Технология производства сахара

Сахар взвешивают с помощью автоматических весов и упаковывают массой по 50 кг в пропиленовые мешки. Средняя погрешность взвешивания 10 мешков должна быть в пределах ± 0,125%.

Подготовка тары для упаковки сахара: сахар-песок массой нетто по 50кг, 25кг и 10кг упаковывают в новые пропиленовые мешки с вкладышами. Упакованный сахар следует подавать так, чтобы можно было при этом вести точный учет. Для этой цели на ленточном транспортере установлен автоматический счетчик [2,6,9,21].

 

 

 

 

 

 

4 Подбор оборудования

 

В составе свеклосахарного завода имеется три основных производственных отделения: свеклоперерабатывающее, сокоочистительное и продуктовое. Наиболее важным при производстве сахара – песка является продуктовое отделение. Рассмотрим принцип работы каждого оборудование.

Примененное в курсовой работе оборудование приведено в таблице 3.1.

 

Таблица 3.1 – Технические характеристики оборудования

Название и марка оборудования	Технические характеристики
	Производительность, т/сут.	Габаритные размеры, мм	Масса, кг
Аппарат выпарной «А2-ПВВ-1000»	3500	3200х8760х4205	28450
Вакуум-аппарат «А2-ПВ2-Е-60»	3700	-	26400
Утфелемешалка-кристаллизатор «Ш1-ПКВ»	5000	4100х9050х5103	39160
Устройство подготовки утфеля «Ш1-ПУУ»	3200	1450х3200х1500	1100
Котел клеровочный «КЛР-1.4»	3500	-	1300
Элеватор белого сахара «ЭЛГ-250»	4000	-	3200
Комкоотделитель «Ш52-ПКР-20»	3000	3250х2350х340	1900
Конвейер «Ш53-ПТА-3	3000	Рабочая длинна желоба 7000	1650
Дозатор весовой «6 148 АД-50-РКЗ»	3200	1200х1000х1350	319
Конвейер ленточный «П9-КЛС»	3000	-	5600
Штабелеукладчик «Ш1-ПША»	3550	-	5000

 

5 Переработка и утилизация отходов производства

 

Основными отходами свеклосахарного производства являются: свекловичный жом, фильтрационный осадок (фильтрпрессная грязь) и меласса. Из 25кг сухих веществ, содержащихся в 100кг свеклы (остальные 75% приходятся на воду), лишь около 14кг, или 56%, получается в виде основного продукта – сахарного песка. Остальные 11 кг, или 44% от веса сухих веществ свеклы, переходят в отходы.

Указанные отходы представляют большую ценность и при правильном ведении хозяйства используются полностью на корм скоту, для удобрения полей или как сырье для выработки других видов продукции.

Выход свежего сырого жома при работе на диффузионных батареях составляет 90% к весу свеклы и при работе на диффузионных установках непрерывного действия – около 80%.

На всех новых сахарных заводах строятся жомосушилки для высушивания примерно 60% жома. Остальные 40% получаемого жома предусматривается использовать в свежем виде.

Все образующиеся на сахарных заводах отходы хранятся с целью накопления до последующей передачи на переработку и захоронение. Хранение отходов осуществляется в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.7.1322-03 [24]. Места временного хранения образующихся отходов должны быть оборудованы в соответствии с требованиями санитарно-экологических и противопожарных норм требований [24].

Жом является хорошим кормом для скота. До 71% сухих веществ свежего жома и 56% сухих веществ кислого жома усваиваются организмом животных.

По питательности сухого вещества жом занимает среднее место между луговым сеном и овсом: азотистых веществ в нем содержится лишь немного меньше, а легко усвояемых экстрактивных безазотистых веществ в 1,5 раза больше, чем в сене, и почти столько же, сколько в овсе.

Жом, полученный из диффузионных батарей, транспортируется в жомохранилище, куда его откачивают насосами в виде жомоводяной смеси. Этот распространенный ныне вид транспорта жома применяется у нас временно и в ближайшие годы должен быть заменен ленточными или грабельными транспортерами [21].

Использование жома для выработки пектинового клея.

Содержащиеся в мякоти жома пектиновые вещества (около 40% к весу сухих веществ) при гидролизе их в присутствии минеральных кислот или при нагревании под давлением (2,4- 2,8 атм.) до температуры 125-130°С переходят почти полностью в раствор, образуя гидропектин, который обладает клеящими свойствами. На этой основе с учетом работ ряда исследователей была разработана технологическая схема производства пектинового клея из жома.

Схема предусматривает следующие основные процессы. Из свежего жома, предназначенного для производства пектинового клея, предварительно извлекают промыванием остатки сахара (сахар при производстве клея карамелизуется и окрашивает клей в темный цвет). Этот процесс осуществляют в вертикальной или горизонтальной мешалке с подачей в нее теплой (но не горячей) воды. Промытый жом отжимают на вертикальных жомовых прессах, доводя содержание сухих веществ в нем до 15-18%; затем отжатый жом подают в запарники (генцы), где разваривают паром с температурой 125-130°С в течение 40 мин для перевода пектиновых веществ в раствор. Воды в запарник не добавляют, так как жом содержит ее в избытке (82-85%) [21].

В запаренном жоме пектиновые вещества находятся уже в растворе 6 % концентрации. Для извлечения их разваренный жом направляют на вертикальные жомовые прессы; так как разваренный жом очень плохо отжимается, к нему добавляют 15-30 % отжатого неразваренного жома (балластный сырой жом). Выжимки используют вместе с общей массой жома на корм скоту, а отжатый клеевой раствор фильтруется на фильтрпрессах и поступает в трех - корпусную выпарку под разрежением, где его сгущают до содержания 30 % сухих веществ. Температура кипения клеевого раствора в 1 корпусе Выпарки не должна превышать 100°С. Так как клеевой раствор при выпаривании сильно пенится, то применяют выпарные аппараты с выносной поверхностью нагрева. При этом металл выпарных аппаратов должен быть антикоррозионным. Сироп после выпарки уваривают до содержания 50% сухих веществ в вакуум-аппаратах обычной конструкции, но малой емкости. Полученный густой клей направляют для розлива в бочки или на сушку в распылительную сушилку. Распыление клея производится через форсунки при помощи горячего воздуха, сжатого до 6 атм. Воздух из сушильной шахты, несущий порошок сухого пектинового клея, проходит через циклоны и матерчатый фильтр, в которых и улавливается полученный порошкообразный клей.

Выход товарного сухого клея составляет около 25% к весу сухих веществ в жоме, или 1,5% к весу сырого жома. На 1 кг сухого клея требуется около 45кг пара.

Пектиновый клей имеет темный цвет, клеящая сила его ниже, чем обычных клеев (декстрина, гуммиарабика), но он использовался в текстильной промышленности для шлихтования основы при производстве тканей, в полиграфической промышленности при книгопечатании и в переплетном деле,

Использование жома для производства пищевого пектина.

Всесоюзным научно-исследовательским институтом кондитерской промышленности  разработана и осуществлена на Нальчикской кондитерской фабрике технологическая схема производства пищевого пектинового порошка из сухого жома. Сухой жом по этой схеме подвергают гидролизу 2 % раствором соляной кислоты, из полученного гидролизата после его нейтрализации выделяют при помощи хлористого алюминия коллоидный осадок пектина, который высушивают [21].

Сухой пектиновый порошок находит применение в кондитерской промышленности вместо яблочного пектина и других желирующих веществ. Расход сухого жома составляет 6,5-7 вес. ч. на 1 вес. ч. пектинового порошка.

Меласса.

Оттек, получаемый при фуговке последнего утфеля свеклосахарного производства, называется кормовой патокой, или мелассой. Меласса представляет собой концентрированный раствор сахара и такого количества несахаров, при котором дальнейшая кристаллизация сахара по обычной технологической схеме становится практически затруднительной и невыгодной. Поэтому меласса, подобно жому и фильтрационному осадку, является отходом свеклосахарного производства; она выводится из завода и используется на другие цели. Меласса служит хорошей сдабривающей добавкой к различным, особенно грубым, кормам для скота. Она представляет большую ценность как сырье для различных бродильных производств.

В среднем мелассы получается 4-4,5% к весу свеклы. Следовательно, сахарный завод, перерабатывающий 15000 ц свеклы в суши, имеет за сезон сахароварения в 150сут. около 9000т мелассы, а сахарный завод мощностью 30 000ц свеклы в сут. - около 18 000т.

Использование мелассы для производства дрожжей.

В настоящее время меласса является основным сырьем в дрожжевом производстве. Дрожжевые заводы перерабатывают исключительно свекловичную мелассу. В Америке и в некоторых странах Западной Европы для выращивания дрожжей применяют как свёкловичную, так и тростниковую мелассу. Для получения высоких выходов дрожжей (85-100% к весу мелассы) меласса должна иметь следующие показатели: плотность – не ниже 70° Бр, лучше 75-78° Бр; содержание сахарозы – 46-47%; содержание инвертного сахара – 0,5-1,0%; содержание раффинозы – не более 1%, а лучше полное отсутствие ее.

Мелассы, закисшие или содержащие повышенное количество летучих кислот, снижают выход дрожжей; мелассы, имеющие высокую щелочность, считаются дефектными.

Согласно инструкции по поставке мелассы на спиртовые, дрожжевые заводы и для других бродильных производств в мелассе определяют сумму сбраживаемых Сахаров, которая представляет собой общее количество сахарозы, инвертного сахара и одной трети раффинозы.

Для поставки мелассы дрожжевым заводам надо отбирать такие сахарные заводы, которые имеют наиболее подходящий состав мелассы для дрожжевого производства [21].

Хлебопекарная промышленность в перспективе потребует около 2% прессованных дрожжей к весу муки, для чего надо увеличить производство дрожжей с 0,7 до 1,75кг на душу населения в год.

Использование мелассы для производства спирта.

Вследствие высокого содержания несахаристых соединений мелассу относили ранее к трудносбраживаемому сырью. Однако при усовершенствовании технологического процесса удалось добиться очень легкого способа ее переработки на спирт, и в настоящее время получение спирта из нормальной мелассы не представляет особых затруднений. Под нормальной мелассой понимается меласса: имеющая слабощелочную или нейтральную реакцию; не содержащая совсем или содержащая в небольшом количестве сернистую кислоту или летучие кислоты (уксусную, муравьиную, масляную); с концентрацией сухих веществ не ниже 74%, так как разбавление мелассы водой хотя и не влияет на ее дальнейшую переработку, но вызывает большие затруднения при хранении (разбавленная меласса легко подвергается действию микроорганизмов).

Основой производства спирта из мелассы является сбраживание сахара мелассы дрожжами при температуре 20-25°С и превращение его в спирт и углекислоту по уравнению:

Использование фильтрационного осадка в качестве удобрения.

Самым лучшим методом утилизации фильтрационного осадка является использование его в качестве удобрения [21].

Применение фильтрационного осадка как удобрительного вещества основывается главным образом на содержании в нем связанной и частично свободной извести. Содержание калия, фосфорной кислоты и азота играет при этом меньшую роль. Действие извести на почву состоит в том, что в кислых почвах мало кальция, усвояемого полезными почвенными микроорганизмами и культурными растениями, поэтому растения на таких почвах испытывают кальциевый голод.

На каждый гектар кислой подзолистой почвы рекомендуется ежегодно вносить 3-5ц. извести.

На наших сахарных заводах в течение многих лет накопились большие запасы фильтрационного осадка. По своему химическому составу он вполне может заменить известковую муку, вырабатываемую на известковых карьерах, а наличие в фильтрационном осадке азота и фосфора делает его даже более полезным, чем известковая мука. Но ценность сырого фильтрационного осадка как удобрения снижается в связи с большим содержанием в нем влаги (до 50%). Он малотранспортабелен. Его нельзя внести в почву посредством туковых аппаратов. Поэтому влажный фильтрационный осадок необходимо подвергать сушке либо в специально приспособленных барабанах типа жомосушильных, либо по старому способу Г. Гроппа, который заключается в следующем. Влажный фильтрационный осадок перемешивают с дробленой негашеной известью. Соединяясь с водой осадка, она переходит в гашеную известь, причем температура смеси повышается настолько, что излишняя вода испаряется и в результате получается сухой тонкий порошок [21].

 

 

 

 

Заключение

В процессе выполнения курсовой работы были изучены теоретические основы производства сахара – песка; произведен литературный обзор по теме производство сахара – песка; рассмотрена характеристика сырья и готовой продукции; произведен подбор оборудования.

