Загальна технологія виробництва цукру-піску та цукру рафінаду

Рис. 4 Технологічна схема виробництва цукру-рафінаду

3.1 Підготування сировини

Цукор-пісок, який потрапляє на виробництво, просіюється для видалення домішок (шпагат, мішковий ворс), зважується на автоматичних вагах і подається на приготування сиропу та клерку.

3.2 Термічна обробка сировини

Рафінадний сироп, який має концентрацію сухих речовин 73%, готують зі звичайного цукру-піску.

Клерк - сироп, який виготовлений з найкращого за якістю цукру-піску та відходів цукру-рафінаду. Температура сиропів не нижче 750С, рН не нижче 7,5.

Потім сироп фільтрують крізь гравій для видалення механічних домішок та піддають адсорбційному очищенню для знебарвлення та звільнення від мінеральних домішок.

Обробка сиропів ведеться в спеціальних апаратах - адсорберах. Адсорбуючий сироп потрапляє знизу, а гранули вугілля, адсорбенту, зверху.

Знебарвлені сиропи подаються до вакуум-апаратів з метою згущення. Варіння утфеля з рафінадного сиропу не відрізняється від варіння утфеля в бурячно-цукровому виробництві. Особливістю отримання рафінадного утфеля є введення при його уварюванні ультрамарину - мінеральної фарби інтенсивно-синього кольору (витрата 75 г на 10 т утфеля).

Утфелі рафінадних кристалізацій уварюють до 91,5-92,0% сухої речовини при 780С.

Приготований туфель спускають в утфелемішалки-кристалізатори для додаткової кристалізації. По мірі охолодження та кристалізації утфель густішає.

Для відділення кристалів цукру утфель направляють на центрифуги.

Центрифуга має 4 горизонтальних барабани, що виготовлені з щелиноподібних сит, які розташовуються послідовно, одне за одним вздовж вісі центрифуги. Діаметр барабанів збільшується по мірі просування цукру. Перший та третій барабани здійснюють як обертовий, так і обернено-поступальний рух.

Після центрифугування та пробілювання цукру отримують напівпродукт - рафінадну кашку, яка складається з кристалів, що вкриті зволожуючою плівкою їх клерсу.

Вологість рафінадної кашки регулюється кількістю клерса, що витрачається, та режимом роботи центрифуги. В залежності від того, якою повинна бути міцність рафінаду, вологість може складати від 1,5 до 2,9%. Для виробництва міцного цукру в кашці залишають максимально можливе кількість клерсу, з тим, щоб в процесі сушіння сахароза цементувала монокристали цукру.

Для отримання пресованих брикетів рафінаду однакового забарвлення, певної маси та міцності, кашка повинна мати рівномірну структуру кристалів, температуру та вологість. Дрібні кристали утримують надлишкову вологу, великі кристали утворюють нерівну поверхню брикетів. Тому кашку, яка надходить від центрифугування різних утфелів, змішують в спіральному конвеєрі. Який знаходиться під центрифугами. В кашці, яка надходить на пресування, допускаються кристали: розміром 1,0-1,5 мм і більше 30%; розміром 0,5-1,0 мм - 60%; розміром до 0,5 мм і більше - 10%. Температура кашки 60-650С і вологістю 2,4-2,6%.

Пресування рафінадної кашки проводиться з метою формування брикетів. Його проводять під тиском. В залежності від фізико-хімічних властивостей рафінадної кашки та сили здавлювання, при якому відбувається зближення кристалів сахарози, брикети отримують різні за щільністю та формою. Після сушіння та охолодження брикети розколюють на шматочки рівної форми, певної щільності та маси. Процес пресування кашки здійснюється в пресі карусельного типу, на диску якого розташовано 4 прес-форми. На пресі періодичної дії здійснюється 28-32 пресування за хвилину.

Сушіння сирого пресованого рафінаду відбувається в два етапи, які відрізняються між собою швидкістю протікання. Перший етап характеризується інтенсивним видаленням вологи, другий - різким зупиненням процесу сушіння. Сушіння рафінадних брикетів проводиться в тунельних сушильних шафах. Тривалість сушіння рафінаду складає 8-10 годин. Загальний цикл сушіння рафінаду складає 5-6 годин.

