Технология пищевых производств

ПОЛУЧЕНИЕ САХАРА-РАФИНАДА

В свекловичном сахаре-песке и тростниковом сахаре-сырце содержится некоторое количество несахаров (красящих ве­ществ, зольных элементов и т, д.), придающих ему желтоватый цвет, привкус и запах.

Основной целью сахарорафинадного производства является получение кристаллического продукта высокого качества с со| держанием чистой сахарозы не менее 99,9% (ГОСТ 22—78).

Сахар-рафинад вырабатывается в виде рафинированного сахара-песка (примерно 17% от общего выпуска) и кускового сахара-рафинада (прессованный колотый, прессованный со свой­ствами литого, быстрорастворимый, в том числе дорожный в мелкой упаковке и литой колотый). Прессованный сахар-рафи - пад выпускают в виде отдельных кусочков, литой колотый — в виде кусков произвольной формы размером 40—70 мм. В на­стоящее время литой сахар-рафинад выпускается в очень малом количестве из-за трудоемкости процесса его производства.

По органолептическим показателям сахар-рафинад должен соответствовать следующим требованиям: иметь белый цвет (без пятен и посторонних примесей), допускается слегка голу­боватый оттеиок; вкус — сладкий без постороннего привкуса и запаха; раствор должен быть прозрачным.

Основной процесс рафинирования — отделение сахарозы ог несахаров путем ее многократной кристаллизации. При произ­водстве сахара-рафинада различают две группы продуктов: рафинадную (2—3 ступени) и продуктовую (3—4 ступени).. Сахар-рафинад получают только в первых двух или трех цик­лах, последующие циклы служат для обессахариваиия оттеков и возвращения получаемого желтого сахара па адсорбционную очистку и кристаллизацию в рафинадных циклах, т. е. в саха­рорафинадном производстве применяют многократную (шести - или семикратную) кристаллизацию, и каждой кристаллизации предшествует механическая и адсорбционная очистка сиропов. При этом наблюдается цикличная повторяемость технологиче­ских операций, в результате которых сахароза сахара-песка превращается в сахар-рафинад, а несахара, удерживающие неко­торую часть сахарозы (0,6—0,9% к массе сахара-песка), кон­центрируются в рафинадной патоке.

TOC \o "1-3" \h \z Технологическая схема производства прессованного рафина­да включает стадии: - л

1) взвешивание и просеивание сахара-песка; в

2) приготовление рафинадного сиропа и клерса; Я

3) удаление из сиропа механических примесей; Я

4) адсорбционная очистка сиропа; Я

5) сгущение сиропа до образования кристаллов; ■

6) кристаллизация; - Ш

7) центрифугирование и иробеливание кристаллов, полуЦВ пие рафинадной кашки; щ

8) прессование рафинадной кашки; Я

9) сушка и охлаждение брикетов; щ

10) фасование и упаковывание сахара-рафинада; *

11) складирование и хранение. щ

10S ■

Сахар-песок, поступающий в производство, просеивается для удаления примесей (шпагат, мешочный ворс и т. д.), взвешива­ется иа автоматических весах и подается на приготовление сиропа и клерса. Рафинадный сироп, имеющий концентрацию сухого вещества 73%, готовят из обычного сахара-песка. Клере — это сироп, приготовленный из лучшего по качеству сахара-песка и отходов сахара-рафинада. Температура сиропов 75°С, рН не ниже 7,5.

Затем сиропы фильтруют через гравий или фильтроперлит для удаления механических примесей и подвергают адсорбци­онной очистке для обесцвечивания и освобождения от минераль­ных примесей. В качестве адсорбентов используют гранулиро­ванные костяной или активный угли, порошкообразный уголь и ионообменные смолы. Наибольшее распространение для очистки рафинадных и продуктовых сиропов получили гранулированные угли — костяной и активный. Костяной уголь получают путем прокаливания без доступа воздуха обезжиренных костей круп­ного рогатого скота. Для очистки сиропов применяют костяную крупку с линейным размером частиц 2—25 мм.

Обработка сиропов ведется в специальных аппаратах—ад­сорберах— периодическим или непрерывным способом. Адсор­бирующая способность угля и производительность установки возрастают, если процесс адсорбции выполняется непрерывно. При этом используется принцип противотока: обесцвечиваемый сироп поступает в адсорбер снизу, а гранулы угля, поддержи­ваемые во взвешенном состоянии, сверху. Активность адсорбен­тов по мере поглощения красящих веществ и растворимых солей уменьшается, поэтому периодически их направляют на регенерацию. Процесс регенерации достаточно сложен и удо­рожает производство.

Широко применяемые для обесцвечивания рафинадных си­ропов активные угли (типа карборафии) регенерации не под­вергаются. Их получают обугливанием без доступа воздуха древесины твердых пород деревьев. Основную массу активного угля (от 80 до 95%) составляет углерод.

Эффективен комбинированный способ обработки сиропов карборафином, заключающийся в том, что водную суспензию угля вводят непосредственно в сироп при температуре 80— 85°С на 15 мин, после чего смесь фильтруют через дисковые, или барабанные фильтры, на которых также нанесен слой кар - борафина. Таким образом адсорбент действует на сироп дваж­ды — в мешалках-смесителях и при фильтровании.

