Производство сахара из сахарной свеклы технология: Технология производства сахара-песка: описание стадий и процессов

Технология производства сахара

Технология производства сахара – многоуровневая цепочка, которая состоит из нескольких этапов:

— мытье и очистка сырья от примесей;
— получение свекловичной стружки;
— выработка диффузионного сока и его очищение;
— получение сиропа;
— выделение из сиропа сахара;
— переработка сахарной массы в сахар-песок;
— фасовка и хранение готового продукта.

 

 

Мытье и очистка


При механизированной уборке сахарной свеклы примеси в ней составляют до 12% от общей массы, причем кроме земли и ботвы в примесях могут быть камни и даже некоторые металлические предметы. Все это необходимо отделить от полезной части плодов. Для мытья свеклы применяется барабанная свекломойка и водоотделитель, оснащенные улавливателями для примесей. Правильно выполненная мойка позволит избежать поломок последующего оборудования для производства сахара.

 

Произодство сахара из сахарной свеклы — получение свекловичной стружки

 

В соответствии с технологией производства сахара, для того чтобы произвести сироп, свеклу необходимо измельчить.

Измельчение свеклы – процесс превращения ее в стружку на свеклорезках, которые с помощью диффузионных ножей, установленных на рамках, режут плоды на мелкие части. Толщина стружки в 1 мм – оптимальная толщина для дальнейшей переработки.

 

 


Внутри корпуса свеклорезки, плоды вращаются с помощью улитки, которая под действием центробежной силы прижимает плоды к режущей кромке ножей. В процессе скольжения вдоль неподвижных ножей свекла превращается в стружку, которая проходя между ножами попадает в контейнер для дальнейшей переработки. Из всего оборудования для производства сахара свеклорезки требуют самой сложно очистки с помощью сжатого воздуха, и периодической замены ножей.

 

Выработка диффузионного сока

 

Процесс извлечения сахарозы из свеклы по технологии производства сахара является достаточно примитивным – свекловичную стружку размачивают в горячей воде в промышленных диффузорах, что размягчает ее волокна и выпускает сок. Если использовать холодную воду, то белковые соединения в клетках стружки значительно замедлят процесс получения сока.

 

 

 

Обычно используется несколько последовательных диффузоров, для выработки более концентрированного сока. Для дальнейшей переработки диффузионный сок необходимо очистить от ставшей бесполезной свекловичной стружки. Смесь из сока и стружки помещают в пульповые ловушки, где происходит фильтрация.


Диффузионный сок, даже очищенный от остатков плодов, остается сложным многокомпонентным составом, в котором кроме сахара также содержится белок, пектин, аминокислоты и так далее. С помощью вакуум-фильтров и сатураторов производится процесс очистки сахарного сиропа от примесей.

 

 

Выделение сахара из сиропа


Сахарный сироп, полученный после очищения сока, содержит слишком много воды (до 75%), которую удаляют в выпарной установке, получая сироп, содержащий до 70% сухих веществ. После этого, согласно технологии производства сахара, с помощью вакуум-аппарата сироп сгущают до содержания сухих веществ в 93,5%, получая утфель, который после прохождения процесса кристаллизации станет обычным сахаром.

 

Кристаллизация сахара — завершающий этап технологического процесса производства сахара

 


Утфель, полученный из вакуум-аппаратов отправляется в центрифугу, где кристаллизуется, после чего высушивается горячим воздухом и через виброконвейер отправляется в сушильно-охладительную установку, после чего сортируется с помощью вибросита.

 

 


Несмотря на достаточно длинную технологическую цепочку, большая часть оборудования для производства сахара обладает достаточно простым принципом действия. Простой принцип работы отдельных аппаратов облегчает, как обслуживание, так и ремонт всех видов необходимой техники, что позволяет с достаточно небольшими затратами производить сахар в промышленных масштабах.

 

 

Технология производства сахара из сахарной свеклы



При копировании материала укажите ссылку © 2018
контакты
rykovodstvo.ru

Технология производства сахара из сахарной свеклы
1.ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
1.1.ПРИЕМКА САХАРНОЙ СВЕКЛЫ
Производство сахара-песка на свеклосахарных заводах осуществляется по типовым технологическим схемам или по схемам, к ним приближающимся. Типовые технологические схемы разрабатываются на основе современных достижений науки и техники при условии получения вырабатываемого продукта высокого качества.Для выполнения отдельных операций в технологической схеме применяется типовое технологическое оборудование.

