Технология производства сахара кратко

Обновлено: 03.07.2024

Получение сахара из сахарной свеклы в заводских и домашних условиях. Развеем распространенное заблуждение. Многие считают, что тростниковый сахар – это одно, а свекловичный – это совсем другое.

На самом деле разницы между тростниковым и свекольным сахаром нет никакой. Очищенный пищевой сахар-рафинад есть обычная сахароза, каким бы ни было ее происхождение.

В данной статье подробно описано, как делают сахар на заводах, сколько его получается из 1 тонны свеклы, а также как можно сделать натуральный продукт в домашних условиях.

Из каких сортов корнеплода делают сладкий продукт?

Свекла известна людям давно – первые упоминания об этой овощной культуре восходят ко второму тысячелетию до нашей эры. С тех пор селекционерами выведено множество ее сортов. Есть среди них листовые формы, например – мангольд, большинство же корнеплодные.

Корнеплодные формы свеклы делятся на пищевые и кормовые. Нынешняя сахарная свекла появилась именно из кормовых сортов. Произошло это довольно поздно – в XVIII веке.

Современные сорта и гибриды сахарной свеклы содержат до 18% сахара. Лучшие из них – Кристалл, Манеж, Несвижский и др. Как именно добывают из них сахар — расскажем дальше.

Технология и оборудование на сахарозаводе

Кратко расскажем, как на основе корнеплода производят сахар на специальных заводах (узнать о том, как применяют сахарную свеклу и что получают в процессе ее переработки, можно здесь). Производство на заводе проходит в несколько технологических этапов.

Для того, чтобы избежать потери сахара при мойке, температура воды контролируется – она не должна быть свыше 18 градусов. После мойки свеклу ополаскивают хлорированной водой – из расчета 10-15 кг хлорной извести на 100 тонн свеклы. Затем свекла подается на транспортер. Там ее обдувают сильной струей воздуха. Так удаляются остатки воды и прилипшие легкие примеси.

гидротранспортеры (одновременно с подачей свекла отмывается от грязи);
песколовушки, камнеловушки, ботволовушки;
водоотделители;
моечные машины.

конвейер с магнитным сепаратором;
свеклорезка;
весы;

Среда, богатая сахарами, является благодатной средой для развития микроорганизмов. Это приводит и к порче продукта, и к более опасным последствиям – например, возможным взрывам. Поэтому в процессе диффузии в аппарат периодически добавляется раствор формалина.

Конечная концентрация его невелика – 0,02% от общей массы продукта, но достаточна для подавления активной микрофлоры. Продукт, который получается на этой стадии – диффузионный сок. Это мутная жидкость, быстро темнеющая на воздухе. В ней содержится большое количество мезги.

Мезга отделяется на мезголовушках. Вторым продуктом является свекольный жом. Он прессуется и либо отправляется непосредственно на корм скоту, либо высушивается.

Оборудование:

диффузионная установка (шнековая или ротационная);
сушилка для жома

Процесс с этим неаппетитным названием проводится в два этапа. Он сводится к обработке сока известью (известковым молоком). Реакция раствора при этом достигает значений рН 12,2 – 12,4, то есть раствор становится щелочным.

Затем раствор фильтруют и вторично сатурируют. Перед этим, при необходимости, иногда проводится повторная дефекация. Далее получившийся прозрачный, но все еще окрашенный раствор обрабатывают двуокисью серы (сернистым газом). Этот процесс называется сульфитацией. При этом понижается щелочная реакция раствора и происходит его обесцвечивание. Снижается также вязкость сиропа.

аппарат дефекации;
фильтр с подогревательным устройством;
сатуратор;
сульфитатор;
отстойник.

Получившиеся кристаллы станут выпадать в осадок. Это и происходит в вакуум-аппаратах. Там раствор, предварительно выпаренный до состояния, близкого к насыщенному, начинает кипеть при пониженном давлении, и сгущается до пересыщенного состояния. Начинается процесс массовой кристаллизации.

Выпавшие кристаллы сахара отделяют на центрифугах и проводят еще через несколько этапов окончательной обработки. Там они осветляются и превращаются в знакомый, всем известный, сахарный песок.

Заводским показателем эффективности производства служит коэффициент извлечения сахара. Он показывает отношение массы сахарозы в готовом продукте (сахарном песке) к массе сахарозы в исходном сырье. Обычно он составляет приблизительно 80 %.

Как получить продукт в домашних условиях?

