План

1. Технологія переробки цукрових буряків.

2. Переробка стеблових матеріалів.

1. Технологія переробки цукрових буряків.

Сучасна технологія виробництва цукру-піску з цукрових буряків та іншої цукросировини включає ряд хімічних, фізико-хімічних та фізичних способів переробки. За енергоємністю та вартістю паливно-енергетичного комплексу цукрове виробництво займає одне з перших місць у харчовій промисловості.

На найважливіших етапах технологічного процесу цукрового виробництва існують певні резерви: зменшення втрат цукрових буряків при збиранні та зберіганні; зниження середнього показника споживання палива на переробку буряків; збільшення коефіцієнта одержання цукру; поліпшення науково-технічного забезпечення галузі (створення нових технологічних прийомів та більш досконалого обладнання) і т. д.

Цукрові буряки — основна в нашій країні сировина для цукрового виробництва. Цукор виробляють з коріння буряків першого року їхнього розвитку. Урожайність цукрових буряків в Україні коливається у межах 250—320 ц/га. Цей показник залежить переважно від якості насіння, земельних угідь, погодних умов та догляду за посівами.

Вміст сухих речовин у коренеплоді цукрового буряка коливається в межах 20—25 %, цукрози — 14—18 %. Практично вся цукроза та частина нецукрів розчинені в клітинному соку. Масову концентрацію бурякового соку в цукрових буряках називають соковим коефіцієнтом.

Синтез цукрози в буряках — процес дуже складний. Разом з синтезом цукрози утворюються інші органічні речовини, переважно органічні кислоти. Тому свіжий буряковий сік має кислу реакцію (рН від 6,2 до 6,7). Крім того, в коренях цукрових буряків накопичуються і неорганічні з'єднання (з калієвих, натрієвих та фосфорних добрив, які вносять для підживлення буряків).

Вміст цукрози в буряках може коливатися від 15 до 22 %, в середньому становить 17,5 %. З 75 кг води, що утримується в 100 кг цукрових буряків, 3 кг міцно утримується колоїдами, а 72 кг є розчинником для цукрози (17,5 кг) та нецукрів (2,5 кг). Таким чином, кількість нерозбавленого соку в 100 кг буряка — 92 кг (17,5 + 2,5 + 72).

Як сировина для переробки коренеплоди цукрових буряків мають низку властивостей — фізичних, фізико-хімічних, хімічних, біохімічних, мікробіологічних, а також технологічних.

Такі фізичні властивості буряків, як розмір і форма, залежать від якості садивного матеріалу, умов вирощування. Найбільш прийнятною в переробці вважають круглу форму коренеплодів однорідних розмірів. Тургор кореня вказує на його свіжість, здатність різатися в стружку, чинити опір інфекціям.

Структура тканин визначається насамперед її дерев'янистістю. Дуже дерев'янисте коріння погано ріжеться в стружку. Співвідношення м'якуша та соку значно коливається залежно від сорту буряка, агротехніки, зрілості, метеорологічних умов і т. д.

Фізико-хімічні властивості цукрових буряків характеризуються здатністю цукру до дифузії, яка залежить від молекулярної ваги дифундуючої речовини (чим менше молекулярна вага, тим вище швидкість дифузії), від здатності білків протоплазми до згортання (внаслідок денатурації білків при певних температурах підвищується проникливість клітинних стінок, дифузія речовин через таку пористу перегородку полегшується).

Висока водоутримуюча здатність коренів сприяє збереженню необхідного фізичного стану сировини, з якої отримують якісну стружку при певній зрізуваності коренів.

Хімічні властивості цукрових буряків залежать від їх хімічного складу. Вміст цукрози в буряках, виражений у відсотках до його маси, визначає цукристість буряка. Кількість цукрози в різних частинах коренеплоду дуже нерівномірна. Найменший її вміст — у голівці, середній — у хвості, найбільший — у середній частині коренеплоду. У прямій залежності від вмісту цукрози в корені знаходиться вихід кристалічного цукру при переробці свіжих буряків. Отже, чим вище вміст цукрози в буряках, тим більший вихід цукру в кристалічному вигляді.

До нецукрів відносять усі речовини, крім цукрози, — целюлозу, геміцелюлози, протопектин, білки, лігнін, сапонін (нерозчинні речовини), а також аміноз'єднання, інвертний цукор, безазотисті органічні кислоти, пектин, зольні з'єднання та інші (розчинні речовини). Деякі нецукри містяться як в соці, так і в нерозчинному м'якуші. Наприклад, найбільш білкових речовин у буряковому соці, але частина їх пов'язана з пектиновими речовинами та геміцелюлозами м'якуша. З м'якушем пов'язано також до 60 % сапоніну, інша його частина розчинена у соці.

Редукуючі речовини (інвертний цукор) знаходяться в спілих буряках у невеликій кількості (0,05—0,2 % до ваги буряка). Подальше їх накопичення відбувається під дією кислот, а також внаслідок протікання біохімічних процесів. Небажана дія редукуючого цукру полягає в тому, що на стадії дефекації швидко розкладається, утворюючи кислоти, які не осаджуються, а переходять у розчин у вигляді кальцієвих солей, підвищуючи забарвленість соку.

Велика частина азотистих речовин під дією вапна та при нагріванні легко видаляється із соку. Однак деякі з них, зокрема амінокислоти та бетанін, шкідливо впливають на процес переробки, заважають кристалізації цукрози. Вони погано видаляються з соку та залишаються в ньому після очищення.

Пектинові та білкові речовини, що знаходяться в колоїдному стані, затримують фільтрацію та ускладнюють циркуляцію продуктів в апаратах, кристалізацію та центрифугування утфеля.

Мінеральні нецукри (зола) також мають негативне значення для переробки буряків, оскільки підвищують розчинність цукрози.

Сапоніни сприяють сильному піненню соку, а також води в мийному відділенні.

Біохімічні властивості коренеплодів зумовлені їх ферментним складом. Ферменти можуть активізувати гідроліз цукрози з утворенням глюкози та фруктози, тобто сприяти накопиченню інвертного цукру.

Технологічна схема переробки цукрових буряків наведена на рис. 19.1. На бурякоприймальному пункті приймання цукрових буряків здійснюють відповідно до певних вимог, пов’язаних у першу чергу із забрудненістю.

Рисунок 19.1 - Технологічна схема виробництва цукру

До загальної забрудненості буряків відносять землю, камені, сухе листя, бур'яни, побічні корінці та хвостики діаметром менше 1 см, зелену масу. Підв'ялими коренеплодами вважають ті, у яких знижений тургор, порушені природна твердість та крихкість, хвостики згинаються без відломлювання.

Якість буряків у кагатах залежить не тільки від їх початкового стану, але й від умов зберігання. Оптимальними при зберіганні буряків вважають: температуру 0—2°С, відносну вологість повітря в кагатах — 90—95 %, вміст кисню — 18—20 %, вміст діоксиду вуглеводу — 0,18—0,20 %.

Для запобігання підморожування буряків бокові поверхні кагатів середнього та тривалого термінів зберігання вкривають теплоізоляційними матеріалами. Підморожені буряки непридатні для зберігання, оскільки при відтаванні вони швидко загнивають і погано переробляються.

2. Технологія переробки картоплі.

Основний та найстаріший вид переробки картоплі це виробництво крохмалю. Виділення крохмалю з подрібненої маси тканин бульб ґрунтується на тому, що його питома маса більша за воду в 1,6 рази, і він не розчиняється в воді, внаслідок чого його крохмальні зерна осідають в суспензії подрібненої тканини з бульб у воді. Для отримання високих техніко-економічних показників у виробництві крохмалю необхідно переробляти висококрохмальні сорти картоплі.

Технологія картопляного крохмалю відрізняється різновидом технологічних схем (рис.19.2). Технологічна схема виробництва крохмалю полягає в митті бульб, подрібненні, виділенні крохмального молочка з мезги крізь сита, відстоюванні чи центрифугуванні, промивці, сушінні.

Рисунок 19.2 - Узагальнена функціональна схема виробництва картопляного крохмалю

Вологість крохмалю, який одержано методом відстоювання, становить 50%, центрифугуванням - 40 %. Для тривалого зберігання крохмаль сушать в сушарках при температурі 60°С до відносної вологості 18...20%. Після цього крохмаль запаковують в подвійні мішки (внутрішній - новий матер'яний), багатошарові паперові або плівковий мішок-вкладиш.

Крохмаль зберігають в сховищах, що добре провітрюються, без стороннього запаху з відносною вологістю повітря 75 %, не заражених шкідниками хлібних запасів.

Характеристика комплексів обладнання. Линия починается с комплексу обладнання для подготовки бульб картоплі до переробки, в склад якого входять гидравличні транспортери, мийні машини типу КМЗ-57М, обладнанні ботво-, піско- и каменевловлювачами, а також автоматичні ваги с відкидним днищем.

Головним є комплекс обладнання для тонкого подрібнення будьб, яке включає терткові машины типу 2Т-350 або ПКИ-200, насоси, фильтри и збірники накопичувачі.

У склад линії входит комплекс обладнання, яке складається з шнекової осадочной центрифуги типу ОГШ, приймальних збірників для кашки и допоміжного обладнання.

Завершующий комплекс включає обладнання: центробежні ситові апарати; барабано-струйні або центробежно-лопастні, а також гидроциклони, які включають декілька ступенів мультициклонів для выделення мезги и промивки крохмалю.

На рис. 19.3 показана машино-апаратурна схема линії виробництва картопляного крохмалю.

Рисунок 19.3 - Машинно-апаратурна схема лінії виробництва картопляного крохмалю

Густий крохмальний схід з передостанього ступеня мультициклонів направляють у збірник 9, куди через фільтр 8 подають свежу воду, призначену для промивки крохмалю. Для контрольної очистки крохмалю від мезги суспензію зі збірника 9 насосом 10 направляють на рафініроване сито 11. Мезгу (надситовий продукт) вертают у виробництво повторне подрібнення, а суспензію збирають в збірнику 12. З останього насосом 13 суспензію через пісковий гідроциклон 14 подають на останню ступінь гидроциклонної установки.

В результатеі обобки дістають суспензію крохмалю з концентрацією 37...40%, вмістом у ній мезги складає 0,01...0,02% (до сухої речовини), разчинних речовин до 0,05 %.

Ріді сходи з першого та другого ступеня гидроциклонної установки вміщують мезгу, крохмаль, їх рідка фаза представлена в основному картопляним соком. Знекрохмалювання суміші мезги та картопляного соку здійснюють на трьохступеневій установці 16. Після знескрохмалювання суміш вміщує сухих речовин 7...9 %, вільного крохмалю 2,1...9 г/л. Вміщає сухих речовин у рідкій фазі 4...5 %. При переробці 1 т картоплі отримують біля 1 т суміші та картопляного соку. Її використовують для годівлі тварин.