При уборке и транспортировке свеклы кроме зелени, прилипшей к свекле, к ней примешиваются мелкие и тяжелые примеси. При приемке сахарной свеклы на завод, сырьевая лаборатория проводит анализ получаемой свеклы. Технологическое качество сахарной свеклы характеризуется рядом показателей, из которых основными являются сахаристость и чистота свекловичного сока свеклы, они взаимосвязаны: с увеличением сахаристости повышается и его чистота.

Приемку сахарной свеклы, отбор образцов, определение загрязненности и сахаристости проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 17421-82 «Свекла сахарная для промышленной переработки.Требования при заготовках «,договора, контракции и инструкции по приемке, хранению и учету сахарной свеклы.

Корнеплоды кондиционной сахарной свеклы должны соответствовать следующим требованиям:

физическое состояние не потерявшие тургор

цветушные корнеплоды,% не более 1

подвяленные корнеплоды,% не более 5

корнеплоды с сильными механическими

повреждениями,% не более 12

зеленая масса,% не более 3

содержание мумифицированных, подмороженных, загнивших корнеплодов не допускается.

Партии свеклы осматриваются, делятся по категориям, взвешиваются вместе с транспортом. Проводится определение общей загрязненности, а затем на полуавтоматической линии УЛС-1-сахаристости.
1.2.Х Р А Н Е Н И Е С В Е К Л Ы

После проведения технологической оценки сахарной свеклы,она поступает на хранение. Корнеплоды укладывают в кагаты на предварительно подготовленном кагатном поле. Корнеплоды сахарной свеклы — живые организмы, в которых протекают процессы дыхания, а при неправильном хранении может происходить прорастание и загнивание корнеплодов сахарной свеклы.

Прорастание характеризуется отношением массы ростков к массе всей свеклы в образце. Прорастание начинается через 5-7 суток после уборки при повышенной температуре и влажности. Корнеплоды, находящиеся в кагате, прорастают неравномерно: в верхней части в 2 раза больше, чем в нижней. Прорастание — отрицательное явление, так как ведет к потерям сахарозы, в связи с усилением дыхания и увеличения выделения теплоты. Интенсивнее прорастают корнеплоды в невентилируемых кагатах, и те, на которых остались ростовые почки.

Для борьбы с прорастанием удаляют верхушки головки корнеплода при уборке и обрабатывают корнеплоды перед укладкой в кагаты 1%-ым раствором натриевой соли гидразида малеиновой кислоты (3-4л на 1т свеклы). Если головка свеклы низко срезана, или она слегка подвялена, то при укладке в кагаты используют 0,3%-ый раствор пирокатехина (3-4л на 1т свеклы).

Микроорганизмы в первую очередь развиваются на отмерших клетках, механически поврежденных, подмороженных и увядших участках корнеплодов, затем поражаются живые, но ослабленные клетки.

Поэтому важным условием предохранения сырья от порчи является его целостность. Необходимо создать благоприятные условия для защитных реакций в ответ на механические и другие повреждения.

Для подавления жизнедеятельности микрофлоры на корнеплодах применяют 0,3%-ый раствор пирокатехина, 18-20%-ый раствор углеаммиаката (2-2,5% на 1т свеклы), препарат ФХ-1(1-1,5% к массе обрабатываемой свеклы). ФХ-1 представляет собой суспензию свежего фильтрационного осадка =1,05-1,15г/см, обработанного свежей хлорной известью(1,5% к массе свеклы).

Большое значение имеет температура и влажность как для прорастания, так и для развития микроорганизмов. Поддержание температуры 1-2 С, газового состава воздуха в межкорневом пространстве, влажности с помощью принудительного вентилирования кагатов, ликвидация очагов гниения способствуют сохранению корнеплодов сахарной свеклы от гниения, прорастария.

Минимальные потери сырья обеспечивают хранение его на комплексных гидромеханизированных складах.

Гидромеханизированные склады с твердым покрытием, оборудованной системой гидроподачи и вентилирования позволяют резко сократить потери свекломассы и сахара, но и значительно повысить эффективность использования всего комплекса технических средств и операций при разгрузке, складировании, хранении и подачи свеклы в переработку.

Механизированные способы возделывания и уборки сахарной свеклы привели к тому, что значительно увеличилась ее загрязненность. За последние годы загрязненность приемного сырья в среднем по России составила 14-16%, в отдельных случаях, превышая 30%.

