Загальна технологія виробництва цукру-піску та цукру рафінаду

Загальна технологія виробництва цукру-піску та цукру рафінаду

Міністерство аграрної політики України

Сумський національний аграрний університет

Кафедра переробки м'яса та м'ясопродуктів

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни "Загальні технології харчових виробництв"

Тема роботи: Загальна технологія виробництва цукру-піску та цукру рафінаду

Керівник роботи Неліна Катерина Петрівна

Студент Калюжний Денис Валерійович

ГрупаТМЯ 0503-1

2008

Міністерство аграрної політики України

Сумський національний аграрний університет

Кафедра переробки м'яса та м'ясопродуктів

Завдання на курсову роботу

з дисципліни „Загальні технології харчових виробництв"

Студенту Калюжному Д.В. групи ТМЯ 0503-1 III курсу

1. Тема курсової роботи "Загальна технологія виробництва цукру-піску та цукру рафінаду"

2. Перелік обов'язкового графічного матеріалу: апаратурно-технологічна схема виробництва цукру, усього 1 лист формату А1.

3. Рекомендована спеціальна література та матеріали: методичні вказівки до виконання курсової роботи / Суми: Сумський національний аграрний університет, 2008. -- 19 с.

4. Строк виконання ________________________________________

5. Строк захисту __________________________________________

6. Дата видачі завдання "___" _______________ 2008 р.

Керівник роботи Неліна Катерина Петріва

зміст

ВСТУП

1. ОБГРУНТУВАННЯ РЕЦЕПТУРНОГО СКЛАДУ ПРПОДУКТУ

2. АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ВИРОБНИЦТВА ЦУКРУ-ПІСКУ

2.1 Приймання, первинна обробка й підготовка сировини

2.2 Теплова обробка

2.3 Пакування

2.4 Зберігання

3. АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ВИРОБНИЦТВА ЦУКРУ-РАФІНАДУ

3.1 Підготування сировини

3.2 Термічна обробка сировини

3.3 Пакування

3.4 Зберігання

4. ОРГАНІЗАЦІЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ТА КОНТРОЛЮ ЯКОСТІ ПРОДУКТУ

5. ВИЗНАЧЕННЯ ШЛЯХІВ РОЗВИТКУ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ

6. РОЗРОБКА АПАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ВИРОБНИЦТВА ЦУКРУ-ПІСКУ

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

ВСТУП

Цукрова промисловість України - це одна з найбільших промисловостей держави. Оскільки цукровий буряк є основною сировинною базою вітчизняних цукрових заводів України, то конкурентоспроможність та ефективність виробництва цукрових буряків в Україні є одним з найбільш важливих елементів у проблемі підтримки та збереження всього цукрового маркетингового ланцюжка.

Цукор - вуглевод, що практично цілком складається із сахарози (С12Н22О11). За рахунок вуглеводів задовольняється половина загальної енергетичної вимоги нашого організму. Тому, як би ми не прагнули замінити в нашому меню цукровий пісок чи рафінад на овочі та фрукти, вживання їх кілограмами все рівно не може задовольнити вимогу організму в цукрі. Дуже мало його міститься в дарах природи. Оптимальний склад їжі людини повинен містити 50-70% вуглеводів, де на долю сахарози приходиться близько 10%. Це близько 70 г цукру на добу, або 25 кг у рік. На відміну від продуктів, що містять цукор (цукерок, шоколаду, напоїв, кондитерських виробів) цукор - це практично чиста сахароза. В нашому організмі вона розщеплюється на глюкозу та фруктозу, які через кров поступають спочатку в печінку, а потім до окремих клітин, забезпечуючи їх енергією. Встановлено, що цукор навіть при вживанні його в надмірних кількостях здатен негативно впливати на наше здоров'я лише за наявності жирів, які містять насичені жирні кислоти. Проте нестача цукру в організмі може призвести до гіпоглікемії (заниженому вмісту глюкози в крові), що проявляється в стресах, збудливості і навіть у психічних розладах.

