Oczyszczanie:

- w Polsce burak cukrowy zawiera 15-30% sacharozy

- buraki przechowywane są w przewietrzanych kopcach

- przed usypaniem buraków w kopce są one wstępnie oczyszczane w tzw. otrząsaczach

- buraki są transportowane kanałem spławowym

- za pomocą grabek usuwane są liście i chwasty

- na końcu kanału jest pompa wirowa która przenosi buraki do płuczki

- w płuczce z jednej strony wprowadzana jest woda, z drugiej buraki

 -elementy ciężkie jak piasek usuwane są dołem, elementy zielone, zanieczyszczenia lekkie są odprowadzane przez przelew

- w tym procesie zużywa się dużą ilość wody

- buraki z pola zawierają ok. 20-25% zanieczyszczeń

 - po przejściu tego procesu zanieczyszczenia stanowią jedynie 0,2%

 

Krajalnica:

- po oczyszczeniu materiał poddajemy pod działanie krajalnicy

- tarcza z nożami rozkrawa buraki

- na dnie krajalnicy pozostaje krajanka, która musi mieć odpowiedni kształt

- najbardziej pożądany to kształt daszku o grubości ścianek ok. 1mm

- jakość krajanki – 100g krajanki kładziemy pasek za paskiem odrzucając grzebienie i segregując kształty pasków, jeśli sumaryczna długość pasków wynosi 11-12m to jest pokrojona prawidłowo

 

Ekstrakcja:

- ekstrakcja ma na celu wyekstrachowanie max ilości sacharozy przy jak najmniejszej ilości innych cukrów

- masa przesuwa się wzdłuż ekstraktora, który ma długość ok. 20m

- na całej długości ekstraktor jest ogrzewany - na końcu uzyskujemy sok surowy o temp. 30 st. C

- czas procesu to 70 -80 min - im wyższa temp. na drodze ekstrakcji tym szybciej ona przebiega ( max temp. to 76 st. C )

- wyższa temp. zapewnia szybszą dyfuzję, mniejsze prawdopodobieństwo zakażeń drobnoustrojowych, większą odporność mechaniczną

- aby zabezpieczenie mikrobiologiczne było jeszcze lepsze dodaje się nadtlenek wodoru lub nadtlenek dwusiarczkowy - w ten sposób uzyskujemy wysłodki

- wysłodki poddaje się wyżymaniu i otrzymuje wodę wysłodkową zawracaną do ekstraktora

- uzyskany sok surowy zawiera 13 – 15 % sacharozy i 2% zanieczyszczeń (kwasy, białka, barwniki, inne cukry)

- zanieczyszczenia te powodują, że nie można jeszcze uzyskać z soku sacharozy

 - należy poddać go ponownemu oczyszczaniu

 

Nawapnianie wstępne:

- CaO 0,2% nb 45 st C 25 min

- dzięki jonom wapnia następuje absorpcja na powierzchni koloidów

- koloidy przestają się odpychać

- łączą się w agregaty i powstaje osad

- z pektyn powstają trudno rozpuszczalne połączenia wysokocząsteczkowego kwasu pektynowego z wapniem

- związki te przechodzą do osadu i utrudniają jego filtracje

- krótsze cząsteczki kwasu pektynowego pozostają w soku

- z hemicelulozy powstają policukry: arabany i galaktazy, które częściowo tworzą z wapniem trudno rozpuszczalne sole przechodzące w znacznym stopniu aż do melasu

- przez koagulację wypadaja prawie całkowicie barwniki melaninowe

- wypadają też sole wapniowe kwasów: szczawiowego, winowego i siarkowego oraz wodorotlenki metali (Mg, Fe, Al)

- na etapie nawapniania wstępnego usuwane jest 21-27% zanieczyszczeń

- mieszanie soku z mlekiem wapiennym musi przebiegać stopniowo

- dzięki obrotowi mieszadeł sok jest zawracany

- na początku procesu dodawany jest węglan wapnia który sprzyja wypadaniu koloidów

- osad nie nadaje się do filtrowania

 

Nawapnianie główne:

- stosowane by poprawić postać tego osadu

- CaO 2% nb 85-87 st. C 10 min

- następuje rozkład białek i pektyn inwertu oraz amidów pod wpływem CaO

- pektyny i hemicelulozy reagują jak podczas nawapniania wstępnego

- białka są hydrolizowane do aminokwasów

- aminokwasy powstają też z amidów po uwolnieniu z nich amoniaku

- produkty rozkładu białek i amidów wchodzą w reakcje z inwertem tworząc barwniki melanoidynowe  

- z glukozy i fruktozy powstają kwasy organiczne, których sole wapniowe rozpuszczane są s soku

- część inwertu karmelizuje barwiąc sok

- po nawapnianiu głównym kilkanaście procent sacharozy występuje w postaci cukrzanu

- ginie tu 100 % form cząsteczkowych i ok. 90% form przetrwanych

- sok posiada uwodniony i kleisty osad

 

Saturacja:

- zbiornik jest wypełniony sokiem

- przez sok przepuszcza się dwutlenek węgla o temp. 40 st. C

- czas procesu to ok. 15 min.

- na tym etapie usuwa się  miej niż 10 % zanieczyszczeń

 

Dekantacja:

- do dekantatora podawany jest sok z osadem

- żeby dekantacja przebiegła szybciej dodaje się flokulanty (subst. jednocząsteczkowe)

 

Druga saturacja:

- jej celem jest wytrącenie max ilości jonów wapnia z soku

- na tym etapie usuwane jest 3-4% zanieczyszczeń

- aparaty tu stosowane są identyczne jak w saturacji pierwszej ale mają mniejsze wymiary

- uzyskujemy tu osad który może być stosowany w aparatach nawapniania wstępnego

- uzyskujemy sok rzadki, który ma ok. 40% mniej zanieczyszczeń, zawierający jony wapnia

 

Usuwanie jonów wapnia:

- sok przepuszczany jest przez złoże kationidowe, na którym są jony sodu wymieniające jony wapnia

- uzyskujemy wyższą rozpuszczalność soli

 

Zatężanie:

- przed zatężaniem dodaje się SO2 który ma właściwości redukujące i zapobiega przyrostowi barwy

- roztwór ma 15 % suchej substancji

- zatężanie następuje w wyparkach wielodziałowych

- temp. w każdym dziale musi być coraz niższa, co uzyskamy dzięki obniżaniu w kolejnych działach ciśnienia

- uzyskujemy sok gęsty 65-77% suchej subst.

 

Kolejna filtracja:

- sok należy przesączyć

- temp. filtrowania to ok. 90 st. C

 

Produktownia:

- zatężanie w warniku

– zbiorniku z elementami grzewczymi

- rurki są ogrzewane parą

- do rurek wpływa sok i podlega ogrzewaniu

 

Krystalizacja:

- krystalizacja zależy od współczynnika przesycenia

– stosunek rzeczywistego stężenia cukru do teoretycznie możliwego w danej temp

- zależy od temp

- im wyższa temp tym krystalizacja przebiega szybciej

- obecność innych cukrów hamuje krystalizacje

- obecność niecukrów ma wpływ na jakość cukrów

- Zatężanie prowadzi się przy ciśnieniu 0,25 atm i 70 -80 st. C

- uzyskuje się cukrzycę I - żeby cukrzyca I miała duże kryształy współczynnik przesycenia powinien wyjść w granicach 1,15-1,25

- żeby krystalizacja trwała trzeba stosować dociągi soku

- krystalizowanie trwa ok. 1,5 h

 

Wirówka:

- cukrzyca I trafia do wirówek

– dużych urządzeń zaopatrzonych w bęben

- bęben dociska siła odśrodkową roztwór do powierzchni wirującej co powoduje oddzielenie soku od sacharozy

- oczyszczamy sacharozę przepłukując ją wodą o temp 90 st. C

- woda wypłukuje resztki soku

- proces oczyszczania trwa do 30 s

- następnie stosuje się parę wodną o temp 150 st C

- para przemywa sacharozę i osusza ją

- uzyskujemy cukier wymielony zawierający do 1% wody

- w postaci krystalicznej uzyskujemy ok. 50% sacharozy, którą wprowadziliśmy z burakami na początku

- cukier ten musi być poddany suszeniu

- trafia na perforowaną powierzchnie i jest osuszany gorącym powietrzem

- schładzamy cukier

- odbieramy cukier o mniejszych i większych kryształach

- następuje segregacja kryształów

- oczyszczanie przez elektromagnesy

- po wirowaniu uzyskujemy odcień ciemny I

- zawiera on ponad 80% suchej substancji z czego ponad 85% to sacharoza

 

Warnik:

- gotowana jest cukrzyca II

- trwa to dwa razy dłużej

 

Wirówka:

- cukier zawierający 93% suchej substancji trafia do wirowania

- ta sacharoza jest uznawana za gorszą

- następuje ścinanie kryształów, oczyszczanie i uzyskujemy mączke

- zawiera ona większą ilość zanieczyszczeń

- z tej mączki po rozpuszczeniu w soku rzadkim uzyskuje się klarówkę o 65% cukru

- klarówkę wykorzystuje się do gotowania cukrzycy I

 

Warnik:

- gotujemy cukrzycę III

- gdy osiągnie ponad 93% suchej subst. transportuje się ją do mieszadeł cukrzycy III

- obniżamy temp przez chłodzenie

- następuje powolny przyrost kryształów

 

Wirowanie:

- wirujemy na takich aparatach jak cukrzycę II tylko bez wody

- uzyskujemy mączkę III uzyskiwaną do inicjowania krystalizacji cukrzycy II i melas

- Zawartość sacharozy w cukrze białym to 99,7%

- melas jest wykorzystywany w procesie fermentacyjnym np. do produkcji etanolu, kwasu  cytrynowego, mlekowego

 - wysłodki zawierają do 90% wody, wyżyna się z nich do 10% suchej subst, która można stosować jako źródło błonnika pokarmowego lub jako materiał do spalania.

 

red. Blanka Majda

Po konsultacji z firmą DIAMANT Pfeifer & Langen.