การผลิตน้ำตาลจากหัวบีท: คำอธิบายเทคโนโลยี

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

การผลิตน้ำตาลเป็นอภิสิทธิ์ของโรงงานขนาดใหญ่ ท้ายที่สุดแล้วเทคโนโลยีค่อนข้างซับซ้อน วัตถุดิบได้รับการประมวลผลในสายการผลิตที่ต่อเนื่อง ตามกฎแล้ว โรงงานผลิตน้ำตาลจะตั้งอยู่ใกล้กับพื้นที่เพาะปลูกหัวบีทน้ำตาล

รายละเอียดสินค้า

น้ำตาลเป็นคาร์โบไฮเดรตบริสุทธิ์ (ซูโครส) ที่มีรสหวานและน่ารับประทาน มันถูกดูดซึมได้ดีและช่วยให้การทำงานปกติของร่างกาย (การมองเห็นและการได้ยินซึ่งเป็นสารอาหารที่สำคัญสำหรับเซลล์สมองมีส่วนร่วมในการก่อตัวของไขมัน) การใช้ผลิตภัณฑ์ในทางที่ผิดนำไปสู่การพัฒนาของโรค (ฟันผุ น้ำหนักเกิน ฯลฯ)

วัตถุดิบในการผลิต

ตามเนื้อผ้าในประเทศของเราผลิตภัณฑ์นี้ทำจากหัวบีทน้ำตาล การผลิตน้ำตาลต้องใช้วัตถุดิบจำนวนมาก

บีทรูทเป็นตัวแทนของตระกูลเฮฮา เติบโตเป็นเวลาสองปีวัฒนธรรมทนต่อความแห้งแล้ง ปีแรก รากงอก แล้วปีสองงอกก้านดอกและเมล็ดปรากฏขึ้น มวลของรากพืชคือ 200-500 กรัม ส่วนมวลของเนื้อเยื่อแข็งคือ 75% ที่เหลือเป็นน้ำตาลและสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ

เก็บเกี่ยวบีทใช้เวลา 50 วัน. ในขณะเดียวกัน โรงงานก็ทำงานเฉลี่ย 150 วันต่อปี เพื่อจัดหาวัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมน้ำตาล หัวบีทจะถูกเก็บไว้ใน kagat (กองใหญ่)

เทคโนโลยีการเก็บหัวบีทน้ำตาล

บีทรูทวางซ้อนกันเป็นชั้น ๆ บนพื้นที่ที่เตรียมไว้ก่อนหน้านี้ หากละเมิดเทคโนโลยีการจัดเก็บหัวบีทจะงอกและเน่า ท้ายที่สุด รากก็คือสิ่งมีชีวิต ลักษณะการงอกคือดัชนีอัตราส่วนของถั่วงอกต่อมวลของผลทั้งหมด ภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูงและความชื้นสูง หัวบีทจะเริ่มงอกในวันที่ห้าของการเก็บรักษา ในเวลาเดียวกัน หัวบีทซึ่งตั้งอยู่ที่ส่วนบนของกองจะงอกอย่างเข้มข้นที่สุด นี่เป็นปรากฏการณ์เชิงลบอย่างมากซึ่งส่งผลให้ประสิทธิภาพการผลิตน้ำตาลลดลง เพื่อลดการสูญเสียจากการงอก ยอดของผลไม้จะถูกตัดออกระหว่างการเก็บเกี่ยว และการปลูกในกองจะใช้วิธีการแก้ปัญหาพิเศษ

เก็บผลไม้ในกองอย่างระมัดระวัง พยายามอย่าให้เสียหาย ท้ายที่สุด พื้นที่ที่เสียหายของทารกในครรภ์เป็นจุดอ่อนที่ได้รับผลกระทบก่อน ตามด้วยเนื้อเยื่อที่แข็งแรง

การพัฒนาของแบคทีเรียได้รับผลกระทบอย่างมากจากระดับอุณหภูมิและความชื้น หากคุณรักษาองค์ประกอบและอุณหภูมิของอากาศที่แนะนำ1-2 °C จากนั้นกระบวนการสลายตัวช้าลง (บางครั้งไม่พัฒนา)

หัวบีทที่เก็บไว้มีมลพิษมาก (ดิน หญ้า) สิ่งสกปรกทำให้อากาศไหลเวียนในกองไม่ดี กระตุ้นให้เกิดการเน่าเปื่อย

ดังนั้นจึงแนะนำให้ล้างหัวบีทและเก็บไว้ล้าง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการใช้อุปกรณ์พิเศษเพื่อกำจัดวัชพืช ฟาง และสิ่งสกปรกอย่างแพร่หลาย

ผลผลิตบีทรูท

งานที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งคือการเพิ่มผลผลิตของหัวบีทน้ำตาล มันขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย การผลิตน้ำตาลโดยตรงขึ้นอยู่กับปริมาณของการรวบรวม เช่นเดียวกับคุณภาพเทคโนโลยีของวัตถุดิบ

ประการแรก คุณสมบัติทางเทคโนโลยีของหัวบีทที่ปลูกนั้นขึ้นอยู่กับเมล็ดที่ใช้ เทคโนโลยีสมัยใหม่ช่วยควบคุมลักษณะทางชีวภาพและลักษณะอื่นๆ การควบคุมคุณภาพเมล็ดพันธุ์สามารถเพิ่มผลผลิตต่อเฮกตาร์ของพื้นที่หว่านได้อย่างมีนัยสำคัญ

วิธีการปลูกหัวบีทก็สำคัญเช่นกัน มีการสังเกตการเพิ่มผลผลิตอย่างมีนัยสำคัญด้วยวิธีการเพาะปลูกที่เรียกว่าสันเขา (ช่วงการเติบโตของผลผลิตตั้งแต่ 15 ถึง 45% ขึ้นอยู่กับลักษณะภูมิอากาศของภูมิภาค) สาระสำคัญของวิธีการมีดังนี้ ในฤดูใบไม้ร่วงเครื่องพิเศษจะเทลงบนสันเขาโดยที่โลกดูดซับและสะสมความชื้นอย่างแข็งขัน ดังนั้นในฤดูใบไม้ผลิโลกจะสุกเร็วพอสร้างเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อการหว่านการเจริญเติบโตและการพัฒนาของผลไม้ นอกจากนี้ หัวบีตยังเก็บเกี่ยวได้ง่ายกว่ามาก: ความหนาแน่นของดินของสันเขาค่อนข้างต่ำ

น่าแปลกใจที่เทคโนโลยีนี้ถูกเสนอโดยนักวิทยาศาสตร์โซเวียต Glukhovsky ในช่วงทศวรรษที่ 20 ของศตวรรษที่ผ่านมา และเมื่อไม่นานมานี้ วิธีการนี้ก็ถูกนำมาใช้ในประเทศที่พัฒนาแล้ว

ถึงแม้จะมีประสิทธิภาพดี แต่เทคโนโลยีนี้ยังไม่พบการนำไปใช้อย่างกว้างขวาง เหตุผลก็คือการขาดอุปกรณ์พิเศษและราคาสูง การผลิตน้ำตาลจากหัวบีทจึงมีโอกาสในการพัฒนาและก้าวสู่ระดับเทคโนโลยีใหม่

หัวบีทควรเก็บเกี่ยวก่อนน้ำค้างแข็ง การส่งมอบหัวบีตที่ขุดไปยังสถานประกอบการสามารถดำเนินการได้ตามหลักการการไหลหรือโดยวิธีการถ่ายเทแบบไหล เพื่อลดการสูญเสียซูโครสในระหว่างการเก็บรักษาระยะยาวที่ฐานการถ่ายลำ ผลไม้จะถูกคลุมด้วยฟาง

กระบวนการผลิต

โรงงานน้ำตาลทั่วไปในรัสเซียสามารถแปรรูปวัตถุดิบได้หลายพันตัน (หัวบีตน้ำตาล) น่าประทับใจใช่ไหม

การผลิตขึ้นอยู่กับกระบวนการและปฏิกิริยาทางเคมีที่ซับซ้อน สาระมีดังต่อไปนี้ เพื่อให้ได้ผลึกน้ำตาล จำเป็นต้องแยก (แยก) ซูโครสออกจากวัตถุดิบ จากนั้นน้ำตาลจะถูกแยกออกจากสารที่ไม่จำเป็นและได้ผลิตภัณฑ์พร้อมรับประทาน (ผลึกสีขาว)

เทคโนโลยีการผลิตน้ำตาลประกอบด้วยการดำเนินการดังต่อไปนี้:

• ทำความสะอาดจากสิ่งสกปรก (ซักผ้า);
• รับชิป (สับ บด);
• สกัดซูโครส;
• กรองน้ำผลไม้;
• ข้น (ระเหยความชื้น);
• มวลเดือด(น้ำเชื่อม);
• แยกกากน้ำตาลจากน้ำตาล;
• น้ำตาลแห้ง

ล้างหัวบีทน้ำตาล

เมื่อวัตถุดิบมาถึงโรงงานน้ำตาลก็กลายเป็นบังเกอร์ สามารถอยู่ได้ทั้งใต้ดินและด้านนอก ด้วยกระแสน้ำที่พุ่งตรงอย่างทรงพลัง หัวบีทน้ำตาลจะถูกชะล้างออกจากถังพัก รากพืชร่วงหล่นบนสายพานลำเลียง ในระหว่างเคลื่อนย้ายวัตถุดิบจะถูกทำความสะอาดล่วงหน้าจากเศษซากทุกชนิด (ฟาง หญ้า ฯลฯ)

บดรากพืช

การผลิตน้ำตาลจากหัวบีทเป็นไปไม่ได้หากไม่ได้บดให้ละเอียด เครื่องตัดหัวบีทที่เรียกว่าเข้ามาเล่น ผลที่ได้คือบีทรูทน้ำตาลแผ่นบางๆ ในเทคโนโลยีการผลิตน้ำตาล วิธีการตัดชิ้นงานมีความสำคัญมาก ยิ่งพื้นที่ผิวกว้าง ซูโครสก็แยกจากกันได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

สกัดซูโครส

บีทรูทชิปถูกป้อนผ่านสายพานลำเลียงไปยังอุปกรณ์แพร่ด้วยสว่าน น้ำตาลแยกออกจากมันฝรั่งทอดด้วยน้ำอุ่น มันฝรั่งทอดจะถูกป้อนผ่านสว่านและน้ำอุ่นจะไหลไปทางนั้น ซึ่งจะดึงน้ำตาลออกมา นอกจากน้ำตาลแล้ว น้ำยังพาสารที่ละลายน้ำได้อื่นๆ ด้วย กระบวนการนี้ค่อนข้างมีประสิทธิภาพ: ที่ผลลัพธ์ เยื่อกระดาษ (ที่เรียกว่าบีทรูทชิป) มีน้ำตาลเพียง 0.2-0.24% โดยเศษส่วนมวล น้ำที่อิ่มตัวด้วยน้ำตาลและสารอินทรีย์อื่นๆ จะขุ่นและเกิดฟองอย่างรุนแรง ของเหลวนี้เรียกอีกอย่างว่าน้ำกระจาย การประมวลผลที่สมบูรณ์ที่สุดสามารถทำได้เมื่อวัตถุดิบถูกให้ความร้อนถึง 60 องศาเท่านั้น ที่อุณหภูมินี้ โปรตีนจะจับตัวเป็นก้อนและไม่โดดเด่นกว่าบีทรูทการผลิตน้ำตาลไม่ได้จบเพียงแค่นั้น

กระจายน้ำผลไม้บริสุทธิ์

จากของเหลวจำเป็นต้องกำจัดอนุภาคแขวนลอยที่เล็กที่สุดของหัวบีตและสารอินทรีย์ที่ละลายในของเหลว ในทางเทคโนโลยี สามารถลบผลิตภัณฑ์พลอยได้มากถึง 40% สิ่งที่เหลืออยู่สะสมในกากน้ำตาลและจะถูกลบออกในขั้นตอนสุดท้ายของการผลิตเท่านั้น

น้ำผลไม้อุ่นได้ถึง 90°C. จากนั้นนำไปแปรรูปด้วยมะนาว เป็นผลให้โปรตีนและสารอื่น ๆ ที่อยู่ในน้ำตกตะกอน การดำเนินการนี้จะดำเนินการบนอุปกรณ์พิเศษภายใน 8-10 นาที

ตอนนี้คุณต้องเอามะนาวออก กระบวนการนี้เรียกว่าความอิ่มตัว สาระสำคัญมีดังนี้: น้ำผลไม้อิ่มตัวด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งทำปฏิกิริยาทางเคมีกับมะนาวทำให้เกิดแคลเซียมคาร์บอเนตซึ่งตกตะกอนดูดซับสารมลพิษต่างๆ ความโปร่งใสของน้ำผลไม้เพิ่มขึ้นและเบาลง

น้ำผลไม้กรองแล้ว อุ่น 100 °C และอิ่มตัวอีกครั้ง ในขั้นตอนนี้ จะทำการทำให้บริสุทธิ์จากสิ่งสกปรกที่ลึกขึ้น หลังจากนั้นน้ำจะถูกส่งไปกรองอีกครั้ง

น้ำผลไม้ต้องเปลี่ยนสีและบางลง (ไม่หนืดมาก) เพื่อจุดประสงค์นี้ซัลเฟอร์ไดออกไซด์จะถูกส่งผ่าน กรดกำมะถันเกิดขึ้นในน้ำผลไม้ซึ่งเป็นตัวรีดิวซ์ที่แรงมาก ปฏิกิริยากับน้ำจะทำให้เกิดกรดซัลฟิวริกออกมาจำนวนหนึ่ง โดยปล่อยไฮโดรเจนออกมา ซึ่งจะทำให้น้ำผลไม้สว่างขึ้น

หลังจากความอิ่มตัวที่หยาบและบริสุทธิ์แล้ว ผลลัพธ์ที่ได้คือ 91-93% ของปริมาณคุณภาพสูงดั้งเดิมน้ำฟอกขาว เปอร์เซ็นต์ของซูโครสในปริมาตรที่ได้คือ 13-14%

การระเหยของความชื้น

ผลิตในสองขั้นตอนโดยใช้อุปกรณ์พิเศษ สำหรับการผลิตน้ำตาลในระยะแรก จำเป็นต้องได้น้ำเชื่อมข้นที่มีปริมาณของแข็ง 65-70% น้ำเชื่อมที่ได้นั้นผ่านการทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติมและต้องผ่านขั้นตอนการระเหยอีกครั้ง คราวนี้ในอุปกรณ์สุญญากาศพิเศษ จำเป็นต้องได้สารข้นหนืดที่มีปริมาณซูโครส 92-93%

หากคุณยังคงระเหยน้ำต่อไป สารละลายจะอิ่มตัวยิ่งยวด ศูนย์การตกผลึกจะปรากฏขึ้นและผลึกน้ำตาลจะโตขึ้น มวลที่ได้จะเรียกว่า หมอนวด

จุดเดือดของมวลที่ได้คือ 120 °C ภายใต้สภาวะปกติ แต่จะต้มต่อไปในสุญญากาศ (เพื่อป้องกันการคาราเมล) ในสภาวะที่ใกล้กับสุญญากาศ จุดเดือดจะต่ำกว่ามาก - 80 °C มวลนี้ในขั้นตอนของการระเหยในเครื่องสูญญากาศถูก "ผสม" กับน้ำตาลผง สิ่งที่กระตุ้นการเติบโตของผลึก

แยกน้ำตาลจากกากน้ำตาล

มวลน้ำตาลเข้าสู่เครื่องหมุนเหวี่ยง คริสตัลจะถูกแยกออกจากกากน้ำตาล ของเหลวที่แยกออกมาหลังจากแยกผลึกน้ำตาลคือกากน้ำตาลสีเขียว

ผลึกน้ำตาลค้างอยู่บนตะแกรงของถังปั่นเหวี่ยงซึ่งผ่านการบำบัดด้วยน้ำร้อนและนึ่งให้ขาว ในกรณีนี้จะเกิดกากน้ำตาลที่เรียกว่ากากน้ำตาล นี่คือสารละลายของน้ำตาลและกากน้ำตาลสีเขียวในน้ำ กากน้ำตาลขาวผ่านกรรมวิธีขั้นที่สองในเครื่องดูดสูญญากาศ (เพื่อลดการสูญเสีย ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต)

น้ำอ้อยเขียวไปต้มอีกเครื่อง เป็นผลให้ได้รับ Massecuite ที่สองซึ่งได้รับน้ำตาลเหลืองแล้ว ละลายในน้ำผลไม้หลังจากทำความสะอาดครั้งแรก

น้ำตาลแห้ง

วงจรการผลิตน้ำตาลยังไม่สมบูรณ์ เนื้อหาของเครื่องปั่นแยกจะถูกลบออกและส่งให้แห้ง หลังจากการปั่นเหวี่ยง ความชื้นของน้ำตาลจะอยู่ที่ประมาณ 0.5% และอุณหภูมิอยู่ที่ 70°C ในเครื่องอบแห้งแบบดรัม ผลิตภัณฑ์จะถูกทำให้แห้งโดยมีความชื้น 0.1% (ซึ่งส่วนใหญ่จะรับรองได้โดยอุณหภูมิที่เหลือหลังจากการหมุนเหวี่ยง)

ของเสีย

ของเสียหลักในการผลิตน้ำตาลจากหัวบีทคือเยื่อกระดาษ (ที่เรียกว่าการโกนราก) กากน้ำตาล โคลนกดกรอง

เนื้อบีทสูงถึง 90% โดยน้ำหนักของวัตถุดิบ ทำหน้าที่เป็นอาหารที่ดีสำหรับปศุสัตว์ การขนส่งเยื่อกระดาษในระยะทางไกลไม่มีประโยชน์ (เนื่องจากมีความชื้นสูง จึงมีน้ำหนักมาก) ดังนั้นจึงมีการซื้อและใช้โดยฟาร์มที่ตั้งอยู่ใกล้โรงงานผลิตน้ำตาล เพื่อป้องกันความเสียหายต่อเนื้อ จะถูกแปรรูปเป็นหญ้าหมัก

ในโรงงานผลิตน้ำตาลบางแห่ง โกนขี้กบจากหัวบีต (เอาความชื้นออกได้ถึง 50%) แล้วตากให้แห้งในห้องพิเศษ ผลจากการแปรรูปดังกล่าว ทำให้มวลของเยื่อกระดาษพร้อมใช้ตามที่ตั้งใจไว้และขนส่งในระยะทางไกล ไม่เกิน 10% ของมวลเดิม

เมลาสซ่า –กากน้ำตาลอาหารสัตว์ - ได้รับหลังจากการประมวลผล Massecuite ที่สอง ปริมาณของมันคือ 3-5% โดยน้ำหนักของวัตถุดิบ เป็นน้ำตาล 50% กากน้ำตาลเป็นส่วนประกอบสำคัญในการผลิตเอทิลแอลกอฮอล์ เช่นเดียวกับในการผลิตอาหารสัตว์ นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตยีสต์ ในการผลิตกรดซิตริก และแม้แต่ยารักษาโรค

ปริมาณโคลนกดกรองถึง 5-6% ของมวลวัตถุดิบที่ยังไม่ได้แปรรูป ใช้เป็นปุ๋ยสำหรับดินเกษตร

การผลิตน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์

การผลิตน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์มักจะอยู่ที่โรงงานน้ำตาลเอง มีการประชุมเชิงปฏิบัติการพิเศษเป็นส่วนหนึ่งของพืชดังกล่าว แต่องค์กรบุคคลที่สามที่ซื้อน้ำตาลทรายจากโรงงานก็สามารถผลิตน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์ได้เช่นกัน ตามวิธีการรับน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์สามารถหล่อและกดได้

ลำดับของการดำเนินการทางเทคโนโลยีในการผลิตน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์มีดังต่อไปนี้

น้ำตาลละลายน้ำ น้ำเชื่อมข้นถูกแปรรูปเพื่อขจัดสารแต่งสีต่างๆ หลังจากการทำให้บริสุทธิ์น้ำเชื่อมจะถูกต้มในห้องสุญญากาศและได้รับการนวดบำบัดครั้งแรก เพื่อขจัดความเหลือง อุลตรามารีนจะถูกเพิ่มเข้าไปในห้องสุญญากาศ (0.0008% โดยน้ำหนักของน้ำเชื่อม ไม่มาก) ขั้นตอนการต้มจะคล้ายกับขั้นตอนการต้มเมื่อได้น้ำตาล

หมอนวดต้องเว้นระยะห่าง เกิดมวลหนาขึ้น (สารละลายที่มีความชื้น 3% ไม่มาก) ซึ่งถูกกด ผลที่ได้คือน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์ที่อยู่ในรูปของแท่นพิมพ์ ให้ได้รับการขัดเกลาในรูปแบบหัวหมอนวดถูกเทลงในรูปแบบที่เหมาะสม ที่ด้านล่างของแม่พิมพ์จะมีรูพิเศษซึ่งสารละลายที่เหลือจะไหลออกมา น้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์เปียกถูกทำให้แห้งด้วยลมร้อนจนดัชนีความชื้นลดลงเป็น 0.3-0.4% จากนั้นก็เหลือเพียงรอจนกว่าก้อนน้ำตาลจะเย็นลง ตัด (ถ้าจำเป็น) และแพ็ค