 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Фізико-хІмічні показники макухи
| Показники | Соняшникова | Конопляна | Лляна | Ріпакова |
| Вологість, % не більше | 6-8 | 6-8 | 6-9 | |
| Сирий жир, % не більше | 7,2 | |||
| Сирий протеїн, % не менше | ||||
| Зольні речовини, нерозчинні в 10%-му розчині соляної кислоти, % не більше | 1,5 | 1,5 | 1,5 | |
| Лузга, % не більше | 15,5 | - | - | - |
Зберігання макухи і шроту має свої особливості. Після виготовлення на виробництві вони мають дуже низьку вологість і високу температуру (шрот — 100-105 °С). Крім того, шрот містить деяку кількість розчинника. В такому вигляді макуха і шрот непридатні для тривалого зберігання, тому що олія швидко окислюється киснем повітря, гіркне І її кормові якості різко знижуються. До того ж при розщепленні жиру виділяється теплота, що може призвести до самозігрівання і навіть до само загоряння продукту.
Для підвищення стійкості макухи і шроту під час зберігання їх висушують та охолоджують, проводять відгонку розчинника. Вологість макухи і шроту відповідно до стандарту становить 6 - 10 %. Температура — не вище 35°С, а влітку вона не повинна перевищувати температури повітря більш як на 5 °С. Вміст розчинника у шроті при його відвантаженні — не більше 0,1 %. Макуху і шрот зберігають насипом або в мішках у сухому темному й охолодженому приміщенні.
- Технологічна схема виробництва цукру
Сучасний великий цукровий завод переробляє за добу 25-50 тис. ц цукрових буряків і одержує 4-8 тис. ц готового цукру-піску. Виробництво цукру-піску з буряків за своєю основою є фізико-хімічним процесом. Сахарозу добувають з клітин коренеплодів дифузією, після чого завдяки хімічним і теплофізичним впливам цукор відокремлюється від нецукрів і перетворюється на чистий кристалічний продукт.
Переробляють цукрові буряки на заводі за такою технологічною схемою: 1) подача коренеплодів на завод; 2) миття коренеплодів; 3) зважування на автоматичних вагах; 4) подрібнення на стружку; 5) вироблення соку на дифузійних установках; 6) очищення соку; 7) згущення соку (випаровування); 8) уварювання сиропу до кристалізації цукру; 9) відокремлення кристалів цукру від патоки і відбілювання його; 10) сушіння цукру; 11) пакування цукру в мішки.
Подрібнення буряків і одержання соку
З кагатного поля буряки надходять у бурячну, яка являє собою один або кілька довгих наземних чи заглиблених у землю засіків. Місткість її розрахована на дводобову роботу заводу. У бурячну коренеплоди доставляються автомашинами, залізничними або гідравлічними саморозвантажувальними вагонами, гідроконвеєрами. Бурячні розвантажуються струменем води, який подається гідрантами під тиском 2-3 атм. Вода змиває буряки в жолоб гідравлічного конвеєра, яким вони подаються на переробку.
При транспортуванні буряків гідравлічними конвеєрами витрата води становить 5 - 7 ц на 1 ц коренеплодів. Для відокремлення від буряків сторонніх домішок (солома, гичка, каміння, пісок та ін.) на конвеєрі встановлюють різні пристрої (пастки).
При гідравлічному транспортуванні буряки частково відмиваються від землі. Повне їх відмивання і відокремлення сторонніх домішок відбуваються в бурякомийці, куди корені подаються підйомно-транспортними механізмами (шнек, піднімальне колесо, буряковий відцентровий насос).
Останнім часом на цукрових заводах застосовують ефективні бурякомийні машини: СМК-ЗМ та струминну АЧ-ПМА-3,0 продуктивністю кожної 30 тис. ц переробки буряків за добу. Вимиті корені надходять у буряковий елеватор, який піднімає їх на автоматичні ваги, розміщені над бурякорізками.
Для добування цукру коренеплоди цукрових буряків ріжуть на стружку. Дифузія сахарози відбувається повніше і швидше, якщо стружка має найбільшу поверхню на одиницю маси. Для цього корені ріжуть на спеціальних машинах (бурякорізках) у вигляді смужок жолобчастої форми або пластинки прямокутного перетину. Жолобчасту стружку отримують завширшки 4 - 6 і завтовшки 0,7-1 мм, а пластинчасту — відповідно 2,5 - 3 і 1,2-1,5 мм.
Якщо коренеплоди були доброї якості (пружні, з добрим тургором) і бурякорізка встановлена правильно, утворюється така стружка, що 100 г її при укладанні в довжину в одну лінію займають не менше 24 м. При цьому не менше 45 - 50 % стружки має бути правильної форми, а браку і м'язги (товсті, короткі шматочки неправильної форми, шматочки завтовшки менше 0,5 мм) не більше 3 %.
