Сахар из сахарного тростника. Технология производства. Сырье для изготовления сахара
СЫРЬЕ САХАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Технология пищевых производств
Сырьем для производства сахара служит сахарный тростник и сахарная свекла. Ежегодно в СССР вырабатывается около 8—8,5 млн. т сахара-песка из сахарной свеклы и примерно 3,5 млн. т из тростникового сахара-сырца, получаемого из Республики Куба.
Сахарный тростник. (Arundo saccharifera). Это растение принадлежит к семейству злаковых и возделывается в Республике Куба, Мексике, Индии, Австралии и других странах жаркого климата. Сахар, который преимущественно представлен сахарозой, содержится в соке сахарного тростника. Стебли тростника достигают высоты до 4 м и толщины до 50 мм.
Содержание сахарозы в стеблях тростника ниже, чем в сахарной свекле и составляет 12—15%, но из-за более высокой урожайности данной культуры по сравнению с сахарной свеклой, сахара с 1 га из сахарного тростника получается почти в 2 раза больше, чем из свеклы.
Отжатый тростниковый сок очищают, упаривают и выделяют сахар-сырец. Тростниковый сахар-сырец светло-кремового цвета содержит 97—98% сахарозы, 0,6—0,8% пнвертного сахара (смесь глюкозы н фруктозы) и имеет влажность 0,5—0,8%. Более высокое содержание глюкозы в тростнике пе позволяет проводить обработку сока сахарного тростника избытком извести при его очистке, как это делается в свеклосахарном производстве..
"0*
Сахарная свекла (Beta vulgaris). В нашей стране для промышленного производства сахара возделывается сахарная свекла. Она принадлежит к семейству маревых. Это двухлетнее, засухоустойчивое растение. В первый год из семян выращивают корнеплод с розеткой листьев и мощной корневой системой' В следующем году из высаженных в почву корнеплодов вырас-j тает новая розетка листьев, стебель, цветы и семена. j
Для производства сахара используют корнеплоды первого года развития. Корнеплод сахарной свеклы представляет собой мясистую, сильно уплотненную часть корневой системы. Обычн(| он имеет коническую форму, с двух сторон на нем по спирали) расположены бороздки, из которых растут корешки. Масса корнеплодов составляет в среднем 200—500 г.
Мякоть корнеплода состоит из множества микроскопических клеток, выполняющих различную роль. Наружная защитная ткань—п е р ид е р м а — состоит из плотных влагонепроницаемых опробковевших клеток, обладающих естественным иммунитетом; основная— паренхим ная — ткань корня образована из клеток, в которых накапливается свекловичный сок, содержащий сахарозу и другие растворимые в воде вещества. Клетка паренхимной ткани имеет оболочку, состоящую из клетчатки. Стенки оболочки изнутри выстланы слоем полупроницаемой протоплазмы с находящимся в ней клеточным ядром. Протоплазма состоит из белковых веществ и окружает вакуоль, заполненную соком. Слой протоплазмы не пропускает из вакуоли растворенные вещества, но пропускает воду. Чтобы извлечь сахар из клетки, необходимо прогреть протоплазму до температуры свертывания белка.
Химический состав. Химический состав корнеплода сахарной свеклы зависит от качества семян и климатических условий выращивания свеклы, его можно представить следующей схемой (рис. 3.1).
В корнеплоде сахарной свеклы содержится примерно 75% воды и 25% сухого вещества, которое в сахарном производстве условно делят на сахарозу и несахара. Под иесахарами пони-' мают все остальные, кроме сахарозы, сухие вещества, включая редуцирующие сахара и рафинозу.
Содержание сахарозы в свекле, или сахаристость, может колебаться от 15 до 22% и в среднем составляет 17,5%. Из 75 кг воды примерно 3 кг прочно удерживается коллоидами, а 72 кг является растворителем для 17,5 кг сахарозы и 2,5 кг несахаров сока. Таким образом, количество неразбавленного сока в 100 кг свеклы составит (17.5 + 2,5 + 72) = 93 кг.
Важным показателем является чистота, или доброкачественность сока. Под ним понимают отношение содержания (в %) сахарозы к сухому веществу свеклы. Например, если в 93 кг клеточного сока содержится 17,5 кг сахарозы и 2,5 кг несаха-
Ров, то в 100 кг сока будет содержаться 18,82 кг сахарозы и 2,69 кг несахаров, и чистота сока равна 4 = 18,82/(18,82 + ■f 2,69) • 100% =87,5%.
Вырабатываемый из сахарной свеклы сахар-песок и сахар - рафинад представляют собой почти чистую сахарозу; так, в сахарном песке сахарозы содержится 99,75% сухого вещества, а в сахаре-рафинаде — не менее 99,9%.
Сахароза (С12Н22О11) является дисахаридом, состоящим из молекулы глюкозы и фруктозы. Восстанавливающей способностью не обладает. Может находиться в двух состояниях: кристаллическом и аморфном. По химической природе эта слабая многоосиовная кислота, образующая с оксидами щелочных (К, N'a) и щелочноземельных (Са, Ва, Mg) металлов соединения—сахараты. Кальциевые сахарагы имеют техническое значение в сахарном производстве.
Под действием фермента ^-фруктофуранозидазы (инвертазы) или кислоты в водном растворе сахароза подвергается гидролизу с образованием глюкозы и фруктозы (инвертпого сахара). Сахароза хорошо растворяется в воде, ее растворы оптически активны — вращают плоскость поляризации вправо. На этом свойстве основаны поляриметрические методы ее определения.
Сахароза обладает высокой усвояемостью, благодаря чему способствует быстрому восстановлению затраченной организмом энергии, но чрезмерное употребление сахарозы перегружает кровь глюкозой, вызывая ожирение. Физиологическая норма потребления сахарозы составляет 100 г в день, включая сахар, находящийся в других пищевых продуктах.
Производство и продажа гидромельниц в сборе, цена 6500грн, доставка по СНГ и Дальнему Зарубежью, контакты для заказов: +38 067 2825117 +38 050 4571330 [email protected] Фото гидромельницы в сборе(кормоприготовитель Аппетит): Производство …
Протеин 30-35% Поставки мясокостной муки по Украине и на Экспорт Упаковка: мешок полипропиленовый 30кг, цена 2300грн/тонна (200дол/тонна) Состав: кости, мясо, колбаса говядины и свинины (нет добавления падали) Влажность - 5-8% …
В состав хлебопекарных, кондитерских и кулинарных жиров входят растительные масла, животные жиры, гидрированные жиры, а также эмульгаторы, красители, ароматизаторы, вита-- мины. Содержание жира в большинстве видов хлебопекарных, кондитерских и кулинарных …
msd.com.ua
«Технология получения сахара-рафинада»
Министерство науки та образования Украины
ОДЕСКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ ПИЩЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Кафедра хлеба, зерна, макаронных
и кондитерских изделий
Реферат
на тему:
Выполнил:
Студент группы ТМ-21б
Шепеленко Дмитрий
Одесса 2014 г.
Содержание
Вступление
Ассортимент сахара.
Производство сахара-песка.
Требования к качеству сахара-песка.
Сахар-рафинад.
Основные стадии производства сахара-рафинада.
Дефекты. Требования к качеству сахара-рафинада.
Упаковка, маркировка и хранение сахара-песка и сахара-рафинада.
Заключение
Список литературы
Вступление
Сахар — это пищевой продукт, состоящий из сахарозы высокой степени чистоты. Вырабатывается два вида сахара: сахар-песок и сахар-рафинад. Сахар — ценный пищевой продукт, который состоит почти из чистой сахарозы с небольшим количеством других веществ и влаги. Он легко усваивается организмом, повышает работоспособность человека, укрепляет нервную систему, снимает усталость. В день человек должен употреблять в среднем 100 г сахара. Однако избыточное употребление сахара приводит к ожирению. Калорийность 100 г сахара 374—375 ккал(1565—1569 кДж).
Сахароза имеет приятный сладкий вкус. В водных растворах сладость сахарозы ощущается при концентрации около 0,4%. Растворы, содержащие свыше 30%сахарозы, приторно-сладкие.
Сахароза быстро и легко усваивается. В организме под действием ферментов она расщепляется на глюкозу и фруктозу. Сахароза используется организмом человека как источник энергии и как материал для образования гликогена, жира, белковых и углеродных соединений.
Ощущение сладкого вкуса сахара возбуждающе действует на центральную нервную систему, способствует обострению зрения и слуха.
Сырьем для выработки сахара служат сахарная свекла (около 45%) и сахарный тростник, произрастающий в районах с тропическим и субтропическим климатом. Для производства сахара используют также такие растения-сахароносы, как сорго, кукуруза, пальма. Отечественная промышленность вырабатывает сахар из сахарной свеклы. Тростниковый сахар ввозят в виде полуфабриката — сахара-сырца, который перерабатывают в товарный белый сахар.
У нас в стране ежегодно вырабатывается из сахарной свеклы до 9млн.-т сахара, из тростникового сахара-сырца — до 2—3 млн. т. Потребление сахара на человека в год составляет 42 кг при физиологически обоснованной норме36,5 кг.
Выпускают сахар следующих видов: сахар-песок, сахар-рафинад, рафинадную пудру.
Ассортимент сахара
В продажу поступает сахар-песок и сахар-рафинад различных наименований, а также рафинадная пудра.
Сахар-песок выпускают обычный (мелкокристаллический), который имеет белый цвете блеском, сладкий вкус, и рафинированный,- который получают путем дополнительной очистки (рафинации) сахарного сиропа или перекристаллизации, включая адсорбцию примесей сахара-песка обычного. В отличие от обычного сахара-песка кристаллы рафинированного сахара-песка имеют ярко выраженные грани и блестящие плоскости. В зависимости от их размера этот сахар-песок делят на мелкий (от 0,2 до 0,8 мм), средний (от 0,5 до 1,2), крупный (от 1,0 до 2,5) и особо крупный (от 2,0 до 4,0 мм). Цвет белее, чем у сахара-песка обычного, допускается голубоватый оттенок.
Сахар-рафинад вырабатывают в следующем ассортименте:
прессованный колотый и прессованный в кубиках — получают прессованием сахара-песка в бруски, которые высушивают и раскалывают, на кусочки в виде параллелепипеда по 5,5, 7,5 или 15 г с толщиной кусочка 11 и 22мм, а также в виде кубиков по 4,8 г;
прессованный колотый со свойствами литого — готовят прессованиемпод большим давлением кристаллов сахара-песка с повышенной влажностью (3—3,5%)в виде кусочков формы параллелепипеда такой же массы и толщины, как у прессованного колотого;
прессованный быстрорастворимый — вырабатывают на автоматах прессованием сахара-песка в отдельные кусочки правильной формы по 5,5 и 5,9 г, которые укладывают в пачки по 500 и 1000 г, этот сахар имеет небольшую прочность и быстро растворяется в воде;
прессованный в мелкой фасовке (дорожный) — выпускают отдельными кусочками до 7,5 г или сдвоенными— по 15 г, которые завертывают в подвертку и этикетку, этот сахар достаточно прочный;
литой колотый сахар-рафинад — отличается большой прочностью, выпускают кусками неправильной формы массой не менее 5 и не более 60 г.
Рафинадная пудра представляет собой измельченные кристаллы сахара размером не более 5 мм. Готовится она из крошки (кусочки менее 5 г), которая образуется в сахарорафинадном производстве.
studfiles.net
Сахар из сахарного тростника. Технология производства - Технологии сахара
Отличительной особенностью сока сахарного тростника является повышенное содержание редуцирующих сахаров (глюкозы и фруктозы), которое в сумме составляет 1,5% по весу стебля. Это обстоятельство предопределяет выбор технологической схемы очистки сока: из-за высокого содержания редуцирующих сахаров требуется очистка сока без применения больших количеств извести.
Технологическая схема тростниковосахарного производства
Как правило, тростниковосахарные заводы производят только сахар-сырец. Лишь единичные заводы выпускают белый сахарный песок и притом рафинадного достоинства. В обоих случаях технологическая схема переработки тростника до получения сахара-сырца одинакова, так как белый сахарный песок вырыбатывается путем перекристаллизации сахара-сырца. Сахарный тростник поступает на завод без листьев и метелок, то есть в виде так называемых технических стеблей. Переработка сахарного тростника на сахар-сырец состоит в добывании сока, очистке его, выпаривании сока до концентрации сиропа, переработке сиропа путем варки, кристаллизации и пробелки в сахар-сырец и меласса.
Сок из сахарного тростника добывается путем отжимания стеблей на сложном вальцевом прессе. Благодаря применению систематической обработки стеблей водой, на прессах удается извлечь 90-93% всего содержащегося в стеблях сахара при малом разжижении сока. Отжатый сок проходит ловушку для мезги и далее поступает на соковые мерники. Уловленная мезга возвращается на отжимной пресс и присоединяется к отжимаемой массе между 1-й и 2-й мельницами. После измерения сока на соковых мерниках он поступает на очистку, состоящую из дефекации сока известью и отделения выпадающего при этом осадка.
Вследствие большого содержания в тростниковом соке редуцирующих сахаров, разлагающихся под действием сильной щелочности, дефекация производится минимальными количествами, извести с таким расчетом, чтобы или только нейтрализовать кислотность сока, или придать ему очень незначительную щелочность. Этот процесс осуществляется по двум вариантам:
1) холодная дефекация и
2) горячая дефекация.
а) свободные органические кислоты нейтрализуются, образуя нейтральные известковые соли, растворимые, а потому не осаждаемые;б) осаждаются следующие несахара: альбумин, фосфорнокислый кальций, азотистые соединения (до 80%) и небольшая часть красящих веществ;в) осаждение несахаров повышает доброкачественность сока, но в небольшой степени, в среднем на 1 единицу, что соответствуетудалению около 11 % несахаров от их веса;
При холодной дефекации сок, поступающий с вальцевых мельниц, подается насосами в ящик, где смешивается с 0,2% известкового молока к весу сока и тщательно перемешивается. Отсюда сок нагнетается через решоферы и нагретый поступает в отстойные баки. Для обеспечения быстрого оседания осадка сок в отстойном баке кипятится некоторое время паром через барбатер и затем оставляется в покое на один час, после чего прозрачная жидкость сцеживается, а на дне остается осадок. Этот осадок собирается из всех отстойников в один бак, нагревается в нем до кипения и также оставляется на один час для отстаивания. В результате получается 50% чистого сока и 50% густой суспензии.
Отстоявшаяся суспензия после слива прозрачного сока нагревается до кипения и фильтруется через фильтрпрессы. При горячей дефекации сок с вальцевых мельниц подается через решоферы в отстойные баки, где к нему прибавляется известковое молоко, которое тщательно перемешивается с горячим соком. Осадок отделяется, как уже описывалось. Обработанный таким образом известью сок выделяет осадок несахара, который в хлопьевидном состоянии оседает, увлекая за собой мелкие взвешенные частицы сока. В результате этой обработки достигается следующее:
г) после отделения дефекационного осадка сок становится блестящим и прозрачным;д) если дается больше извести, дефокованный сок из золотистожелтого становится темным.
При обоих видах дефекации несахара сока осаждаются неполно. Более полное осаждение несахаров получается при применении способа сернистой нейтрализации. Сущность этого способа заключается в дефекации тростникового сока несколько большим количеством извести на холоду с последующей нейтрализацией избытка извести сернистым газом (SО2) без нагрева. Этот способ основан на том, что при большой даче извести из тростникового сока выделяется в осадок несахаров (пектина, антоциана, камеди) больше, чем при ранее описанной дефекации малым количество извести. Однако нагревание сока, содержащего много редуцирующих веществ и обработанного большим количеством извести, неминуемо вызывает значительное потемнение сока. Поэтому до нагрева требуется удалить избыток извести до полной нейтрализации или до очень слабой щелочности. Это оказалось очень удобным и эффективным делать при помощи сульфитации сока на холоду. Отделение осадка производится, как указано выше.
Этими операциями заканчивается очистка сока при выпуске сахара-сырца. Далее чистый сок поступает в выпарку для сгущения, сгущенный сок-сироп поступает в вакуумаппарат на варку в утфель, а последний идет далее на кристаллизацию и пробелку. Варка, кристаллизация и пробелка утфелей ведется по схемам с тремя или пятью утфелями. Заводка кристалла при варке утфелей производится при помощи сахарной пудры. В последнее время распространился способ варки на маточном утфеле. Для этого в вакуумаппарате I утфеля на чистом сиропе с дачей пудры заводится много очень мелкого кристалла, который подращивается двумя-тремя подкачками. Полученная жидкая утфельная масса перетягивается в вакуумаппарат последнего утфеля, где уваривается на предпоследнем оттеке (первый маточный утфель). Сваренный утфель спускается в кристаллизаторы, охлаждается 72 часа и пробеливается в центрифугах. Полученный при этом мелкий сахар загружается в кристаллизатор, где разводится до консистенции жидкого утфеля чистым сиропом (второй маточный утфель) и в таком виде забирается, как готовый заведенный кристалл, в вакуумаппараты всех утфелей, увариваемых на соответствующих сиропах и патоках.
Из приведенного описания тростниковосахарного производства видно, что основное его отличие от свеклосахарного производства состоит, во-первых, в способе получения сока - отжимание на вальцах вместо экстрагирования в диффузионной батарее, во-вторых, в способе очистки сока - обработка сока малым количеством извести (0,07 %СаО от веса стеблей) вместо принятых в свеклосахарном производстве преддефекации, дефекации, первой сатурации и второй сатурации с применением большого количества извести (3,0% СаО от веса свеклы).
Получение сока на сложных вальцевых прессах ничуть не проще получения сока в диффузионной батарее. Применение диффузионного способа получения сока в тростниковосахарном производстве предлагалось, но не закрепилось и теперь совершенно оставлено. Очистка сока в тростниковосахарном производстве намного проще, чем в свеклосахарном и, как сказано выше, исчерпывается одной дефекацией малым количеством извести.
carbofood.ru
Сахар.
Сахар представляет собой чистый углевод. Он хорошо усваивается организмом, обладает высокой энергетической ценностью, используется как сырье в кондитерской, хлебопекарной, консервной и других отраслях промышленности. Из отходов производства получают этиловый и бутиловый спирты, хлебопекарные и кормовые дрожжи, лимонную кислоту, комбикорма и т. д.
Производство сахара.
Основным сырьем для производства сахара являются сахарная свекла, которая содержит 15-22 % сахарозы, и сахарный тростник.
Получение сахара-песка начинается с подготовки сахарной свеклы. Корнеплоды моют, очищают от примесей и измельчают в стружку. Затем проводят нагревание стружки с водой до 70- 75 °С. При этом происходит диффузия растворимых веществ в воду с образованием диффузионного сока темно-серого цвета, который, кроме сахарозы, содержит и другие вещества.
Очистка диффузионного сока заключается в обработке его известью, а затем углекислым газом. Первый процесс получил название дефекации, а второй - сатурации. При дефекации сахароза частично реагирует с известью, образуя сахараты, выпадающие в осадок. После дефекации сок становится светло-желтой окраски с хлопьевидным осадком. Затем сок подвергают сатурации - переводу извести в нерастворимый углекислый кальций и разложению сахаратов до сахарозы. После двойной сатурации сок фильтруют и обрабатывают сернистым газом (сульфитация). В результате такой обработки сок становится светло-желтым, прозрачным, содержащим около 14% сахарозы.
Из очищенного сока сахар выделяют кристаллизацией. Для этого сок выпаривают до содержания 65 % сухих веществ. Полученный сироп обрабатывают адсорбентами, фильтруют и снова сульфитируют. Прозрачный бесцветный сгущенный сироп поступает в вакуум-аппараты, где происходят дальнейшее выпаривание воды и кристаллизация сахара. В результате этого образуются густая масса (7,5 % воды) - утфель первой кристаллизации и межкристальная жидкость - зеленая патока. Для отделения последней утфель обрабатывают на центрифугах. Осевшие там кристаллы сахара промывают небольшим количеством воды, пропаривают и центрифугируют. При этом отделяется так называемая белая патока, содержащая растворимые в воде кристаллы сахара. Ее собирают и направляют в вакуум-аппараты для повторного уваривания.
Зеленую патоку также уваривают в вакуум-аппаратах и получают утфель второй кристаллизации. Если содержание сахара в патоке утфеля второй кристаллизации остается высоким, то из нее получают утфель третьей кристаллизации. Патоку утфеля последней кристаллизации - мелассу - используют для получения этилового спирта, лимонной кислоты, аминокислот и для других целей.
Полученный сахар из центрифуг поступает на сушку. Затем его пропускают через магнитный улавливатель, сортируют и упаковывают.
Получают сахар-рафинад из сахара-песка. Для производства используют чистый свекловичный сахар-песок и тростниковый сахар-сырец. Его растворяют в горячей воде до густоты сиропа. Затем обрабатывают адсорбентами, ионитами (искусственные смолы) и фильтруют. Профильтрованный сироп поступает в вакуум-аппараты, где его сгущают до утфеля и центрифугируют. Чтобы обеспечить белизну рафинадного утфеля, в него добавляют суспензию ультрамарина (краситель синего цвета).
Производят сахар-рафинад литой и прессованный. При получении литого сахара-рафинада горячий утфель заливают в конусообразные формы высотой 60 м, медленно охлаждают, сверху поливают клерсом (насыщенный раствор чистого сахара). При этом клере по мере вытекания из нижней части формы смывает с кристаллов сахарозы патоку и уносит ее остатки. Промывку клерсом проводят несколько раз. Затем сахар сушат, выбивают из форм и раскалывают на куски.
Процесс изготовления литого сахара-рафинада довольно трудоемкий. Чаще производят прессованный сахар-рафинад. При его производстве утфель пробеливают в центрифугах. Полученную рафинадную кашку (2 % влаги) прессуют. Спрессованные бруски высушивают и после охлаждения раскалывают на куски правильной формы. Путем регулирования влажности рафинадной кашки можно изменять прочность сахара.
Для получения рафинада прессованного со свойствами литого в рафинадной кашке оставляют больше влаги (3-3,5%), для быстрорастворимого, наоборот, меньше (1,5%).
Ассортимент и требования к качеству сахара
Сахар-песок представляет собой сыпучий продукт, состоящий из кристаллов размером от 0,2 до 2,5 мм, с ясно выраженными гранями. Он должен быть нелипким и сухим на ощупь, белого цвета с блеском, сладкого вкуса, без посторонних привкусов и запахов.
Растворимость в воде полная, раствор должен быть прозрачным. Влажность сахара-песка должна быть не более 0,14 %, содержание сахарозы - не менее 99,75, редуцирующих веществ - не более 0,05 (на сухое вещество), золы - не более 0,03 %, цветность в единицах Штаммера - не более 0,8.
В сахаре, используемом для промышленной переработки, допускается содержание сахарозы (на сухое вещество) не менее 99,55 %, редуцирующих веществ - не более 0,065, золы - не более 0,05, влажность - не более 0,15 %.
Сахар-рафинад подразделяют на:
прессованный кусковой (колотый и колотый со свойствами литого) - кусочки в форме параллелепипеда, массой 5,5; 7,5 или 15 г, толщиной соответственно 11 или 22 мм;
прессованный быстрорастворимый - кусочки массой 5,5 и 5,9 г;
прессованный в мелкой расфасовке (дорожный) - кусочки правильной формы параллелепипеда, массой 7,5 г;
литой колотый - кусочки неправильной формы, массой от 5 до 60 г;
рафинированный сахар-песок - кристаллы сахарозы размером 0,2-4 мм;
рафинадная пудра - измельченные кристаллы размером не более 0,1 мм;
сахароза для шампанского - кристаллы размером 1,0-2,5 мм.
По органолептическим показателям сахар-рафинад должен соответствовать следующим требованиям: цвет белый, без пятен, допускается слегка голубоватый оттенок, вкус сухого сахара и водного раствора - сладкий, без посторонних вкусов и запахов, растворимость полная, раствор прозрачный, допускается едва уловимый голубоватый оттенок.
Физико-химические показатели в зависимости от вида сахара нормируются следующие: содержание влаги (0,1-0,4 %), сахарозы (не менее 99,9%), редуцирующих веществ (не более 0,03%), крошки (не более 1,0-2,5%), полная растворимость (не ранее 1-8 мин), крепость (не менее 15-40 в кг/см2).
www.comodity.ru
Тема 5. Производство сахара
Сахарная промышленность страны объединяет свеклосахарное и сахарорафинадное производства. Сырьем для производства сахара-песка и сахара-рафинада в нашей стране является свекла сахарная. С 1955 года промышленность перерабатывает сахар-сырец, получаемый путем переработки сока стеблей сахарного тростника.
Свеклосахарное производство сезонное, длительность составляет 100 – 130 суток (сентябрь, январь), вырабатывает сахар-песок.
Сахарорафинадное производство работает круглый год, перерабатывает сахар-песок или сахар-сырец и выпускает сахарорафинадный песок, сахар-рафинад и жидкий сахар.
При производстве основных продуктов сахара-песка и сахара-рафинада образуются отходы: свекловичная ботва, часть свекловичного корня – хвостики и вторичные продукты: свекловичный жом, патока-меласса, фильтрационный осадок – дефекат.
Дефекат используется как известковое удобрение, меласса является сахаросодержащим сырьем для производства этилового спирта, хлебопекарных дрожжей, лимонной кислоты и другой продукции
5.1 Характеристка сырья для производства сахара-песка
Наиболее распространенным сахаром в природе является сахароза.
Наибольшее количество сахарозы содержится в сахарном тростнике и сахарной свекле. Сахароза обладает чисто сладким вкусом, высокой энергетической ценностью (16000 Дж/кг), полностью усваивается организмом человека.
Сахарная свекла (Beta vulgaris) – двухлетнее засухоустойчивое растение, принадлежащие к ботаническому семейству маревых.
В первый год из семян образуются корни богатые сахаром. Химический состав корнеплода сахарной свеклы зависит от сорта свеклы, условий ее выращивания и хранения.
Сахароза в корнеплодах образуется путем синтеза углеводов глюкозы и фруктозы. На первом этапе из диоксида углерода и воды образуются моносахариды:
6CO2 + 6H 2O = C 6H 12O6 + 6O2
Затем моносахариды (глюкоза и фруктоза), под действием имеющихся в растении ферментов, превращаются в дисахарид сахарозу:
C 6H 12O6 + C 6H 12O6 = C 12H 22O11 + H 2O
Цель свеклосахарного производства – извлечь из свеклы сахарозу. Сахароза растворена в клеточном соке свеклы.
Химический состав корня свеклы, %
Вода 75,0
Сахароза 17,5
Безазотистые органические соединения 3,4
Азотистые органические соединения 1,2
Клетчатка 0,6
Нерастворимые в воде вещества (клетчатка) не перейдут в раствор(диффузионный сок), другие вещества растворимые в воде полностью или частично вместе с сахарозой перейдут в раствор в виде так называемых несахаров, хотя среди них имеются и сахара: инвертный сахар, раффиноза. Среди несахаров различают несахара вредные и невредные. К последним относятся те, которые легко удаляются из сока осаждением при помощи извести и последующей фильтрации.
Вредными являются те, которые не могут быть удалены из диффузионного сока и сопровождают сахарозу через все производственные операции. Эти вещества осложняют производственный процесс, связанный с выделением сахарозы из сока. Большинство их являются антикристаллизаторами. Поэтому некоторое количество сахарозы остается в растворенном состоянии и переходит в патоку. Другие несахара вызывают потемнение диффузионного сока, что может вызвать потемнение сахарного песка. Поэтому освобождение диффузионного сока от несахаров является важнейшей задачей сахарного производства.
Несахара подразделяют на 3 группы: безазотистые органические соединения, азотистые органические вещества,зольные элементы.
Безазотистые органические соединения – инвертный сахар, раффиноза, пектиновые вещества, органические кислоты и пр. Почти все они являются вредными, кроме органических кислот, которые при обработке известью дают нерастворимые соли, удаляемые при фильтрации.
Особенно вредным является инвертный сахар (до0,15%). При обработке известью глюкоза и фруктоза разлагаются с образованием ряда веществ, часть которых имеет темную окраску. Но и неразложившиеся монозы могут вступать в реакцию с аминокислотами сока с образованием темноокрашенных продуктов меланоидинов ( при 85С0). Окрашивание сока может происходить также в результате окисления пирокатехина и тирозина.
В свекле содержится также глюкозид сапонин(0,2%), нерастворимый в воде, но переходящий в коллоидный раствор после обработки сока известью. Являясь ПАВ, сапонин вызывает образование стойкой пены в диффузионном соке, что осложняет работу.
Азотистые органические вещества – белки (0,7%) при обработке известью и под действием высоких температур коагулируют и удаляются при фильтрации, и являются невредными. Другие соединения азота (аминокислоты и др.) при очистке сока не удаляются, поэтому их относят к вредным несахарам.
Безазотистые органические соединения – инвертный сахар, раффиноза, пектиновые вещества, органические кислоты, т.к. затрудняют кристаллизацию сахарозы, чем способствуют ее переходу в патоку, т.е. увеличивают потери сахарозы.
Важным показателем является чистота сока, под которой понимают процентное отношение сахарозы к сухим веществам свеклы. Степень чистоты сока называется его доброкачественностью. Чем меньше в соке содержится несахаров, тем выше его доброкачественность. Для свежего отжатого свекловичного сока доброкачественность составляет примерно 87%. В процессе очистки от несахаров доброкачественность сока повышается до 90 – 92%, чистый белый сахар имеет доброкачественность равную 100%.
После уборки сахарной свеклы до времени ее переработки свеклу укладывают в кагаты (бураты) на полях, укрывают соломенными или пленочными материалами. Температура хранения свеклы 1 – 4ºС для замедления физиологических процессов при хранении.
Основной процесс – дыхание, для которого необходимы сухие вещества и прежде всего сахара. Даже при благоприятных условиях хранения есть потери сухих веществ – 0,015% от массы свеклы в сутки.
При хранении в течение 40 суток потери составляют приблизительно 1% от массы свеклы. В целом при хранении и транспортировании свеклы потери сухих веществ составляют 3 - 4%.
Тростниковый сахар–сырец получают из тропических или субтропических районов.
Сахар-сырец – это продукт переработки сока, полученного из сахарного тростника. Сахар-сырец содержит влаги в количестве 0,5 – 0,8%, сахарозы не менее 97 – 98%, доброкачественность – 98 – 99%. Сахар-сырец содержит до 1% инвертного сахара, цвет сахара-сырца светло-кремовый.
Тростник содержит влаги 73 – 74%, сухих веществ 26 – 27%, из них сахарозы 14 – 15%, клетчатки 6%, редуцирующих сахаров до 1%.
Для получения сахара-сырца из тростника выжимают сок, обрабатывают его известью и сернистым газом, отфильтровывают и затем выпаривают. После этих операций сок уваривают до образования кристаллов сахарозы и на центрифугах получают сахар-сырец. Выход сахара из тростника составляет 8 - 12%.
studfiles.net
Химия производства сахара и крахмала: состав и процессы - Товароведение пищевых продуктов - Для предприятия общепита
Сырьем для производства сахара (сахарозы) служат сахарная свекла и сахарный тростник. В нашей стране сахарный тростник не выращивается, поэтому практически единственным сырьем является сахарная свекла. В то же время у нас в значительном количестве перерабатывается тростниковый сахар-сырец {3-3,5 млн. т) из республик Куба.
Корнеплод сахарной свеклы содержит 75 % воды и 25 у сухих веществ.
Среднее содержание сахарозы 17,5 %. Оно колеблется от 15д до 22,5 % и зависит от сорта, условий выращивания, способов уборки, хранения. В состав нерастворимых органических веществ (5 %) входят гемицеллюлозы 1,3 %, пектиновые вещества 2,4 %. в состав азотистых органических веществ (1,2 %) – белок’ 0,7 %; беатин – 0,2. аминокислоты – 0,2 %; безазотистые органические вещества включают иквергный сахар – 0,12, орга. нические кислоты – 0,50 %; минеральный состав, пересчитанный на оксиды: К-О – 0,20 %; СаО – 0,07, Na20 – 0,04; P2Os -0,07 % и др.
Свекла, поступающая на сахарный завод, после мойки и удаления примесей измельчается в тонкую стружку определенных размеров и поступает на экстрагирование (диффузию) для извлечения сахарозы (обессахаривание). Скорость экстракции и глубина извлечения резко возрастают при повышении температуры (до 70 °С) в результате денатурации белков протоплазмы и мембран. Температура экстракции 70-75 “С, при более высокой температуре происходит набухание пектиновых веществ, снижается упругость стружки, при температуре же ниже 70 °С интенсивно развиваются микроорганизмы, что приводит к ее порче.
Диффузионный срок с содержанием сухих веществ 16-17%, в том числе 14-15 % сахарозы, перед выпариванием подвергается длительной и сложной очистке для удаления хлопьев скоагулированного белка, обрывков клеток, растворенных в нем органических и неорганических примесей (растворимые белки, пектиновые вещества и продукты их распада, редуцирующие сахара, аминокислоты, азотистые основания, соли органических и неорганических кислот и другие соединения), которые затрудняют кристаллизацию и снижают выход сахарозы.
В основе современных методов очистки диффузионного сов лежит обработка его гидроксидом кальция (дефекация), а затеи удаление его избытка углекислым газом (сатурация).
Цель дефекации – химическая очистка диффузионного сов коагуляцией содержащихся в нем коллоидов, разложение несахаров и осаждение образующихся продуктов.
Цель сатурации – адсорбционная очистка дефекованного сока. На сатурацию (насыщение СОг) поступает сок вместе с осадком после дефекации. При сатурации значительная часть несахаров переводится в осадок и отделяется фильтрованием. Образующийся при насыщении сока углекислым газом осадок СаСОз служит основой для создания фильтрующего слоя.
Примеси, содержащиеся в диффузионном соке, имеют различный химический состав и свойства, а это требует различия условий для эффективного выведения их из раствора. Это привело к появлению на практике ряда приемов, позволяющих наиболее эффективно осуществлять очистку диффузионного сока.
Сатурационный сок, содержащий примерно 15 % сахарозы, поступает для дальнейшей очистки на сульфитацию (обработка диоксидом серы), которую проводят, пропуская через раствор сульфптационный газ. Цель сульфитации – снижение цветности и щелочности сока. При сульфитации происходит обесцвечиваете красящих веществ за счет восстановления и перехода их в лейкосоедкнения, блокирования альдегиде- и кетогруппы в сахарах и продуктах их распада и предотвращения образования красящих веществ с их участием, снижение щелочности сока и сиропа. При сульфитации снижается вязкость раствора, они лучше фильтруются, облегчается кристаллизация сахарозы.
Диффузионный сок направляется на выпарную установку для сгущения до содержания сухих веществ 60-65 %. Дальнейшее удаление воды до содержания сухих веществ 92,5-93,5% проводят в вакуум-аппаратах. Полученный продукт (утфель-1) представляет собой кристаллы сахарозы (около 55 %) и межкристальный раствор сахарозы. Кристаллы сахарозы (сахар-песок, влажность 0,8-1,2 %) отделяют от раствора центрифугированием. Сахар-песок сушат. Готовый продукт должен иметь влажность не более 0,14 % и содержать сахарозы 99,75 %.
На последней ступени кристаллизации получают мелассу-огтек (выход 3,5-6,0 к массе свеклы). Состав мелассы колеблется в зависимости от качества свеклы и технологии сахародобывания (%): сухих веществ 76-84, в том числе сахарозы 46-51, бетаина 4-7, редуцирующих веществ 1,0-2,5, раффинозы 0,8- 1,2, молочной кислоты 4-6, муравьиной кислоты 0,2-0,5, уксусной 0,2-0,5, красящих веществ 4-8, золы 6-10. В состав мелассы входят аминокислоты, в первую очередь глутаминовая. Меласса используется в биотехнологии при производстве спирта, кислот, дрожжей, в комбикормовой промышленности.
Сахарный песок растворяют и направляют на рафинацию для удаления примесей, придающих ему желтый цвет, специфический вкус и запах. Очистку раствора проводят активированными углями или ионообменными смолами. Очищенный сироп уваривают, кристаллы отделяют, получая рафинированный сахар. Готовый, высушенный сахар-рафинад должен содержать не менее 99,9 % сахарозы, иметь белый цвет и не обладать посторонним вкусом и запахом. В нашей стране сахар-рафинад выпускают в виде рафинированного сахара-песка и различных видов кускового сахара-рафинада (быстрорастворимый, престранный, колотый, литой колотый и т. д.). Сахарную пудру полуучают путем разлома кристаллического сахара.
Крахмал, сахаристые продукты на его основе (патока, декстрины, кристаллическая глюкоза), модифицированные крахмалы широко применяют в пищевой промышленности и в других отраслях народного хозяйства. Основное сырье для их получения – картофель и кукуруза. Технология получения крахмала и крахмалопродуктов из них различна.
Клубни картофеля содержат до 18,2 % крахмала.
Поступивший на производство картофель проходит мойку для удаления грязи и других примесей, а затем измельчается. При этом происходит разрушение клеток клубней картофеля и высвобождение крахмальных зерен. Освобожденный из клеток крахмал называется «свободным». Кашеобразная смесь «картофельная кашка» состоит из «свободного» крахмала, разрушенных клеточных стенок (мезги), крахмала, оставшегося в неразрушенных клетках («связанный» крахмал), и клеточного сока. Клеточный сок (содержание сухих веществ 3,5-5%), содержащий белок, безазотистые органические соединения, сахара, минеральные вещества, отделяется на центрифугах. Эту операцию необходимо проводить максимально быстро, так как содержащаяся в клеточном соке аминокислота тирозин под влиянием фермента полифенолоксидазы окисляется с образованием окрашенных соединений, которые снижают качество готового крахмала. Из оставшейся после отделения клеточного сока кашки вымывают свободный крахмал. Образующую крахмальную суспензию (крахмальное молоко) отделяют от мезги. Суспензию крахмала очищают (рафинируют), удаляя оставшиеся в ней примеси, многократно промывают водой, отделяя крахмальные зерна. Влажность сырого крахмала составляет 40-52 %, затем его подвергают дальнейшей переработке для получения сухого крахмала.
Зерно кукурузы содержит до 70 % крахмала и является основным сырьем для его получения. Для получения крахмала зерно кукурузы замачивается в течение 48-50 ч в 0,2 %-ном растворе сернистой кислоты при 48-50 °С. Зерно набухает, размягчается, при этом ослабевают связи между его составными частями, белком и крахмалом. Оболочки становятся проницаемыми, влажность – зерна возрастает до 40-45 % и в «замочную» воду переходит J/J растворимых веществ зерна. Происходит инактивация ферментов. Замоченное зерно вместе с крахмальным молоком поступает на дробление. Цель его – разделение зерна на пасти, высвобождение зародыша и выделение максимального количества крахмала. В результате дробления удается выделить до 90-97 % зародыша, из которого получают кукурузное масло. Из оставшейся кукурузной кашки отделяют остатки клетчатки, выделяют свободный крахмал и глютен. Чистый кукурузный крахмал обезвоживается до содержания влаги 13 %.
Широкое применение в пищевой промышленности находят разнообразные продукты, получаемые из крахмала. К ним относятся гидролизаты крахмала (крахмальная патока, крахмальные сиропы, глюкоза), модифицированные продукты на основе гидролизатов (глюкозофруктозные сиропы) и продукты модификации самого крахмала (модицированные крахмалы).
Гидролизаты крахмала – продукты частичного гидролиза крахмала разбавленными кислотами, ферментами или и теми, и другими.
При гидролизе (осахаривании) происходит деструкция крахмала и образование продуктов с различной молекулярной массой (декстрины, мальтозы, глюкозы). Управляя этим процессом, можно получить нужные для пищевой промышленности и питания продукты. Их состав, а следовательно, свойства и пути использования различны. Глубину гидролиза оценивают по содержанию редуцирующих веществ и условно выражают в глюкозных единицах (процентное содержание D-глюкозы в массе сухого вещества продукта). Промышленные продукты неполного гидролиза крахмала – патоки. Их применяют в качестве антикристаллизатора при производстве карамели, повидла, в хлебопечении, в консервном производстве, производстве безалкогольных напитков, мороженого. Карамельная патока содержит 38- 40 % редуцирующих веществ к массе сухого вещества, низкоосахаренная – 30-34 %, глюкозная – 44-60 %.
Основные операции при получении крахмальной патоки: подготовка крахмала, его гидролиз, нейтрализация кислоты послe его завершения (кислотный гидролиз) или инактивация ферментов (ферментативный гидролиз), очистка полученных сиропов и их уваривание. Кислотный гидролиз раствора крахмала, крахмальное молоко, проводят обычно соляной кислотой при температуре 140-145 “С.
Производство глюкозы. Глюкоза является конечным продуктом гидролиза крахмала, широко применяется в пищевой промышленности, медицине, химии, биотехнологии. При получении глюкозы проводят более глубокий гидролиз суспензии крахмала, получая гидролизаты с высоким содержанием глюкозы. Осахаренный сироп упаривают и направляют на кристаллизацию. Продукт, полученный в результате затвердевания очищенных и уваренных гидролизатов, называют крахмальным сахаром, а выделенные кристаллы глюкозы – кристаллической глюкозой. Последняя должна содержать не менее 99,5 % редуцирующих веществ (в пересчете на сухое вещество).
Производство глюкозо-фруктозных сиропов.
Необходимость максимального удовлетворения потребностей растущего населения земного шара в сахаристых веществах потребовала производства новых видов сахарсодержащих продуктов, которые по сладости эквивалентны сахарозе. Решить эту проблему позволили достижения биотехнологии. Такими продуктами являются получаемые из крахмала глюкозо-фруктозные сиропы. Необходимо отметить, что один из их компонентов – фруктоза- является самым сладким природным сахаром, а следовательно, может потребляться в меньшем количестве, чем сахароза, и ее могут употреблять не только здоровые люди, но и страдающие диабетом.
Для получения глюкозо-фруктозных сиропов крахмальное молоко гидролизуют при участии соляной кислоты или фермента ацилазы, как было описано ранее, получая гидролизаты крахмала- Затем, продолжая гидролиз с помощью глюкоамилазы (рН 4-5,6, температура 55-60 °С), получают D-глюкозу, которую изомеризуют с помощью фермента глюкозоизомеразы (рН 6-6,2, температура 60-70 °С) во фруктозу. Получают глюкозо-фруктозные сиропы с содержанием 45-50 % фруктозы и 55-60 % глюкозы. Они имеют такую же сладость, как и сахароза. Если сладость 15 %-ного раствора сахарозы принять за 100%. то сладость идентичного раствора глюкозы 60-65 %, фруктозы 130-150 %. В настоящее время выпускают сиропы с содержанием фруктозы 55 % и высокофруктозные сиропы с содержанием фруктозы 90-95 %.
www.pitportal.ru
Сырье для производства сахара - промышленный портал carbofood.ru
Из сахароносных растений вообще промышленное значение могут иметь: сахарный тростник, сахарная свекла, сахарное cорго, сахарный клен, рожковое дерево, сахарные пальмы, кукуруза (стебли) и сахароносный янтак. Сахарный тростник является сахароносом жарких тропических стран. Сахарная свекла - сахаронос стран умеренного климата. В России крупное промышленное значение получила только сахарная свекла. На базе этого сырья в создалась мощная свеклосахарная промышленность, которая успешно продолжает свое развитие. После свеклы наибольший интерес представляет сахарное сорго, которое может культивироваться в южных засушливых областях, где культура сахарной свеклы либо невозможна, либо невыгодна. Под сахарное сорго могут быть отведены огромные пощади земли, которые ныне или совсем не используются под посевы или используются неэффективно. Из несвекловичных сахароносов помимо свеклы, только сахарное сорго способно дать большие массы сырья. Кукуруза, как сахаронос, интереса не представляет, так как-наибольшая ее сахаристость не совпадает со зрелостью зерна, которое в таком случае не используется. Сахарная пальма не растет в пределах России, поэтому о получении пальмового сахара не может быть и речи. Сахарный клен также не произрастает в России . Однако имеются огромные заросли остролистого клина, который хотя и не столь сахарист, как сахарный клен, но все же может быть использован для производства кленового сиропа. В дальнейшем же следовало бы заложить насаждения настоящего сахарного клена. Исключительно приятные вкусовые качества кленового сахара и его полезность оправдывают сравнительно большие трудовые затраты на сбор кленового сока. Рожковое дерево может выращиваться в сухих субтропиках. Но плоды рожкового дерева несравненно выгоднее потреблять в натуральном виде, а не перерабатывать их на сахар, который может быть добыт и из других сахароносов. Хотя сахарный тростник представляет собой тропическое растение, но, как показывают опыты культуры его в Узбекистане и Таджикистане, он может произрастать в районах наших сухих субтропиков на полях с искусственным орошением. Поэтому сахарный тростник представляет определенный промышленный интерес. Тростниковосахарное производство можно тесно увязать с использованием тростниковой мелассы для производства рома. Главным сахароносом в России является сахарная свекла, а из несвекловичных сахароносов могут иметь промышленное значение лишь сахарное сорго, сахарный тростник и сахарный клен.
carbofood.ru