В поступающей свекле содержится земля, травянистые примеси, ботва и свекловичный бой, которые, попадая в кагат, уплотняют его пространство,ухудшают аэрацию. Кроме того, попавшие в кагат мелочь и бой легко поражаются микроорганизмами, тем самым способствуя массовому гниению сырья.

Одно из радикальных средств снижения загрязненности — гидравлический способ очистки корнеплодов и последующее их хранение в мытом виде. Хорошие результаты обеспечивает установка на буртоукладочной машине устройства для выдувания сорняков, ботвы и соломы. На некоторых сахарных заводах в настоящее время используют способ очистки свеклы с помощью грохотов-очистителей с дальнейшим извлечением свекломассы из отходов очистки.

1.3.П О Д А Ч А С В Е К Л Ы В З А В О Д.
При уборке и транспортировке свеклы кроме земли, прилипшей к свекле, к ней примешиваются легкие и тяжелые примеси — ботва, солома, песок, шлак, камни и даже отдельные металлические предметы. В случае попадания этих примесей в свеклорезку, ножи тупятся и повреждаются, что ведет к ухудшению качества свекловичной стружки. Для получения стружки высокого качества необходимо более полно отделять от свеклы легкие и тяжелые примеси. Для этого по тракту подачи свеклы в завод устанавливают соломоботволовушки и камнеловушки, песколовушки.

Поступающая на завод свекла накапливается в железобетонной емкости, называемой бурачной и располагающейся рядом с главным корпусом завода. Главный гидротранспортер разделен на два участка: нижний и верхний. В начале нижнего участка, заглубленного в землю, устанавливают песколовушку большой вместимости. После нее свекловодяная смесь проходит через соломоботволовушку и камнеловушку, где освобождается от легких и тяжелых примесей и центробежным насосом подается в желоб верхнего участка гидротранспортера.

В верхнем гидротранспортере свекловодяная смесь повторно очищается с помощью ботвосоломоловушки и камнеловушки от примесей.

На нижнем гидротранспортере устанавливают четырехвалковую соломоловушку для более эффективного улавливания легких примесей, а на верхнем гидротранспортере — двухвалковую для контрольного улавливания легких примесей. Грабельные цепные ловушки улавливают до 20% легких примесей, но они должны находиться в отапливаемом помещении, так как зимой может произойти обмерзание грабель, поэтому лучше принять ротационные.

Для улавливания тяжелых примесей в нашей схеме мы предусматриваем две камнеловушки модернизированные АТП-М. Ее достоинства заключаются в том, что она не требует дополнительного расхода воды для отделения тяжелых примесей от свеклы, потребная мощность для привода незначительна.

Для нормальной работы соломоловушек, камнеловушек, свеклонасосов и свекломоек необходимо регулировать количество поступающей свеклы по гидротранспортеру в завод.Наиболее надежными и простыми механизмами, регулирующими подачу свеклы являются шиберные затворы. Правильное размещение регулирующих механизмов на тракте подачи играет существенную роль в качественной работе свекломойки.

Свеклу из нижнего гидротранспортера в верхний поднимают с помощью электронасосного агрегата ДН-ПНЦ-3х20.Подьем свеклы осуществляется на высоту 20м.

Перед поступлением свеклы на мойку важно как можно полнее отделить транспортерную воду и примеси от нее.Это осуществляется на дисковых и ротационных водоотделителях.

На ротационных водоотделителях, установленных до свекломоек,от массы свеклы вместе с транспортерной водой отделяются камни, песок, обломки и хвостики корней, а также частично ботва и солома. Для того, чтобы повторно использовать воду для транспортировки свеклы, ее необходимо очистить и осветлить.

Чтобы обломки и хвостики свеклы направить в производство или использовать на корм скоту, их необходимо уловить.Это производится на установке, состоящей из хвостикоулавливателя и классификатора КХЛ-6. Хвостики, бой свеклы и легкие примеси из хвостикоулавливателя сортируют в специальном устройстве.Хвостики и кусочки свеклы скатываются из устройства в специ_ альную мойку для боя и хвостиков, а ботва, черешки листьев и мелкие кусочки свеклы поступают на транспортер и далее в жомохранилище или на реализацию.

Отсортированные хвостики и бой свеклы из свекломойки насосом подают в открытый лоток и шнеком-водоотделителем направляют на элеватор, которым вместе со свеклой транспортируют к свеклорезкам.

