Uzalishaji wa sukari kutoka kwa beet: maelezo ya teknolojia

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Uzalishaji wa sukari ni haki ya viwanda vikubwa. Baada ya yote, teknolojia ni ngumu sana. Malighafi huchakatwa kwenye mistari ya uzalishaji inayoendelea. Kama kanuni, vifaa vya uzalishaji wa sukari viko karibu na maeneo ya kilimo cha mbeti.

Maelezo ya bidhaa

Sukari kimsingi ni wanga safi (sucrose) ambayo ina ladha tamu na ya kupendeza. Inafyonzwa vizuri na inahakikisha utendaji wa kawaida wa mwili (acuity ya kuona na kusikia, virutubisho muhimu kwa seli za ubongo, inashiriki katika malezi ya mafuta). Matumizi mabaya ya bidhaa husababisha ukuaji wa magonjwa (caries, uzito kupita kiasi, nk).

Malighafi za uzalishaji

Kwa asili katika nchi yetu bidhaa hii imetengenezwa kutoka kwa miwa. Uzalishaji wa sukari unahitaji usambazaji mkubwa wa malighafi.

Beetroot ni mwakilishi wa familia ya ukungu. Inakua kwa miaka miwili, utamaduni ni sugu kwa ukame. Katika mwaka wa kwanza, mizizi inakua, na kisha katika mwaka wa pili inakuashina, maua na mbegu huonekana. Uzito wa mazao ya mizizi ni 200-500 g. Sehemu ya molekuli ya tishu ngumu ni 75%. Zilizosalia ni sukari na misombo mingine ya kikaboni.

Uvunaji wa nyuki huchukua siku 50. Wakati huo huo, mimea hufanya kazi kwa wastani wa siku 150 kwa mwaka. Ili kutoa malighafi kwa tasnia ya sukari, beets huhifadhiwa kwenye kinachojulikana kama kagat (rundo kubwa).

Teknolojia ya kuhifadhi beet ya sukari

Beets huwekwa katika safu kwenye mirundo kwenye maeneo yaliyotayarishwa hapo awali. Ikiwa teknolojia ya uhifadhi inakiukwa, beets zitaota na kuoza. Baada ya yote, mizizi ni viumbe hai. Tabia ya kuota ni faharisi ya uwiano wa chipukizi kwa wingi wa matunda yote. Chini ya hali ya joto la juu na unyevu wa juu, beets huanza kuota tayari siku ya tano ya kuhifadhi. Wakati huo huo, beets, ambazo ziko katika sehemu ya juu ya rundo, huota kwa nguvu zaidi. Hili ni jambo hasi sana, ambalo husababisha kupungua kwa ufanisi wa uzalishaji wa sukari. Ili kupunguza hasara kutokana na kuota, sehemu za juu za matunda hukatwa wakati wa kuvuna, na mazao yenyewe kwenye milundo hutibiwa kwa suluhisho maalum.

Ni muhimu kuhifadhi matunda kwenye milundo kwa uangalifu, ukijaribu kutoyaharibu. Baada ya yote, maeneo yaliyoharibiwa ya fetasi ni sehemu dhaifu ambayo huathiriwa kwanza kabisa, na kisha tishu zenye afya.

Ukuaji wa bakteria huathiriwa kwa kiasi kikubwa na viwango vya joto na unyevunyevu. Ikiwa unadumisha muundo wa hewa uliopendekezwa na joto1-2 °C, kisha taratibu za kuoza hupungua (wakati mwingine haziendelei).

Beets zinazohifadhiwa zimechafuliwa sana (udongo, nyasi). Uchafu huharibu mzunguko wa hewa kwenye rundo, huchochea michakato ya kuoza.

Kwa hivyo, inashauriwa kuosha beets na kuzihifadhi zimeoshwa. Katika miaka ya hivi karibuni, vifaa maalum vimetumika sana kulipua magugu, majani na uchafu.

Mavuno ya nyuki

Mojawapo ya kazi muhimu zaidi ni kuongeza mavuno ya beets za sukari. Inategemea mambo mengi. Uzalishaji wa sukari moja kwa moja unategemea kiasi cha ukusanyaji, na vile vile ubora wa kiteknolojia wa malighafi.

Kwanza kabisa, sifa za kiteknolojia za beets zinazolimwa hutegemea mbegu zinazotumika. Teknolojia za kisasa zinaruhusu kudhibiti sifa za kibiolojia na zingine. Udhibiti wa ubora wa mbegu unaweza kuongeza mavuno kwa kiasi kikubwa kwa kila hekta ya eneo lililopandwa.

Njia ya ukuzaji wa zabibu pia ni muhimu. Ongezeko kubwa la mavuno huzingatiwa na kinachojulikana njia ya kilimo cha matuta (ukuaji wa mavuno huanzia 15 hadi 45%, kulingana na tabia ya hali ya hewa ya kanda). Kiini cha mbinu ni kama ifuatavyo. Katika vuli, mashine maalum humwaga matuta, shukrani ambayo dunia inachukua kikamilifu na kukusanya unyevu. Kwa hivyo, katika chemchemi, ardhi huiva haraka vya kutosha, na kuunda hali nzuri za kupanda, ukuaji na ukuzaji wa matunda. Kwa kuongeza, beets ni rahisi zaidi kuvuna: msongamano wa udongo wa matuta ni mdogo.

Inashangaza kwamba teknolojia hii ilipendekezwa na mwanasayansi wa Soviet Glukhovsky katika miaka ya 20 ya karne iliyopita. Na hivi majuzi, mbinu hii ilianzishwa katika nchi zilizoendelea.

Licha ya ufanisi mkubwa, teknolojia hii haijapata matumizi mengi. Sababu ya hii ni ukosefu na gharama kubwa ya vifaa maalum. Uzalishaji wa sukari kutoka kwa beets kwa hivyo una matarajio ya maendeleo na kufikia kiwango kipya cha kiteknolojia.

Beets zinapaswa kuvunwa kabla ya baridi. Uwasilishaji kwa biashara za beets zilizochimbwa zinaweza kufanywa kulingana na kanuni ya mtiririko au kwa njia ya uhamishaji wa mtiririko. Ili kupunguza upotevu wa sucrose wakati wa uhifadhi wa muda mrefu kwenye besi za usafirishaji, matunda hufunikwa na majani.

Mchakato wa uzalishaji

Kiwanda cha wastani cha sukari nchini Urusi kina uwezo wa kusindika tani elfu kadhaa za malighafi (beets za sukari). Inavutia, sivyo?

Uzalishaji unatokana na michakato changamano ya kemikali na athari. Kiini ni kifuatacho. Ili kupata fuwele za sukari, ni muhimu kutenga (kutoa) sucrose kutoka kwa malighafi. Kisha sukari hutenganishwa na vitu visivyo vya lazima na bidhaa iliyo tayari kuliwa (fuwele nyeupe) hupatikana.

Teknolojia ya utengenezaji wa sukari ina shughuli zifuatazo:

• kusafisha kutoka kwa uchafu (kuosha);
• kupokea chips (kukatakata, kusaga);
• uchimbaji wa sucrose;
• uchujaji wa juisi;
• unene (uvukizi wa unyevu);
• misa ya kuchemka(syrup);
• kutenganisha molasi kutoka sukari;
• sukari ya kukaushia.

Kuosha beets za sukari

Malighafi inapofika kwenye kiwanda cha sukari, huishia katika aina fulani ya bunker. Inaweza kuwa chini ya ardhi na nje. Kwa ndege yenye nguvu iliyoelekezwa ya maji, beet ya sukari huoshawa nje ya hopper. Mazao ya mizizi huanguka kwenye conveyor, wakati wa harakati ambayo malighafi husafishwa kabla kutoka kwa kila aina ya uchafu (majani, nyasi, nk).

Kuponda mazao ya mizizi

Kuzalisha sukari kutoka kwa beets haiwezekani bila kuzisaga. Wanaoitwa wakataji wa beet huja kucheza. Matokeo yake ni vipande nyembamba vya beets za sukari. Katika teknolojia ya uzalishaji wa sukari, jinsi vipande vinavyokatwa ni muhimu sana: kadiri eneo la uso linavyokuwa kubwa, ndivyo sucrose inavyotenganishwa kwa ufanisi zaidi.

Uchimbaji wa sucrose

Chips za beet hulishwa kupitia kidhibiti hadi kwenye kifaa cha kueneza kwa nyuki. Sukari hutenganishwa na chips na maji ya joto. Chips hulishwa kupitia bia, na maji ya joto hutiririka kuelekea huko, ambayo hutoa sukari. Mbali na sukari yenyewe, maji pia hubeba pamoja na vitu vingine vya mumunyifu. Mchakato huo ni mzuri kabisa: kwenye pato, massa (kinachojulikana kama chips za beet) ina sukari 0.2-0.24% tu kwa sehemu kubwa. Maji, yaliyojaa sukari na vitu vingine vya kikaboni, huwa mawingu na hutoka kwa nguvu. Kioevu hiki pia huitwa juisi ya kueneza. Usindikaji kamili zaidi unawezekana tu wakati malighafi inapokanzwa hadi digrii 60. Kwa joto hili, protini huganda na hazijitokezi kutoka kwa beets. Uzalishaji wa sukari hauishii hapo.

Kusambaza Usafishaji wa Juisi

Kutoka kwenye kimiminika ni muhimu kuondoa chembe ndogo zaidi zilizosimamishwa za beets na dutu za kikaboni zilizoyeyushwa. Kiteknolojia, hadi 40% ya bidhaa za ziada zinaweza kuondolewa. Chochote kinachosalia hujilimbikiza kwenye molasi na huondolewa tu katika hatua ya mwisho ya uzalishaji.

Juisi iliyopashwa joto hadi 90°C. Kisha ni kusindika na chokaa. Matokeo yake, protini na vitu vingine vilivyo kwenye juisi hupungua. Operesheni hii inafanywa kwa kifaa maalum ndani ya dakika 8-10.

Sasa unahitaji kuondoa chokaa. Utaratibu huu unaitwa kueneza. Kiini chake ni kama ifuatavyo: juisi imejaa kaboni dioksidi, ambayo huingia kwenye mmenyuko wa kemikali na chokaa, na kutengeneza kalsiamu carbonate, ambayo hupanda, kunyonya uchafuzi mbalimbali. Uwazi wa juisi huongezeka, inakuwa nyepesi.

Juisi huchujwa, kupashwa moto hadi 100 °C na kujazwa tena. Katika hatua hii, utakaso wa kina zaidi kutoka kwa uchafu unafanywa, baada ya hapo juisi hiyo inatumwa tena kwa kuchujwa.

Juisi lazima ibadilishwe rangi na kupunguzwa (isiwe mnato sana). Kwa kusudi hili, dioksidi ya sulfuri hupitishwa ndani yake. Asidi ya sulfuri hutengenezwa katika juisi - wakala wa kupunguza nguvu sana. Mwitikio pamoja na maji hutoa kiasi fulani cha asidi ya sulfuriki, ikitoa hidrojeni, ambayo nayo hung'arisha juisi.

Baada ya kuganda na kutoweka, matokeo ni 91-93% ya ujazo asili wa ubora wa juu,juisi ya bleached. Asilimia ya sucrose katika kiasi kinachotokana cha juisi ni 13-14%.

Uvukizi wa unyevu

Imetolewa katika hatua mbili kwa kutumia vifaa maalum. Kwa ajili ya uzalishaji wa sukari katika hatua ya kwanza, ni muhimu kupata syrup nene na maudhui ya solids ya 65-70%. Syrup inayotokana hupitia utakaso wa ziada na inakabiliwa tena na utaratibu wa uvukizi, wakati huu katika vifaa maalum vya utupu. Ni muhimu kupata dutu nene ya viscous na maudhui ya sucrose ya 92-93%.

Ukiendelea kuyeyusha maji, myeyusho huo hujaa kupita kiasi, sehemu za uwekaji fuwele huonekana na fuwele za sukari hukua. Misa inayotokana inaitwa massecuite.

Kiwango cha mchemko cha wingi unaotokana ni 120 °C katika hali ya kawaida. Lakini kuchemsha zaidi kunafanywa katika utupu (kuzuia caramelization). Katika hali karibu na utupu, kiwango cha kuchemsha ni cha chini sana - 80 °C. Misa hii katika hatua ya uvukizi katika kifaa cha utupu ni "alloyed" na poda ya sukari. Ni nini huchochea ukuaji wa fuwele.

Kutenganisha sukari kutoka molasi

Uzito wa sukari huenda kwenye centrifuges. Huko fuwele hutenganishwa na molasi. Kioevu kinachotoka baada ya kutenganisha fuwele za sukari ni molasi ya kijani.

Fuwele za sukari hukaa kwenye matundu ya ngoma ya centrifuge, ambayo hutiwa maji moto na kuchomwa ili iwe nyeupe. Katika kesi hii, kinachojulikana kama molasses nyeupe huundwa. Hii ni suluhisho la sukari na mabaki ya molasses ya kijani katika maji. Molasi nyeupe hupitia usindikaji wa pilimashine za utupu (kupunguza hasara, kuboresha ufanisi wa uzalishaji).

Molasi ya kijani kibichi huenda kwenye kifaa kingine cha kuchemsha. Matokeo yake, kinachojulikana massecuite ya pili hupatikana, ambayo sukari ya njano tayari imepatikana. Huyeyuka katika juisi baada ya kusafishwa mara ya kwanza.

Kukausha sukari

Mzunguko wa uzalishaji wa sukari bado haujakamilika. Yaliyomo ya centrifuge huondolewa na kutumwa kukauka. Baada ya centrifuge, unyevu wa sukari ni takriban 0.5% na joto ni 70 ° C. Katika kikaushio cha aina ya ngoma, bidhaa hiyo hukaushwa hadi kufikia unyevu wa 0.1% (hii inahakikishwa kwa kiasi kikubwa na halijoto iliyobaki baada ya centrifuges).

Tamaa

Bidhaa kuu za taka za uzalishaji wa sukari kutoka kwa beets za sukari ni massa (kinachojulikana kama kunyoa mizizi), molasi, tope la kuchuja.

Maji ya njugu ni hadi 90% kwa uzito wa malighafi. Hutumika kama chakula bora kwa mifugo. Haina faida kusafirisha massa kwa umbali mrefu (kwa sababu ya unyevu wa juu, ni nzito sana). Kwa hiyo, inunuliwa na kutumiwa na mashamba yaliyo karibu na vituo vya uzalishaji wa sukari. Ili kuzuia uharibifu wa massa, huchakatwa kuwa silaji.

Katika baadhi ya viwanda vya kuzalisha sukari, vinyweleo hubanwa kutoka kwenye miwa (hadi 50% ya unyevu huondolewa) na kisha kukaushwa kwenye vyumba maalum. Kutokana na usindikaji huo, wingi wa massa, tayari kutumika kama ilivyokusudiwa na kusafirishwa kwa umbali mrefu, sio zaidi ya 10% ya uzito wake asili.

Melassa -molasi ya lishe - iliyopatikana baada ya kusindika massecuite ya pili. Kiasi chake ni 3-5% kwa uzito wa malisho. Ni 50% ya sukari. Masi ya malisho ni sehemu muhimu katika utengenezaji wa pombe ya ethyl, na vile vile katika utengenezaji wa malisho ya wanyama. Aidha, hutumika katika uzalishaji wa chachu, katika utengenezaji wa asidi ya citric na hata dawa.

Kiasi cha tope cha kuchuja hufikia 5-6% ya wingi wa malighafi ambayo haijachakatwa. Hutumika kama mbolea kwa udongo wa kilimo.

Uzalishaji wa sukari iliyosafishwa

Uzalishaji wa sukari iliyosafishwa kwa kawaida hupatikana kwenye viwanda vya sukari vyenyewe. Kama sehemu ya mimea kama hiyo, kuna warsha maalum. Lakini mashirika ya tatu ambayo hununua sukari ya granulated kutoka kwa viwanda pia inaweza kuzalisha sukari iliyosafishwa. Kulingana na njia ya kupata sukari iliyosafishwa, inaweza kutupwa na kushinikizwa.

Msururu wa shughuli za kiteknolojia katika uzalishaji wa sukari iliyosafishwa ni kama ifuatavyo.

Sukari huyeyushwa katika maji. Syrup nene inasindika ili kuondoa vitu mbalimbali vya kuchorea. Baada ya utakaso, syrup hupikwa kwenye chumba cha utupu, na massecuite ya kwanza iliyosafishwa hupatikana. Ili kuondoa njano, ultramarine huongezwa kwenye chumba cha utupu (0.0008% kwa uzito wa syrup, hakuna zaidi). Mchakato wa kuchemsha ni sawa na mchakato wa kuchemsha wakati wa kupata sukari.

Massecuit iliyosafishwa inahitaji kuwekwa kwa nafasi. Misa nene huundwa (slurry na unyevu wa 3%, hakuna zaidi), ambayo inasisitizwa. Matokeo yake ni sukari iliyosafishwa ambayo inachukua fomu ya vyombo vya habari. Ili kupata iliyosafishwa katika fomuvichwa, massecuite hutiwa katika fomu zinazofaa. Chini ya mold kuna shimo maalum ambalo suluhisho iliyobaki inapita nje. Sukari iliyosafishwa yenye mvua imekaushwa na hewa ya moto hadi index ya unyevu itapungua kwa thamani ya 0.3-0.4%. Kisha inabakia tu kusubiri hadi uvimbe wa sukari upoe, kata (ikihitajika) na upakie.