Скажем сразу, что приготовить именно привычный сахар-рафинад дома вряд ли получится. Но сахарный сироп приготовить несложно. Это будет настоящий натуральный продукт, изготовленный своими руками. Оборудование для этого годится самое незамысловатое.

Потребуется:

произвольное количество сахарной свеклы;
эмалированная посуда (кастрюли, тазы);
мясорубка, нож, деревянная лопатка;
марля или иная ткань для фильтрования.

Как изготавливают домашний сахар:

Свёклу перебрать, очистить от корней и попорченных участков. Кожицу не снимать!
Промыть.
В целом виде положить в кастрюлю с кипящей водой и варить в течение часа.
Слить воду. Дать немного остыть и с теплой свеклы снять кожицу.
Измельчить с помощью мясорубки или ножом, что предпочтительнее. Нарезанные пластинки должны получиться не толще 1 мм.
Измельченную свеклу поместить в холщовый мешок и заложить под пресс. Подставить таз для стекающего сока. Если пресса нет, можно отжать сок и вручную, скручивая мешок, как при отжиме белья.
После первого отжима жом залить горячей водой (не кипятком) в объеме, примерно равном половине объема свеклы, дать постоять. Отбросить свеклу на сито, дать стечь жидкости в таз с отжатым ранее соком. Гущу повторно отжать туда же.
Получившийся сок подогреть до 70-80 градусов и профильтровать через двойную марлю.
Отфильтрованный сок выпаривать на плите до нужной густоты. Посуду при этом желательно использовать широкую и плоскую, эмалированную или луженую.
Правильно приготовленный сироп имеет консистенцию жидкого меда. Хранится он, как и мед, очень долго.

Получаемый в ходе выпаривания сироп необходимо постоянно помешивать деревянной лопаточкой – он легко пригорает.

Из 5 килограммов сахарной свеклы получается около 1 кг сиропа, или, в пересчете, 600 грамм чистого сахара.

Получение твердого сахара

Сироп необходимо осторожно уварить так, как уваривается сахар для получения домашних леденцов. Уваренный сироп разлить в плоские металлические формы. Выставить в холодное место. Там сироп быстро остынет и кристаллизуется. Дальше его остается только извлечь из формы и расколоть на кусочки желательной величины.

Полезное видео

Предлагаем посмотреть видео о том, как добывают сахар из свеклы:

Мы ищем авторов!

Разбираетесь в дачной тематике?

Читала, что именно свекловичный сахар проходит такую очистку, после которой в нем остается тот яд, который тихо и незаметно разлагает мозговые и спинномозговые ткани… для мня источник Авторитетен. поэтому и хотелось понять — какое именно вещ-во, используемое при очистке, дает такой эффект…

С интересом прочитала про технологию изготовления сахара в промышленных условиях. А процесс домашнего выпаривания мне знаком с детства. Когда приезжали в деревню к бабушке, она нас угощала леденцами из свеклы. А сухую свекольную мазгу мы грызли вместо семечек. Она была высушена на солнце и имела сладковатый вкус. К ней бабушка добавляла ещё вишню и в таком виде сушила. Я не помню чтобы из нас, четверых внучат кто то болел. Наверное, большое значение имеет употребление натуральных продуктов, в том числе и свеклы.

Это какой-то сложный химический процесс — заводское изготовление сахара. Удивительно, что после этого сахар можно употреблять внутрь и не отравиться)))
А вот в нашей семье были времена, когда мы были вынуждены готовить сахарный сироп из свеклы, так как сахар было невозможно купить — его просто не было в магазинах (треклятые 90-е). Правда, процесс в точности не помню — руководил папа, а мы, дети, на подхвате — помыть, почистить, измельчить. В итоге получался густой сироп, который мы главным образом использовали для выпечки, так как заменить сахар-песок по-настоящему было невозможно. Выращивать сахарную свёклу было несложно — вовремя поливать и пропалывать, вот и весь уход. Безотходное производство — сироп для выпечки, а оставшийся жмых с удовольствием ели куры.

Это интересно

Сахар — это один из продуктов первой необходимости, производство которого считается очень прибыльным. На данный момент в мире существует достаточно много его видов, растение, из которого делают сахар, может быть даже пальмой. Но сейчас в России доступен преимущественно свекольный и тростниковый. Рассмотрим процесс поэтапно для каждого вида сырья.

Технология производства

Этапы изготовления включают в себя тщательную очистку сырья и его фильтрацию. Так как производят сахар исключительно на полностью укомплектованных заводах, к нему предъявляют определённые требования по ГОСТу. Они касаются преимущественно количества посторонних примесей в готовом продукте.