Сировиною для виробництва цукру є цукрова тростина та цукровий буряк.

Цукрова тростина (Arundo saccharifera) - це рослина, що належить до родини злакових й вирощується в Республіці Куба, Мексиці, Австралії та інших країнах спекотного клімату. Цукор, що представлений переважно сахарозою, міститься у соку цукрової тростини. Стебло тростини досягає висоти до 4 метрів й товщі 55 міліметрів.

Вміст сахарози в стеблах тростини нижче, ніж в цукрових буряках і складає 12-15 %, але через більш високу врожайність даної культури порівняно з цукровим буряком, цукру з 1 гектару із цукрової тростини отримують майже в 2 рази більше, ніж з буряка.

Віджатий тростинний сік очищують, випарюють та виділяють цукор-сирець. Тростинний цукор-сирець світло-кремового кольору та містить 97-98% сахарози, 0,6-0,8% інвертного цукру (суміш глюкози та фруктози) та має вологість 0,-0,8%.

Цукровий буряк (Beta vulgaris) - це рослина, що належить до родини маревих. Це дворічна, посухостійка рослина. В перший рік із насіння вирощують коренеплід з масивною кореневою системою. В наступному році із висаджених в грунт коренеплодів виростає стебло, квітки та насіння.

Для виробництва цукру використовують коренеплоди першого року розвитку. Коренеплід уявляє собою м'ясисту, щільну частину кореневої системи. Маса коренеплодів у середньому складає 200-500 г.

Історія розвитку цукрової промисловості в Україні

Цукрова промисловість -- галузь харчової промисловості, яка виробляє цукор - пісок і рафінад. На Україні це одна з найстаріших і найважливіших галузей харчової промисловості, продукція якої до 1914 року була найважливішим предметом експорту.

На Україні цукор виробляється в основному з цукрового буряку. З середини 1950-х років деяка, щораз більша (тепер до 35%), кількість -- також з цукрової тростини, яку привозять з Куби. Понад половини цукру на Україні споживає населення, частина становить сировину для низки галузей харчової промисловості.

Виробництво цукру з цукрового буряка припадає у Західній Європі на середину 18 століття; у Росії перші цукрові заводи виникли у першій половині 18 століття (з привізної сировини -- цукрової тростини).

На Україні перші цукроварні збудовано 1824 у с. Трощині Канівського повіту й у с. Микишині на Чернігівщині.

З початку 1840-х років цукроварство швидко розвивається: у 1830 р. -- 6 заводів, у 1842 р. -- 52, у 1848 р. -- 192. Це пов'язано з вигідними природними умовами для вирощування цукрових буряків (клімат, грунти) та наявністю дешевої робочої сили (селяни-кріпаки).

Початково цукрова промисловість розвивалася майже винятково у поміщицьких господарствах - на той час, у зв'язку з високими коштами перевозу цукрового буряка, розміщення цукрової промисловості пов'язувалося з розміщенням сировини.

Подальшому розвитку цукрової промисловості сприяла тенденція переходу на товарне рільництво з постійно зростаючими посівами технічних культур, зокрема цукрового буряка. У 1914 році в Російській Імперії нараховано 241 заводів, у тому числі на Україні - 203. На Правоберіжжі цукрова промисловість була найбільше розвинена на Київщині й Поділлі; на Лівоберіжжі -- на Сумщині й Харківщині.

В 1914 році на цукрових заводах України працювало 120 тисяч робітників (1/5 робітництва України), переважно жінок і підлітків. Праця була сезонна (3-4 місяці), і працювали на 2 зміни, по 12 годин на добу. Виробництво цукру зросло з 200-900 т. у 1881-1882 роках до 1,1 млн т. 1913-1914 роках. Україна виробляла 80-85% цукру-піску і близько 75% рафінаду Російської Імперії. У світовій продукції цукру з цукрового буряка Україна посідала друге після Німеччини місце.

Серед цукрозаводчиків була низка українців, відомих меценатів: Терещенки, Симиренки, Яхненки; були й поляки (Браніцькі), росіяни (Бобринські).

