إنتاج السكر من بنجر السكر: وصف التكنولوجيا

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

إنتاج السكر من اختصاص المصانع الكبيرة. بعد كل شيء ، التكنولوجيا معقدة للغاية. تتم معالجة المواد الخام على خطوط إنتاج مستمرة. كقاعدة عامة ، تقع منشآت إنتاج السكر بالقرب من مواقع زراعة بنجر السكر.

وصف المنتج

السكر هو في الأساس كربوهيدرات نقية (سكروز) طعمها حلو وممتع. يتم امتصاصه جيدًا ويضمن الأداء الطبيعي للجسم (حدة البصر والسمع ، وهي عنصر غذائي مهم لخلايا الدماغ ، تشارك في تكوين الدهون). يؤدي سوء استخدام المنتج إلى ظهور أمراض (تسوس ، وزن زائد ، إلخ).

مواد أولية للإنتاج

تقليديا في بلدنا هذا المنتج مصنوع من بنجر السكر. يتطلب إنتاج السكر إمدادًا كبيرًا من المواد الخام.

الشمندر هو ممثل لعائلة الضباب. تنمو لمدة عامين ، الثقافة تقاوم الجفاف. خلال السنة الأولى ، ينمو الجذر ، ثم يتطور خلال السنة الثانيةتظهر الزهور والبذور. كتلة محصول الجذر 200-500 جم ، والجزء الكتلي من الأنسجة الصلبة 75٪. والباقي سكر ومركبات عضوية أخرى.

يستغرق حصاد البنجر 50 يومًا. في الوقت نفسه ، تعمل المصانع بمعدل 150 يومًا في السنة. لتوفير المواد الخام لصناعة السكر ، يتم تخزين البنجر في ما يسمى كاجات (أكوام كبيرة).

تكنولوجيا تخزين بنجر السكر

يتم وضع البنجر في طبقات في أكوام في مناطق معدة مسبقًا. إذا تم انتهاك تقنية التخزين ، فسوف ينبت البنجر ويتعفن. بعد كل شيء ، الجذور كائنات حية. من خصائص الإنبات مؤشر نسبة البراعم إلى كتلة الثمرة بأكملها. في ظل ظروف ارتفاع درجة الحرارة والرطوبة العالية ، يبدأ البنجر في الإنبات بالفعل في اليوم الخامس من التخزين. في الوقت نفسه ، ينبت البنجر ، الموجود في الجزء العلوي من الكومة ، بشكل مكثف. وهذه ظاهرة سلبية للغاية تؤدي إلى انخفاض كفاءة إنتاج السكر. لتقليل الفاقد من الإنبات ، يتم قطع قمم الثمار أثناء الحصاد ، ويتم معالجة المحصول نفسه في الأكوام بمحلول خاص.

من المهم تخزين الثمار في أكوام بعناية مع محاولة عدم إتلافها. بعد كل شيء ، المناطق المتضررة من الجنين هي نقطة ضعف تتأثر أولاً وقبل كل شيء بالأنسجة السليمة.

يتأثر تطور البكتيريا بشكل كبير بمستويات درجة الحرارة والرطوبة. إذا كنت تحافظ على تركيبة الهواء ودرجة الحرارة الموصى بها1-2 درجة مئوية ، ثم تتباطأ عمليات التحلل (في بعض الأحيان لا تتطور).

البنجر الذي يتم تخزينه ملوث للغاية (تربة ، عشب). الأوساخ تعيق دوران الهواء في الكومة ، وتثير عمليات التعفن.

لذلك ينصح بغسل البنجر وتخزينه مغسولا. في السنوات الأخيرة ، تم استخدام أجهزة خاصة على نطاق واسع لتفجير الأعشاب والقش والأوساخ.

إنتاج البنجر

من أهم المهام زيادة محصول بنجر السكر. ذلك يعتمد على عوامل كثيرة. يعتمد إنتاج السكر بشكل مباشر على حجم التجميع ، وكذلك على الجودة التكنولوجية للمواد الخام.

أولاً ، تعتمد الصفات التكنولوجية للبنجر المزروع على البذور المستخدمة. تسمح التقنيات الحديثة بالتحكم في الخصائص البيولوجية وغيرها. يمكن أن تؤدي مراقبة جودة البذور إلى زيادة العائد لكل هكتار من المساحة المزروعة.

طريقة زراعة البنجر مهمة أيضًا. لوحظت زيادة كبيرة في الغلة مع ما يسمى بطريقة زراعة التلال (يتراوح نمو الغلة من 15 إلى 45 ٪ ، اعتمادًا على الخصائص المناخية للمنطقة). جوهر الطريقة على النحو التالي. في الخريف ، تصب آلات خاصة نتوءات ، بفضلها تمتص الأرض الرطوبة وتراكمها. لذلك ، في الربيع ، تنضج الأرض بسرعة كافية ، مما يخلق ظروفًا مواتية للبذر والنمو وتطور الثمار. بالإضافة إلى ذلك ، فإن حصاد البنجر أسهل بكثير: كثافة التربة في التلال منخفضة نسبيًا.

من الغريب أن هذه التكنولوجيا قد اقترحها العالم السوفيتي Glukhovsky في العشرينات البعيدة من القرن الماضي. ومؤخرًا نسبيًا ، تم إدخال الطريقة في الدول المتقدمة.

على الرغم من فعاليتها الكبيرة ، إلا أن هذه التقنية لم تجد تطبيقًا واسعًا. والسبب في ذلك هو نقص المعدات الخاصة وارتفاع تكلفتها. لذلك فإن إنتاج السكر من البنجر له آفاق للتطور والوصول إلى مستوى تكنولوجي جديد.

يجب حصاد البنجر قبل الصقيع. يمكن أن يتم التسليم إلى الشركات من البنجر المحفور وفقًا لمبدأ التدفق أو عن طريق طريقة التدفق وإعادة الشحن. من أجل تقليل فقد السكروز أثناء التخزين طويل الأجل في قواعد الشحن ، يتم تغطية الثمار بالقش.

عملية الإنتاج

مصنع السكر المتوسط في روسيا قادر على معالجة عدة آلاف من الأطنان من المواد الخام (بنجر السكر). مثير للإعجاب ، أليس كذلك؟

يعتمد الإنتاج على العمليات والتفاعلات الكيميائية المعقدة. الجوهر هو التالي. للحصول على بلورات السكر ، من الضروري عزل (استخراج) السكروز من المواد الخام. ثم يتم فصل السكر عن المواد غير الضرورية والحصول على منتج جاهز للأكل (بلورات بيضاء).

تتكون تقنية انتاج السكر من العمليات التالية:

• تنظيف من الأوساخ (غسيل) ؛
• استقبال رقائق (تقطيع وطحن) ؛
• استخلاص السكروز ؛
• عصير الترشيح ؛
• سماكة (تبخر الرطوبة) ؛
• كتلة الغليان(شراب) ؛
• فصل المولاس عن السكر
• تجفيف السكر.

غسيل بنجر السكر

عندما تصل المواد الخام إلى مصنع السكر ، ينتهي بهم الأمر في نوع من القبو. يمكن أن تقع تحت الأرض وخارجها. مع نفاثة قوية من الماء ، يتم غسل بنجر السكر من القادوس. تسقط المحاصيل الجذرية على الناقل ، حيث يتم تنظيف المواد الخام أثناء الحركة مسبقًا من جميع أنواع الحطام (القش ، العشب ، إلخ).

سحق المحاصيل الجذرية

انتاج السكر من البنجر مستحيل بدون طحنه. تلعب قواطع البنجر المزعومة. الناتج هو شرائح رقيقة من بنجر السكر. في تكنولوجيا إنتاج السكر ، تعتبر طريقة تقطيع القطع مهمة للغاية: فكلما كبرت مساحة السطح ، زادت كفاءة فصل السكروز.

استخلاص السكروز

يتم تغذية رقائق البنجر من خلال الناقل إلى جهاز الانتشار مع البريمة. يفصل السكر عن الرقائق بالماء الدافئ. يتم تغذية الرقائق من خلال البريمة ، ويتدفق الماء الدافئ نحوها ، مما يؤدي إلى استخلاص السكر. بالإضافة إلى السكر نفسه ، يحمل الماء أيضًا مواد أخرى قابلة للذوبان. هذه العملية فعالة للغاية: عند الإخراج ، يحتوي اللب (ما يسمى برقائق البنجر) على 0.2-0.24 ٪ سكر فقط عن طريق الكسر الكتلي. يصبح الماء المشبع بالسكريات والمواد العضوية الأخرى عكرًا ورغويًا بقوة. يسمى هذا السائل أيضًا بعصير الانتشار. لا يمكن إجراء المعالجة الكاملة إلا عند تسخين المادة الخام إلى 60 درجة. عند هذه الدرجة ، تتخثر البروتينات ولا تبرز من البنجر.لا ينتهي إنتاج السكر عند هذا الحد