Такой тракт подачи наиболее эффективен, так как здесь наибольший эффект отделения примесей от свеклы, наименьшие потери свеклы при очистке и транспортировке и не происходит потерь хвостиков и боя, которые в противном случае составили бы примерно 3%.
1.4. М О Й К А С В Е К Л Ы.

Количество прилипших к свекле загрязнений составляет при ручной уборке (1-3)% от массы свеклы и при поточной механизированной уборке комбайном (10-12)%. Микроорганизмы заносятся с почвой, оставшейся на корнях свеклы.

Следовательно, свеклу необходимо отмыть от прилипшей к ней почвы, во-первых, для предохранения ножей в резке от их притупления и, во-вторых, для предупреждения загрязнения диффузионного сока.

Свекла частично отмывается от приставших к ней примесей в гидравлическом транспортере и свеклоподъемных устройствах. Для окончательной очистки свеклы от загрязнений и дополнительного отделения тяжелых и легких примесей применяются свекломойки.

Земля и глина лучше всего отмываются при трении корней друг о друга. Поэтому в начальной стадии мойки свекла должна находиться в скученном состоянии, т.е. вначале происходит отмывание свеклы в барабанной свекломойке типа Ш25-ПСБ-3. Принцип работы свекломойки заключается в том, что свекла в барабане не отмывается от грязи водой, а грязь оттирается от свеклы в суспензии определенной плотности. Степень отмывания земли от свеклы до 70%. Расход свежей воды до 30% к массе свеклы. Преимущество свекломоек барабанного типа заключается в том, что эффективность при очистке сильно загрязненной свеклы более высокая, постоянное удаление примесей, низкий процент повреждения свеклы. В комплексе с барабанной мойкой работает ополаскиватель Ш25-ПОС-3.

После барабана свекла поднимается в ополаскиватель. Из него свекла поднимается двумя шнеками. Внизу ополаскивателя имеется камнеловушка. Всплывшие в ополаскивателе легкие примеси удаляются ситчатым транспортером. После ополаскивателя свекла дополнительно очищается в гидрокамнепескоулавливателе.

После барабанной свекломойки и ополаскивателя свекла поступает в корытную свекломойку типа Ш1-ПМД-2. Свекломойка состоит из отделения с низким уровнем воды и отделением с высоким уровнем воды.

В первой части отделения мойки с низким уровнем воды происходит интенсивное механическое удаление поверхностных загрязнений свеклы при недостатке воды, во второй части этого отделения свекла частично отмывается при наличии незначительного объема воды. Во втором отделении при наличии избытка воды завершается отмывание свеклы и отделение примесей.

Чистая свекла выводится шнековыми конвейерами, в верхней части которых установлены форсунки для подачи чистой хлорированной воды для ополаскивания свеклы.

Потери сахара в транспортерно-моечной воде зависят от качества свеклы и времени года. До наступления морозов размер потерь определяется в зависимости от качества свеклы, доставляемой железнодорожным транспортом, и находится в пределах (0.17-0.35)% от массы свеклы.

Чтобы потери сахара были в допустимых пределах, необходимо, чтобы температура воды при мойке здоровой свеклы была не более (15-18)оС, а при мойке мороженой свеклы была такой, чтобы свекла не смерзлась в аппарате. В случае повышения температуры воды потери сахара увеличиваются.

Поступающая в свекломойку вода должна содержать минимальное количество микроорганизмов.

После отмывания свеклы, вода от свекловодяной смеси отделяется на дисковых водоотделителях.

Отмытую свеклу из свекломойки элеватором, после которого установлен контрольный ленточный транспортер с подвесным электромагнитным сепаратором, направляют в бункер перед свеклорезками.

Для удаления из массы свеклы ферромагнитных примесей, неуловимых на предыдущих стадиях очистки, применяются электромагнитные сепараторы типа ЭП2М.

Наличие двух свекломоек в моечном отделении необходимо для более высокого эффекта отмывания свеклы от загрязнения, и для повышения чистоты диффузионного сока.
1.5. П О Л У Ч Е Н И Е С В Е К Л О В И Ч Н О Й С Т Р У Ж К И И Д И Ф Ф У З И О Н Н О Г О С О К А.
Для учета количества свеклы, поступающей на переработку в свеклосахарный завод, она взвешивается. Взвешивание свеклы производится на автоматических порционных весах.

