Технология хранения сахарной свеклы и производство сахара-рафинада

     Важным  фактором является материальная характеристика среды. Чаще всего материальной средой является атмосферный воздух, в некоторых  случаях – воздух с изменённым газовым составом. Нередко средой в загрузочном объёме сахарной свёклы служат земля, песок, снег, лёд и т.д., которыми свёклу переслаивают.

     К факторам среды относят температуру, влажность, вентиляцию, освещённость.

     Всегда  надо помнить, что, постоянное, ведущее  значение  в период хранения имеют  температура и влажность, но начало отличного хранения сахарной свёклы всё же закладывается в поле, даже с момента подготовки к посеву и особенно во время хранения.

     Низкая  температура замедляет процессы обмена веществ в продукции и  препятствует развитию возбудителей заболеваний. Снижение температуры на 10ºС уменьшает  скорость биохимических реакций  примерно в 2 раза. Однако переохлаждение корнеплодов сахарной свёклы может вызвать физиологические расстройства. При отрицательных температурах корнеплоды подмерзают, нарушается структура тканей, образуются кристаллы льда, разрывающие клеточные стенки. Из оттаявших корнеплодов вытекает клеточный сок, что способствует поражению их болезнями.[3]

     По  отношению к  температуре сахарную свёклу относят ко второй группе –  продукция, хорошо сохраняющаяся при  температуре, близкой к 0ºС или несколько  выше.

     Температура хранения сахарной свёклы зависит от степени вызревания корнеплодов  к моменту уборки. Вызревшие корнеплоды хранят при минимальной температуре, порядка 0 - +2ºС. При хранении недозревшей продукции поддерживают повышенную температуру (+3 – +5ºС), чтоб корнеплоды завершили послеуборочное дозревание.

     При выборе температуры хранения сахарной свёклы необходимо учитывать целевое  назначение корнеплодов. Корнеплоды, предназначенные  для длительного хранения, помещают в условия минимально допустимой температуры. Если партия подлежит кратковременному хранению, то, наоборот, устанавливают  повышенную температуру, чтобы продукция  дозрела и успела приобрести высокие  товарные и вкусовые качества.

     Корнеплоды  сахарной свёклы, в зависимости от цели хранения, хранят при температуре 0…2ºС.

     Для сахарной свёклы оптимальная влажность  воздуха при хранении 90…95%. При  более низкой влажности воздуха  усиливается испарение воды, что  приводит к увяданию корнеплодов  и потере массы продукции. Потеря хранящейся  продукцией 7..9% влаги  вызывает снижение упругости (тургора) тканей, ухкдшает её качества, повышает восприимчивость к болезням.

     На  испарение влаги из корнеплодов  влияет скорость движения воздуха вокруг них: чем интенсивнее воздухообмен, тем сильнее испарение. Это учитывается  при активном вентилировании продукции.  

     3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА И ОБОРУДОВАНИЕ  ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА 

     3.1. Требования к качеству сырья  растениеводческой продукции для  переработки 

     Корнеплоды  сахарной свёклы, предназначенные для  переработке на сахар, должны соответствовать  требованиям ГОСТ 17421-82 «Свёкла сахарная для промышленной переработки. Требования при заготовках. Технические условия» (взамен ГОСТ 17421-72).

     Корнеплоды  сахарной свёклы по качеству должны соответствовать  требованиям, указанным в таблице 1.

     Таблица 1. Требования по качеству корнеплодов  сахарной свёклы, заготавливаемых для  промышленной переработки.

     Базисная  сахаристость свёклы по сырьевым зонам  сахарных заводов устанавливается  министерством сельского хозяйства  и пищевой промышленности на срок действия пятилетних планов, исходя из утверждённой базисной сахаристости по стране. 

     3.2 Технологическая схема и оборудование  для производства 

     3.2.1 Подготовка сырья к переработке 

     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.[12]

     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 специальную мойку для боя и хвостиков, а ботва, черешки листьев и мелкие кусочки свеклы поступают на транспортер и далее в жомохранилище или на реализацию.

     Мойка свеклы важное технологическое звено производства сахара. Для ее осуществления применяют кулачковые моечные машины различных систем (с высоким, низким уровнем воды или комбинированные).

     Моечная машина представляет собой корытообразную емкость, разделенную перегородкой на моечное и выбрасывающее отделения. Поступающая свекла равномерно распределяется шнеком и направляется в моечное отделение. Уровень воды здесь на 30—40 см выше уровня вала с кулачками. При этом легкие приме-си всплывают и легко отделяются, а тяжелые задерживаются песко- и камнеловушками. Затем свекла попадает в третью секцию, где уровень воды значительно ниже и выбрасывается на водоотделитель. Эффект отмывания свеклы на свекломоечных машинах около 50 %.

     В последние годы для повышения эффективности процесса отмывания свеклы используют структурные мойки. Их принцип работы заключается в отмывании корнеплодов свеклы в один слой на водоотделителе из соплоаппаратов водой под достаточно большим давлением, после чего свекла попадает в ванну с высоким уровнем воды (здесь легкие примеси всплывают, а тяжелые оседают на дно).

     Эффект  отмывания свеклы на такой установке 90 %, а время пребывания на мойке не превышает 1,5 мин.

     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%.[11] 

     3.2.2 Технологическая схема производства 

     В составе свеклосахарного завода имеется три основных производственных отделения: свеклоперерабатывающее, сокоочистительное и продуктовое. В соответствии с этим производство сахара-песка на заводе можно условно разделить на три этапа. Цель первого (свеклоперерабатывающего) этапа состоит в получении свекловичного сока. Он начинается с подачи сахарной свеклы на завод. Из поставленной массы отделяют примеси. Корнеплоды моют и измельчают в стружку, которую обессахаривают в диффузионных аппаратах. Из диффузионного аппарата выходят диффузионный сок и обессахаренная стружка. Сок содержит в себе практически всю сахарозу и некоторое количество растворимых несахаров. Обессахаренную стружку отжимают в специальных прессах. Образующийся при этом жом удаляют из технологического процесса. Жомопрессовая вода проходит термообработку и осветление, после чего ее снова направляют в диффузионные аппараты. На этом первый этап заканчивается.

     Цель  второго этапа — очистка полученного  сока. В диффузионном соке содержится 12... 18 % сухих веществ. В него переходит до 98 % Сахаров, около 70...80 % растворимых несахаров, а также небольшое количество взвешенных примесей (1...3 г/л). Поэтому его подвергают физико-химическим и химическим очисткам. Начинают очистку с отделения мезги. Далее последовательно проводят преддефекацию, основную дефекацию, первую сатурацию, фильтрацию, вторую сатурацию и сульфитацию. Очищенный сок сгущают в выпарной установке до достижения концентрации сухих веществ 60...65 %. После этого проводят повторную сульфитацию и фильтрацию сиропа. На этом второй этап производства заканчивается.

     Цель  третьего этапа — получение кристаллического сахара-песка. Он начинается с подачи очищенного сиропа в вакуум-аппараты для уваривания утфеля первой кристаллизации. При достижении необходимой концентрации сухих веществ в сироп для инициации кристаллообразования добавляют небольшое количество сахарной пудры. Кристаллы некоторое время доращивают до необходимых размеров, после чего утфель разделяют на центрифугах на кристаллы сахара и первый оттек. Оставшиеся в центрифугах кристаллы сахара промывают горячей водой. При этом получают второй оттек. После промывки сахар-песок выгружают из центрифуги, сушат и отправляют на склад. В первом и втором оттеках содержится значительное количество сахарозы. Для ее вьщеления первый и второй оттеки объединяют и направляют на уваривание утфеля второй кристаллизации. Получаемые при этом кристаллы желтого сахара и межкристаллическую жидкость разделяют на центрифугах. Желтый сахар промывают горячей водой. Первый и второй оттеки второй кристаллизации направляют на уваривание утфеля третьей кристаллизации. При этом получают сильнозагрязненные кристаллы сахара и оттек. Этот оттек называют мелассой, которую в дальнейшем перерабатывают, так как из нее уже нельзя выделить сахарозу, и удаляют из технологического процесса. Сахар, полученный на II и III ступенях кристаллизации, нельзя использовать в качестве пищевого продукта из-за его повышенной загрязненности. Поэтому его растворяют в диффузионном соке и в таком виде возвращают в технологический процесс.