Особливості технології виробництва цукру-піску в промислових умовах

Клеровка з масовою часткою сухих речовин 65-72% прямує в збірник сиропу після випарної установки, де змішується з сиропом і прямує на сульфітацію, а потім використовується для уварювання утфеля I.

З білої і зеленої патоки II уварюють утфель III кристалізації у вакуум-апаратах періодичної дії до значення масової частки сухих речовин 94-96%, при цьому вміст кристалів в утфелі 35-37%. Подальше згущування і кристалізація у вакуум-апаратах неможлива, оскільки в'язкість утфелю стає надмірно високою, але міжкристальний розчин утфелю у вакуум-апаратах недостатньо виснажений. Чистота розчину складає 65-67%. З нього ще можна виділити сахарозу. Виснаження розчину вважається нормальним, коли чистота його зменшується до 55-58%, тобто для подальшого виснаження необхідно провести другий етап кристалізації утфеля III методом охолоджування - для цього утфель вивантажують в приймальну мішалку утфеля III.

Вакуум-апарати пропарюють екстра-пором I корпусу випарної установки, пропарка прямує в приймальну мішалку і перемішується з утфелем. З приймальної мішалки утфель направляють в батарею кристалізаторів з поверхнею охолоджування, що обертається, при русі по кристалізатору температура утфеля зменшується з 70?C до 35?C, за рахунок зменшення розчинності сахароза виділяється з розчину на поверхні кристалізатора, за рахунок цього чистота міжкристального розчину зменшується приблизно на 10 одиниць (від 65 до 55%), а вміст кристалів в утфелі підвищується від 35-37% до 44-48%. З останнього кристалізатора утфель безперервно подається в утфелерозподільник з поверхнею теплообміну, що обертається. У утфелерозподільнику здійснюється підготовка утфеля III продукту до центрифугування методом підігріву, розгойдування при підігріві з 30-35?C до 40-45?C, при розгойдуванні температура постійна.

Розділення утфеля III кристалізації здійснюється в центрифугах безперервної дії з двома конічними роторами, при цьому в першому роторі виділяється меляса, в другому проводиться афінація жовтого цукру. Під час переходу жовтого цукру з першого ротора на шар жовтого цукру подається афінаційний розчин: зелена патока I, розбавлена до масової частки сухих речовин 75% і підігріта до 80?C. З другого ротора відводиться афінаційний відтік, який збирається в збірник під центрифугою і перекачується в збірник перед вакуум-апаратами. Із збірника перед вакуум-апаратом відбирається на уварювання утфеля III на останні підкачки.

Меляса - відхід виробництва, зважується і прямує в мелясозбірник.

При зміні якості буряка, що переробляється заводом, необхідно проводити відповідне коректування трьохкристалізаційної схеми:

ь при переробці буряка з одержаним сиропів з випарної установки доброякісністю 91-92% частину першого відтоку утфеля I направляють на уварювання утфеля III кристалізації;

ь при отриманні сиропу з доброякісністю 90% переходять на роботу по двох кристалізаційній схемі.

При надходженні на уварювання повинні виконуватися наступні якісні вимоги до продуктів:

­ сироп в суміші з клеровкою повинен містити не менше 65% масової частки сухих речовин,

­ бути прозорим і мати рН 7,8-8,2;

­ вміст солей Са 0,12-0,5% СаО до маси сиропу,

­ кольоровість не більше 40 ум. од.

Ефект кристалізації утфелю I повинен складати 12-13 од., утфелю II - 5-7 од., утфелю III - 10-12 од.

Технологічні параметри процесу кристалізації

I продукт II продукт III продукт

Розрідження в апараті, МПа 0,085 0,08-0,09 0,08-0,09

Температура кипіння, ?C 72-78 65-76 60-72

Надлишковий тиск

гріючого пару, МПа 0,07-0,1 0,07-0,1 0,07-0,1

При уварюванні утфелів відбувається:

­ збільшення кольоровості в результаті розкладання інвертованих речовин, в основному, меланоїдинів. В кінці уварювання кольоровість утфелю III збільшується у декілька разів, а утфеля I і II - в 1,5-2 рази.

­ зниження рН, через розкладання інвертованих цукрів утворюються органічні кислоти, сприяючі підвищенню інверсії.

3.10 Сушка, охолодження і зберігання цукру

Метою сушки є видалення поверхневої вологи і забезпечення тривалого зберігання кристалічного цукру. На сушку прямує цукор з температурою 60?C після центрифугування і вологістю 0,8-1,2%.

На підприємстві використовують два способи зберігання: тарний в мішках 50 кг - вологість до 0,14% і температура до 25?C і безтарний - в сховищах місткістю 10000-20000 т вологістю не більше 0,04% і температурою до 22?C.

Після центрифуг цукор-пісок вологістю 0,8-1,8% подають віброконвеєром до елеватора. Вологий цукор піднімається елеватором і потрапляє в сушильну частину установки, де висушується гарячим повітрям (105?C). Сушка проводиться в прямотку, що дозволяє не перевищувати критичну температуру розкладання сахарози (85?C).

Охолодження цукру здійснюється в протитечії, температура цукру знижується до 20?C.

Висушений і охолоджений цукор-пісок подається на машину розсівання, де відділяються конгломерати і дрібні фракції. Для безтарного зберігання формуються фракції з коефіцієнтом однорідності до 10%. Після розсівання цукор прямує в бункери, що знаходяться в пакувальному відділенні, з яких затарюється в мішки, зважується, зашивається і стрічковим транспортером прямує в склад.

При безтарному зберіганні цукор подається в дозріватель для видалення внутрішньої вологи з об'єму кристалів за рахунок дифузії приблизно на 10 діб, після чого цукор прямує в сховище.

3.11 Отримання вапняного молока і сатураційного газу

З складу зберігання вапняк конвеєром подають на сортування. Відсортований вапняк конвеєром подають в бункер-накопичувач палива. Паливо подають через дозатор. Вапняк разом з ковшем скіпового підйомника зважують на вагах.

Після дозування порції шихти ківш по направляючих піднімається до верху печі. При перекиданні його шихта висипається в завантажувальну воронку. Герметичність завантажувальної воронки забезпечує клапан.

Одержаний в результаті обпалювання вапняку сатураційний газ з балки відсмоктування газу потрапляє в суху пастку, а потім на газопромивку для остаточного очищення і охолоджування водою. Потім через краплевловлювач газ надходить в компресор, який подає його на завод. Для підтримки розрідження в газопромивнику і краплевловлювачі видалення води в них здійснюється через гідрозатвор.

Обпалене вапно по направляючому жолобу поступає в вапногаситель, куди із збірника подають воду. Одержане вапняне молоко поступає на вібросито, де відділяються частинки розміром більше 1,2 мм, потім в мішалку, гідроциклони - для відділення частинок від 1,2 до 0,3 мм - і в мішалку вапняного молока. З мішалки насосом подають на дефекацію.

3.12 Розрахунок виходу цукру та витрати вапняного молока

Розрахунки проводитимемо на 1000 кг перероблюваної сировини. На переробку в найбільшій кількості поступають буряки гібриду Білоцерківський ЧС 57 з такими характеристиками: урожайність 488 ц/га, цукристість 18,1%.

Аналіз коренеплодів при прийманні на завод на УЛС-1 показав цукристість сировини 18,3%.

Розрахунки виходу цукру проводимо за такою формулою:

де: В_ц - вихід цукру;

Ц - цукристість буряка, %;

М - маса перероблюваного буряка (1000 кг);

В_м - втрати сахарозі при мийці (0,2-0,4%);

В_д - втрати сахарози на дифузії (0,13-0,50%);

К_п - коефіцієнт переходу сахарози в розчин (0,95-0,98);

Р_в - розкладання сахарози при випаровуванні (0,04-0,1%);

КВ_с - коефіцієнт виходу цукру з сиропу в процесі уварювання, кристалізації, центрифугування (0,95-0,97).

Проведемо розрахунок виходу цукру при умові що втрати під час переробки будуть максимальними:

При наявних в сировині 183 кг сахарози на заводі ми отримуємо 156,88 кг готового продукту, тобто ефективність виробництва складає 86 %, що відповідає нормам.

Розрахуємо кількість вапна потрібного для переробки 1000 кг сировини:

де: К_в - кількість вапна, кг;

В_пд - кількість вапна на попередню дефекацію (0,3% маси буряка);

В_од - кількість вапна на основну дефекацію (1,8% маси буряка);

В_нв - кількість вапна, яка додається на виході з дефекатора (0,7% маси буряка);

В_пф - кількість вапна, яка додається на виході з ФІЛС для додаткової дефекації (0,5% маси буряка);

М - маса перероблюваного буряка (1000 кг).

ВИСНОВКИ

Сьогодні для розвитку цукробурякового комплексу України - крім необхідності впровадження сучасних технологій вирощування цукрових буряків, достатнього забезпечення бурякосіючих господарств високоякісним насінням, мінеральними добривами і засобами хімічного захисту рослин, підвищення якості машинного парку - дедалі актуальнішого значення набуває якнайшвидша реконструкція та модернізація цукрових заводів, розширення їхніх виробничих потужностей до економічно оптимальних меж.

Ряд європейських країн-виробників бурякового цукру технічно перебудовують галузь шляхом поступового виведення з експлуатації малопотужних неперспективних цукрових заводів, з нарощуванням потужностей тих підприємств, які забезпечують ефективне виготовлення продукції.

Середній цукровий завод в Україні може переробляти 2670 т цукрових буряків на день, що майже втричі менше, ніж в середньому по країнах ЄС, де переробляються 7500 т на день. Лише 19 із 192 заводів в Україні мають потужність понад 5000 т на день. Багато українських цукрових заводів надзвичайно старі. Із 192 цукроварень 58 було збудовано ще до 1860 року, а ще 66 - до початку сторіччя. У середньому українські цукрові заводи споживають на виробництво тонни цукру вдвічі більше енергії, ніж у країнах ЄС, а екстрагують лише 80% того цукру, що міститься у цукровому буряку (у Німеччині екстрагуються 85%, а на найсучасніших заводах - 90%). Якщо додати, що в буряку, який вирощується в Україні, знижений вміст цукру, то виходить, що лише 12% маси цукрового буряку екстрагується у вигляді цукру, що на 10-12% нижче від рівня ЄС. Білий цукор, що виробляється в Україні, як правило, не відповідає міжнародним стандартам (вміст золи, колір, зернистість), тому на міжнародному ринку його можна продати лише із знижкою. Зношеність основних фондів підприємств досягла 55-85 %.

ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

Надання конкретних пропозиції чи рекомендацій цукровиробництву - найскладнішій галузі харчової промисловості, студентом, провівши технологічно-апаратний аналіз роботи підприємства я вважаю безглуздям. Натомість, провівши Інтернет-аналіз стану виробництва та ринку цукру на Україні я знайшов чимало порад більш компетентних людей, щодо покращення критичного стану галузі і хотів би їх узагальнити.

Отже, щодо конкретних пропозицій до вирішення проблеми пропонуються наступні дії:

1) Розробка програм реструктуризації та технічного переобладнання галузі.

2) Формування державної політики в сфері виробництва цукрових буряків і цукру та оптової торгівлі цукром, спрямованої на захист економічних інтересів держави, прав споживачів і вітчизняних товаровиробників.

3) Розробка і здійснення програм організації виробництва обладнання, приладів, машин та систем для підприємств бурякоцукрового комплексу.

4) Розробка нормативно-законодавчої бази щодо формування і подальшого функціонування ринку цукру.

5) Інтеграція товаровиробників і переробників цукросировини з метою збільшення обсягів виробництва цукрових буряків, здешевлення їх вартості та підвищення якості.

6) Ініціювання заходів для запобігання незаконного ввезення цукру, цукромісних продуктів та насіння цукрових буряків.

7) Розробка спільної програми дій на цукровому ринку країн СНД з метою визначення концепції і вироблення загальної стратегії його формування.

8) Співробітництво з країнами, які не мають власного цукрового виробництва (наприклад країни Закавказзя). Тут співробітництво має будуватись на умовах міждержавної виробничої кооперації, використовуючи можливості українських цукрових заводів по переробці цукру-сирцю тростинного.

9) Організація міжнародного навчання спеціалістів, проведення міжнародних виставок, ярмарок аукціонів, відряджень українських фахівців за кордон та прийому іноземних партнерів.

10) Створення єдиної електронної інформаційної мережі підприємств і організацій бурякоцукрового комплексу.

11) Створення інформаційно-технічної бази даних, що стосується виробництва та оптової торгівлі цукром.

12) Розробка класифікаторів, стандартів на насіння і фабричні цукрові буряки, товарів експлуатаційної надійності, безпеки та ін.

13) Забезпечення внутрішньої сертифікації насіння еліти і фабричної генерації з видачею сертифіката встановленої форми.

14) Вирішення питання щодо реального надання пільгових кредитів, як це передбачено Законом України “Про державне регулювання виробництва і реалізації цукру”.

15) Здійснення оснащення машинно-технологічних станцій при цукрових заводах та забезпечення необхідною кількістю засобів захисту рослин за рахунок виділення коштів по лізингу.

16) Передбачити державну підтримку в забезпеченні цукрових заводів, паливно-мастильними матеріалами.

17) Визначення на конкурсних засадах базових підприємств, які будуть працювати для забезпечення цукром внутрішнього ринку України.

18) Переорієнтація нерентабельних цукрових заводів на виробництво цукровмісних продуктів (меляса, сиропи та інш.) для випуску паливного етанолу, використовуючи наявну нормативно-правову базу та напрацьований досвід.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ

1) Стабников В.Н., Остапчук Н.В. Общая технология пищевых продуктов: Учеб. пособие для вузов. - К.: Вища шк., Главное изд-во, 1980. -- 304 с.

2) Технология пищевых производств / Л.П. Ковальская, И.С. Шуб, Г.М. Мелькина и др. / Под ред. Л.П. Ковальской. -- М.: Колос, 1997. -- 752 с.

3) ДСТУ 2316-93 (ГОСТ 21-94). Сахар-песок. Технические условия

4) ДСТУ 2567-94. Сахарное производство. Термины и определения.

5) Інтернет сторінка Національної асоціації цукровиків України “Укрцукор” http://www.ukrsugar.kiev.ua

6) Інтернет сторінка Державного департаменту продовольства України http://www.fooddept.gov.ua

7) Інші Інтернет-сторінки:

1. http://www.ukrbiznes.com/analitic.php?rub=9&id=279

2. http://www.up.com.ua/info/dict/sugar/page_000067.html

3. http://www.ukrfood.com.ua/news/everynews.php?whichone=523

4. http://www.ukrsugar.kiev.ua/history/

5. http://www.paceka.ru/s33.5.html

6. http://www.repetitor.co.ua/essay

7. http://www.nasena.com/index.php?id=156

8. http://www.normit.ru/03_plodoovochnaya/03_10.php

9. http://www.mir-prodmash.ru/prod04.htm

10. http://www.dist-cons.ru/modules/food/section4.html