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

Производительность диффузионной установки и содержание сахара в обессахаренной стружке в очень большой степени зависит от качества стружки. Свекловичная стружка, получаемая на свеклорезках в настоящее время, может быть желобчатой или пластинчатой в зависимости от типа диффузионного аппарата. Толщина нормальной стружки составляет (0.5-1) мм. Поверхность ее должна быть гладкой без трещин. Слишком тонкая стружка нежелательна, так как она деформируется, сбивается в комки и ухудшает циркуляцию сока в диффузионных установках. Качество свекловичной стружки принято определять длиной ее в метрах в навеске массой 100 г. Хорошим показателем качества стружки может являться температура и давление на слой.

Для получения качественной свекловичной стружки на центробежных свеклорезках необходимо, чтобы свекла в процессе изрезывания с достаточным усилием прижималась к поверхности ножей и внутренней поверхности барабана. Для центробежных свеклорезок с диаметром барабана 1200 мм при скорости резания 8. 2 м/с давление на внутреннюю поверхность барабана около 40 кПа.

На центробежных свеклорезках при нормальных условиях эксплуатации получают стружку наилучшего качества, при этом расходуется наименьшее количество ножей на изрезывание 100 т свеклы по сравнению с другими конструкциями свеклорезок. Производительность свеклорезок можно регулировать изменением частоты вращения ротора или количеством работающих ножей. При переработке волокнистой свеклы диффузионные ножи часто забиваются волокнами и получить стружку хорошего качества невозможно. Для очистки ножей применяется продувка их паром или сжатым воздухом с избыточным давлением 0,7 МПа. После того, как свекла была изрезана в стружку, стружка по ленточному транспортеру направляется к диффузионному аппарату, предварительно производят взвешивание стружки ленточными весами.

Диффузией называется извлечение из сложного по своему составу вещества, с помощью растворителя.

В механизированных диффузионных аппаратах непрерывного действия свекловичная стружка и диффузионный сок находятся в непрерывном противоточном движении.

Важнейшее требование, предъявляемое к диффузионным аппаратам — это строгое соблюдение принципа противотока сока и стружки при равномерном заполнении всего аппарата. Хорошая работа диффузионного аппарата возможна только на стружке высокого качества. Стружка не должна перемешиваться в ходе процесса, а лишь перемещаться, если в аппарате имеются транспортирующие устройства. Для получения диффузионного сока высокого качества в аппарате следует поддерживать определенную температуру, а длительность диффундирования должна быть оптимальной.

Сахарная свекла | Описание, растение, сахар, выращивание и факты

сахарная свекла

Все СМИ

Похожие темы:
Бета обыкновенная свекловичный сахар жом сахарной свеклы корнеплод

См. все связанные материалы →

сахарная свекла , ( Beta vulgaris ), одна из четырех культивируемых форм растения Beta vulgaris из семейства амарантовых (Amaranthaceae), выращиваемый как источник сахара. Сок сахарной свеклы содержит большое количество сахарозы и уступает только сахарному тростнику в качестве основного источника сахара в мире. Сведения о переработке свекловичного сахара и истории его использования см. в разделе сахар.

Сахарную свеклу выращивали как огород и на корм задолго до того, как она стала цениться за содержание сахара. Сахар был получен экспериментально из свеклы в Германии в 1747 году химиком Андреасом Маргграфом, но первый сахарный завод из свеклы был построен в 1802 году в Силезии (ныне в Польше). Наполеон заинтересовался этим процессом в 1811 году, потому что британская блокада отрезала Французскую империю от поставок тростникового сахара-сырца из Вест-Индии. Под его влиянием во Франции было создано 40 свеклосахарных заводов. Хотя отрасль временно пришла в упадок после падения Наполеона, она восстановилась в 1840-х годах. Затем производство свекловичного сахара быстро росло по всей Европе, и к 1880 году его тоннаж превысил тоннаж тростникового сахара. На свекловичный сахар в настоящее время приходится почти все производство сахара в Европейском союзе и около одной пятой всего мирового производства.

Викторина «Британника»

Продукты питания со всего мира: правда или вымысел?

Еда может быть не только вкусной. Посмотрите, что еще вы знаете о своем любимом тарифе.

Культура

Сахарная свекла долгое время выращивалась как яровая культура в относительно прохладных частях умеренного пояса мира. Совсем недавно его выращивали как озимую культуру в теплых регионах умеренного пояса, включая части Южной Америки, Африки, Ближнего Востока и юга Европы. Вегетационный период от посева до уборки 170–200 дней. Хороший урожай корнеплодов сахарной свеклы получают, когда климат в течение всего периода выращивания был мягким, а подходящее содержание сахарозы обеспечивается, когда последний период роста был холодным. В случае с озимой культурой период созревания приходится на весну, чему способствует задержка воды для свеклы. Для сахарной свеклы требуется хорошо распределенное количество осадков около 610 мм (24 дюйма), и культуру необходимо орошать, если осадков недостаточно.

Сахарная свекла выращивается из семян и может быть высеяна на различных почвах, от супеси до тяжелой глины. Посевное ложе готовят глубокой вспашкой после уборки предшествующей культуры. Идеальная почва – суглинок, богатый гумусом, глубокий и однородный, обладающий соответствующей адгезией и умеренной влагоудерживающей способностью. Перед посевом семена обрабатывают дезинфицирующими средствами от черной корневой болезни.

На промышленных фермах сеялки точного высева высевают семена на глубину от 2 до 4 см (от 0,75 до 1,5 дюйма) и на расстоянии от 6 до 8 см (от 2,5 до 3 дюймов) друг от друга; ряды обычно находятся на расстоянии от 50 до 56 см (от 20 до 22 дюймов) друг от друга. Удобрения вносят одновременно с посевом, а после заделки опрыскивают гербицидами. Всхожесть семян происходит примерно через 10 дней после посева.

Удобрения вносят под сахарную свеклу с начала посева в течение всего вегетационного периода. Азотные удобрения увеличивают массу корнеплодов сахарной свеклы, но задерживают созревание. Калий хорошо усваивается сахарной свеклой, увеличивая массу корнеплода, но, опять же, если поглощается слишком много калия, созревание замедляется, может возникнуть дефицит магния. Поглощение фосфора меньше, чем азота и калия, но он увеличивает массу корнеплодов сахарной свеклы и ускоряет созревание.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Зрелый корень сахарной свеклы может вырасти до 1–2 кг (2,2–4,4 фунта) и может содержать 8–22 процента сахарозы по весу. Уборка сахарной свеклы обычно начинается в конце сентября или начале октября для яровых культур и проводится быстро, чтобы закончить до того, как почва замерзнет. Существует два метода промышленной уборки: в методе Помритцера подкормка и подъем корней выполняются двумя отдельными машинами, а в другом методе обе операции выполняются одной машиной. Посевы сахарной свеклы обычно чередуют с кукурузой (кукурузой) или пшеницей каждые четыре-шесть лет, чтобы уменьшить ущерб, причиняемый Rhizoctonia Корневая гниль или нематоды сахарной свеклы ( Heterodera schachtii ).

Болезни и вредители

Растения сахарной свеклы подвержены многим болезням и насекомым-вредителям. Черная корневая гниль, грибковое заболевание, характеризующееся поражением стебля у поверхности почвы, и Cercospora , грибковая инфекция, при которой листья становятся зеленовато-желтыми, а масса корней и содержание сахара снижаются, являются наиболее серьезными и могут вызвать большой урон, если не контролировать. Также необходимо принимать меры предосторожности против повреждения червями, жуками и нематодами.

Селекция

Постоянно ведется поиск устойчивой к болезням сахарной свеклы с более высоким содержанием сахарозы и большей корневой массой. Сахарная свекла является перекрестноопыляемым растением, и большинство коммерческих сортов являются гибридами. Были разработаны превосходные полиплоидные разновидности (имеющие несколько наборов хромосом). В Соединенных Штатах и ​​​​других странах большая часть коммерческой сахарной свеклы была генетически модифицирована для обеспечения устойчивости к гербициду глифосату.

Takeo Yamane

Следующее важное событие в переработке сахарной свеклы: автоматизация

Том Беллинг и Джошуа Фриез, Emerson Automation Solutions

Крупномасштабное производство сахара из свеклы началось еще в наполеоновской Франции. Хотя мы уже знали, как извлекать сахар из свеклы, мы можем поблагодарить Наполеона за стимулирование роста этой новой отрасли. Ему нужен был альтернативный источник сахара из-за британской блокады сахарного тростника во время войны. С этим спросом на что-то сладкое родился новый процесс. Однако путь сахара от кускового корня до вкусных кристаллов на удивление сложен. Раньше эта многоэтапная операция, от промывки свеклы до кристаллизации, была чрезвычайно трудоемкой и потенциально опасной. Сегодня передовые технологии делают этот процесс более безопасным и эффективным, чем когда-либо прежде.