Способы производства не отличаются друг от друга в зависимости от выбора сырья — процесс такой же.

Из чего делают сахар:

свёкла;
тростник;
молочная сыворотка.

Сырьё для производства отбирается очень тщательно. Один из основных этапов изготовления — его очистка от примесей и выявление дефектов, которые остались незаметными ранее.

Из свёклы

Технология производства сахара из сахарной свёклы включает в себя много этапов. Особое внимание уделяется предварительной очистке и фильтрации. Это самый распространённый продукт в России. Его доля на рынке превышает другие виды, включая тростниковый и более экзотичные варианты.

Как делают сахар из сахарной свёклы:

Очистка сырья. В свекломойке плод очищается от тяжёлых и лёгких примесей. Этот этап является не только обязательным, но и самым важным.
Нарезка в стружку. Свёкла нарезается на мелкую стружку, которая легче всего поддаётся последующей обработке.
Отжим. Диффузионный аппарат отжимает из стружки тёмный свекловичный сок с 13% содержанием сахара.
Очистка сока. Основной этап очистки, который убирает различные примеси с помощью углекислого газа и извести. Оборудование фильтрует сок, на выходе получается жидкость светло-жёлтого цвета. Далее она осветляется при помощи оксида серы.
Сгущение. Чтобы выделить кристаллы, жидкость выпаривается до состояния сахарного сиропа на специальных установках. После этого содержание сахара составляет 60–75%.
Кристаллизация сахара. В вакуум-установках образуется жёлтая кристаллизованная смесь с оттеком в соотношении 1:1. Это называется утфель.
Последующая обработка. Утфель попадает в центрифугу для производства сахара более высокого качества.

От того, из какой свёклы делают сахар, зависит качество конечного продукта. Поэтому сахарный корнеплод тщательно отбирается перед загрузкой в оборудование на производстве. Из него помимо самого кристаллизованного продукта на выходе получают мелассу, жом и фильтрационный осадок.

Содержание сахара в мелассе составляет 50%, но она не подвергается дальнейшей обработке для его повышения. Она используется для производства спирта, лимонной кислоты и корма для животных. Фильтрационный осадок применяется при изготовлении удобрений. Жом уходит на производство корма.

Из тростника

Так как делают сахар из тростника по такому же технологическому процессу, что и свёклу, принципиальных различий нет. Но за счёт формы сырья он несколько проще на этапе очистки и измельчения. На выходе получают сахар-сырец, не применяющийся в пищевой промышленности. Из него делают рафинированный продукт.

Основное отличие заключается в оборудовании для измельчения. В этом процессе участвуют лезвия, аппараты-дробители и мельницы. В последних из дроблёного тростника выделяется нефильтрованный тёмный сок.

На выходе получают массу, которая представляет собой клетчатку — багасса. В ней всего 0,7-0,8% сахара, её используют в производстве бумаги и строительных материалов, как топливо на ТЭЦ. Продукты переработки — меласса и фильтрационный сок.

Сахар-сырец получают после вываривания утфеля первой и второй фильтрации. Определяет качество размер получившихся кристаллов.

Молочный сахар

Это смесь жёлтого или белого цвета, которая образуется из молочной сыворотки. Продукт используется в промышленном производстве фармацевтических препаратов, в пищевой области и для технических целей.

Для изготовления предпочитают использовать подсырную сыворотку с наибольшим содержанием лактозы — не менее 5%.

Процесс производства сахара из молочного сырья:

Отделение подсырной сыворотки от молочного жира и казеиновой пыли. Производится установками-сепараторами.
Термальная денатурация белков, фильтрация. Производится в ёмкостях с температурой 90–95 градусов в подкисленной среде. Белок сыворотки сворачивается, благодаря чему его можно отделить от жидкости. После фильтрации и получения раствора в него добавляется гидроксид натрия, чтобы раскислить.
Сгущение. Происходит при температуре не более 55 градусов при наличии веществ, гасящих пену (олеиновая кислота, афромин). Полученный сироп нагревают до 70–75 градусов, соблюдая температурные условия.
Кристаллизация. Длится от 15 до 35 часов при постоянном помешивании.
Отделение кристаллов от мелассы, опциональная очистка. В дальнейшем кристаллы перемалываются в порошок.

Рафинад

Это прессованный белый сахар, фасованный в виде кубиков. Был изобретён в 1843 году в Чехии. Это прибыльное производство, но требуются большие затраты на закупку и установку оборудования. А именно:

аппаратов-прессовщиков;
фасовщиков;
приборов для сушки;
упаковочных инструментов.

Помимо этого, обязательно закупаются фильтрационные и обрабатывающие установки.

Смешивание сахарного песка или сахара-сырца с водой. Для клейкости часто добавляют глицерин. Это смесь для последующей фильтрации.
Обработка раствора. Проводят выделение сока, концентрацию сиропа и утфеля. Это более тщательные процессы, чем в случае с работой на свекольном и тростниковом сырьё.
Расфасовка влажного сахара, формовка. Смесь прессуется с помощью вдавливающих валиков.
Высушивание и упаковка.

Сахар-рафинад представляет собой чистую сахарозу, примеси в которой составляют не более 0,1% по современным требованиям. Поэтому большое внимание уделяется комплектации оборудованием для наиболее тщательной обработки.

Коричневый сахар

Единственное отличие в этапах производства такого сахара заключается в меньшей тщательности фильтрации. Из чего делают коричневый сахар — из сырца, получаемого после переработки сахарного тростника. Первичный этап обработки включает в себя сгущение сиропа насыщенно-бурого цвета. Именно патока придаёт сахару такой цвет и карамельный запах. Из-за своих свойств он применяется преимущественно для приготовления кондитерских изделий.

Стоимость готового продукта выше, чем у белого сахара за счёт транспортных расходов — на территории России не растёт сахарный тростник.

Несмотря на незначительные различия в составе, профессиональные диетологи считают, что нефильтрованный продукт содержит нежелательные примеси, поэтому почти совпадает по калорийности с обычным. То есть в больших количествах он остаётся таким же вредным для человека.

Так как на территории России не произрастает сахарный тростник, в магазинах можно найти подделки коричневого сахара. Его производят из рафинированного продукта, к которому примешивают краситель. Настоящий коричневый сахар дороже обычного.

Другие виды сахара

В России и большинстве стран СНГ доступен и производится продукт из свёклы. На полках магазинов можно найти тростниковый сахар. Помимо этого, в мире существуют такие виды, употребляющиеся в пищу:

Кленовый сахар — традиционно производится в Канаде из сахарного клёна с применением сока. Из него же производят кленовый сироп, популярный в западных странах.
Пальмовый сахар, ягре — изготавливается в Азии из сладкого сока фруктовых початков пальм. Сахар производят из кокосовых, финиковых пальм, аренги и других видов.
Сорговый сахар — продукт, добываемый из стеблей сорго преимущественно в Китае. Позже получил распространение в Северной Америке во время Гражданской войны. Производство осложнено большим содержанием минеральных солей в сырье.

Дополнительное оборудование

Помимо основных установок, которые требуются для производства сахара из любого сырья, на заводе должны быть:

подъёмники;
гидротранспортеры;
ловушки для примесей;
водоотделители;
моечные машины.

Для производства высококачественного продукта применяются только профессиональные установки, соответствующие современным требованиям. Зачастую, если завод крупный, он укомплектовывается оборудованием и для работы с продуктами переработки, что обеспечивает безотходное производство.

Для получения сахара-песка сахарную свеклу (содержание сахарозы 16–18%), предварительно очищенную от посторонних примесей, моют, в дисковом водоотделителе освобождают от транспортно-моечной воды, обломков свеклы, песка и мелких камней.

Мойка свеклы осуществляется в барабанной свекломойке и затем направляется на второй водоотделитель, в котором с помощью форсунки одновременно опрыскивается хлорированной водой. Вымытая свекла элеватором загружается на транспортер с электромагнитным сепаратором для улавливания ферропримесей.

Чистая свекла взвешивается, загружается в бункер накопитель, из которого подается на свеклорезку. Свеклу измельчают в тонкую стружку для разрушения клеточных стенок и освобождения клеточного сока, в котором растворена сахароза.

Для получения стружки применяют центробежные, дисковые и барабанные свеклорезки. Свекловичная стружка представляет собой полоски желобчатого (кровлеобразного) или
прямоугольного сечения толщиной от 0,5 до 1,5 мм и шириной 3–5 мм.

Свекловичная стружка поступает на взвешивание. Стружку обрабатывают в шнековом наклонном диффузионном аппарате с противотоком горячей воды (температура +80…90 °С), где она обессахаривается. Жом удаляется из аппарата.

Процесс извлечения сахара основан на диффузии клеточного сока водой из разрушенных клеток.

Всем известно, что в нашей стране сахарный тростник не растет и сахар приходится добывать из свеклы, этого совсем не гламурного корнеплода.