В сахарной промышленности для обесцвечивания сиропов используются также ионообменные смолы. Это искусственно полученные органические вещества, способные к быстрому об­мену своих ионов на другие одноименно заряженные ионы, находящиеся в сахарных сиропах. Сиропы, направляемые на

109

Обесцвечивание, не должны иметь температуру выше 80°С Я рН 7,1—7,3. Очистку сиропа ионитом проводят в ионообменным установках, состоящих из реакторов и вспомогательного оборув дования. ™

Обесцвеченные сиропы подаются в вакуум-аппараты для сгущения. Варка утфеля из рафинадного сиропа не отличается от варки утфеля в свеклосахарном производстве. Только рафи­надные утфели варят значительно быстрее свеклосахарных (в течение 70—85 мин для рафинадных и 2—3 ч для продукто­вых), что обусловлено высокой доброкачественностью увари­ваемых сиропов и высокой концентрацией (73% сухого вещест­ва вместо 65%)- Особенностью получения рафинадного утфеля является введение при его уваривании ультрамарина — мине-^ ральной краски интенсивно-синего цвета (расход 75 г на 10 і утфеля). щ

Утфели рафинадных кристаллизаций уваривают до 91,5-е 92,0% сухого вещества при 78°С. Утфели продуктовых кристал­лизаций уваривают до меньшего содержания сухого вещества: I —до 91,0-91,5%; II—до 90,5—91,0%; III—до 90,0—91,0%; IV-до 89,0—90,0%.

Готовый утфель спускают в утфелемешалки-кристаллизато - ры для дополнительной кристаллизации. По мере охлаждения и кристаллизации утфель густеет. Чтобы поддерживать его установленную плотность, утфель разжижают (раскачивают) путем добавления к нему очищенного сиропа последующего продукта.

Для отделения кристаллов сахара утфель направляют на центрифуги. Используются центрифуги циклического и непре­рывного действия. Широко применяются непрерывнодействую - щие пульсирующие центрифуги. Центрифуга имеет 4 горизон­тальных барабана, изготовленных из щелевидных сит, располо­женных последовательно, один за другим вдоль оси центрифуги и вращающихся с частотой 800 мин-1. Диаметры барабанов увеличиваются по мере продвижения сахара. Первый и третий барабаны совершают как вращательное, так и возвратно-посту­пательное движение.

Центрифуга заключена в горизонтальный кожух, в котором установлена перегородка для отделения первого оттека от вто­рого. Пробеливание сахара осуществляется клерсом, в который добавлена суспензия ультрамарина. После центрифугирования и пробеливания получают полупродукт — рафинадную кашку, которая состоит из кристаллов, покрытых пленкой увлажняю­щего их клерса.

Влажность рафинадной кашки регулируется количеством расходуемого клерса и режимом работы центрифуги. В зависи­мости от того, какой должна быть крепость рафинада, влаж­ность может колебаться от 1,5 до 2,9%. Для производства проч­но ного сахара в кашке оставляют максимально возможное коли­чество клерса, с тем чтобы в процессе сушки прессованной кашки кристаллизуемая сахароза цементировала монокристал­лы кусков сахара.

Для получения прессованных брикетов рафинада равной окраски, требуемой массы и крепости, кашка должна иметь равномерную кристаллоструктуру, температуру и влажность. ■Мелкие кристаллы удерживают излишнюю влагу, крупные кристаллы образуют неровную поверхность брикетов. Поэтому кашку, поступающую от центрифугирования разных утфелей, смешивают в спиральном ленточном конвейере, установленном под центрифугами. Дальнейшее ее перемешивание происходит при транспортировании элеватором и просеивании в барабанном сите над лентой конвейера. В кашке, поступающей на прессо­вание, допускается содержание кристаллов: размером 1,0— 1,5 мм и более — 30%; размером 0,5—1 мм — 60%; размером до 0,5 мм и более—10%. Температура кашки 60—65°С и влажность 2,4—2,6%.

Прессование рафинадной кашки проводится с целью фор­мирования брикетов. Его выполняют под давлением. В зависи­мости от физико-механических свойств рафинадной кашки и силы сдавливания, при которой происходит сближение крис­таллов сахарозы, брикеты получаются разные по плотности и форме. После сушки и охлаждения брикеты раскалывают на кусочки правильной формы, определенной крепости и массы. Процесс прессования кашки осуществляют в прессе карусель­ного типа, в диске которого размещено 4 пресс-формы, состоя­щие из матрицы и пуансона. На прессе периодического дейст­вия осуществляется 28—32 прессования в минуту.

Сушка сырого прессованного рафинада протекает в два пе­риода, отличающихся в основном скоростью процесса. Первый период характеризуется интенсивным удалением влаги, вто­рой— резким замедлением процесса сушки. Сушка рафинадных брусков обычно производится в туннельных противоточиых кон­вективных сушилках. Продолжительность сушки рафинада со­ставляет 8—10 ч. При сушке прочного прессованного рафинада (влажностью выше 2,3%) применяют вакуум-сушилки. Общий никл высушивания брикетов под вакуумом 5—6 ч.