На цукрових заводах застосовують бурякорізки трьох типів: дискові, відцентрові та барабанні.
Бурякова стружка надходить на грабельний або стрічковий елеватор, який подає її в дифузійний апарат. Цукор із стружки вилучається гарячою водою на дифузійних апаратах безперервної дії або в дифузійних батареях.
Оболонки клітин коренів проникні для цукру та інших водорозчинних речовин, однак жива протоплазма клітин напівпроникна і майже не пропускає цукор та інші розчинні у клітинному соку речовини. Тому відносно повно добути цукор дифузійним способом можна тільки після нагрівання стружки до 60 °С, коли відбудеться процес коагуляції білків протоплазми. При цьому білки перетворюються на окремі згустки, грудочки, між якими проходять цукор та інші водорозчинні речовини до стінок клітин і крізь них — у навколишній розчин.
Для успішного добування цукру і зменшення переходу нецукрів у дифузійний сік процес дифузії проводять швидко і при слабокислій реакції середовища (рН 5 - 6). У дифузійному соку міститься на 18 — 20 % менше нецукрів, ніж у клітинному, тобто доброякісність дифузійного соку вища, ніж клітинного.
На сучасних заводах у нашій країні широко застосовують різні типи дифузійних апаратів безперервної дії. Найбільш поширені з них вертикальні колонні і похилі шнекові дифузійні апарати. В кожний з них стружка надходить безперервно, а назустріч їй рухається вода, за допомогою якої і відбувається знесолоджування стружки, яка попередньо ошпарюється гарячим соком для плазмолізу клітин у спеціальних ошпарювачах, які додаються до дифузійного апарата або розміщені в ньому.
3. Очищення, випаровування соку, уварювання сиропу і кристалізація цукру
Дифузійний сік — каламутна рідина, яка швидко темніє на повітрі. У ньому крім цукру містяться органічні і мінеральні нецукри, а також в замуленому стані дрібні частинки бурякової стружки. Сік має слабокислу реакцію (рН 6 - 6,5) і може пінитись.
Технологічна схема очищення дифузійного соку включає такі основні операції: дефекація попередня і основна; сатурація перша і друга; фільтрація перша і друга; сульфітація і контрольна фільтрація соку.
Підігрітий до 85 — 90 °С дифузійний сік у дефекторі двічі обробляється вапняним молоком у кількості 0,25 - 0,3 % від маси буряків — попередня дефекація і 2,0 - 2,25 % СаО — основна дефекація.
Під дією вапна білки й інші речовини, які містяться в дифузійному соку у вигляді великих міцел, коагулюють. Пояснюється це тим, що колоїдні частинки несуть певний електричний заряд, який можна нейтралізувати, ввівши у розчин електроліт з протилежним електричним зарядом. Колоїд, який втратив свій заряд, стає нестійким, переходить у нерозчинний стан і коагулює. Крім того, в процесі дефекації відбуваються реакції між нецукрами дифузійного соку та іонами Са2+ і ОН-. При наявності іона кальцію випадають в осад щавелева, лимонна і оксикислоти, утворюючи нерозчинні солі кальцію. Поряд з цим вапно осаджує фосфорну кислоту і в незначній кількості сірчану. Під впливом гідроксильних іонів (ОН-) відбуваються реакції осадження солей алюмінію, заліза і магнію у вигляді гідроокисів цих металів.
Тривалість процесу дефекації при нагріванні соку до 80 - 90 °С становить 8-10 хв. Дефекацію соку здійснюють у спеціальних апаратах — дефекаторах безперервної дії.
Наступною операцією очищення соку є процес сатурації, який здійснюють у два прийоми (перша сатурація і після відокремлення осаду — друга). Основне завдання цього процесу в тому, щоб насиченням соку вуглекислим газом, який міститься у сатураційному газі, викликати випадання вапна в осад у вигляді вуглекислого кальцію (СаСОз). Крейда, яка утворюється при цьому в апаратах-сатураторах, має дуже тонку структуру й активно вбирає різні органічні речовини, особливо нецукри, які забарвлюють сік. У результаті цієї реакції сік стає більш світлим і прозорим.
З дефекатора сік самопливом надходить до сатуратора - закритого вертикального циліндричного корпуса з конічним дном. Сік надходить до сатуратора зверху і, потрапляючи на розбризкувальний диск, рівномірно стікає. Сатураційний газ (який містить СО2) подається в нижню частину апарата, надає соку обертового руху і добре з ним перемішується. По трубі, встановленій на рівні дна сатуратора, оброблений газом сік спрямовується до контрольного ящика, з якого відкачується насосом. Основна частина відгазованого соку першої сатурації після попереднього підігрівання в решоферах до 90 °С іде на фільтрацію.
Відфільтрований сік, підігрітий в решофері до 100 °С, надходить на другу сатурацію. Надмірне підігрівання запобігає утворенню двовуглекислих солей на другій сатурації.
Завдання другої сатурації полягає в максимальному осадженні і видаленні вапна та солей кальцію, які можуть викликати утруднення при уварюванні соку і призвести до утворення накипу на внутрішніх поверхнях нагрівальних трубок.
Обробляють сік вуглекислим газом на другій сатурації до оптимальної лужності, що дорівнює 0,015 - 0,020 % СаО, або рН 8,8 - 9. Друга сатурація проводиться безперервно в апаратах, які за своєю конструкцією не відрізняються від апаратів першої сатурації, але мають трохи менший об'єм. Після другої сатурації сік знову надходить на фільтрацію.
Фільтрують сік на фільтр-пресах і вакуум-фільтрах. Застосовувані ще на ряді цукрових заводів фільтр-преси є масивними металевими рамами із стояками, які підтримують два паралельних стрижні. На ці стрижні встановлюють по черзі рами і плити. На кожну раму натягують фільтрувальну тканину. Після встановлення рам і плит їх щільно стискують гідравлічним притискачем. Соковим каналом сік під тиском надходить у рами. Проходячи далі крізь фільтрувальну тканину рифленою поверхнею, він потрапляє в соковий жолоб.
У міру проходження соку на рамах нагромаджується осад (фільтр-пресовий бруд) і швидкість фільтрації зменшується. Фільтрпресовий бруд, що відкладається на фільтрувальній тканині, містить близько 7 - 8 % цукру, тому подачу соку періодично припиняють і пускають гарячу воду для промивання осаду. Першу частину промивної води (промив) додають до соку, а решту (приблизно 2/3) використовують для приготування вапняного молока.
Робота на фільтр-пресах пов'язана із застосуванням важкої ручної праці (очищенням рам від бруду і встановленням їх), а також з періодичністю використання їх. У зв'язку з цим тепер застосовують вакуум-фільтраційні установки, на яких робота здійснюється безперервно, а всі операції щодо фільтрації соку повністю механізовані.
Основним робочим органом вакуум-фільтра є горизонтальний барабан, який весь час обертається. Зовнішня поверхня барабана обтягнута фільтрувальною тканиною. Під зовнішньою фільтрувальною поверхнею барабана розміщена внутрішня суцільна поверхня. Простір між цими двома поверхнями поділений перегородками на 24 вічка. За допомогою трубок вічка з'єднані з розподільною головкою фільтра, завдяки чому можна створити вакуум або повітряний тиск в окремих секціях.
Барабан частково занурений у корито, в яке надходить сік. У цьому положенні нижні секції барабана автоматично з'єднуються з вакуумом і сік засмоктується в секцію (зона фільтрації), а бруд відкладається ззовні фільтрувальної тканини. Коли секції барабана виходять із соку, вони потрапляють у зону осушення, а вакуум автоматично виключається. При подальшому рухові барабана секції потрапляють у зону зрошення, де за допомогою зрошувачів відбувається промивання осаду.
Внаслідок автоматичного включення вакууму всередину барабана засмоктується промив, який приєднується до відфільтрованого соку. Далі спеціальними скребками бруд знімається з поверхні барабана, а повітродувки, які включаються, подаючи повітря зсередини під тиском, здувають залишки бруду.
Нині освоєно виробництво і почали застосовувати автоматизовані установки для згущення соку першої сатурації продуктивністю від З до 6 тис. т переробки буряків за добу. Принцип їх дії ґрунтується на використанні листових фільтрів-згущувачів типів ФиЛС-60 та ФиЛС-100.
Для знебарвлювання і зменшення в'язкості відфільтрований сік піддають сульфітації, тобто обробляють сірчаним газом. При пропусканні газу в сік утворюється сірчиста кислота, яка є досить сильним відновником. Реагуючи з водою, вона частково переходить у сірчану кислоту з виділенням водню. Вивільнюваний при цьому водень відновлює органічні забарвлені речовини, перетворюючи їх на безбарвні сполуки. Крім того, сульфітація знижує лужність соку, сприяючи зменшенню в'язкості сиропу, що полегшує кристалізацію і відділення кристалів цукру.
Сульфітацію соку здійснюють на спеціальних апаратах-сульфі-таторах. Сік у них надходить зверху і, розбризкуючись у вигляді дощу, падає вниз. Сірчаний газ вентилятором відсмоктується із сір-коспалювальної печі і подається назустріч соку.
Випаровування соку, уварювання сиропу і кристалізація цукру. Сік після другої сатурації і фільтрації має доброякісність 91-93 з вмістом сухих речовин 14 - 16 %, у тому числі сахарози 13 - 14 %. Наступне завдання полягає в тому, щоб кристалізацією вилучити з соку цукор. Для цього із соку видаляють воду в два прийоми. Спочатку випаровують її на випарних апаратах до сиропу із вмістом сухих речовин 65-70%. Після цього продукт додатково очищають і випарюють у вакуум-апаратах до вмісту сухих речовин 92 — 93 %. Сироп після випаровування буває каламутним і темного кольору, іноді з високою лужністю. Перед уварюванням і кристалізацією такий сироп додатково обробляють сірчистим газом (сульфітують) і фільтрують на фільтр-пресах або мішкових фільтрах. Сироп краще фільтрується при додаванні невеликої кількості кізельгуру, який містить 90 % аморфного кремнезему.
При подальшому випаровуванні води з сиропу розчин стає пересиченим і в ньому починають утворюватись кристали цукру. В результаті такого уварювання сиропу дістають продукт під назвою перший утфель. Утфель — це густа в'язка маса, яка складається з кристалів цукру і міжкристальної рідини із вмістом 92 - 93 % сухих речовин. Для запобігання карамелізації цукру, що може спостерігатись при температурі кипіння утфелю (120 °С) за нормального атмосферного тиску, сироп уварюють в умовах вакууму. При цьому температура кипіння сиропу буває не вище 80 °С.
Для варіння утфелю застосовують вакуум-апарати. Спочатку сироп уварюють до згущення. Для цього в порожньому вакуум-апараті створюється розрідження. Сироп, надходячи в апарат, заповнює обігрівальну камеру. Потім під дією пари, що подається, відбувається випаровування води з сиропу. Ступінь згущення сиропу визначають, спостерігаючи через зорове скло вакуум-апарата.
На другому етапі сироп стає перенасиченим розчином і починається утворення кристалів. Для утворення кристалів у вакуум-апарат додають невелику кількість (50 - 100 г) цукрової пудри, яка сприяє швидкому утворенню центрів кристалізації. Далі, не припиняючи випаровування, в апарат подають свіжий сироп у такій кількості, щоб коефіцієнт перенасичення уварюваної маси був 1,05-1,1.
Коли вміст сухих речовин в утфелі досягне 92 - 93 %, подачу пари у вакуум-апарат і розрідження в ньому припиняють, забезпечують доступ зовнішнього повітря, продукт спускають в утфельмішалку, а потім у центрифуги для відокремлення кристалів цукру від патоки. При швидкому обертанні барабана центрифуги (1000 - 1400 об/хв) під дією відцентрової сили утфель притискається до стінок барабана, який являє собою центрифужні сита. При цьому міжкристальна рідина відокремлюється від кристалів, проходить крізь отвори сит і витікає з центрифуги, а цукор залишається на ситах барабана центрифуги. Добута рідина називається зеленою патокою.
Кристали цукру, що залишилися на сітчастій поверхні барабана, відбілюють гарячою водою і парою, при цьому частина кристалів цукру розчиняється. Розчин, який утворився, складається з води, залишків патоки і розчиненого цукру і називається білою патокою, яка надходить у спеціальні збірники. Ця патока насосами подається у вакуум-апарати під кінець уварювання першого утфелю. Вивантажений з центрифуги білий цукор потрапляє на так званий трясун, яким він переміщується до елеватора, що подає цукор у сушильний цех.
Зелена патока надходить в інший вакуум-апарат для уварювання другого утфелю. Після додаткової кристалізації другого утфелю його розподільником спрямовують на швидкохідні центрифуги, де знову відокремлюються кристали цукру, але жовтого кольору (жовтий цукор).
Щоб мати більше якісного цукру, жовтий цукор повертають у виробництво, розчиняючи його у соці після другої сатурації. Цей процес називають клеровкою. Розчинений у соці жовтий цукор домішують до випареного сиропу, який надходить на сульфітацію.
Витік другого утфелю називають кормовою патокою, або мелясою, яка є відходом цукробурякового виробництва.
Вивантажуваний з центрифуг білий цукор-пісок має вологість 0,5 - 0,6 % і температуру 70 - 75 °С. Його підсушують до стандартної вологості (0,1 — 0,15 %) у барабанній сушарці за рахунок залишкового тепла самого цукру. Після цього цукор просіюють на ситах, пропускають крізь магнітний сепаратор і направляють у засіки для наступного пакування у мішки.
Вихід чистого цукру на сучасних заводах залежить від цукристості коренеплодів і становить 14-15% від маси перероблених буряків. Якщо під час зберігання цукрових буряків спостерігались погіршення їх якості і значні втрати цукру, то вихід його зменшується.
Поиск по сайту: