, которое имеет прекрасные перспективы для развития бизнеса.

Сахар является продукцией первой надобности спрос, на которую не подчиняется спадам. С 2010 года изготовление сахара в Российской Федерации уверенно растет. Это поясняется восстановлением главных заводов и подъемом их продуктивности. Показателем на данный момент времени является 18,94 кг за один год. В среднем один житель Российской Федерации съедает примерно 22 кг сахара ежегодно, не учитывая продукцию, которая находится в составе других приобретенных изделий.

Для изготовления линии по производству сахара могут использовать данное сырье:

Тростник — для дешевого сахара

тростник из сахара (тростниковый сахар производят на предприятиях Индии, Кубы и Бразилии);
сахарная свекла (изготовление свекловичного сахара происходит на предприятиях США, России, Германии и Франции);
пальмовый сок (сахар из пальмы производится в странах Юго-Восточной Азии);
просо или крахмалистый рис (производство солодового сахара осуществляется в Японии);
стебель хлебного сорго (сорговый сахар изготавливают жители Китая).

По методу производства насчитывают 4 вида сахара:

Сахар-сырец. Являет собой отдельный слой кристаллов, которые состоят из сахарозы.
Сахарная пудра. Являет собой тщательно измельченный кристалл сахара. Данный вид имеет широкое использование при производстве кондитерских и хлебобулочных продуктов;
Сахар-песок. Продукция, которая является сахарозой, размеры кристаллов которой 0,6–2,6 мм.
Сахар-рафинад. Продукция из высокочастотной сахарозы.

Схема производства сахара

Оборудование

Линии по производству сахара устанавливаются с комплектацией специальной техники для заготовки свеклы к технологическим этапам.

Линия оборудования включает в себя:

свеклоподъемная установка;
гидротранспортеры;
песколовушка;
ботволовушка;
водоотделители;
камнеловушка;
машина для мойки свеклы.

В основную линию по изготовлению сахара входит такая техника:

конвейера с магнитными сепараторами;
свеклорезка;
весы;
диффузионная установка;
шнековые прессы;
сушилка для жома.

Второй комплекс техники включает в себя:

Самая энергоемкая техника:

вакуумы аппаратов;
центрифуга;
испарительные установки с концентратором.

Автоматическая линия завершается комплектацией техники, которая включает в себя:

виброконвейеры;
вибросито;
сушильно-охладительная установка.

Для организации изготовления сахара необходимо приобрести действующий завод или открыть новый.

Мини завод по производству сахара Предприниматели, которые только начинают свой путь в сахарном бизнесе, могут выбрать два пути организации бизнеса:

Купить мини-завод по изготовлению сахара. Приобретая завод необходимо уточнить дату выхода в использование завода. Если он уже давно вышел в действие, тогда техника может быть непригодна. Цена старого завода составляет примерно 2 млн. $. Стоимость завода, который введён в использование после 2000 годов, будет больше 5 млн. $.
Линия производства сахара из сахарной свеклы может предполагать открытие нового завода и приобретение линии изготовления сахара.

На данное время активны такие цены на линии производства сахара:

линия, мощностью 10 тонн в сутки стоит 11–21 тыс. $;
линия по производству сахара, цена которой примерно 110 тыс. $ имеет производительность 16 тонн сахара в день;
линия, мощность которой 55 тонн продукции за сутки стоит примерно 230 тыс. $.

Чтобы открыть завод по производству сахара необходимо учесть не только размеры первоначальной инвестиции, доход от руководящей деятельности, но также и доход от сбыта отходов предприятия.

Ведь изготовление сахара располагает извлечением отходов: мелассы и жома. Данные два продукта могут использоваться в качестве метода бартера и реализовываться поставщиками сырья. В процессе производства завершенного товара извлекают и патоку, которую также можно реализовать.

Сахар из сахарной свеклы

Технологический процесс производства сахара из свеклы включает этапы:

Экстракция

Выполняется подготовка свеклы: ее обмывают и чистят от посторонних смесей, взвесив, нарезают в стружку. Затем, стружка загружает в диффузоры, в которых кристаллы сахара экстрагируются из растительной смеси свеклы с помощью горячей воды. В завершение извлекается диффузионный сок, в составе которого есть сахароза (11–16%) и жом (стружка свеклы, из которой получился сок). Отход из производства сахара используется при изготовлении корма для животных.

Очистка

Диффузионный сок смешивается с известковым молоком, смешивание элементов происходит в сатураторе. Далее, в смеси выделяется осадок тяжелых примесей и пропускается диоксид углерода через горячий раствор. В завершение происходит фильтрация данного раствора и получается очищенный сок. На большинстве предприятий фильтрация осуществляется через ионообменную смолу.

Выпаривание

При этом этапе изменяют химический состав полученного сока. В результате сироп обрабатывается сернистым газом, фильтруется на механическом фильтре. В завершение, получается сироп, который содержит 56– 66% сахара.

Кристаллизация

Кристаллизация происходит в вакуумных аппаратах при температуре 78° С.

Через 3 часа получается особый продукт, который называется утфель первой кристаллизации. Утфель является смесью кристаллов мелассы и сахарозы. Затем, изделие поступает в мешалку, а потом в утфелераспределитель и центрифугу. Сахар кристаллический сохраняется в центрифугах, отбеливается, пропариваются парами. В завершение получается кристаллический сахар.

Сахар-рафинад

Технология изготовления сахара-рафинада является очень простой. Для производства продукта необходимо наличие тростникового или свекловичного сахара-песка. Для организаций России более рентабельным и выгодным в качестве исходного материала является использование свекловичного сахара-песка.

Линия производства сахара рафинада осуществляет 2 метода изготовления сахара-рафинада:

Прессованный метод. Он начинается с переработки в центрифугах сахарных сиропы. Далее, происходит прессование, а затем, просушка готового продукта. В результате прессованный сахар разделяют на кубики необходимых размеров.
Литой метод. Трудоемкий и материально расходный процесс. Литой метод подразумевает, перемещение сахарной смеси в специализированную форму, в которой она затвердевает. Далее, смесь заливают сахаром, в которой не присутствуют примеси. Промывка происходит несколько раз. Затем сахар кусковый, который уже очистили от патоки, просушивается и извлекается из формы. В результате смесь разделяют на кубики.

Сахар-песок

Сахарный песок растворяется даже в холодной воде

Сахарный песок отлично растворяется в воде. При высокой температуре возрастает ее растворимость. В растворе сахарный песок является мощным дегидратором. Он легко образуется в пересыщенный раствор, кристаллизация которого начинается лишь при существовании центра кристаллизации. Скоростью данного процесса является температура, вязкость раствора и коэффициент пресыщения.

Первоначальным сырьем для получения сахарного песка является сахарный тростник, а также сахарная свекла. Учитывая высокую урожайность тростникового сахара в сравнении с сахарной свеклой, с одного гектара его посева получается продукта в два раза больше. Однако содержание сахарозы в стебле тростника намного меньше, чем в свекле.
Линии производства сахара песка содержат комплекс техники для заготовки свеклы к изготовлению, которая состоит:

свеклоподъемная машина;
гидротранспортер;
песколовушка;
ботволовушка;
камнеловушка;
водоотделитель;
свекломоечнаямашина.

Линия производства сахара песка, ведущим комплексом которой является конвейер, состоит из такой техники:

Лента просушки сахарного песка

конвейер с магнитными сепараторами;
свеклорезка;
весы;
диффузионная установка;
шнековый пресс;
сушилка для жома.

Следующим комплексом оборудования представляется:

фильтр с подогревательным устройством;
аппарат основной и предварительной дефекации;
сатуратор;
отстойник;
сульфитатор;
фильтр.

Наиболее энергоемкими комплектациями линии являются: выпарные установки с концентраторами, вакуум-аппарат, мешалка и центрифуга.

Финальная комплектация оборудования линии являет содержание:

виброконвейер;
охладительно-сушильная установка;
вибросито.

Свекла сахарная передается в мини-завод из кагатного или бурчатного поля. На гидравлический конвейер свекла поступает к свеклонасосу и поднимается на вершину до 22м. В дальнейшем ее перемещение происходит самотеком, чтобы осуществить различные операции в технологическом процессе. Длина гидравлического конвейера установлена в такой последовательности:

соломоботволовушка;
камнеловушка;
водоотделители.

Это технологическая техника. Она предназначена для отделения тяжелых (камень, песок) от легких (ботва, солома) добавок. А также чтобы отделить транспортерно-моечную воду. Для усиления процесса улавливания ботвы и соломы, в углубление подается кислород. Сахарный песок после водоотделителя продвигается в моечные машины.

Видео: Производство сахара

Вконтакте

Одноклассники

Производство сахара

saxar – один из наиболее популярных, а потому востребованных продуктов. Спрос на сахар , как на продукт первой необходимости, всегда остается высоким.

Составными частями продукта являются сахароза с примесью влаги и некоторых других веществ. Выпускают сахар, в основном, в двух видах – сахар-песок и рафинад. Последний отличает высокая степень очистки и форма выпуска – порошкообразная (сахарная пудра) и прессованная.

Конечно, сахар-рафинад имеет более высокую стоимость, поэтому реализовывать этот продукт гораздо выгоднее.

Если учесть, что производство рафинада не потребует серьезных вложений, да и процесс этот, в общем-то, не представляет сложности, то можно сказать, что бизнес по производству рафинада – дело весьма привлекательное для тех, кто только начинает заниматься бизнесом.

Разновидности сахара

Виды сахара

Как уже было отмечено, основой сахара служит сахароза – вещество со сладковатым вкусом, которое легко усваивается организмом за счет расщепления на фруктозу и глюкозу.

Сырьем для изготовления сахара служат, в основном, сахарный тростник и свекла. Производят сахар и из кукурузы, сорго и других растений-сахароносов.

Тростниковый сахар-сырец завозят к нам из тропических стран, затем перерабатывают в белый сахар для продажи.

В России основным сырьем для изготовления продукта служит сахарная свекла. Производят из нее 7-8 млн. тонн сахара в год, в то время как тростникового сырца обрабатывают до 2,5 млн. тонн. Средняя норма потребления сахара для одного человека составляет около 42 кг ежегодно, поэтому спрос на продукт очень высок.

Ассортимент большинства отечественных производителей включает в себя следующие разновидности сахара:

– сахар-песок, имеющий мелкокристаллическую структуру, характерный блеск, высокий процент сладости;

– сахар рафинад , получаемый путем очистки сахарного сиропа, включающей концентрацию примесей в сахаре-песке. Для кристаллов рафинада характерны более четкие грани, насыщенный белый цвет с голубоватым оттенком и разный размер: мелкие кристаллы – 0,2-0,8 мм, средние – 0,5-1,2 мм, крупные – 2-4 мм.

Рафинированный сахар выпускают в форме прессованного колотого и спрессованного в кубики. Сахар-песок прессуют в бруски, затем высушивают и распиливают на кусочки по 5,5, 7,5 и 15 г или кубики весом 4,5 г.

Существует вид колотого сахара, обладающий повышенной прочностью, так называемый, литой. Он изготавливается из кристаллов сахара-песка повышенной влажности методом прессования в форме кусочков от 5 до 60 г. В данное время выпуск литого сахара почти прекратился, так как процесс его изготовления довольно сложный.

Дорожный рафинад выпускается в кусочках по 7,5 г или по 15 г, расфасованных в картонные коробочки. Существует быстрорастворимый рафинированный сахар, выпускаемый в кубиках в 5,5 и 5,9 г весом. Сахарную пудру изготавливают из крошки, получающейся при производстве рафинада других видов.

Производство сахара рафинада

Как производится сахар

Сахар-рафинад производят из тростникового и свекловичного сахара-песка. Вкусовые качества готового продуктаиз обоих видов сырья идентичны.

Однако производители предпочитают в качестве сырья сахарную свеклу из-за ее низкой стоимости. Сырье для производства сахара имеет желтый цвет и необычный вкус и запах в связи с наличием примесей.

Готовый же продукт должен соответствовать определенным показателям: иметь чистый белый цвет, сладкий вкус, не иметь постороннего привкуса и запаха.

После растворения сахара в воде. Она должна оставаться прозрачной.

Таким образом, целью рафинирования является отделение путем многоразовой кристаллизации сахарозы от примесей.

Процесс производства сахара делится специалистами на два этапа: рафинадный и продуктовый.

На первом получают сахар-рафинад, затем несколько раз осуществляется кристаллизация с очисткой сиропов.

Процесс производства сахара

Каждая операция имеет несколько циклов. В итоге сахароза превращается в рафинад, а примеси остаются в рафинадной патоке.

Количество стадий производства зависит от вида продукта. Производство сахара, из которого изготавливают рафинад, проходит такие стадии:

мытье, измельчение свеклы;
выдавливание сока, его очистка, выпаривание;
приготовление концентрированного сиропа;
кристаллизация;
побелка;
сушка;
фасовка.

Свеклу моют, нарезают тонкой стружкой. Из стружки с добавлением горячей воды методом диффузии получают сок коричневого цвета, который затем очищают с помощью извести. После повторной очистки на фильтрующем прессе сок приобретает желтоватый цвет.

На следующем этапе сок осветляют сернистым газом. Затем влагу выпаривают, а сироп подают в центрифуги, где производят отделение сахара от патоки. Полученные кристаллы сахара высушивают. После сахар сортируют по размерам кристаллов и упаковывают.

Продукт идет в продажу или на дальнейшую переработку в рафинад. Выход составляет 12-16 % от массы свеклы.

Технология рафинада такова. Сахар-песок просеивают и взвешивают. Следующий этап –приготовление сиропа и клерса. Сироп изготавливают из сахара-песка, клерс – из высококачественного сахара-песка и отходов рафинада. Затем сироп фильтруют и очищают от примесей.

Адсорбентами выступают костяной, активный угли. Также сироп очищают путем обработки карборафином, т.е. сироп с добавлением угольной суспензии фильтруется через фильтры, на которые нанесен активированный уголь (карборафин).

Такой способ является очень эффективным, так как сироп очищается дважды. Для обесцвечивания используют ионообменные смолы, которые взаимодействуют с сиропом в специальных установках. Обесцвеченный сироп направляют на сгущение в вакуум-аппарат.

Рафинадный утфель варится дольше, чем свеклосахарный. Кроме того, во время уваривания в рафинадный утфель добавляют ультрамарин.

Чтобы создать кусковой сахар, кашку прессуют и отправляют для просушки на 8-10 часов в туннельные сушилки.

Литой способ трудоемкий и, следовательно, дорогой, поэтому он почти не применяется производителями. Состоит способ в следующем: сахарную массу разливают в формы и ждут застывания. После этого 3-4 раза массу заливают раствором очищенного сахара для удаления патоки. Затем застывшую субстанцию достают из форм и разрезают на куски.

Готовую продукцию упаковывают для защиты от влаги и загрязнения во время хранения и транспортировки. Тип тары зависит от вида сахара. Тканевые, полиэтиленовые, бумажные мешки используют для хранения сахара-песка.

Рафинад упаковывают в картонные коробки, бумажные пакеты. Сахарная пудра расфасовывается в полиэтиленовые мешки, которые укладывают в коробки. Влажность воздуха при хранении не должна быть выше 70% для сахарного песка и 80% для рафинада.

Чтобы закупить современное европейское оборудование для производства сахара, нужно выложить от 90000 до 270000 евро, в зависимости от производительности.

Мини-завод по переработке свеклы производительностью 12 тонн в сутки будет стоить 18000-20000 долларов. Окупится малое предприятие примерно за полтора года работы.

Вконтакте

Сырьем для выработки сахара-рафинада служит свекловичный сахар-песок и частично импортный тростниковый сахар-сырец. Основной задачей сахаро-рафинадного производства является получение кристаллического продукта высокого качества с содержанием сахарозы не менее 99,9%.

На рафинадных заводах большую часть продукции получают в виде плотных кусков определенной формы и крепости и относительно небольшую часть (около 17%) в виде рафинированного сахарного песка. По способу производства кускового сахара различают сахар-рафинад прессованный и литой.

В послевоенные годы восстановление и развитие рафинадного производства происходило главным образом на основе прессового способа как менее трудоемкого и легче поддающегося механизации и автоматизации. Этот способ за последние годы почти полностью вытеснил старый способ выработки литого рафинада. Прессованный кусковой рафинад получают прессованием полученной из утфеля влажной рафинадной кашки под большим давлением. Сближение монокристаллов достигается при этом способе прессованием, а сцепление их (цементация) происходит в результате дополнительной кристаллизации сахарозы, которая выкристаллизовывается из раствора (клерса) при высушивании влажного прессованного рафинада.

В сахаро-рафинадном производстве применяют многократную кристаллизацию, и обычно каждой кристаллизации предшествует механическая и адсорбционная очистка сиропов. При этом наблюдается цикличная повторяемость технологических операций, в результате которых сахароза сахарного песка превращается в сахар-рафинад, а несахара, удерживая значительную часть сахарозы, концентрируются в рафинадной мелассе.

Каждый цикл технологических операций начинается с получения и очистки (механической и адсорбционной) исходного сиропа.

Из сиропа уваривают и кристаллизуют утфель, который разделяют на кристаллический сахар и оттеки. Выделенная из утфеля межкристальная жидкость называется первым темным оттеком (зеленый оттек), а при пробеливании кристаллов клерсом образуется второй светлый оттек (белый оттек). Светлый оттек присоединяется к сиропу той же кристаллизации, а темный - направляют на следующий цикл для очистки и получения утфеля.

Таких циклов кристаллизации бывает пять - семь. При этом сахар-рафинад получают только из первых двух-трех циклов. Последующие циклы служат для обессахаривания темного оттека утфеля последней рафинадной кристаллизации. В обессахаривающих циклах получают не рафинадную кашку, а сахар-песок, который растворяют и присоединяют к сиропу из предыдущих циклов.

Технологическая схема производства прессованного рафинада состоит из следующих основных операций:

очистка сахара-песка; приготовления рафинадного сиропа и клерса; удаления из сиропа механических примесей; адсорбционной очистки; уваривания рафинадного сиропа; получения рафинадной кашки; прессования кашки; сушки рафинада.

[b]Очистка сахара-песка

Перед подачей сахарного песка в роспускное отделение из него удаляют крупные примеси (обрезки шпагата, мешочный ворс, солому и др.) на шпагатоуловителе. Шпагатоуловитель представляет собой короткий ленточный транспортер с сетчатой проволочной лентой, натянутой на два барабана. При движении лента непрерывно сотрясается, и сахарный песок просеивается через сетку, а задержанные крупные примеси сбрасываются в ящик или подвешенный мешок.

[b]Приготовление рафинадного сиропа и клерса

После предварительного удаления крупных примесей сахарный песок из склада подается в роспускное отделение для приготовления первого рафинадного сиропа и клерса. Здесь сахарный песок направляют в роспускной котел, который представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, снабженный мешалкой и приспособлением для обогрева паром. Сахар растворяют в горячей воде при непрерывной работе мешалки и подогреве. При достижении раствором нужной температуры (80-85°С) и концентрации сироп перекачивают в сборник на башне, расположенной на высоте 3,0- 3,5 м над песочными фильтрами.

Клере содержит 63-65% сухих веществ, для его приготовления используют лучший по качеству сахарный песок и отходы, получаемые при прессовании и разделке рафинада. Рафинадный же сироп получают из обычного сахарного песка концентрацией до 73% СВ.

[b]Удаление из сиропа механических примесей

После шпагатоуловителя мелкие примеси остаются в сахарном песке и попадают в сироп. Для их удаления сиропы фильтруют через тканевые или песочные (гравиевые) фильтры. Более полная очистка достигается добавлением к сиропу (от 0,1 до 0,25% к массе сухих веществ сиропа) диатомита или перлита 1 с последующей фильтрацией на фильтр-прессах.

[b]Адсорбционная очистка рафинадного сиропа и клерса

Для удаления из сиропа красящих веществ и частично минеральных примесей сироп обрабатывают адсорбентами. Основной адсорбент в рафинадном производстве - костеугольная крупка, значительно реже используется активный (активированный) древесный уголь разных марок. Костеугольную крупку получают на специальных заводах из предварительно измельченных и обезжиренных костей животных прокаливанием в течение 8-12 ч при 700°С без доступа воздуха. При прокаливании остаток сгоревших органических веществ в виде углерода выстилается тонким слоем на стенках пористого минерального остова костей. Средний состав крупки в %: Са 3 (РO 4)2 77-78, углерода 7-10, СаС0 3 7-8, воды 4-9. После прокаливания крупку охлаждают и измельчают до частиц размером 5-15 мм.

Адсорбционная обработка сиропа костеугольной крупкой происходит в специальных аппаратах (адсорберах), которые представляют собой заполненные костяной крупкой железные вертикальные цилиндры диаметром около 1 м и высотой около 8 м.

Из сборников, установленных на 8- 10 м выше горловины адсорбера, сироп самотеком под давлением поступает в адсорбер (рис. 1). Чтобы сахар не разлагался, температура сиропов не должна превышать 85°С, а рН 7,0-7,5. Примерная продолжительность соприкосновения сиропа с углем для отдельных продуктов от 2,25 до 3 ч. Для удлинения пути прохождения сиропа и увеличения эффекта его обесцвечивания адсорберы соединяют в батареи, в которых более доброкачественные продукты обрабатываются более свежей крупкой, а менее доброкачественные - уже использованной («уставшей») крупкой.

Обработанный адсорбентом сироп направляется через контрольный фильтр в сборник сиропа.

При фильтрации сиропов костяной уголь постепенно теряет свою активность, и через некоторое время адсорбция прекращается,- Крупку обессахаривают промыванием горячей водой, выгружая из адсорбера, и направляют на регенерацию.

Рис. 1 . Схема адсорбционной очистки: 1- адсорбер; 2 - напорный сборник; 3 - мешочный фильтр; 4 - контрольный фильтр; 5 - сборник сиропа; 6 - клеровочный котел; 7 - ловушка; 8 - насос.

Различают термическую и химическую регенерацию. В первом случае регенерируемую крупку сначала подвергают выварке в кипящей воде в течение 1-2 ч для удаления растворимых веществ, адсорбированных ею, затем промывают горячей проточной водой в течение 3-4 ч, пропаривают паром и направляют на термическую регенерацию. Процесс регенерации заключается в прокаливании крупки без доступа воздуха при температуре около 500- 550°С в течение часа в специальных костекалильных печах различных систем. При термической регенерации крупки полностью удаляются только органические вещества. Неорганические примеси отделяются только частично при промывании и пропаривании. Остальная часть неорганических адсорбированных веществ, главным образом соли кальция (CaS0 4 , СаСО 3), крепко удерживаются капиллярами крупки. Количество их постепенно нарастает, что приводит к забиванию капилляров. Поэтому приблизительно через каждые 10 термических регенераций производят химическую регенерацию угля.

Перед регенерацией крупку предварительно обрабатывают горячей водой, а затем ее кипятят 1,5-2 ч в растворе соды. После спуска щелока крупку промывают (4-6 ч) горячей водой и обрабатывают в течение часа технической соляной кислотой (при кипячении) .

Кислотный раствор спускают, и крупсвязи с охлаждением утфельной горячей водой до полного удаления хлористых солей.

После химической регенерации крупку направляют на термическую регенерацию.

При установившейся работе на рафинадном заводе масса крупки составляет около 65% массы рафинада, при этом ежедневно около 14-15% ее регенерируется.

Регенерация угля представляет собой очень сложный, трудоемкий и дорогостоящий процесс.

С целью уменьшения затрат на очистку адсорбцией в нашей рафинадной промышленности в последние годы стали широко применять древесные активные угли, обладающие высокой активностью.

Из древесных активных углей в рафинадном производстве нашел применение преимущественно карбофин, полученный при прокаливании пропитанных ZnCb древесного угля или древесины при температуре 600°С.

Он состоит из микроскопических пылинок угля.

Адсорбирующее действие карбофина значительно выше, чем костеугольной крупки. Поэтому одинакового эффекта обесцвечивания им можно достигнуть при сравнительно небольшом расходе (0,3-0,5% к массе рафинируемого сахара).

Из активного угля предварительно готовят 30%-ную водную суспензию, которую затем в течение 15-20 мин перемешивают с сиропом в периодически работающей мешалке при температуре 80°С.

Обработанный сироп фильтруют через фильтр-пресс и карбофин после однократного использования выбрасывают.

Мощным средством для обесцвечивания рафинадных сиропов могут служить также синтетические смолы - иониты.

Общий расход ионитов 0,02% к массе вырабатываемого рафинада.

[b]УВАРИВАНИЕ РАФИНАДНЫХ СИРОПОВ

Варка утфеля из рафинадного сиропа принципиально не отличается от варки утфеля в свеклосахарном производстве. Только рафинадные утфели варят значительно меньше свеклосахарных (около 50 мин), что обусловлено высокой чистотой увариваемых сиропов и большей их концентрацией (73% СВ вместо 65%).

Особенность получения рафинадного утфеля - введение при его уваривании ультрамарина, представляющего собой минеральную краску интенсивно синего цвета (80-150 г на 100 ц утфеля).

[b]Получение рафинадной кашки

Рафинадной кашкой называется полупродукт, получаемый после центрифугирования и пробелки клерсом рафинадных утфелей. Она состоит из кристаллов сахара, покрытых пленкой увлажняющего их клерса.

Для центрифугирования утфелей в рафинадном производстве широко применяют непрерывно действующие пульсирующие центрифуги (рис. 1). Центрифуга имеет 4 горизонтальных барабана, изготовленных из щелевидных сит, расположенных последовательно вдоль оси центрифуги 1 и вращающихся с частотой 800 об/мин. Диаметры барабанов увеличиваются по мере продвижения сахара. Первый (2) и третий (3) барабаны находятся как во вращательном, так и в возвратно- поступательном движении.

Центрифуга заключена в горизонтальный кожух, в котором установлена перегородка для отделения зеленого оттека от белого. Утфель через неподвижную загрузочную трубу непрерывно поступает на первый барабан, где начинается его центрифугирование.

Под воздействием пульсирующих толчков сахар перемещается с барабана на барабан и с четвертого барабана выводится из центрифуги. На третий барабан подводят для пробелки клере (5-6% к массе утфеля).
Влажность рафинадной кашки регулируется расходом клерса и режимом работы центрифуги. В зависимости от желаемой крепости рафинада влажность, обусловливаемая остаточным клерсом, может колебаться от 1,5 до 3%. При производстве прочного сахара в кашке оставляют максимально возможное количество клерса, чтобы в дальнейшем после прессования в процессе сушки кристаллизуемая сахароза цементировала монокристаллы кусков сахара.

[b]Прессование рафинадной кашки

Рафинадную кашку прессуют для сближения монокристаллов и получения влажного рафинада определенной формы.

При прессовании объем кашки и ее пористость уменьшаются и кристаллы сближаются.

При этом она формуется в бруски массой 125 г, которые после высушивания раскалываются до кусочков стандартного размера, или в кусочки рафинада массой 5,5 г.

В первом случае процесс прессования ведут на прессе, основной рабочей частью которого является установленный горизонтально вращающийся на вертикальном валу круг. В нем симметрично расположены сквозные прямоугольные прорези, в которые вставляются коробки (матрицы). В эти коробки поступает под действием набивного приспособления кашка. Здесь же она и прессуется.

Каждая матрица имеет перегородки, позволяющие получать бруски размером 24X24X188 мм. Принцип действия пресса показан на рис. 2.

Рис. 2 . Схема устройства стола пресса.

В течение каждого полного оборота круга, продолжающегося около 10 с, пресс делает четыре кратковременные остановки, во время которых каждая матрица вместе со своим пуансоном, образующим как бы дно матрицы, поочередно задерживается на 1 -1,5 с в положениях I, II III и IV.

В положении / матрица подготавливается к заполнению кашкой, для чего пуансон опускается.

В положении II матрица подходит под набивную коробку и набивается кашкой.

В положении III матрица подходит под плиту, а пуансон, поднимается вверх и сжимает кашку в матрице.

В положении IV пуансон выталкивает из матрицы спрессованный влажный брусок, сдвигаемый затем на сушильную планку или на ленту транспортера.

[b]Сушка сырого прессованного рафинада

Сушка рафинада протекает в два периода, отличающихся в основном скоростью процесса. Первый период характеризуется интенсивным удалением влаги, а второй - резким замедлением процесса. Сушка рафинадных брусков обычно производится в туннельных сушилках, представляющих собой две длинные изолированные камеры (каналы), внутри которых проложен рельсовый путь.

Первая камера имеет в боковой стенке отверстие для загрузки и выгрузки сахара.

Сырой рафинад поступает в первый канал (I зона), где прогревается, при этом из него удаляется часть влаги.

Затем вагончики передвигаются во второй канал, в котором удаляется основное количество влаги. После этого вагончики возвращаются во II зону первого канала, где рафинад охлаждается воздухом.

В туннельной сушилке продолжительность сушки рафинада составляет 10-12 ч при температуре горячего воздуха не выше 95°С. При сушке прочного прессованного рафинада (влажностью выше 2,3%) применяют вакуум-сушилки.

Высушенный и охлажденный рафинад в виде брусков поступает на машину для раскалывания на куски размером 22x 22x 13-14; 23x 23x 12-1З или 24x 24x 11-12 мм. Готовый рафинад упаковывают вручную и механизированными методами.

При комплексной механизации производства прессованного рафинада ряд технологических процессов может быть увязан в едином агрегате, называемом комбайном. К наиболее рациональным можно отнести комбайн, работающий на Московском рафинадном заводе. Главной частью этого комбайна является ротационный пресс, прессующий сахар в виде домино или кубиков. На сушку кусочков рафинада в комбайне требуется значительно меньше времени, чем в туннельной сушилке. При влажности рафинадной кашки 1,6- 1,8% сушка протекает около 30 мин при температуре не выше 70°С.

В настоящее время в основном выпускают три сорта рафинированного сахара: прессованный колотый; прессованный быстрорастворимый; рафинированный сахар-песок. Кроме того в небольших количествах выпускается рафинад колотый литой, прессованный со свойствами литого и дорожный рафинад (в мелкой упаковке). В зависимости от сорта действующий ГОСТ 22-66 предъявляет к сахару-рафинаду ряд требований (табл. 1) по следующим показателям: крепости (временному сопротивлению параллелепипеда раздробляющему давлению пресса), растворимости в воде (растворимость кубика рафинада с ребром 10 мм при 20°С); влажности, чистоте и т. п.

Таблица 1

Чистота рафинада должна быть не менее 99,9%; содержание редуцирующих c ахаров в нем не допускается выше 0,03%. Рафинированный сахарный песок должен представлять собой отдельные кристаллы сахарозы размером не более 0,2 мм. Влажность сахара-песка не может превышать 0,1 %.

Производство сахара-рафинада

Трудно найти столь же привычный и незаменимый продукт, как сахар. Он относится к продуктам первой необходимости, спрос на которые всегда остается на неизменно высоком уровне. Сахар состоит из почти чистой сахарозы с небольшим количеством других веществ и влаги. В продаже встречается два основных вида этого продукта – обычный сахар-песок и сахар-рафинад. Последний отличается от обычного сахара более высокой степенью очистки и выпускается в виде песка или пудры, а также в прессованном виде. Производство сахара-рафинада требует относительно небольших вложений и не отличается сложностью, поэтому оно представляет большой интерес для предпринимателей, которые только планируют открывать свое дело.

Виды сахара

Итак, большей частью сахар состоит из сахарозы, которая имеет приятный сладковатый вкус и легко усваивается, расщепляясь под действием ферментов на глюкозу и фруктозу. В качестве сырья для выработки сахара используется сахарная свекла (45 % от общего объема производства) и сахарный тростник, который произрастает в районах с тропическим и субтропическим климатом. Кроме того, сахар может производиться из других растений-сахароносов (например, кукурузы, сорго и пр.). Тростниковый сахар импортируется в нашу страну в виде сахара-сырца, который затем перерабатывается в товарный белый сахар. Но большинство российских предприятий используют для выработки сахара сахарную свеклу. В России ежегодно вырабатывается около 7-8 млн. тонн сахара из сахарной свеклы и не более 2,5 млн. тонн сахара из сахара-сырца. При этом потребление сахара на человека составляет 42 кг в год (при норме 36,5 кг), поэтому рынок сбыта этого продукта достаточно широкий. В ассортимент большинства российских компаний, которые занимаются производством сахара, входят:

мелкокристаллический сахар-песок белого цвета, который имеет характерный блеск и приторно сладкий вкус; рафинированный сахар, который получают путем дополнительной очистки (рафинации) сахарного сиропа или перекристаллизации, включая адсорбцию примесей обычного сахара-песка.

Кристаллы сахара-рафинада, в отличие от обычного сахара-песка, имеют блестящие плоскости, ярко выраженные грани и более белый цвет (допускается также голубоватый оттенок). По размеру кристаллов сахар делится на мелкий (от 0,2 до 0,8 мм), средний (от 0,5 до 1,2), крупный (от 1 до 2,5 мм) и особо крупный (от 2 до 4 мм).

В свою очередь сахар-рафинад выпускается в нескольких видах. Прессованный колотый и прессованный в кубиках продукт получают в результате прессования сахара-песка в бруски, которые высушивают и раскладывают на отдельные кусочки в виде параллелепипеда по 5,5, 7,5 или 15 г с толщиной кусочка 11 и 22 мм, а также в виде кубиков по 4,8 г.

Прессованный колотый сахар-рафинад со свойствами литого производится путем прессования под большим давлением кристаллов сахара-песка с повышенной влажностью (около 3-3,5 %). В результате этой операции получаются кусочки в форме параллелепипеда такой же массы, как у сахара первого вида. Так называемый дорожный рафинад (прессованный в мелкой фасовке) выпускается отдельными кусочками до 7,5 г или сдвоенными по 15 г, которые упаковываются в картонные коробочки. Литой колотый сахар-рафинад отличается от других видов особой прочностью. Он выпускается в виде кусочков неправильной формы массой от 5 до 60 г. Правда, в последнее время этот вид сахара практически не производится в связи с трудоемкостью процесса его изготовления. Наконец, прессованный быстрорастворимый рафинад производится при прессовании сахара-песка в отдельные кусочки правильной формы по 5,5 и 5,9 г, которые затем укладываются в картонные коробки. В отличие от других видов рафинада этот сахар быстро растворяется в воде. Рафинадная пудра состоит из измельченных кристаллов сахара размером до пяти миллиметров. Для ее изготовления используется крошка с кристаллами весом менее пяти грамм, которая образуется при производстве других видов рафинада.

Технология производства сахара-песка и сахара-рафинада

В качестве сырья для изготовления сахара-рафинада используется тростниковый и свекловичный сахар-песок. Продукты из сырья первого и второго вида практически не отличаются друг от друга по вкусовым качествам. Но из-за того, что оптовая стоимость свекловичного сахара ниже стоимости тростникового сырья, большая часть производителей отдает предпочтение первому. Так как в любом сырье (в том числе и в сахаре песке и тростниковом сахаре-сырце) содержится определенное количество красящих веществ, зольных элементов и других несахаров, оно окрашено в желтоватый цвет и имеет специфический привкус и запах. Конечный же продукт – сахар-рафинад – должен соответствовать определенным требованиям. Прежде всего, он должен иметь белый цвет без посторонних примесей и пятен (хотя допускается голубоватый оттенок), сладкий вкус без постороннего привкуса и запаха. Водный раствор рафинада должен быть полностью прозрачным. Поэтому главная задача процесса рафинирования заключается в отделении сахарозы от несахаров путем многократной ее кристаллизации. Специалисты различают две группы продуктов при производстве сахара: рафинадную (2-3 ступени) и продуктовую (3-4 ступени). На первых двух-трех этапов переработки сырья получают собственно сахар-рафинад, а на последующих этапах осуществляется многократная кристаллизация с предшествующей механической и адсорбционной очисткой сиропов. При этом каждая технологическая операция осуществляется в несколько циклов. В результате всех этих операций сахароза исходного сахара-песка превращается в сахар-рафинад, а несахара, которые сохраняют в себе незначительную часть сахарозы (всего 0,6-0,9 % от общей массы сахара-песка), концентрируются в рафинадной патоке. Количество этапов производства сахара-рафинада зависит от вида продукции. Технология производства сахара-песка, из которого потом изготавливают рафинад, подразумевает следующие операции: подачу, мойку и измельчение свеклы, извлечение сока из свеклы, очистку и выпаривание свекольного сока, уваривание сиропа и кристаллизацию сахара, отделение кристаллов от патоки, побелку, сушку, упаковку. Сначала свекла очищается в воде от земли и мусора, нарезается на тонкую стружку. Длинная стружка помещается в цилиндрические сосуды, куда поступает горячая вода, растворяющая и извлекающая сахар, содержащийся в свекловичном соке (так называемая диффузия). Полученный в результате диффузии сок не отличается прозрачностью. Скорее эта жидкость имеет непривлекательный коричневатый цвет. Для ее очистки сок нагревается и смешивается с известью. Под ее воздействием посторонние примеси осаждаются или же разрушаются. Остатки же самой извести удаляются из сока углекислым газом, под воздействием которого она оседает на дно резервуара. Сок отправляется на фильтрующий пресс, где после очистки приобретает светлый (но еще желтоватый) оттенок. На последнем этапе очистки сок обрабатывается сернистым газом, который его еще больше осветляет. Для получения сахара-песка влага из очищенного сока выпаривается, а полученный в результате этого сироп пропускается через центрифуги, где жидкая составляющая (патока) отделяется от кристаллов сахара. В этих кристаллах еще остается небольшое количество влаги, поэтому они высушиваются путем нагревания. После охлаждения сахар-песок охлаждается, сортируется по размерам кристаллов и упаковывается. Полученный сахар-песок отправляется на продажу или же на переработку в сахар-рафинад. Выход сахара при переработке сахарной свеклы составляет 12-16 %.

Процесс изготовления прессованного рафинада включает в себя следующие стадии: взвешивание и просеивание сахара-песка, приготовление рафинадного сиропа и клерса (сиропа, который приготавливается из лучшего по качеству сахара-песка и отходов сахара-рафинада), удаление из сиропа механических примесей, адсорбционная очистка сиропа, сгущение сиропа до образования кристаллов, кристаллизация, центрифугирование и отбеливание, получение кристаллов рафинадной кашки (кристаллов рафинада с пленкой клерса), прессование рафинадной кашки, сушка брикетов , расфасовка сахара.

Сначала сахар-песок, который поступает на производство в необработанном виде, просеивается для удаления посторонних примесей (волокна от мешковины, кусочки веревок, палочки и пр.). Потом просеянный песок взвешивают на автоматических весах и отправляется на участок, где готовится сироп и клерс. Рафинадный сироп с концентрацией сухого вещества 73 % изготавливается из обычного сахара-песка, а клерс – из отходов рафинада и сахара-песка более высокого качества. Все ингредиенты смешиваются и нагреваются до температуры 75°С. После этого сиропы отфильтровываются для удаления механических примесей, а потом проходят адсорбционную очистку для обесцвечивания и освобождения от минеральных примесей. За несколько лет технология практически не претерпела изменений. В роли адсорбентов применяются порошкообразный уголь, гранулированные костяной и активный угли (чаще всего), ионообменные смолы. Сироп заливается в специальный аппарат под названием адсорбер, где обрабатывается периодическим или непрерывным способом. В последнем случае производительность оборудования и адсорбирующая способность используемого угля будет выше. Кроме того, для обесцвечивания рафинадных сиропов используются активные угли, которые получают путем обугливания древесины твердых пород без доступа воздуха. Также известен комбинированный способ обработки сиропов карборафином. В этом случае в сироп, нагретый до температуры 80-85°С, добавляется водная суспензия угля, затем смесь фильтруется через фильтры, на поверхность которых нанесен слой карборафина (активированный уголь). Эффективность этого способа обработки выше других, так как сироп взаимодействует с адсорбентом дважды за весь цикл обработки – в мешалках и во время фильтрования. Наконец, для обесцвечивания сиропов могут применяться ионообменные смолы – органические вещества, получаемые искусственным путем. В этом случае сироп очищается в ионообменных установках, которые состоят из реактора и вспомогательного оборудования.

После обесцвечивания сироп отправляется на сгущение. Эта процедура осуществляется при помощи вакуум-аппарата . Технология варки утфеля из рафинадного сиропа отличается от варки свеклосахарного утфеля разве что продолжительностью – варка последнего занимает намного больше времени. Кроме того, при уваривании рафинадного утфеля в него добавляется минеральная краска ультрамарин.

После варки утфель отправляется в мешалки-кристаллизаторы, где он еще больше кристаллизуется и загустевает, поэтому его разбавляют очищенным сиропом. Кристаллы сахара отделяются из утфеля на центрифугах циклического и непрерывного действия. Так как сырье изначально имеет желтоватый оттенок, будущий сахар на центрифугах пробеливается при помощи клерса, в который добавляют суспензию ультрамарина. В результате получается рафинадная кашка, состоящая из кристаллов с пленкой клерса. Клерс сохраняет влажность кашки, поэтому для производства прочного сахара, влажность которого должна быть высокой, в «полуфабрикате» сохраняется максимально возможное количество клерса, который при сушке буквально цементирует монокристаллы сахара.

Кристаллы в кашке распределены неравномерно, поэтому ее обязательно смешивают на ленточном конвейере под центрифугами, транспортируют элеватором и просеивают через сито.

При производстве кускового сахара рафинадную кашку прессуют под прессом карусельного типа с пресс-формами. Полученные брикеты раскалываются на отдельные кусочки правильной формы и необходимой массы. Прессованный сахар отправляется на сушку в туннельных сушилках на 8-10 часов.

Литой способ производства сахара-рафинада отличается большей сложностью и, следовательно, дороговизной (по этим причинам он очень редко используется на современных производствах). В этом случае сахарная масса сначала разливается в специальные формы, а после застывания из нее удаляется патока, для чего массу заливают раствором очищенного сахара. Эта операция проводится минимум 3-4 раза, после чего застывшая сахарная масса извлекается из формы и разрезается на кусочки.

В зависимости от вида сахара готовый продукт упаковывается в различную тару. Ее главное назначение – предохранение сахара от сырости и загрязнений в процессе транспортировки и во время хранения на складах. Сахар-песок обычно упаковывается в тканевые, бумажные или полиэтиленовые мешки. Сахар-рафинад и рафинированный сахар-песок расфасовываются в картонные коробки, бумажные и полиэтиленовые пакеты, короба из гофро-картона. Сахарная пудра пакуется в полиэтиленовые пакеты, которые потом могут вкладываться в картонные коробки. Готовый продукт хранится на складах при влажности воздуха не более 70 % (если речь идет о сахаре-песке) и не выше 80 % (в случае с сахаром-рафинадом).

Стоимость нового европейского оборудования для производства сахара составляет от 90000 евро (производительность 20 т в сутки) до 2700000 евро (производительность 100 тон в сутки). Мини-завод по переработке сахарной свеклы (производительность 12 т в сутки) обойдется в базовой комплектации в сумму от $18-20 тыс. Сроки окупаемости небольшого предприятия составляют от 1,5 лет.