До 1914 року найбільше цукроварень було на східному Поділлі, на Сумщині й Київщині, натомість їх майже не було у лісовій і степовій смугах. У Східній Галичині цукрова промисловість існувала з першої половини XIX століття, але пізніше всі цукроварні закрито внаслідок політики австрійського картелю.

За роки Першої світової війни цукрова промисловість занепала, а у 1917-1921 pоках зазнала цілковитої руйнації.

В 1921-1922 роках вироблено ледве 4% цукру, порівняно з 1913 роком.

За наступні роки цукрова промисловість швидко відбудувалася і в 1927-1928 роках досягла довоєнного рівня (1,1 млн т).

З середини 1930-х років цукрова промисловість почала швидко зростати -- до 1 580 тис. т 1940 року. Низку старих заводів реконструйовано і споруджено ряд нових, серед них 4 великі: Лохвицький (найбільший завод в СРСР і Європі) і Веселоподільський (обидва на Полтавщині), Куп'янський на Харківщині і Гнів'янський на Вінничині. У їхньому спорудженні використано найновіші технологічні досягнення цукрового виробництва, а зокрема до 70% механізовано ручні роботи. Дещо концентровано виробництво і зменшено чисельність заводів до 138.

У 1913 році цукровий завод на Україні переробляв пересічно 70 тис. ц., а у 1940 р. -- 103 тис. центнерів цукрових буряків.

Концентрація виробництва відбувалася також і в рафінадній промисловості України. У Галичині було лише два заводи; на Буковині - 3 (Жучка, Лужани, Хрещатик).

За часи другої світової війни 1941-1945 років частину цукроварень цілком зруйновано, частину -- пошкоджено. У 1945 р. виробництво цукру зменшилося до 329 тис. т. Довоєнного рівня було досягнуло лише у 1954 році.

Швидкого розвитку цукрова промисловість досягла у 1955-1970 pоках. За той час збудовано 38 нових високомеханізованих підприємств, а багато старих заводів реконструйовано і значно розширено. Середня потужність в розрахунку на один завод зросла за 1950-1970-і роки майже вдвічі: з 8,6 тис. центнерів на добу в 1950 р. до 17 тис. центнерів у 1970 р.

За той час виробництво цукру:

1955 -- 2 425 тис. т, у тому числі 2328 тис. т. з цукрового буряку,

1960 -- 3877 тис. т, у тому числі 3340 тис. т з цукрового буряка

1965 -- 6686 тис. т, у тому числі 5644 тис. т з цукрового буряка

1970 -- 5973 тис. т, у тому числі 5069 тис. т з цукрового буряка

1975 -- 6035 тис. т (у тому числі 4679 тис. т. з цукрового буряка),

1978 -- 6900 тис. т. (у тому числі 3743 тис. т. з цукрового буряка);

З 1982 р. знову почалося зростання -- 6 608 тис. т (4 254), найвищі числа в історії українського цукровиробництва. Однак, не зважаючи на помітне зростання врожайности і збору цукрового буряка, а також на розширення виробничих потужностей цукроварень, обсяг виробництва цукрової промисловості збільшився неістотно. Так, середньорічна продукція цукру з цукрових буряків в УРСР становила у 1976-1980 pp. 4 млн т (проти 4,3 млн т у 1961-1965), тоді як обсяг переробки цукрових буряків зріс за цей час до 13 млн т. Основна причина цього явища -- зменшення врожайности і цукристости цукрових буряків, погіршення їх технологічних вартостей, підвищення втрат цукру у процесі зберігання та нерідко нераціональний транспорт і переробка бурякової сировини. Внаслідок всього цього продукція цукру на 1976-1980 pp. знизилася з 13,7% до 10,6% від загальної маси цукрових буряків.

Географічне розміщення цукрової промисловості і тепер в основному покривається з розміщенням цукрового буряка.

Найбільше розвинена цукрова промисловість у Вінницькій, Черкаській, Хмельницькій, Київській, Сумській, Полтавській та Харківській, Кіровоградській і Одеській областях.

. Цукор-пісок переробляється на рафінад на 15 рафінадних заводах (найбільші -- Сумський і Одеський) і в 12 рафінадних цехах. Почавши з 1960-х pp., у зв'язку з зменшенням його споживання, виробництво рафінаду скоротилося.

Стан цукрової промисловості України

Незважаючи на високі показники виробництва сектору в радянські часи (Україна була найбільшим виробником цукру та, як наслідок, цукрового буряку у колишньому СРСР), перехід до ринкової економіки став справжнім викликом для виробництва бурякового цукру. Із втратою ринків на теренах колишнього СРСР та обмеженої міжнародної конкурентоспроможності з початку перехідного періоду виробництво цукрового буряку знизилося більш ніж на дві третини, з 44,3 млн. т. в 1990 році до 15,6 млн. т. у 2005 році (див. табл. 1).

Таблиця 1: Виробництво цукрових буряків в Україні, 1990-2005 рр.
	1990	1995	2000	2001	2002	2003	2004	2005	2006
Площа, тис. Га	1605,4	1022,1	855,6	970,3	896,6	773,4	732,0	625,5	667,0
Врожайність, т/га	27,57	15,63	17,67	18,26	18,93	20,12	23,80	24,97	22,53
Валовий врожай, млн. т	44,3	14,1	13,2	15,6	14,5	13,3	16,6	15,6	15,4

Однак цей спад не був постійний. Після найнижчого врожаю 2000го року сектор дещо покращив свої показники, однак досі немає чітких позитивних тенденцій. Тим не менш, повільне скорочення посівних площ і збільшення врожайності свідчить про деякі позитивні структурні зрушення в секторі.

Необхідно відзначити, що врожайність, показана у таблиці 1, є простою середньою оцінкою та не відображає всю змінність показників врожайності між виробниками в секторі.

В таблиці чітко просліджується як постійний спад посівних площ, так і не стабільний сбір врожаю. На ці фактори пливає дуже багато чинників: погодні умови, зношення земель, нерівномірне внесення добрив, зношення обладнання, не проводиться селекція по "вдосконаленню" коренеплодів та багато інших.

1. ОБГРУНТУВАННЯ РЕЦЕПТУРНОГО СКЛАДУ ПРОДУКТУ

Виробництво цукру-піску та цукру-рафінаду з цукрового буряка або цукрової тростини уявляє собою систему складних фізико-хімічних перетворень початкового продукту. Основною сировиною для виробництва цукру в Україні є цукровий буряк, а саме його коренеплід (див. рис. 1, таб.2)

Рис. 1 Будова коренеплоду цукрового буряка

Коренеплід утворюється поступовим потовщенням тканини з трьох органів рослини.

1. З верхньої частини головного кореня утворюється основна частина коренеплоду. Внизу коренеплід переходить через хвостик буряка (діаметр < 1 см) в стрижньовий корінь. При прибиранні хвостик, як правило, залишається в грунті або пізніше обломлюється. Сорти буряка з глибокими бороздками небажані із-за великого забруднення.

2. Перехідна частина від кореня є шийка. Шийка знаходиться між закладкою верхнього бічного коріння і нижнього листя. На її поверхні немає ні коріння, ні листя.

3. Голівка, або епікотіль, є нижньою частиною коренеплоду. Вона починається безпосередньо під закладкою нижнього листя. На її вершині знаходяться конус вегетації і серцевинне листя. Перехід від головки до шийки можна чітко визначити: це місце, де судинна система чітко переходить з безладного положення в концентричні кільця (у цукрового буряка від 8 до 12). Голівка займає 10-15% довжини коренеплоду, шийка - 10-20 і власний коренеплід - 65-80%.

За хімічною будовою значну частину маси коренеплоду (75%) складає вода. Близько 72% води утримується в соку, а 3% зв'язано з речовинами м'якоті буряка. Вміст сухих речовин в коренеплоді складає близько 25%, які у цукровому виробництві підрозділяють на сахарозу і нецукри. Вміст сахарози в коренеплоді складає близько 12,5%, нецукри складають 2,5%

Вид сировини	Питома вага у рецептурі, %	Функціонально-технологічні властивості	Вплив на якість готової продукції	Вимоги до якості сировини
Цукровий буряк	100	Шляхом подрібнення має здатність отримання соку з метою подальшого отримання готового продукту цукру.	На якість цукру (цукристість, колір та ін.) прямо пропорційно впливає сорт буряка (вміст сахарози), умови вирощування, механічна та термічна обробка в процесі виробництва	Вимоги згідно ГОСТ 21-94 "Сахар-песок" ДСТУ 2075-92 "Цукор-пісмок та цукор-рафінад. Методи визначення кольоровості". ДСТУ 2317-93 "Цукор-пісмок та цукор-рафінад. Методи визначення золи".

Таблиця 2. Аналіз рецептури цукру-піску

Лише комплексний підхід до всього процесу отримання цукру (високоякісне насіння, сприятливі умови для росту й розвитку коренеплоду, умови механічної та термічної обробки буряка в технологічному процесі) може дати високоякісний, конкурентноспроможний цукор-пісок. Одним з найважливіших факторів є аналіз технологічного процесу виробництва цукру-піску, представленому у наступному пункті курсового проекту.

2. АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОФЕСУ ВИРОБНИЦТВА ЦУКРУ-ПІСКУ

Для забезпечення безперебійної роботи і створення 1-2 добових запасів буряка завод має бурачну, що розташована поруч із заводом.

Сучасні заводи, що виробляють цукор (цукор-пісок та цукор рафінад), являють собою великі підприємства, що переробляють у добу тисячі тон буряка. Вони добре механізовані, майже всі операції автоматизовані.

Взагалі, виробництво цукру - це дуже складний фізико-хімічний процес (див. рис. 3).

Буряк - це рослина родини маревих, її хімічний склад обумовлений якістю насіння та кліматичних умов, його можна представити схемою (див. рис. 2)

Рис. 2 Хімічний склад цукрового буряка

У коренеплоді цукрового буряка міститься близько 75% води та 25% сухих речовин, які в цукровому виробництві умовно ділять на сахарозу та нецукри.

Вміст сахарози у буряку, або цукристість, може складати 15-22% і в середньому складає 17,5%.

Цукор-пісок та цукор-рафінад, що виробляється з цукрового буряка, являє собою майже чисту сахарозу; так, цукровому піску сахарози міститься 99,75% сухих речовин, а в цукрі-рафінаді - не менш ніж 99%.

Взагалі, весь технологічний процес виготовлення цукру з цукрового буряка можна поділити на такі етапи: приймання, первинна обробка чи підготовка сировини; теплова обробка; пакування та зберігання.

2.1 Приймання, первинна обробка й підготовка сировини

Приймання. При прийманні цукрового буряка визначають відповідність до вимог ГОСТів по фізичному стану, зрілості, загальній забрудненості і залежно від цього укладають в кагати на зберігання. Частково пошкоджений (гризунами або механічними ушкодженнями) цукровий буряк одразу направляють на переробку.

Доставка на завод, відділення домішок. З бурачної на виробництво цукровий буряк подається за допомогою води по гідравлічному транспортеру. Він уявляє собою жолоб із заліза, бетону, цегли, що під кутом направлений в сторону заводу. До жолобу гідравлічного транспортеру буряк змивається водою під надлишковим тиском 0,2-0,3 МПа за допомогою гідрантів і з водою доставляється на завод. Витрата води складає 600-700% до маси буряка.

Буряк, що надходить на переробку, містить 5-10% домішок у вигляді піску, каменів, землі. Відділенню домішок на заводі придається велике значення, оскільки вони потрапляють в устаткування, погіршують роботу бурякорізок, знижають якість дифузійного соку і призводять до різкого збільшення втрат цукру. Відділення домішок починається в гідротранспортері, який має спеціальні ловушки (пісколовушки, каменеловушки і т.д.).

Страницы: 1, 2, 3