Переработка сахарной свеклы: от целого корня до идеальной упаковки

Сахарная свекла более вынослива, чем сахарный тростник, и может расти в более холодном климате и на менее богатой питательными веществами почве. Сезон переработки сахарной свеклы, посаженной весной и собранной ранней осенью, начинается в сентябре и обычно длится до следующего апреля. Эти кампании производят 20-30% мирового сахара. Побочные продукты этого производства, меласса и свекловичный жом, обычно используются в качестве корма для животных. Камни, отделенные от свеклы на этапе промывки, также перерабатываются в гравий для дорог.

После того, как свекла собрана и доставлена ​​на фабрику, начинается кропотливая работа по превращению этих луковичных овощей в сладкий сироп и, наконец, в рафинированный сахар. Каждая свекла весит около двух фунтов, около 18% из которых составляет сахароза. Чтобы отогнать сахарозу, свеклу необходимо промыть, раздробить и растворить в сахарной воде. Оттуда жидкость проходит процесс очистки для удаления примесей из сахарного сока-сырца. Этот продукт проходит через множество фильтров и поступает в испарители, в результате чего получается густой сироп, готовый к кристаллизации. Четырехфазная система кристаллизации нагревает сироп (называемый густым соком) для испарения воды, затем вводятся затравочные кристаллы, которые вызывают образование кристаллов сахара.

Различные технологии измерения, включая расход, давление, температуру, уровень и аналитические методы, позволяют производителям оптимизировать этапы этого сложного процесса. Точные измерения необходимы для предотвращения чрезмерного количества отходов, поддержания целостности продукта и обеспечения безопасности персонала. Достижения в цифровизации означают, что производители оснащены революционными средствами анализа данных для принятия более эффективных решений, максимизации производительности и минимизации отходов. Удаленные беспроводные инструменты используются для экономии времени и снижения рисков.

Поломка

На первых этапах измельчения свеклы требуется значительное количество воды — транспортировка свеклы на фабрику, ее промывка и замачивание в экстракционной башне. Вода используется для перемещения свеклы из входного желоба в мойку и, в конечном итоге, через слайсер. Магнитные и кориолисовые расходомеры предоставляют данные о выпускных отверстиях сточных вод, отслеживая потребление воды, показывая примеси и отслеживая, сколько твердых отходов попадает в их пруды для сбора сточных вод. Понимание использования воды помогает в усилиях по обеспечению устойчивости, но также помогает соблюдать правила удаления сточных вод.

Бесконтактные радарные и вибрационные вилочные датчики уровня обеспечивают точные дистанционные измерения уровня воды во время транспортировки и в сборных резервуарах, чтобы поддерживать адекватный уровень и избежать опасностей, связанных с ручными измерениями над резервуарами или желобом.

После того, как свекла нарезана на полоски, похожие на картофель фри, называемые стручковой стружкой, она поступает в экстракционную башню. Там они диффундируют в горячую воду с регулируемой температурой, чтобы извлечь сахарозу из мякоти. Подобно завариванию чая, горячая вода вытягивает сахарозу, когда стружки взбиваются вверх со дна башни. Затем твердые отходы удаляются из верхней части диффузионной колонны для сушки и превращения в гранулы.

Технологии датчиков давления и температуры предоставляют ценную информацию во время диффузии, помогая контролировать и улучшать этот процесс. Удаленные дисплеи облегчают доступ для технических специалистов, устраняя необходимость ручного осмотра башни. Датчики с расширенными диагностическими возможностями также могут обнаруживать и диагностировать проблемы во время распространения до того, как они повлияют на производство. Датчики расхода перепада давления контролируют поток воздуха на наличие засоров, которые могут увеличить риск возгорания в сушилках во время обработки целлюлозы.

Очистка и выпаривание

Неочищенный сок выходит из колонны и поступает на стадию очистки. Гидроксид кальция (известный как «известковое молоко») создается в соседней печи для обжига извести и смешивается с раствором в несколько этапов. Вместе с диоксидом углерода эта смесь проходит процесс многофазной фильтрации для поглощения и удаления примесей. Оттуда жидкость прокачивается через несколько испарителей, превращая ее в густой сироп (обычно называемый густым соком). Измерение по шкале Брикса, которое определяет количество растворенного сахара в водном растворе, проводится до и после этих этапов для обеспечения качества продукта.