3.3 Пакування

Цукор-рафінад пресований колотий, пресований швидкорозчинний фасують в пачки по ГОСТ 12303 і коробки по ГОСТ 12301 масою нетто 0,5 і 1,0 кг. Відхилення, що допускаються, від середнього арифметичного значення маси всіх пачок (коробка), відібраних від вибірки, не повинні перевищувати для пачок (коробка) масою нетто 0,5 кг - ± 2,0 %, для 1,0 кг - ± 1,5%.

При фасовуванні цукру-рафінаду в пачки і коробки застосовують папір мазкий А-I, А-II, Б-I для упаковки харчових продуктів на автоматах по ГОСТ 7247, папір для автоматичної упаковки, картон для споживчої тари по ГОСТ 7933 або інші рівноцінні за показниками якості марки паперу і картону для харчових продуктів, дозволені до застосування органами охорони здоров'я.

Кусковий пресований цукор-рафінад загортають по два шматочки в окремі пакетики спочатку в підпергамент марки II по ГОСТ 1760, потім в художньо оформлену етикетку з етикеточного паперу по ГОСТ 7625.

100 пакетиків укладають в пачки з паперу масою нетто 1,5 кг

Відхилення, що допускаються, від середнього арифметичного значення маси нетто пачок не повинні перевищувати ± 2,0 %.

3.4 Зберігання

Згідно ГОСТ 26907-86 тривалому зберіганню підлягає цукор-пісок та цукор-рафінад, упаковані в тару або без пакування.

Строки зберігання цукру в упаковці встановлюють для цукру-рафінаду:

на складах, що отоплюються - до 8 років,

на складах, що не отоплюються - до 5 років.

Температура цукру, що тривало зберігається, не повинна перевищувати 250С.

Цукор зберігають окремо від харчів, що можуть зіпсувати його якість.

4. ОРГАНІЗАЦІЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ТА КОНТРОЛЮ ЯКОСТІ ПРОДУКТУ

В будь-якому виробництві на кожному етапі (особливо на кінцевому етапі) має відбуватися контроль якості продукції з метою виявлення невідповідної продукції і вилучення ще до її реалізації на ринок. Саме з цією метою проводять ряд складних досліджень за органолептичними, фізико-хімічними, мікробіологічними та іншими показниками.

Так, цукор-пісок повинен вироблятися у відповідності із вимогами справжнього стандарту (ГОСТ 21-94. Цукор-пісок) по технологічній інструкції, з дотриманням санітарних норм і правил затверджених в установленому порядку.

Весь процес контролю якості представлено у таблиці 4. Схема контролю технологічного процесу виробництва цукру-піску.

Таблиця 4. Схема контролю технологічного процесу виробництва цукру-піску

Об'єкт контролю	Параметр, що контролюється	Нормативний показник	Метод контролю (НД)
1. Контроль сировини
Цукровий буряк	вмісту цукру	+ 0,7 0Z	ДСТУ 4327:2004
2. Контроль виробництва ( технологічного процесу)
Дифузійний сік	Температура, кислотно-лужне середов. (рН)	75-75 0С, рН = 6,0-6,5	ТУ
Сироп	Вміст сухих реч. температура	92,5 - 93,5 % 73-75 0С	ТУ
Утфель (центрифугування)	вологість	0,8-1,2 %	ТУ
3. Контроль готової продукції (цукру-піску)
Цукор-пісок	Смак та запах	Солодкий, без сторонніх присмаку і запаху, як в сухому цукрі, так і в його водному розчині	ГОСТ 12576
Цукор-пісок	Сипучість	Сипкий, допускаються грудки, що розвалюються при легкому натисненні	ГОСТ 12576
	Колір	Білий з жовтуватим відтінком	ГОСТ 12576
	Чистота розчину	Розчин цукру має бути прозорим, без не розчинного осаду або інших сторонніх домішок	ГОСТ 12576
	Масова частка сахарози (у перерахунку на суху речовину) %, не менше	99,75	ГОСТ 12571
	Масова частка золи (у перерахунку на суху речовину) %, не більше	0,04	ГОСТ 12574
	Масова частка вологи %, не більше	0,14	ГОСТ 12570
	Цвілеві гриби, КОЕ в 1 грамі, не більше	1,0 х 10	ГОСТ 26968
	Дріжджі, КОЕ в 1 грамі, не більше	1,0 х 10	ГОСТ 26968
	Бактерії групи кишкових паличок (коліформи), в 1 грамі	Не допускаються	СанПін 42-123-4940
	Патогенні мікроорганізми, зокрема бактерії роду Сальмонела, в 25 грамів	Не допускаються	СанПін 42-123-4940
	Миш'як	0,5 мг/кг	ГОСТ 26930
	Мідь	1,0 мг/кг	ГОСТ 26931
	Свинець	1,0 мг/кг	ГОСТ 26932
	Кадмій	0,05 мг/кг	ГОСТ 26933
	Цинк	3,0 мг/кг	ГОСТ 26934
	Вміст пестицидів, міліграм/кг, не більш: Гексахлоран..ГХЦГ гамма-ізомер	0,005 мг/кг	СанПін 42-123-4540
	Фостоксин	0,01 мг/кг	СанПін 42-123-4540

Контроль якості продукції на всіх етапах її життєвого циклу проводять у відповідності до міжнародних систем якості НАССР та ISO, а також до національних стандартів України - ДСТУ. Саме комплексний контроль якості може давати високоякісний, по можливості екологічно чистий продукт для споживання, особливо коли цей продукт є загальновживаним та має високий попит не лише в Україні, але й за кордоном.

5. ВИЗНАЧЕННЯ ШЛЯХІВ РОЗВИТКУ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ

Як видно з таблиці 1, з 1990 року відбувається зниження виробництва цукру в Україні і починається занепад всієї цукрової галузі. Це пов'язано з розпадом СРСР, втрати ринків збуту продукції, втрати робочих місць, зношення обладнання і т.д.

На сьогоднішній день цукрова промисловість України знаходиться в дуже скрутному становищі. І саме зараз необхідно це становище виправляти.

Основним шляхом розвитку технологічної системи є :

- Зміна застарілого обладнання (що є неефективним, в результаті науково-технічного процесу) на нове енергозберігаюче та водозберігаюче.

- Заміна застарілого обладнання на сучасне та комп'ютерізоване.

- Перехід на безвідходне виробництво (виробництво цукру, кормів, біопалива та інше).

- Створення конкурентноспроможного продукту.

- Здешевлення вартості продукту.

- Підвищення якості продукції.

- Пошуки нових ринків збуту.

Відродження та подальший розвиток цукробурякового підкомплексу України потребує комплексної системи постійних і довгострокових заходів на рівні державної програми з відповідними законодавчими і регулюючими механізмами. Для розв'язання проблеми необхідно забезпечити структурні, функціональні, енергетичні, сировинні та інвестиційні зміни. Щодо конкретних пропозицій до вирішення проблем можна запропонувати наступні дії:

- Розробка програм реструктуризації та технічного переобладнання галузі.

- Формування державної політики в сфері виробництва цукрових буряків і цукру та оптової торгівлі цукром, спрямованої на захист економічних інтересів держави, прав споживачів і вітчизняних товаровиробників.

- Розробка і здійснення програм організації виробництва обладнання, приладів, машин та систем для підприємств бурякоцукрового комплексу.

- Розробка нормативно-законодавчої бази щодо формування і подальшого функціонування ринку цукру.

- Інтеграція товаровиробників і переробників цукросировини з метою збільшення обсягів виробництва цукрових буряків, здешевлення їх вартості та підвищення якості.

- Ініціювання заходів для запобігання незаконного ввезення цукру, цукромісних продуктів та насіння цукрових буряків.

- Розробка спільної програми дій на цукровому ринку країн СНД з метою визначення концепції і вироблення загальної стратегії його формування.

- Співпраця із спілками цукровиробників та трейдерами ринку цукру країн СНД та країн далекого зарубіжжя.

- Співробітництво з країнами, які не мають власного цукрового виробництва (наприклад країни Закавказзя).

- Вивчення і розповсюдження передового світового досвіду в галузі буряківництва та цукроваріння.

- Організація міжнародного навчання спеціалістів, проведення міжнародних виставок, ярмарок аукціонів, відряджень українських фахівців за кордон та прийому іноземних партнерів.

- Створення єдиної електронної інформаційної мережі підприємств і організацій бурякоцукрового комплексу.

- Створення інформаційно-технічної бази даних, що стосується виробництва та оптової торгівлі цукром.

- Розробка класифікаторів, стандартів на насіння і фабричні цукрові буряки, товарів експлуатаційної надійності, безпеки та ін.

- Створення вітчизняних і спільних високопродуктивних гібридів з високою якістю насіння та технологічними якостями сировини.

- Збільшення питомої ваги високопродуктивних гібридів з переходом на них протягом 2-3 років на всій площі.

- Забезпечення внутрішньої сертифікації насіння еліти і фабричної генерації з видачею сертифіката встановленої форми.

- Вирішення питання щодо реального надання пільгових кредитів, як це передбачено Законом України "Про державне регулювання виробництва і реалізації цукру".

- Здійснення оснащення машинно-технологічних станцій при цукрових заводах та забезпечення необхідною кількістю засобів захисту рослин за рахунок виділення коштів по лізингу.

- Передбачити державну підтримку в забезпеченні цукрових заводів, паливно-мастильними матеріалами.

- Визначення на конкурсних засадах базових підприємств, які будуть працювати для забезпечення цукром внутрішнього ринку України.

- Переорієнтація цукрових заводів на виробництво цукровмісних продуктів (меляса, сиропи та інш.) для випуску паливного етанолу, використовуючи наявну нормативно-правову базу та напрацьований досвід.

Саме комплексне вирішення всіх проблем цукрового виробництва може підняти і зробити високо конкурентноспроможною одну з найбільших харчових галузей України.

6. РОЗРОБКА АПАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ВИРОБНИЦТВА ЦУКРУ-ПІСКУ

Останнім і заключним етапом даного курсового проекту є розробка апаратурно-технологічної схеми виробництва цукру-піску. Виробництво цукру є складним фізико-хімічним перетворенням цукрового буряка під дією різноманітних чинників ( температури, тиску, кислотно-лужного середовища, вологості та ін.) технологічного процесу.

Переробка цукру на великих підприємствах та цукрових заводах розпочинається з бурачної, куди доставляється цукровий буряк для зберігання та подальшої переробки. З бурачної цукровий буряк подається на виробництво за допомогою води по гідравлічному транспортеру, що містить ловушки для домішок, саме тут відбувається перша стадія очищення буряка від механічних домішок (пісок, камені, земля). При переміщенні буряка по транспортеру частина домішок може залишатися, саме тому буряк подають в мийне відділення для більш детального очищення. Після мийки буряк піднімають у верхнє відділення для зважування та подрібнення в стружку на подрібнювальних машинах.

Після цього розпочинається етап термічної обробки цукрового буряка. Подрібнений буряк в стружки направляють у відділення для отримання дифузійного соку (отримання максимально можливої кількості сахарози). Стружку нагрівають до 70-75 0С, що дозволяє отримати 115-130% від маси цукрового буряка. В процесі дифузії отримують сік майже чорного кольору, який дуже піниться, містить нецукри, що заважають кристалізації сахарози і збільшують її втрату з меласою. Саме для цього проводять очищення дифузійного соку.

Першим етапом очищення дифузійного соку є його дефекація - обробка вапном. При дефекації в дефекаційних апаратах відбувається нейтралізація фосфорної, щавелевої, лимонної та винної кислот і осадження їх у вигляді нерозчинних солей кальцію. Температура процесу дефекації складає 88-90 0С протягом 10 хвилин.

Після дефекації сік з осадом потрапляє в сатуратор, де через нього проходить сатураційний газ. При обробці соку вуглекислим газом утворюється осад у вигляді двоокису кальцію (СаСО2). Температура процесу сатурації складає 80-85 0С протягом 10 хвилин.

Відсатурований сік ділиться на дві частини: перша - направляється на повторну дефекацію, а друга - на фільтрування.

На другу сатурацію потрапляє добре відфільтрований сік першої сатурації для подальшого видалення вапна та солей кальцію, які погіршують процес варіння та утворюють накипи на стінках випарних апаратів. Для розкладення СаСО2 і утворення СаСО3 другу сатурацію ведуть при температурі кипіння соку 101-1020С протягом 10 хвилин.

Сік у процесі очищення декілька разів фільтрують. Фільтрування I та II сатурації проводять для видалення часточок, що не випали в осад.

Останньою стадією очищення дифузійного соку є сульфітація, тобто обробка соку диоксидом сірки, для знебарвлення розчину, а також його знезараження. Сульфітацію проводять в орошальних сульфітаторах. Незважаючи на складний комплекс дій по очищенню дифузійного соку, вдається відділити лише 35-40% нецукрів соку. Інші 60-65% переходять в меласу, знижуючи вихід цукру.

Отриманий очищений сік містить 15-16% сухих речовин, з яких 14-15% складає сахароза. Щоб виділити сахарозу необхідно згустити сік і отримати перенасичений цукром розчин. Для згущення, сік випарюють до вмісту сухих речовин - 65%. При згущенні з соку видаляють 110-115% води до маси буряка. Після згущення, отриманий сироп направляють у вакуум-апарати для отримання й варіння утфелів. (він містить 7,5% води і близько 55% сахарози).

Уварювання утфелів проводять у вакуум-апаратах. Згущення сиропу розпочинають при надлишковому тиску 0,02 МПа при температурі кипіння 67-70 0С, щоб попередити карамелізацію сахарози. По мірі згущення, температура соку підвищується до 73-75 0С. Після згущення відбувається процес заводки кристалів, тобто утворення кристалів цукру. Коли в утфелі з'являється достатня кількість кристалів, заводку зупиняють. І наступним етапом є нарощування кристалів цукру. Цей процес проводять при надлишковому тиску 0,02 МПа при температурі 750С. Коли кристали сахарози досягнуть необхідної величини, утфель доводять до максимально можливої концентрації сухих речовин - 92,5%, при температурі не вище 750С.

Уварений утфель одразу центрифугується в центрифугах під дією центробіжної сили. При центрифугуванні на поверхні кристалів утворюється жовтувата плівочка. Для її видалення в центрифугу подають артезіанську воду. Після центрифугування цукор-пісок має вологість 0,8-1,2%.

Для сушіння цукру-піску використовують апарат з двома барабанами, що обертаються. При обертанні барабану цукор перемішується вздовж нього. До першого сушильного барабану вентилятором подається гаряче повітря. До другого - очищене холодне повітря для охолодження цукру-піску. Охолоджений цукор-пісок направляють на останній етап технологічної переробки - фасування.

Фасування проводиться на автоматизованих фасувальних машинах, які розфасовують цукор в мішки (паперові, поліетиленові) різної маси (0,5; 1,0; 50,0; та 1000,0 кг). Після чого цукор направляється на зберігання.

Розгорнуту, детальну апаратурно-технологічну схему представлено в додатку А.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Белік В. Стан та проблеми цукрової промисловості // №9-10. Техніка АПК.-2003, с. 34-36.

2. Домарецький В.А., Остапчук М.В., Українець А.І. Технологія харчових продуктів. - К.: НУХТ, 2003.- 569 с.

3. Павлова В.А., Титаренко Л.Д., Залигіна В.Д. Ідентифікація та фальсифікація продовольчих товарів. - К.: 2006, 189 с.

4. Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. - М.: Колос, 1998. - 495 с.

5. Технология пищевых производств / Л.П. Ковальская, Г.М. Мелькина, Н.Н. Шебершнева и др..: Под ред.. Л.П. Коваль ской. - М.: Агропромиздат, 1988. - 286 с. - (Ученики и учеб. Пособие для учащихся техникумов).

6. Хомічак Л. Передові технології виробництва цукру // Харчова і переробна промисловість: Щомісячний науково-виробничий журнал Держпрому, Нац. Університету харчових технологій та ТОВ "Украгропак". - К., 2007. - №4. - с. 20-23.

7. ГОСТ 12571-86 "Сахар. Метод определения сахарозы".

8. ДСТУ 2075-92 (ГОСТ 12572-93) Цукор-пісок і цукор-рафінад. Метод визначення кольоровості

9. ДСТУ 2317-93 (ГОСТ 12574-93) "Цукор-пісок та цукор-рафінад. Методи визначення золи".

10. ГОСТ 21-94 "Сахар-песок".

11. ДСТУ 3659-97 (ГОСТ 12570-98) Цукор. Метод визначення вологи та сухих речовин

12. ДСТУ 4245:2003 Цукор. Умови тривалого зберігання

13. ДСТУ 4245:2003 Цукор. Умови тривалого зберігання

14. ДСТУ 4323:2004 Цукор. Методи визначення мікробіологічних показників

Страницы: 1, 2, 3