Виробництво цукру

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

Механічна обробка (миття, подрібнювання цукрового буряка на стружку).
Дифузія (обробка гарячою водою). У результаті сахароза переходить у розчин.
Дефекація (обробка розчином вапняного молока). У результаті домішки — органічні кислоти, білки, барвники, які необхідно відокремити від сахарози, осаджуються, а сахароза залишається в розчині у вигляді сахарату:
C12H22O11 + Ca(OH)2 → C12H22O11 + CaO + H2O

Сатурація (обробка розчину сахарату карбон(IV) оксидом для осадження кальцій карбонату). Сахароза залишається в розчині: C12H22O11 + CaO + CO2 → C12H22O11 + CaCO3
Випарювання розчину у вакуумних апаратах і центрифугування (кристалізація розчину сахарози).
Додаткове очищення цукру (рафінування).

Гідравлічна подача.
Подачу буряків на завод здійс­нюють по похилому жолобу гідравлічного транспортера водним потоком.

Миття буряків відбувається в кулачкових або в барабанних бурякомийках.
Підготовлені до переробки буряки зважують на автоматичних порційних вагах.
Показник цієї ваги служить осно­вою всього хіміко-технологічного обліку на заводі.
Здрібнення буряків. Буряковий сік вичавлюють дифузійним способом.

Отримання дифузійного соку
Мета цього технологічного процесу — вилучення з бурякової стружки максимальної кількості цукрози. Для цього стружку обро­бляють протитоком у воді при температурі 70—75°С.
Внаслідок такого впливу в клітинах денатурує, практично вся цукроза та деяка частина розчинених нецукрів через стінки клітин переходять (дифундують) у воду.

На стадії вичавлення дифузійного соку можливе газоутворення, викликане життєдіяльністю мікроорганізмів, що потрапили на ди­фузію разом зі стружкою внаслідок поганого миття буряків.
Для боротьби з газоутворенням необхідно:
а) стежити, щоб буряки добре відмивалися від бруду;
б) дезінфікувати стружку формаліном при переробці ушкодженого коріння буряків;
в) зменшувати час знаходження сокостружкової суміші в дифузійних апаратах;
г) знижувати температуру дифузії.
Отримання дифузійного соку

Очищення дифузійного соку
Дифузійний сік являє собою полікомпонентну систему, в якій міститься 16—17 % сухих речовин, з них 14—15 % цукрози і 2 % нецукрів

Очищення соку
очищення соку здійснюють у кілька етапів:
відділення рідини від суспендо­ваних у ній частинок за допомогою пористих перегородок.
обробка вапном (дефекація);
видалення надлишку вапна діоксидом вуглеводу (сатурація з фільтруванням);
знебарвлення та обеззараження соку (сульфітація).

Згущення соку
Для підвищення вмісту сухих речовин у продукті сік випарову­ють. Випаровування проводять з мінімальними витратами тепла та змінами соку. Очищений сік містить 14—15 % сухих речовин, а внаслідок випаровування їх вміст підвищується до 65%.
Випаровування соку здійснюють у ви­парних установках з багаторазовим використанням пари. Випарні апарати працюють безперервно, тобто в них весь час надходить рідкий сік на випаровування та безперервно відводиться густий сік, який називають сиропом.

Згущення соку
Внаслідок цього концентрований розчин цукру в апараті кипить при температурі не вище 90°С. Ця умова дуже важлива для запобі­гання пригоряння цукру.
Сироп з концентратора піддають сульфітуванню разом з клеровкою жовтого цукру, фільтрують і потім викачують на збірники перед вакуум-апаратами.

Очищення сиропу
При згущенні соку випаровуванням части­на нецукрів випадає в осад, збільшується кольоровість та концен­трація редукуючих речовин, що викликає необхідність сульфітації та фільтрації сиропу перед уварюванням.

Отримання кристалічного цукру
Отримання кристалічного цукру з соку відбувається в кілька етапів. Спочатку його уварюють у вакуум-апараті до вмісту сухих речовин 92,5—93,5 %. При цьому частина цукрози викристалізову­ється, утворюючи суміш кристалів та міжкристального розчину.
При центрифугуванні кристали цукру відділяють від розчину. Для видалення жовтого забарвлення цукру проводять відбілювання цукру-піску гарячою водою. Сиропи, отримані після центрифу­гування та відбілювання, знову уварюють до утфєля і отримують цукор II кристалізації.

Центрифугування утфеля
Утфель являє собою двофазну в'я­зку масу з вмістом 45—60 % кристалів цукру, а інше — міжкристалевий розчин.
Щоб отримати кристалічний цукор, тверду фазу відділяють від рідкої механічним способом на центрифугах. Відцентрова сила, що виникає при обертанні ротора центрифуги з утфелем, у багато разів більше сили важіння, тому розділення твердої та рідкої фаз відбувається дуже швидко.

Зберігання цукру
Вологість вивантаженого з центрифуги цукру коливається в ме­жах 0,5—1,5 %, а температура — 70—80°С. Такий цукор необхід­но сушити, оскільки в ньому утворюються грудки, а при транспортуванні кристали легко ушкоджуються.