Технология автоматизации имеет решающее значение при очистке. Расходомеры используются для отслеживания массы и плотности смеси при добавлении известкового молока. Природа смеси означает, что существует риск образования налета на расходомерах, что может отрицательно сказаться на точности этих измерений. Однако инновационные кориолисовые расходомеры без движущихся частей и передовое диагностическое программное обеспечение значительно снижают этот риск. Оповещения сообщают техническим специалистам о возникновении проблем до того, как покрытие может сбросить данные. Эти измерители также принимают данные измерений по шкале Брикса на протяжении всего процесса, проверяя, не падают ли они слишком низко.

Чтобы максимизировать количество примесей, удаленных из смеси, необходимо тщательно контролировать уровень pH. Специализированное оборудование, такое как стерилизуемые датчики pH, проверяет уровни pH по мере добавления углекислого газа, позволяя известковому молоку связываться с примесями. Датчики расхода перепада давления используются для отслеживания эффективности фильтров очистки по мере сбора примесей.

Поддержание надлежащего контроля уровня и температуры жизненно важно на этапе испарения. Здесь электронные дистанционные сенсорные системы и датчики температуры повышают надежность этих систем. Возможность удаленного подключения ко всему этому оборудованию дает техническим специалистам доступ ко всему процессу из любого места, поэтому они всегда точно знают, что происходит в любой момент, и могут вносить необходимые коррективы.

Кристаллизация

Заключительный этап этого сладкого путешествия — превращение вязкого сиропа в настоящие кристаллы сахара. Вакуумные кастрюли с регулируемой температурой продолжают концентрировать сахар горячей водой до тех пор, пока он не станет перенасыщенным. Затем к раствору добавляют выращенные в лаборатории затравочные кристаллы, чтобы стимулировать рост кристаллов сахара. Проводятся непрерывные измерения по шкале Брикса, чтобы техники знали, когда добавлять затравочные кристаллы. Затем центрифуга отделит кристаллы от оставшегося сиропа. Этот сироп хранится в резервуарах, чтобы в конечном итоге использоваться в качестве патоки. Кристаллы сахара разделяют по сортам, затем сушат, охлаждают и упаковывают или хранят в гигантских силосах для сахара.

Как правило, кристаллизация проводится партиями, но несколько заводов по переработке сахарной свеклы модернизировали оборудование, позволяющее осуществлять непрерывную кристаллизацию. Здесь необходима технология измерения расхода, особенно в непрерывном процессе, требующем высокого уровня контроля. Для точного измерения и контроля производительности расходомеры используются как на входе, так и на выходе вакуумных ванн. Данные с этих расходомеров дают операторам необходимую информацию о процессе для расчета правильного времени и количества входов в систему. Новаторская технология дополнила передатчики возможностями архивации данных, что повысило прозрачность этих процессов.

Опять же, в игру вступают температурный анализ и расчет Брикса. Мониторинг температуры необходим не только во время кристаллизации, но и во время прохождения кристаллов через сушилки и охладители, чтобы они стали сахаром, который мы знаем и любим. Расходомеры Annubar отслеживают поток воздуха через воздуховоды для обеспечения надлежащей сушки. Температурные датчики RTD и преобразователи температуры гарантируют, что условия конвейерных лент не станут опасно высокими.

Будущее переработки сахарной свеклы

Цифровизация — это новый рубеж для предприятий по производству продуктов питания и напитков. В зависимости от потребностей предприятия, конкретных процессов и текущего оборудования эти современные технологии могут вывести автоматизацию на невиданный ранее уровень. Расходомеры Кориолиса, магнитные расходомеры, бесконтактные радарные измерения и различные дистанционные датчики и передатчики, подобные тем, которые используются на модернизированных заводах по переработке сахарной свеклы, не только повышают безопасность и надежность, но и значительно улучшают общие результаты. Благодаря правильным технологиям возможности оптимизации производства никогда не были так велики.

Джошуа Фриш (Joshua Friesz) — глобальный менеджер по продуктам подразделения Emerson Automation Solutions в Шакопи, Миннесота. В настоящее время он работает с продуктами под торговой маркой Rosemoun и сосредоточен на поиске решений для клиентов в пищевой промышленности и производстве напитков, а также в медико-биологической промышленности. Фриш присоединился к Emerson в 2012 г. и имеет степень бакалавра гуманитарных наук Университета штата Северная Дакота.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *