Переработка сахарной свёклы технология¶

Переработка сахарной свёклы — совокупность технологических процессов промышленного извлечения сахарозы из корнеплодов сахарной свёклы (Beta vulgaris subsp. vulgaris) с целью получения кристаллического сахара, а также побочных продуктов (жома, мелассы, дефеката). В России и странах Европы свекловичный сахар составляет основную долю производимого сахара, тогда как в тропических регионах доминирует тростниковый.

¶Сырьё и подготовка

Сахарная свёкла содержит в среднем 16–20 % сахарозы, остальное приходится на воду (75 %), клетчатку и несахара. Качество сырья определяется дигестией (сахаристостью), чистотой сока и степенью загрязнения. Свёкла поступает на завод в виде корнеплодов с остатками ботвы и земли, поэтому первым этапом является очистка.

¶Мойка и очистка

Корнеплоды подаются в гидротранспортёр, где поток воды перемещает их в мойку. В мойке барабанного или кулачкового типа удаляются земля, камни и ботва. После мойки свёкла взвешивается и направляется на магнитосепарацию для удаления металлических примесей.

¶Технологическая схема производства

Процесс переработки включает несколько последовательных стадий, направленных на максимальное извлечение сахарозы.

¶Измельчение (резка)

Очищенная свёкла измельчается на свеклорезках в тонкую стружку (жом) толщиной 1–2 мм. Форма стружки (пластинчатая, ромбическая) влияет на эффективность экстракции. Качественная стружка обеспечивает быстрый диффузионный обмен.

¶Диффузия (экстракция)

Стружка подаётся в диффузионный аппарат (колонного или ротационного типа), где противотоком горячей воды (70–75 °C) из неё извлекается сахароза. В результате получается диффузионный сок с концентрацией сахара 12–16 % и обессахаренная стружка — свекловичный жом, который отжимают, сушат и используют на корм скоту.

¶Очистка сока (дефекация и сатурация)

Диффузионный сок содержит примеси (белки, пектины, органические кислоты), которые препятствуют кристаллизации. Очистка проходит в две стадии:

• Дефекация — обработка сока известью (известковым молоком) при pH 12–13. Известь осаждает несахара и коагулирует коллоиды.
• Сатурация — пропускание углекислого газа через сок. Избыток извести выпадает в осадок (карбонат кальция), увлекая за собой примеси. Осадок (дефекат) отфильтровывают на вакуум-фильтрах.

После сатурации сок дополнительно обрабатывают сернистым газом (сульфитация) для снижения цветности и щёлочности, затем фильтруют.

¶Сгущение (выпаривание)

Очищенный сок уваривают в выпарной установке (многокорпусной вакуум-аппарат) до концентрации сухих веществ 65–70 %. Получается сироп, который ещё раз фильтруют и сульфитируют.

¶Кристаллизация и центрифугирование

Сироп уваривают в вакуум-аппаратах до перенасыщенного состояния, вводя затравочную пудру для образования кристаллов. Полученную утфель (смесь кристаллов и межкристального раствора) центрифугируют:

• Белый сахар — кристаллы первого продукта, которые промывают паром и сушат горячим воздухом в сушильных барабанах.
• Меласса (патока) — тёмная вязкая жидкость, остающаяся после отделения кристаллов. Содержит до 50 % сахарозы, но извлечение её экономически нецелесообразно; меласса используется в спиртовой промышленности и как кормовая добавка.

Для повышения выхода сахара утфель последних кристаллизаций перерабатывают повторно (продукты II и III кристаллизации), получая жёлтый сахар, который возвращают в процесс.

¶Побочные продукты

• Жом — обессахаренная стружка; после прессования и сушки — ценный корм для крупного рогатого скота.
• Меласса — сырьё для производства дрожжей, лимонной кислоты, этилового спирта.
• Дефекат — известковый осадок, применяется как удобрение (известкование кислых почв).

¶Современные технологии

На современных заводах внедряются энергосберегающие схемы: использование вторичного пара выпарных установок, мембранная фильтрация соков, ионообменная очистка для глубокого удаления несахаров. Автоматизированные системы управления (АСУТП) контролируют параметры на всех стадиях, что повышает коэффициент извлечения сахара до 80–85 % от массы свёклы.

¶Особенности в России

Сахарная промышленность России исторически сосредоточена в Центрально-Чернозёмном регионе, Краснодарском крае и Татарстане. Сезон переработки длится 100–140 дней (сентябрь–январь). Часть заводов переходит на хранение свёклы в кагатах (буртах) с активной вентиляцией, что продлевает перерабатывающий сезон. Средняя мощность российского завода составляет 6–12 тысяч тонн свёклы в сутки.

¶Литература

• Бугаенко И. Ф. «Технология сахаристых производств». — М.: Колос, 2001.
• Сапронов А. Р. «Технология сахарного производства». — М.: Пищевая промышленность, 1999.
• Справочник свеклосахарного производства / под ред. В. А. Князева. — Воронеж, 2005.