Рассмотрены основные методы переработки и утилизации отходов производства. Указанные отходы представляют большую ценность и при правильном ведении хозяйства используются полностью на корм скоту, для удобрения полей или как сырье для выработки других видов продукции (к примеру пектина, хлебопекарных дрожжей, спирта и т.д.).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы:

1. Антипов, С.Т. Машины и аппараты пищевых производств, Книга 2 / С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков, В.А. Панфилов, О.А. Ураков. – М.: Высшая школа, 2001. – 680 с.
2. Антоновский, В.Н. Влияние некоторых факторов на процесс кристаллизации сахарных утфелей / В.Н. Антоновский, В.В. Спичак, В.О. Штангеев, Л.И. Тредин. – М.: Сахарная свекла – производство и переработка, 1990. – с. 31 – 33
3. Бугаенко И.Ф. Основы сахарного производства / И.Ф. Бугаенко. – М.:  Международная сахарная компания, 2002.- 332 с.
4. Бугаенко, И.Ф. Влияние гидроокиси кальция на образование красящих веществ при известковой очистке / И.Ф. Бугаенко, М. Мухамед. – М.: Сахарная промышленность, 1972. – с. 14 – 16
5. Бугаенко, И.Ф. Повышение эффективности и использования извести при очистке диффузионного сока / И.Ф. Бугаенко, М.В. Якубсон. – М.: Хранение и переработка с. – х. сырья, 1998. – с.20
6. Востоков А.И., Демчинский Ф.А., Епишина А.С. и др. Справочник химика - М.: Главполиграфпром ,1965. − 677 с.  
7. ГОСТ 127-64 «Сера молотая». – М.: Издательство стандартов, 1964. – 7 с.
8. ГОСТ 21-94 Сахар-песок. Технические условия. – М.: Издательство стандартов, 2002. – 13 с.
9. ГОСТ 2226-88. «Мешки бумажные. Технические условия» – М.: Издательство стандартов, 1988. – 7 с.
10. ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая.Гигиенические требования и контроль за качеством» – М.: Издательство стандартов, 1982. – 4с.
11. ГОСТ 6309-87. «Нитки хлопчатобумажные швейные. Технические условия» » – М.: Издательство стандартов, 1987. – 10 с.
12. ГОСТ Р 52647-2006 «Свекла сахарная. Технические условия». – М.: Издательство стандартов, 2006. – 10 с.
13. Гулый, И.С. Непрерывная варка и кристаллизация сахара / И.С. Гулый. – М.: Пищевая промышленность, 1976. – 268 с.
14. Колесников, Н.В. Хранение и использование свекловичного жома. Химический состав жома / Н.В. Колесников. – М.: Россельхозиздат, 1980. — 155с.
15. Личко .М. Технология переработки продукции растениеводства /  Н.М. Личко. – М.: КолосС, 2008. – 616 с.
16. Петрушевский В.В. Производство сахаристых веществ / В.В. Петрушевский, Е.Г.Бондарь, Е.В. Винокурова. – К.: Урожай, 1989. – 168 с.
17. СанПиН 2.1.7.1322-03 «Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления» – М.: Собрание законодательства Российской Федерации, 2003. – 40 с
18. Сапронов А.Р. Технология сахарного производства / А.Р. Сапронов. – М.: Колос, 1999. – 495 с.
19. Сапронов, А.Р., Сапронова, Л.А. Технология сахара – песка и сахара рафинада / А.Р. Сапронов, Л.А. Сапронова. – М.: Колос, 1996. – 367 с .
20. Силин П.М. Технология сахара /  П.М. Силин. – М.: Пищевая промышленность, 1967. – 625 с.
21. ТУ – 2484-002-0164143149-2009
22. ТУ 10 РФ-1055-92. Известняк технологический для нужд сахарной промышленности.
23. Федеральное государственное бюджетное учреждение федеральный институт промышленной собственности [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www1.fips.ru.
24. Церковный Я.Л. Машины, оборудование, приборы и средства автоматизации для перерабатывающей отрасли АПК / Церковный Я.Л.- М.: Агропромиздат, 1990. − 235 с.