Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Товарознавство arrow Формування якості товарів
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Формування якості цукру-піску в процесі виробництва

На рис. 3.2. наведено схему виробництва цукру-піску.

Підготовка сировини. Буряк, що надходить на завод, накопичується в залізобетонній ємності, розташованій поряд з головним корпусом заводу. Головний гідротранспортер розділений на дві ділянки: нижню і верхню. На початку нижньої ділянки, що заглиблена в землю, встановлюють вловлювач для піску. Після видалення піску буряк разом з водою проходить через вловлювачі соломи, гички і каміння. Очищена сировина спеціальним насосом подається в жолоб верхньої ділянки гідротранспортеру. У верхньому гідротранс-портері суміш буряків з водою додатково очищається від домішок. Перед надходженням буряка на миття важливо якомога повніше відокремити від нього транспортерну воду і домішки. Це здійснюється на дискових і ротаційних водовідділювачах. На ротаційних водовідділювачах разом з транспортерною водою відділяються камені, пісок, уламки і хвостики коріння, частково гичка і солома. Для того, щоб повторно використовувати воду для транспортування буряка, її необхідно очистити і освітлити.

Узагальнена схема виробництва цукру-піску

Рис. 3.2. Узагальнена схема виробництва цукру-піску

Миття буряків. При ручному збиранні грунт, що залишається на коренеплодах, складає 1-3 % від маси партії буряків, при механізованому збиранні комбайном - 10-12 %.

Буряк необхідно ретельно відмити від забруднень, по-перше, для того, щоб вберегти ножі для нарізання від їх затуплення і, по-друге, для запобігання забрудненню дифузійного соку. Буряк частково відмивається від домішок у гідравлічному транспортері і бурякопідйомних пристроях. Для повного очищення буряка від забруднень і додаткового відділення важких і легких домішок застосовуються бурякомийки. Земля і глина найкраще відмиваються при терті коріння один об одного. Тому на початковій стадії миття буряки повинні знаходитися в скупченому стані, спочатку відбувається їх відмивання барабанній бурякомийці. Принцип роботи бурякомийки полягає в тому, що буряк в барабані не відмивається від бруду водою, а бруд відтирається від буряка в суспензії певної густини. Ступінь відмивання землі від буряка до 70 %. Витрата свіжої води до 30 % до маси буряка. Перевага бурякомийок барабанного типу полягає в тому, що їх ефективність вища при очищенні дуже забруднених буряків, постійно відділяються домішки, низький відсоток пошкоджених буряків. Після барабану буряк піднімається в обполіскувач. З нього буряк надходить двома шнеками. Внизу обполіскувача є каменевловлювач. Легкі домішки відділяються ситовим транспортером. Після обполіскувача буряк додатково очищається в гідрокаменепісковловлювачі. Після барабанної бурякомойки і обполіскувача буряк надходить в приймальну ємність другої бурякомийки, яка складається з відділення з низьким рівнем води і відділення з високим рівнем води. У першій частині відділення з низьким рівнем води відбувається інтенсивне механічне видалення поверхневих забруднень буряка при нестачі води, а в другій частині цього відділення буряк частково відмивається за наявності незначного об'єму води. У другому відділенні за наявності надлишку води завершується відмивання буряка і відділення домішок. Чистий буряк виводиться шнековими конвеєрами, у верхній частині яких встановлено форсунки для подачі чистої хлорованої води для обполіскування буряка. Втрати цукру в транспортерно-мийній воді залежать від якості буряка і пори року. До настання морозів розмір втрат визначається залежно від якості буряка, що надходить залізничним транспортом, і знаходиться в межах 0,17-0,35 % від маси буряка. Щоб втрати цукру залишалися в допустимих межах, необхідно, щоб температура води при митті цілих, непошкоджених буряків була не вище 15-18 С. У разі підвищення температури води втрати цукру збільшуються.

Нарізання буряка на стружку. Відмитий буряк із бурякомийки елеватором, після якого встановлений контрольний стрічковий транспортер з підвісним електромагнітним сепаратором, направляють в бункер до бурякорізок. Для видалення з маси буряків феромагнітних домішок, які не видалили на попередніх стадіях очищення, застосовуються електромагнітні сепаратори. Для повного вилучення цукру з буряка за допомогою дифузійного способу, коренеплоди необхідно нарізати на стружку. Процес отримання стружки з буряків здійснюється на бурякорізках за допомогою дифузійних ножів, встановлених в спеціальні рамки. Продуктивність дифузійної установки і вміст цукру в обезцукреній стружці залежать від якості стружки. Бурякова стружка може мати вигляд жолобків або пластинок залежно від типу дифузійного апарату. Ширина жолобчастої стружки - від 3 до 5 мм, товщина стружки складає 0,5-1 мм. її поверхня повинна бути гладкою без тріщин. Дуже тонка стружка небажана, оскільки вона деформується, збивається в грудки і погіршує циркуляцію соку в дифузійних установках. Якість бурякової стружки прийнято визначати довжиною її в метрах в наважці масою 100 грам (100 г якісної стружки - 15 см). Для отримання якісної бурякової стружки на центробіжних бурякорізках необхідно, щоб буряк в процесі різання з достатнім зусиллям притискався до поверхні ножів і внутрішньої поверхні барабана. Для центробіжних бурякорізок з діаметром барабану 1200 мм при швидкості різання 8,2 м/с тиск на внутрішню поверхню барабана близько 40 кПа.

Одержання дифузійного соку. Дифузією називається вилучення інгредієнтів зі складної за своїм складом речовини за допомогою розчинника. У механізованих дифузійних апаратах безперервної дії бурякова стружка і дифузійний сік знаходяться в безперервному протитечійному русі. Найважливіша вимога до дифузійних апаратів - сурове дотримання принципу протитечії соку і стружки при рівномірному заповненні всього апарату. Відмінна робота дифузійного апарату можлива тільки зі стружкою високої якості. Якщо в апараті є транспортуючі пристрої, то стружка під час процесу не повинна перемішуватися, а лише переміщуватися. Для отримання дифузійного соку високої якості в апараті слід підтримувати певну температуру, а тривалість дифундування повинна бути оптимальною. Так, тривалість дифундування в апаратах безперервної дії при використанні грубої стружки складає 70-80 хв, а температура, при якій відбувається дифузія, не повинна перевищувати 75°С, оскільки при її підвищенні стружка дуже розварюватиметься і забиватиме поверхню сит. Стружка надходить в головну частину дифузійного апарату і рухається до хвостової його частини, віддаючи сахарозу рухомому назустріч розчиннику. У хвостовій частині апарату знаходиться стружка з незначною кількістю сахарози, але оскільки сюди надходить чиста вода, то дифузія продовжується. Дифузійний процес необхідно здійснювати за відсутності повітря, оскільки при доступі повітря дифузійний сік піниться, в ньому швидко розвиваються мікроорганізми, які викликають корозію стінок апарату. Втрати цукру в процесі дифузії не повинні перевищувати встановлених норм, а втрати тепла повинні бути мінімальними. Дифузійні апарати не повинні бути складними в обслуговуванні і ремонті.

Очищення дифузійного соку. Мета даної операції - збільшити вихід товарного цукру і зменшити його втрати. Отриманий дифузійний сік містить 15-16 % сухих речовин, з них 14-15 % сахарози і близько 2 % нецукрів. До числа розчинних нецукрів входять розчинні білки, амінокислоти, редукуючі цукри, пектинові речовини, слабкі азотисті основи, солі органічних і неорганічних кислот, а також пластівці коагульованого білка і мезга. Він має кислу реакцію (рН 6,0-6,5), дуже темний, майже чорний колір і сильно піниться. Всі нецукри затримують кристалізацію сахарози, збільшуючи втрати цукру з мелясою. Для їх видалення проводять очищення дифузійного соку вапном (дефекацію) з подальшим видаленням його надлишку діоксидом вуглецю (сатурація). Для освітлення соку проводять сульфітацію (обробку діоксидом сірки)

Дефекація дифузійного соку (обробка дифузійного соку вапном). Обробку дифузійного соку вапном (дефекацію) проводять в два етапи: попередня дефекація і основна дефекація. На етапі передде-фекації до соку додають 0,2-0,3 % СаО. При цьому рН соку повільно підвищується до 10,8-11,6. Під час основної дефекації додають 2,5-3 % СаО до маси і рН соку підвищується до 12,2-12,3.

Переддефекація, що проводиться при оптимальній рН, забезпечує переведення в осад до 80 % високомолекулярних сполук соку, які складають 30-40 % всіх нецукрів, що видаляються при очищенні соку. Також метою переддефекапії є нейтралізація і осадження кальцієвих солей низки кислот (лимонної, оксилимонної, яблучної, винної, щавлевої і ін.) і утворення осаду, що складається з великих щільних пластівців. Осад добре фільтрується і стійкий до руйнуючої дії іонів кальцію в умовах високої лужності і температури під час основної дефекації.

Основна дефекація дифузійного соку. Цю дефекацію проводять відразу ж після переддефекапії без попереднього фільтрування або підігріву соку. Основні процеси, що відбуваються при основній дефекації: розкладання деяких органічних нецукрів соку (амідів кислот, солей амонію, редукуючих речовин), а також омилення жирів, доосаджування аніонів кислот.

В результаті розкладання амідів (аспарагіну, глутаміну і ін.) виділяється аміак, в розчині накопичуються розчинні солі кальцію, які погіршують кристалізацію сахарози і призводять до збільшення її втрат.

В результаті розкладання редукуючих цукрів утворюються органічні кислоти - молочна, оцтова, мурашина і розчинні солі кальцію.

При омиленні жирів утворюється мило, яке випадає в осад, і гліцерин. Пектинові речовини розкладаються з утворенням метилового спирту, оцтової і полігалактуронової кислот. Метиловий спирт при подальшому випаровуванні соку випаровується, оцтова кислота утворює водорозчинну оцтовокальцієву сіль, а полігалак-туроновая кислота - слизистий осад - пектат кальцію, який важко відфільтровується.

Таким чином, в процесі дефекації з нецукрів, що перейшли в розчин, утворюються солі кальцію і барвні речовини, які погіршують якість очищеного соку.

Тривалість основної дефекації регулюється залежно від вмісту нецукрів в соці і способу проведення переддефекації. Обробку соку вапняним молоком проводять при температурах нижче 50°С (холодна дефекація), у інтервалі температур 50-60°С (тепла) і 85-90°С (гаряча основна дефекація). Тривалість холодної основної дефекації складає 20-30 хв, оптимальна тривалість гарячої дефекації - 15-20 хв. Комбінована холодно-гаряча дефекація дозволяє провести достатньо повне розкладання нецукрів і отримати менш забарвлений сік. При цьому перший ступінь - холодна дефекація (при температурі нижче 50°С) - триває 20-30 хв, друга - гаряча (при температурі 85°С) - 10-15 хв.

Сатурація дифузійного соку (обробка цукрових розчинів діокси-дом вуглецю. Під сатурацією розуміють обробку соку сатураційним газом, що містить 30-34 % діоксиду вуглецю. Сатурацію проводять в дві стадії (I і II сатурації) з обов'язковим відділенням осаду нецукрів. Дифузійний сік з температурою 80-85 С надходить відразу ж після дефекації в безперервно діючий сатуратор, який має форму циліндру з конічним днищем і розширеною верхньою частиною. Сатураційний газ подається в нижню частину сатуратора. Дефекований сік надходить зверху на конічну тарілку назустріч потоку газу.

При продуванні діоксиду вуглецю майже все надмірне вапно випадає в осад у вигляді оксиду кальцію. Частинки цього осаду несуть на собі позитивний заряд і адсорбують на своїй поверхні всі негативно заряджені нецукри. Сік після I сатурації містить близько 4-5 % осаду. Після сатурації сік направляють у відстійники, після яких 75-80 % всього соку є злегка каламутною рідиною, практично позбавленою осаду. Після відстійників сік відразу ж направляють на контрольне фільтрування. Другу частину соку (20-25 % загальної його кількості) - загущену суспензію, в якій міститься 18-20 % осаду, направляють на вакуум-фільтри.

II сатурацію проводять для зниження концентрації розчинних солей кальцію, оскільки неповне видалення кальцієвих солей з соку призводить до утворення накипу в теплообмінних апаратах і збільшує втрати сахарози. Для контрольного фільтрування соку I сатурації і фільтрування соку II сатурації застосовують дискові фільтри, що працюють під надмірним тиском 0,15-0,20 МПа.

Сульфітація соку (обробка цукрових розчинів діоксидом сірки). Для зниження кольоровості і лужності фільтрований сік II сатурації обробляють діоксидом сірки в зрошувальних або рідинно-струменевих сульфитаторах. Сульфітаційний газ містить 10- 15 % діоксиду сірки. При пропусканні газу через дифузійний сік частина розчиненого діоксиду сірки реагує з водою, утворюючи сірчисту кислоту. Остання є хорошим відновником барвних речовин соку, перетворюючи їх на безбарвні сполуки. Крім того, сірчиста кислота і її солі блокують карбонільні групи редукуючих сполук - моносахаридів і продуктів їх розпаду, запобігаючи утворенню барвних речовин в соці. Сірчиста кислота також знижує лужність соку за рахунок переходу карбонату калію, що має лужну реакцією, в нейтральний сульфіт, що полегшує процес кристалізації сахарози, знижуючи її втрати з мелясою.

Складний і багатоступеневий процес очищення дифузійного соку забезпечує видалення тільки 30-35 % нецукрів. При цьому майже повністю відділяються білки, 40-45 % безазотистих органічних речовин і 10-12 % зольних елементів. Очищений сік містить (%): 12-14 сухих речовин, з них 10-12 сахарози; 0,5-0,7 азотистих речовин; 0,4- 0,5 безазотистих органічних речовин і 0,5 золи. Чистота соку 86-92 %.

Згущування соку випаровуванням. Згущування соку ведуть в два етапи: спочатку його згущують до вмісту сухих речовин 65 %, при цьому сахароза ще не кристалізується, а надалі, після додаткового очищення, в'язкий сироп згущують до вмісту сухих речовин 92,593,5 %, після чого відокремлюють кристали сахарози. Всього з очищеного соку випаровують 110-115 % води до маси буряка. Розділення процесу згущування на два етапи викликане тим, що на першому етапі при невеликій в'язкості розчину процес ведуть в багатокорпусних випарних установках, що дозволяє понизити питому витрату палива приблизно в 2,5 рази. Як типову на цукрових заводах застосовують схему з використанням чотирикорпусної випарної установки і концентратора. Останній корпус працює під розрідженням. Нагрітий до температури кипіння (126°С) сульфітований сік надходить в перший корпус випарної установки, де з нього випаровується частина води, утворюючи вторинну пару. Сік послідовно проходить з першого корпусу в другий, третій, четвертий і потім в концентратор, згущуючись до потрібної густини. Гріюча пара надходить тільки в перший корпус, решта корпусів обігрівається вторинною парою попереднього корпусу. Багатократне використання теплоти пари у випарній установці можливо тільки за умови пониження температури кипіння соку і тиску, починаючи від першого до останнього корпусу.

Концентратор не обігрівається парою, в ньому відбувається тільки випаровування води за рахунок перепаду тиску. При згущуванні соку відбувається ряд процесів, що призводять до зміни його хімічного складу: відбувається розкладання сахарози і редукуючих цукрів з утворенням органічних кислот, що знижує рН соку, підвищується кольоровість сиропу, що є наслідком процесу карамелі-зації сахарози і утворення темнозабарвлених продуктів взаємодії редукуючих цукрів з аміносполуками, зростає концентрація солей кальцію, які частково випадають в осад.

Варіння утфелів і отримання кристалічного цукру. Очищений сироп, що містить 55-60 % сухих речовин, надходить на подальше уварювання. Щоб виділити з сиропу практично чисту сахарозу, кристалізацію проводять в киплячих перенасичених розчинах у вакуум-апаратах при низькій температурі. Продукт, отриманий після уварювання, називається утфелем. Він містить 7,5-8 % води, 9292,5 % сухих речовин і близько 55 % цукру, що викристалізувався. Міжкристалева рідина є в'язким розчином, що містить нецукри і насичений розчин сахарози.

Для того, щоб при мінімальних витратах палива максимально вилучити цукор з цукрових буряків, кристалізацію сахарози проводять багато разів. Раціональною є трикристалізаційна схема продуктового відділення. За даною схемою сироп із збірки надходить у вакуум-апарат і виварюється до вмісту сухих речовин 92,5 %. Готовий утфель I кристалізації (утфель I) спускають в приймальню ут-фелемішалку. Через утфелерозподільник він надходить до центрифуги. В процесі центрифугування відокремлюють кристали сахарози і два відтіки (міжкристалеву рідину).

Оскільки поверхня кристалів вкрита плівкою міжкристалевої рідини, кристали в центрифузі пробілюють артезіанською водою з температурою 70-95°С. Воду витрачають в кількості 3-3,5 % до маси утфеля. Таким чином, перший відтік - це міжкристалевий розчин утфеля, що містить деяку кількість дрібних кристалів, а другий - отримують під час пробілювання кристалів цукру.

Сушіння цукру- піску. Цукор-пісок вивантажують з центрифуги із вмістом вологи 0,8-1 % на вібротранспортер і елеватором подають в сушильно-охолоджувальну установку, де висушують гарячим повітрям до вмісту вологи 0,14 % (при безтарному зберіганні масова частка вологи в цукрі-піску повинна бути 0,03-0,04 %), а потім охолоджують.

Коли цукор-пісок проходить по стрічковому транспортеру, з нього видаляють феродомішки за допомогою магнітного сепаратора, а потім в сортувальній установці відокремлюють грудки і виділяють фракції за розміром кристалів. Очищення повітря від цукрового пилу ведеться в циклонах. Далі цукор-пісок надходить в бункер на зберігання.

 
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Інші