تنقية العصير

من الضروري إزالة أصغر الجزيئات العالقة من البنجر والمواد العضوية الذائبة من السائل. من الناحية التكنولوجية ، يمكن إزالة ما يصل إلى 40٪ من المنتجات الثانوية. كل ما تبقى يتراكم في دبس السكر ولا يتم إزالته إلا في المرحلة النهائية من الإنتاج.

عصير ساخن حتى 90 درجة مئوية. ثم يتم معالجتها مع الجير. نتيجة لذلك ، تترسب البروتينات والمواد الأخرى الموجودة في العصير. يتم تنفيذ هذه العملية على معدات خاصة في غضون 8-10 دقائق.

الآن تحتاج إلى إزالة الجير. هذه العملية تسمى التشبع. جوهرها كما يلي: العصير مشبع بثاني أكسيد الكربون ، والذي يدخل في تفاعل كيميائي مع الجير ، مكونًا كربونات الكالسيوم ، التي تترسب ، وتمتص الملوثات المختلفة. تزداد شفافية العصير فيصبح أفتح

يتم ترشيح العصير وتسخينه إلى 100 درجة مئوية وإعادة تشبعه. في هذه المرحلة ، يتم إجراء تنقية أعمق من الشوائب ، وبعد ذلك يتم إرسال العصير مرة أخرى للترشيح.

يجب أن يتغير لون العصير ويخفف (ليس لزجًا جدًا). لهذا الغرض ، يتم تمرير ثاني أكسيد الكبريت من خلاله. يتكون حمض الكبريت في العصير - عامل اختزال قوي للغاية. ينتج عن التفاعل مع الماء كمية معينة من حامض الكبريتيك ، ويطلق الهيدروجين ، والذي بدوره يضيء العصير.

بعد التشبع الخشن والنقي ، يكون الناتج 91-93٪ من الحجم الأصلي للجودة العالية ،عصير ابيض. نسبة السكروز في الحجم الناتج من العصير هي 13-14٪

تبخر الرطوبة

أنتج على مرحلتين باستخدام معدات خاصة. لإنتاج السكر في المرحلة الأولى ، من المهم الحصول على شراب سميك بمحتوى صلب بنسبة 65-70٪. يخضع الشراب الناتج إلى تنقية إضافية ويخضع مرة أخرى لإجراء التبخر ، هذه المرة في أجهزة تفريغ خاصة. من الضروري الحصول على مادة سميكة لزجة ذات محتوى سكروز 92-93٪.

إذا استمر تبخر الماء ، يصبح المحلول مفرط التشبع ، وتظهر مراكز التبلور وتنمو بلورات السكر. الكتلة الناتجة تسمى Massecuite.

نقطة غليان الكتلة الناتجة 120 درجة مئوية في الظروف العادية. ولكن يتم إجراء المزيد من الغليان في الفراغ (لمنع الكراميل). في الظروف القريبة من الفراغ ، تكون نقطة الغليان أقل بكثير - 80 درجة مئوية. هذه الكتلة في مرحلة التبخر في جهاز تفريغ "مخلوطة" بمسحوق السكر. ما يحفز نمو البلورات

فصل السكر عن دبس السكر

كتلة السكر تذهب إلى أجهزة الطرد المركزي. هناك يتم فصل البلورات عن دبس السكر. السائل الذي يخرج بعد فصل بلورات السكر هو دبس السكر الأخضر.

بلورات السكر باقية على شبكة أسطوانة الطرد المركزي ، والتي يتم معالجتها بالماء الساخن والبخار للتبييض. في هذه الحالة ، يتم تشكيل ما يسمى بدبس السكر الأبيض. هذا محلول من السكر وبقايا دبس السكر الأخضر في الماء. يخضع دبس السكر الأبيض لمعالجة ثانوية فيماكينات تفريغ الهواء (لتقليل الفاقد وتحسين كفاءة الإنتاج)

يذهب دبس السكر الأخضر إلى جهاز آخر لغليه. نتيجة لذلك ، يتم الحصول على ما يسمى بـ massecuite الثاني ، والذي يتم الحصول منه بالفعل على السكر الأصفر. يذوب في العصير بعد التنظيف الأول.

تجفيف السكر

دورة إنتاج السكر لم تكتمل بعد. يتم إزالة محتويات جهاز الطرد المركزي وإرسالها حتى تجف. بعد جهاز الطرد المركزي ، تبلغ نسبة الرطوبة في السكر حوالي 0.5٪ ودرجة الحرارة 70 درجة مئوية. في مجفف أسطواني ، يتم تجفيف المنتج إلى محتوى رطوبة بنسبة 0.1٪ (يتم ضمان ذلك إلى حد كبير من خلال درجة الحرارة المتبقية بعد أجهزة الطرد المركزي).

نفايات

منتجات النفايات الرئيسية لإنتاج السكر من بنجر السكر هي اللب (ما يسمى بقشارة الجذر) ، دبس السكر ، طين مكبس الترشيح.

لب البنجر يصل إلى 90٪ بوزن المواد الخام. يعمل كعلف جيد للماشية. من غير المربح نقل اللب لمسافات طويلة (بسبب الرطوبة العالية ، فهو ثقيل جدًا). لذلك ، يتم شراؤها واستخدامها من قبل المزارع الواقعة بالقرب من منشآت إنتاج السكر. لمنع تلف اللب ، تتم معالجته في السيلاج.

في بعض مصانع إنتاج السكر ، يتم ضغط القشرة من بنجر السكر (يتم إزالة ما يصل إلى 50٪ من الرطوبة) ثم تجفيفها في غرف خاصة. نتيجة لهذه المعالجة ، فإن كتلة اللب ، الجاهزة للاستخدام على النحو المنشود والمنقولة عبر مسافات طويلة ، لا تزيد عن 10٪ من كتلتها الأصلية.

ميلاسا -دبس العلف - يتم الحصول عليه بعد معالجة الكتلة الثانية. حجمه 3-5٪ بوزن المادة الأولية. 50٪ سكر. يعتبر دبس العلف مكونًا مهمًا في إنتاج الكحول الإيثيلي ، وكذلك في إنتاج الأعلاف الحيوانية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه في إنتاج الخميرة ، وفي تصنيع حامض الستريك وحتى الأدوية.

يصل حجم طين مكبس الترشيح إلى 5-6٪ من كتلة المواد الخام غير المصنعة. يستخدم كسماد للتربة الزراعية.

انتاج السكر المكرر

يتم إنتاج السكر المكرر عادة في مصانع السكر نفسها. كجزء من هذه المصانع ، توجد ورش عمل خاصة. لكن المنظمات الخارجية التي تشتري السكر المحبب من المصانع يمكنها أيضًا إنتاج السكر المكرر. حسب طريقة الحصول على السكر المكرر يمكن صبها و عصرها.

تسلسل العمليات التكنولوجية في إنتاج السكر المكرر على النحو التالي

السكر يذوب في الماء. تتم معالجة الشراب السميك لإزالة مواد التلوين المختلفة. بعد التنقية ، يتم غلي الشراب في غرفة مفرغة ، ويتم الحصول على أول كتلة مكررة. من أجل القضاء على الصفرة ، تتم إضافة مادة Ultramarine إلى غرفة التفريغ (0.0008٪ من وزن الشراب ، لا أكثر). تشبه عملية الغليان عملية الغليان عند الحصول على السكر.

يحتاج الجناح المكرر إلى أن تكون متباعدة. يتم تشكيل كتلة سميكة (ملاط مع محتوى رطوبة بنسبة 3 ٪ ، لا أكثر) ، يتم ضغطها. والنتيجة سكر مكرر يأخذ شكل مكبس. للحصول على صقل في النموذجرؤساء ، يسكب massecuite في الأشكال المناسبة. يوجد في الجزء السفلي من القالب فتحة خاصة يتدفق من خلالها المحلول المتبقي. يجفف السكر المكرر الرطب بالهواء الساخن حتى ينخفض مؤشر الرطوبة إلى 0.3-0.4٪. ثم يبقى فقط الانتظار حتى تبرد كتل السكر ، مقطعة (إذا لزم الأمر) وتعبئتها.