Тяжело груженые буряком машины подгоняют к пункту приемки

Взвешивают и затем разгружают содержимое кузовов и прицепов в бункер

Следует отметить, что весь процесс производства автоматизирован, о чем свидетельствует наличие разнообразных панелей и пультов на всех ключевых пунктах технологической цепочки

Из бункера корнеплоды попадают на конвеерную ленту, которая уносит сырье в подземелье.

Понятно, что прежде чем использовать свеклу, нужно её очистить от земли, ботвы, прилипших камней, песка и прочих примесей — в готовый продукт всё это попасть не сможет в любом случае, но испортить оборудование — запросто. Для этого, свекла, следуя по тракту подачи на производство, проходит через различные соломоботволовушки, камнеловушки, песколовушки. Для окончательной очистки свеклы от загрязнений корнеплоды проходят через свекломойку.

Весь процесс контролируется оператором. На мониторе справа — схема происходящих на участке очистки и мойки процессов, на которой отображается оперативная информация. На монитор слева выводится видео с камеры, установленной над ленточным транспортером, по которому отмытое сырье уходит на следующий участок.

А вот и тот самый транспортер, на который смотрит камера. Чистые корнеплоды отправляются на свеклорезку.

Свекловичные корни подаются в бункер свеклорезки и увлекаются внутрь корпуса, где под воздействием центробежной силы прижимаются к режущей кромке ножей, скользя по которым, свекла постепенно изрезается на свекловичную стружку. Сам процесс пронаблюдать проблематично, но вот ножи выглядят вот так:

Полученная на предыдущем этапе стружка по ленточному транспортеру направляется к диффузионному аппарату.
Внутри диффузионной колонны находится шнек (такая штука как в мясорубке), с помощью которой стружка с определенной скоростью перемещается снизу вверх. Супротив движению, сквозь столб стружки сверху вниз непрерывно протекает вода. Проходя через измельченное сырье, вода растворяет находящийся в свекольной стружке сахар и насыщается им. Весь процесс происходит без доступа воздуха и при определенной температуре. В результате процесса внизу колонны накапливается насыщенный сахаром сок, а жом (обезсахаренная свекольная стружка) выгружается из верхней части аппарата.

Свежеотжатый жом поступает в жомосушилку. Это огромный, непрерывно вращающийся барабан, внутри которого жом сушится в потоке раскаленного газа.

Сок мешают с известковым молоком, греют, высаживают осадок. Преддефикация, дефекация (именно так, я не ослышался и не опечатался — по-русски это всего лишь очищение), сатурация и много других интересных терминов. На одном из этапов сок проходит фильтрацию вот в таких установках

По периметру фильтрационных аппаратов виднеются стекляный колбы, через которые прогоняется очищаемый сок.

Сироп на предметном стеклышке кристаллизуется на глазах. Это уже практически сахар!

Уваренный сироп — утфель, отправляют на центрифугирование

В центрифуге, из утфеля отделяется все лишнее и уходит в специальный сборник под установкой. А на стенках барабана остаются кристаллы сахара-песка. Следующие фотографии сделаны в течении одной минуты и на них отчетливо просматривается пробелка сахара.

Выгруженный из центрифуг влажный сахар-песок транспортируют для высушивания

Сушильная установка. Барабан вращается. Сахар внутри барабана обдувается раскаленным воздухом (больше 100 градусов).

После сушки сахар охлаждается до комнатной температуры при непрерывном смешивании в той же установке. В это время, к ней можно пробраться с торца и открыть секретный люк!

Барабан сушилки вращается и сахар пересыпается, охлаждаясь.

Самое время опробовать готовую продукцию на вкус! Сладкий!

Высушенный и охлажденный сахар-песок подается на машину рассева. Фотография не передает движения, но вся конструкция колдыбается, как сито в руках у бабушки :)

По окончанию рассева сахар направляется на фасовку.

К сожалению, на участке фасовки меня попросили не снимать. Разрешили съемку только после окончания рабочей смены и остановки конвейера.

На предприятии есть еще линия автоматической фасовки, там почти то же самое, только тетечек-упаковщиц нет. Все действо происходит в полупрозрачном тоннеле, по сути только видно как автомат подхватывает из стопки мешок, напяливает его на раструб бункера, загружает порцию сахарного песка, потом зашивает и отправляет в готовую продукцию. Фотографий процесса, по какой-то причине, не оказалось. Видимо был загипнотизирован самодвижущимися мешками :)

Читайте также: