Технология производства сахара - многоуровневая цепочка, которая состоит из нескольких этапов:
Мытье и очистка сырья от примесей;
- получение свекловичной стружки;
- выработка диффузионного сока и его очищение;
- получение сиропа;
- выделение из сиропа сахара;
- переработка сахарной массы в сахар-песок;
- фасовка и хранение готового продукта.
Мытье и очистка
При примеси в ней составляют до 12% от общей массы, причем кроме земли и ботвы в примесях могут быть камни и даже некоторые металлические предметы. Все это необходимо отделить от полезной части плодов. Для мытья свеклы применяется барабанная свекломойка и водоотделитель, оснащенные улавливателями для примесей. Правильно выполненная мойка позволит избежать поломок последующего оборудования для производства сахара.
Произодство сахара из сахарной свеклы - получение свекловичной стружки
В соответствии с технологией производства сахара, для того чтобы произвести сироп, свеклу необходимо измельчить. Измельчение свеклы - процесс превращения ее в стружку на свеклорезках, которые с помощью диффузионных ножей, установленных на рамках, режут плоды на мелкие части. Толщина стружки в 1 мм - оптимальная толщина для дальнейшей переработки.
Внутри корпуса свеклорезки, плоды вращаются с помощью улитки, которая под действием центробежной силы прижимает плоды к режущей кромке ножей. В процессе скольжения вдоль неподвижных ножей свекла превращается в стружку, которая проходя между ножами попадает в контейнер для дальнейшей переработки. Из всего оборудования для производства сахара свеклорезки требуют самой сложно очистки с помощью сжатого воздуха, и периодической замены ножей.
Выработка диффузионного сока
Процесс извлечения сахарозы из свеклы по технологии производства сахара является достаточно примитивным - свекловичную стружку размачивают в горячей воде в промышленных диффузорах, что размягчает ее волокна и выпускает сок. Если использовать холодную воду, то белковые соединения в клетках стружки значительно замедлят процесс получения сока.
Обычно используется несколько последовательных диффузоров, для выработки более концентрированного сока. Для дальнейшей переработки диффузионный сок необходимо очистить от ставшей бесполезной свекловичной стружки. Смесь из сока и стружки помещают в пульповые ловушки, где происходит фильтрация.
Диффузионный сок, даже очищенный от остатков плодов, остается сложным многокомпонентным составом, в котором кроме сахара также содержится белок, пектин, аминокислоты и так далее. С помощью вакуум-фильтров и сатураторов производится процесс очистки сахарного сиропа от примесей.
Выделение сахара из сиропа
Сахарный сироп, полученный после очищения сока, содержит слишком много воды (до 75%), которую удаляют в выпарной установке, получая сироп, содержащий до 70% сухих веществ. После этого, согласно технологии производства сахара, с помощью вакуум-аппарата сироп сгущают до содержания сухих веществ в 93,5%, получая утфель, который после прохождения процесса кристаллизации станет обычным сахаром.
Кристаллизация сахара - завершающий этап технологического процесса производства сахара
Утфель, полученный из вакуум-аппаратов отправляется в центрифугу, где кристаллизуется, после чего высушивается горячим воздухом и через виброконвейер отправляется в сушильно-охладительную установку, после чего сортируется с помощью вибросита.
Несмотря на достаточно длинную технологическую цепочку, большая часть оборудования для производства сахара обладает достаточно простым принципом действия. Простой принцип работы отдельных аппаратов облегчает, как обслуживание, так и ремонт всех видов необходимой техники, что позволяет с достаточно небольшими затратами производить сахар в промышленных масштабах.
Сахар — пищевой продукт, состоящий из сахарозы высокой степени чистоты.
Сахароза имеет приятный сладкий вкус. В водных растворах сладость ее ощущается при концентрации около 0,4%. Растворы, содержащие свыше 30% сахарозы, приторно-сладкие. Энергетическая ценность 100 г сахара составляет 1565-1569 кДж (374 ккал).
Сахароза быстро и легко усваивается. В организме под действием ферментов она расщепляется на глюкозу и фруктозу. Сахароза используется организмом человека как источник энергии и материал для образования гликогена, жира, белково-углеродных соединений.
Сырьем для выработки сахара служат сахарный тростник, произрастающий в районах с тропическим и субтропическим климатом, и сахарная свекла (около 45%). Для производства сахара используют также сорго, кукурузу, пальму. Отечественная промышленность вырабатывает из сахарной свеклы сахар двух видов: сахар-песок и сахар-рафинад.
Товарный сахар должен практически полностью состоять из сахарозы. Свободные примеси не допускаются, но в процессе производства несахара могут адсорбироваться внутри кристаллов сахарозы и на их поверхности в виде тонкой пленки. Кроме того, во всех видах сахара присутствуют минеральные веществ (Na, К, Са, Fe) — около 0,006%.
Сахар-песок представляет собой сыпучий продукт, состоящий из кристаллов сахарозы. Получают его из веретенообразных, белого цвета корнеплодов сахарной свеклы.
Основные стадии производства сахара-песка
Свеклу моют, измельчают в стружку (в узкие тонкие пластины) и обрабатывают в диффузионных барабанах горячей водой. Переход сахара и растворимых несахаров из свеклы в воду совершается вследствие диффузии. Диффузионный сок очищают от механических примесей и несахаров и обрабатывают известковым молоком (водной суспензией оксида кальция) для нейтрализации кислот, осаждения солей алюминия, магния, железа и коагуляции белков и красящих веществ (дефекация).
Для осажчения избытка извести и виде мелкокристаллического углекислого кальция, на поверхности частиц которого адсорбируются несахара, сок обрабатывают диоксидом углерода (сатурация). На следующей стадии сок сгущают путем выпаривания, затем следует кристаллизация сахара из сиропа — образование утфеля и отделение кристаллов сахара от межкристальной жидкости (зеленой патоки). Кристаллы сахара промывают водой и отделяют их от межкристальной жидкости (белой патоки); на последней стадии проводят сушку, охлаждение и освобождение кристаллов от ферромагнитных примесей и комков сахара.
Товарный получают только при уваривании утфеля 1-й кристаллизации.
Белая и зеленая патоки, полученные при центрифугировании утфеля 1-й кристаллизации, поступают на уваривание утфеля 2-й кристаллизации. При центрифугировании утфеля 2-й кристаллизации получают также два оттека (белая и зеленая патока) и сахар 2-й кристаллизации. Он удерживает на своей поверхности пленку межкристального раствора, поэтому окрашен в интенсивно желтый цвет.
Для уваривания утфеля 3-й кристаллизации используют второй и первый оттеки утфеля 2-й кристаллизации. Получаемый в результате сахар 3-й кристаллизации наравне с сахаром 2-й кристаллизации используется на уваривание утфеля 1-й кристаллизации. Оттек, отбираемый при центрифугировании утфеля 3-й кристаллизации, называется мелассой, она является отходом производства.
Качество сахара-песка определяют по ГОСТ 21-94. Из орга- полептических показателей оценивают: вкус и запах - сладкий, без посторонних привкусов и запахов, как сухого сахара, так и его растворов; сыпучесть - без комков, сыпучий, предназначенный для промышленной переработки, может иметь комки, разваливающиеся при легком нажатии; цвет товарного сахара-песка — белый, для промышленной переработки — белый с желтоватым оттенком; чистоту раствора — раствор сахара прозрачный или слабо опалесцирующий, без нерастворимого осадка, механических или других посторонних примесей.
По физико-химическим показателям (в пересчете на сухое вещество) сахар-песок должен соответствовать следующим требованиям (в %): массовая доля сахарозы - не менее 99,75, для промышленной переработки — не менее 99,65; массовая доля редуцирующих веществ - не более 0,050, для промышленной переработки — не более 0,065; массовая доля золы - не более 0,04, для промышленной переработки — не более 0,05; массовая доля влаги - не более 0,14, для промышленной переработки — 0,15; массовая доля ферропримесеи - не более 0,0003; цветность (в условных единицах оптической плотности) — не более 0,8, для промышленной переработки — не более 1,5.
Наиболее распространенные дефекты сахара-песка — увлажнение, потеря сыпучести, наличие нерассыпающихся комочков являются результатом хранения при высокой относи тельной влажности и резких перепадах температуры воздуха. Нехарактерный желтоватый или сероватый цвет и наличие комочков непробеленного сахара появляются при нарушении технологии. Посторонние вкус и запах образуются при упаковке в новые мешки, обработанные эмульсией с запахом нефтепродуктов, а также при несоблюдении товарного соседства; посторонние примеси (окалина, ворс и костра) — результат плохой очистки сахара на электромагнитах и использования для упаковки мешков из плохо обработанной мешковины.
Сахар-рафинад — продукт, состоящий из кристаллической, дополнительно очищенной (рафинированной) сахарозы, выпускаемой в виде кусков и кристаллов. Цель рафинации сахара-песка или тростникового сахара-сырца заключается в том, чтобы в результате последовательного выполнения технологических операций максимально удалить примеси и получить практически чистую сахарозу. По действующему стандарту содержание примесей в сахаре-рафинаде — не более 0,1%. Рафинация — это отделение сахарозы от несахаров путем ее кристаллизации в растворах.
Основные стадии производства сахара-рафинада. Сахар-песок растворяют в воде. Полученный сироп очищают, применяя адсорбенты (активные угли) и иониты, поглощающие из сиропа красящие вещества.
В рафинадном производстве проводят несколько циклов кристаллизации. Сахар-рафинад получают на первых двух или трех циклах, на последующих трех-четырех циклах из паток получают желтый сахар, который возвращают на переработку. Из последнего цикла выводят рафинадную патоку как отход производства.
Для снижения инверсии сахарозы поддерживают слабощелочную реакцию сахарных растворов, а для маскировки желтого оттенка рафинада применяют краситель синего цвета — ультрамарин. Его добавляют в виде суспензии в рафинадный утфель или при промывке кристаллов сахара в центрифугах.
Сахар-рафинад вырабатывается в следующем ассортименте:
- прессованный колотый насыпью в мешках, пачках и коробках;
- прессованный быстрорастворимый в пачках и коробках;
- прессованный в мелкой фасовке;
- рафинированный сахар-песок насыпью в мешках и пакетах;
- рафинированный сахар-песок в мелкой фасовке;
- сахароза для шампанского;
- рафинадная пудра насыпью в мешках и пакетах.
Кусковой прессованный сахар-рафинад вырабатывается в виде отдельных кусочков, имеющих форму параллелепипеда. Толщина кусочка сахара-рафинада прессованного колотого может быть 11 и 22 мм. Допускаются отклонения от толщины по месту раскола кусочков ±3 мм.
Рафинированный сахар-песок вырабатывают со следующими размерами кристаллов (в мм): от 0,2 до 0,8 — мелкий; от 0,5 до 1,2 — средний; от 1,0 до 2,5 — крупный.
Сахарозу для шампанского вырабатывают в виде кристаллов размером от 1,0 до 2,5 мм.
Сахар-рафинад прессованный получается удалением на центрифугах патоки изутфеля и промыванием кристаллов клерсом (чистым раствором сахара-рафинада). Влажные кристаллы образуют рафинадную кашку. Их грани покрыты тонкой пленкой сахарного раствора. Из кашки на прессах формуют кусочки сахара-рафинада или бруски, которые раскалывают после сушки на кусочки.
Крепость получаемого сахара-рафинада зависит от влажности кашки, которую регулируют количеством оставшегося в ней клерса. Влажность кашки для получения быстрорастворимого сахара-рафинада должна быть 1,6-1,8%, прессованного колотого — 1,8-2,3%. Бруски сахара-рафинада обладают капиллярно-пористой структурой, что способствует их высушиванию. Удаление влаги в процессе сушки вызывает дополнительную кристаллизацию сахарозы, которая была в ней растворена. Чем больше клерса находится в бруске или кусочке прессованного сахара-рафинада (следовательно, и растворенной сахарозы), тем более прочно она соединяет кристаллы в конгломерат и сахар-рафинад получается более крепким.
Качество сахара-рафинада оценивают по ГОСТ 22-94. По органолептическим показателям сахар-рафинад должен соответствовать следующим требованиям: вкус и запах - сладкие, без посторонних привкуса и запаха как сухого сахара, так и его водного раствора; цвет — белый, чистый, без посторонних примесей, допускается голубоватый оттенок; сыпучесть - рафинированный сахар-песок сыпучий, без комков; чистота раствора - раствор сахара прозрачный или слабо опалесцирующий, допускается едва уловимый опалесцирующий оттенок.
Дефекты сахара-рафинада: сероватый оттенок, темные вкрапления и др. — результат недостаточного осветления сиропов, засорения кашки, несоблюдения режимов прессования и сушки.
Cлучилось мне побывать на сахарном заводе, где и познакомился с процессом изготовления привычного всем продукта - сахара.
Собственно, начинается все с проходной, где гостей первым встречает позолоченный В.И. Ленин, каг бе намекающий своим жестом: «Товаг’ищи! Сладкое там, за забог’ом!»
И что главное, не обманывает. Сахарок действительно там, в товарных количествах.
Всем известно, что в нашей стране сахарный тростник не растет и сахар приходится добывать из свеклы, этого совсем не гламурного корнеплода.
Тяжело груженые буряком машины подгоняют к пункту приемки
Взвешивают и затем разгружают содержимое кузовов и прицепов в бункер
Следует отметить, что весь процесс производства автоматизирован, о чем свидетельствует наличие разнообразных панелей и пультов на всех ключевых пунктах технологической цепочки
Из бункера корнеплоды попадают на конвеерную ленту, которая уносит сырье в подземелье.
Понятно, что прежде чем использовать свеклу, нужно её очистить от земли, ботвы, прилипших камней, песка и прочих примесей - в готовый продукт всё это попасть не сможет в любом случае, но испортить оборудование - запросто. Для этого, свекла, следуя по тракту подачи на производство, проходит через различные соломоботволовушки, камнеловушки, песколовушки. Для окончательной очистки свеклы от загрязнений корнеплоды проходят через свекломойку.
Весь процесс контролируется оператором. На мониторе справа - схема происходящих на участке очистки и мойки процессов, на которой отображается оперативная информация. На монитор слева выводится видео с камеры, установленной над ленточным транспортером, по которому отмытое сырье уходит на следующий участок.
А вот и тот самый транспортер, на который смотрит камера. Чистые корнеплоды отправляются на свеклорезку.
Свекловичные корни подаются в бункер свеклорезки и увлекаются внутрь корпуса, где под воздействием центробежной силы прижимаются к режущей кромке ножей, скользя по которым, свекла постепенно изрезается на свекловичную стружку. Сам процесс пронаблюдать проблематично, но вот ножи выглядят вот так:
«Степень извлекаемости сахара» очень сильно зависит от качества стружки. Она должна быть определенной толщины, с гладкой, без трещин поверхностью.
Полученная на предыдущем этапе стружка по ленточному транспортеру направляется к диффузионному аппарату.
Внутри диффузионной колонны находится шнек (такая штука как в мясорубке), с помощью которой стружка с определенной скоростью перемещается снизу вверх. Супротив движению, сквозь столб стружки сверху вниз непрерывно протекает вода. Проходя через измельченное сырье, вода растворяет находящийся в свекольной стружке сахар и насыщается им. Весь процесс происходит без доступа воздуха и при определенной температуре. В результате процесса внизу колонны накапливается насыщенный сахаром сок, а жом (обезсахаренная свекольная стружка) выгружается из верхней части аппарата.
Свежеотжатый жом поступает в жомосушилку. Это огромный, непрерывно вращающийся барабан, внутри которого жом сушится в потоке раскаленного газа.
Гранулы высушенного жома подхватываются воздушным потоком пневмотранспортера и по трубам уносятся на склад для последующей реализации - «выжатая» сечка свеклы идет на корм скоту.
Полученный в процессе диффузии сок, помимо нужной нам сахарозы (то бишь сахара), содержит множество различных веществ, объединенных термином «несахара». Все несахара в большей или меньшей мере препятствуют получению кристаллического сахара и увеличивают потери полезного продукта. И следующая технологическая задача - удаление несахаров из сахарных растворов. Для чего применяют различные физико-химические процессы.
Сок мешают с известковым молоком, греют, высаживают осадок. Преддефикация, дефекация (именно так, я не ослышался и не опечатался - по-русски это всего лишь очищение), сатурация и много других интересных терминов. На одном из этапов сок проходит фильтрацию вот в таких установках
По периметру фильтрационных аппаратов виднеются стекляный колбы, через которые прогоняется очищаемый сок.
Полученный в итоге сок сгущают выпариванием. Полученный сироп вываривают до его кристаллизации. «Варка» сахара - важнейшая операции в приготовлении сладкого продукта. На фотографии - наш экскурсовод и главный технолог в пункте управления участком уваривания
Перед нами сердце производства - вакуум-аппараты для вываривания сиропа. «Варка» происходит в разряженной атмосфере, за счет чего сироп кипит при 70 градусах Цельсия. При более высоких температурах сахар просто сгорит. Как это происходит на сковородке:) Слева просматривается пульт управления. В один момент один из них завопил сиреной и включил красную мигалку, сигнализируя о необходимости человеческого вмешательства в автоматизированный процесс. Тут же появилась одна из работниц и пульт удовлетворенно умолк.
Аппарат можно немножко «подоить» и визуально проверить качество сиропа.
Сироп на предметном стеклышке кристаллизуется на глазах. Это уже практически сахар!
Уваренный сироп - утфель, отправляют на центрифугирование
В центрифуге, из утфеля отделяется все лишнее и уходит в специальный сборник под установкой. А на стенках барабана остаются кристаллы сахара-песка. Следующие фотографии сделаны в течении одной минуты и на них отчетливо просматривается пробелка сахара.
Выгруженный из центрифуг влажный сахар-песок транспортируют для высушивания
Сушильная установка. Барабан вращается. Сахар внутри барабана обдувается раскаленным воздухом (больше 100 градусов).
После сушки сахар охлаждается до комнатной температуры при непрерывном смешивании в той же установке. В это время, к ней можно пробраться с торца и открыть секретный люк!
Барабан сушилки вращается и сахар пересыпается, охлаждаясь.
Самое время опробовать готовую продукцию на вкус! Сладкий!
Высушенный и охлажденный сахар-песок подается на машину рассева. Фотография не передает движения, но вся конструкция колдыбается, как сито в руках у бабушки:)
По окончанию рассева сахар направляется на фасовку.
К сожалению, на участке фасовки меня попросили не снимать. Разрешили съемку только после окончания рабочей смены и остановки конвейера.
На фотографии полуавтоматические фасовочные бункеры, возле которых на лавках сидят упаковщицы. Из стопки берется мешок, надевается на горловину бункера, дозатор отсыпает в мешок 50 кг. После чего конвейерная лента сдвигается, горловина мешка попадает в «швейную машинку», которая прострачивает мешок и далее зашитый мешок по транспортерной ленте едет на склад.
На предприятии есть еще линия автоматической фасовки, там почти то же самое, только тетечек-упаковщиц нет. Все действо происходит в полупрозрачном тоннеле, по сути только видно как автомат подхватывает из стопки мешок, напяливает его на раструб бункера, загружает порцию сахарного песка, потом зашивает и отправляет в готовую продукцию. Фотографий процесса, по какой-то причине, не оказалось. Видимо был загипнотизирован самодвижущимися мешками:)
На этом все.
p.s. На производстве очень шумно, многое из сказанного не расслышал. Так что если был не точен в описании технологии и процессов, не обессудьте.
Сахарный тростник был основным сырьем для получения чистой сахарозы до 1747 года пока немецкий химик Андреас Сигизмунд Маргграф (Marggraf) не получил из сахарной свеклы кристаллическую сахарозу. В 1799 году Франц Карл Ахард подтвердил, что производство этого продукта оправдано с экономической точки зрения и в результате этого уже в 1802 году возникли первые свеклосахарные заводы. Открытие о том, что сахар можно получать из сахарной свеклы, привело к тому, что сейчас сахар из дорогой и экзотической вкусовой добавки превратился в продукт массового потребления. В нашей стране получают два основных вида сахара: сахар-песок и сахар-рафинад. Кроме того, для отраслей пищевой промышленности вырабатывают жидкий сахар.
Получение сахара-песка
Начинается со сборов корнеплодов сахарной свеклы первого года развития, содержащих 20-25 % сухих веществ, в том числе сахарозы от 14 до 18%. Остальное количество сухих веществ составляют несахара (в среднем3%), к которым относятся редуцирующие сахара и рафиноза, азотосодержащие и безазотные органические вещества, минеральные вещества. При этом корнеплоды кондиционной сахарной свеклы должны соответствовать следующим требованиям:
- - физическое состояние не потерявшие тургор
- - цветушные корнеплоды,% не более 1
- - подвяленные корнеплоды,% не более 5
- - корнеплоды с сильными механическими
- - повреждениями,% не более 12
- - зеленая масса,% не более 3
- - содержание мумифицированных, подмороженных, загнивших корнеплодов не допускается.
Подготовку сахарной свеклы и извлечение из нее сока проводят в свеклоперерабатывающем отделении. Принятую на переработку свеклу из бурачной транспортируют с помощью гидравлического транспортера в цех. Одновременно свекла промывается водой и освобождается от посторонних примесей (соломы, ботвы, камней, песка). Затем в специальных моечных машинах КМ-3-57М свекла окончательно очищается от грязи и примесей. Эффективное отмывание осуществляется в струйных свекломойках. Металлические примеси удаляются на электромагнитном сепараторе. Очистка свеклы имеет большое значение, так как влияет на качество диффузионного сока и выход сахара.
Чистую свеклу нарезают на центробежных, дисковых или барабанных свеклорезках тонкой стружкой желобчатой, ромбовидной, пластинчатой и другой формы в зависимости от качества свеклы и типа диффузионных аппаратов.
Технологическая схема получения сахара-песка включает в себя следующие операции
Извлечение сахара из свекольной стружки осуществляется с помощью горячей воды (70-75°С) методом противоточной диффузии в диффузионных аппаратах. Сахар и другие растворимые вещества диффундируют через стенки клеток в воду и образуют диффузионный сок. Обессахаренная стружка называется жомом, она используется на корм скоту и для получения пектина. Продолжительность активной диффузии в зависимости от вида аппарата составляет от 60 до 80 мин.
Диффузионный сок содержит 15-16% сухих веществ, в том числе 14-15% сахарозы и около 2% несахаров. Он сильно пенится, имеет кислую реакцию, характерный запах и темный, почти черный, цвет, обусловленный наличием продуктов окисления тирозина и пирокатехина свеклы.
Все несахара (растворимые белки, аминокислоты, пектиновые вещества, редуцирующие(восстанавливающие) сахара и др.) задерживают кристаллизацию сахарозы и увеличивают потери сахара с мелассой, поэтому физико-химическую очистку проводят в несколько стадий:
- 1. Дефекация - обработка сока известковым молоком для нейтрализации кислот, коагуляции коллоидных и красящих веществ, осаждения солей кальция, магния и других примесей. В процессе дефекации из несахаров, перешедших в раствор, образуются трудноотфильтровываемые соли кальция и красящие вещества, ухудшающие качество очищенного сока. Поэтому после дефекации проводится сатурация.
- 2. Сатурация - обработка сока сатурационным газом, содержащим 30-34% диоксида углерода. При этой операции избыточная известь удаляется в виде мелкокристаллического карбоната кальция СаСО3, на поверхности которого адсорбируются неудалившиеся при диффузии окрашенные несахара. После сатурации сок фильтруют для удаления осадка и подвергают сульфитации.
- 3. Сульфитация - обработка диоксидом серы для обеспечения и снижения щелочности.
В результате очистки содержание несахаров в соке уменьшается на 30-35%. Очищенный сок содержит 12-14% сухих веществ. Из них 10-12% сахарозы, 0,5-0,7% азотистых веществ, 0,4-0,5% безазотистых органических соединений, 0,5% золы. Чистота сока составляет 85-92%.
Для получения сахара в кристаллическом виде сок сгущают выпариванием воды в два этапа. Вначале на четырехкорпусных выпарных установках и концентраторе из сока получают сироп с содержанием сухих веществ 65%. Сироп смешивают с клеровкой желтого сахара и сульфитируют до рН 7,8-8,2 при температуре 80-85°С, затем подогревают до 90-95°С и фильтруют с добавлением активного угля или других адсорбентов. Очищенный сироп уваривают в вакуум-аппаратах на утфель, который содержит 92,5% сухих веществ и состоит из кристаллов сахарозы (около 55%) и межкристального раствора, содержащего несахара и насыщенный раствор сахарозы.
Для ускорения образования кристаллов в сироп вводят немного тонкоизмельченной сахарной пудры - затравки, затравки, частички которой служат центрами кристаллизации. После заводки кристаллы наращивают. Для этого в вакуум-аппарат вводят новые порции сиропа при одновременном интенсивном испарении влаги.
Утфель первой кристаллизации спускают в утфелемешалку, откуда через утфелераспределитель он поступает в центрифуги. При центрифугировании отделяют кристаллы сахарозы и два оттека. На поверхности кристаллов остается тонкая пленка межкристальной жидкости. Для более полного ее удаления кристаллы в центрифуге пробеливают водой температурой 70-95°С в количестве 3-3,5% к массе утфеля. Первый оттек - это межкристальный раствор утфеля, второй - раствор, получаемый при пробеливании сахара. Для максимального извлечения сахара, содержащегося в свекле, кристаллизацию сахарозы проводят многократно.
После пробелки сахар-песок выгружают из центрифуги с содержанием воды 0,8-1% на вибротранспортер и элеватором подают в сушильно-охладительные установки. Сушат сахар горячим воздухом до стандартной влажности 0,03 -0,14%, а затем охлаждают до температуры 25°С. Для удаления ферропримесей сахар пропускают через магнитный сепаратор, а в сортировочной установке удаляют комки непробеленного или слипшегося сахара и выделяют три фракции по размеру кристаллов. Готовый сахар-песок поступает в бункер на хранение или на упаковку.
Полная типовая технологическая схема получения сахара-песка
Как бы ни потрясали экономику любого государства кризисы и спады, спрос на товары пищевой промышленности остаётся наиболее устойчивым к ним, стабильным и постоянным. Среди самых простых и наиболее выгодных производств в этой сфере является изготовление продуктов, которые входят в потребительскую корзину.
Хорошо, если этот продукт является однокомпонентным по своей структуре, так как многокомпонентные продуктовые товары требуют гораздо больших технологических затрат на своё производство. К этим затратам относятся в первую очередь более сложные и дорогие машины для изготовления товаров, состоящих из большого числа ингредиентов.
Вместе с этим производство продуктов такого типа должно приносить ещё и значительную прибыль предпринимателю, занимающемуся их изготовлением. Учитывая, что продукты первой необходимости должны быть недорогими, спасти ситуацию с рентабельностью предприятия может лишь высокий спрос на товар. Производство сахара как раз отвечает всем перечисленным качествам. Оно входит в несколько десятков пищевых промышленных направлений, отличающихся стабильностью спроса и высокой рентабельностью.
Сахар и является однокомпонентным продуктом независимо от того, свекольный он или тростниковый, к тому же его потребление на продуктовом рынке любой страны огромно. Вместе с большим количеством потребляемого сахара в чистом виде каждым человеком, этот продукт является ещё сырьём для изготовления множества пищевых товаров.Открыть завод по производству сахара в России было беспроигрышным делом на любом историческом этапе, в любую эпоху, в любое время. Таковым оно остаётся и сейчас.
Не поспоришь, производство сахара подвержено сезонной цикличности, что является главным минусом его специфики. К тому же расположение сахарных заводов оправдано лишь в тех регионах, где налажено массовое выращивание сахарной свеклы. Но трудности есть практически у любого другого производственного направления, не только у пищевой промышленности.
Наша оценка бизнеса:
Стартовые инвестиции для завода - 300 000 000 рублей.
Стартовые инвестиции для мини производства - 1 200 000 рублей.
Насыщенность рынка - средняя.
Сложность открытия бизнеса - 7/10.
Особенности технологии производства сахара
Учитывая, что российские производители могут наладить изготовление сахара лишь из свекловичной культуры, то нас в первую очередь интересует технология производства сахара из сахарной свеклы.
Этот процесс делится на несколько отдельных этапов:
- первичная обработка корнеплодов;
- измельчение свекловичного сырья;
- извлечение из сырья сахарной составляющей;
- получение из диффузного сока чистой сахарозы;
- сгущение сахарного сиропа;
- кристаллизация сахара.
Если рассматривать процесс производство сахара-песка более подробно, то нужно начать с самого первого этапа – промывки корнеплодов в специальном оборудовании, при которой от них отделяется прилипшая земля, органические компоненты почвы, камни и случайные металлические предметы. Очистка от посторонних предметов свеклы происходит в специальных уловителях, а почвенные загрязнения просто смываются и окончательно удаляются при нескольких ополаскиваниях.
Нарезанная сахарная свекла (стружка)
Затем свекла, которая является исходным сырьём для производства сахарного песка, с помощью свеклорезов с диффузными ножами превращается в мелкую стружку.
Для качественного отделения сахара от стружки необходимо чтобы её размеры были очень малы. Максимальная толщина стружки – не более 1 мм. С таким размером стружки от неё будет качественно отделена сахарная составляющая в последующем диффузном процессе. Диффузный метод извлечения сахара из свекольной стружки очень прост, даже примитивен. Волокна стружки размачиваются в воде, а образовавшаяся при этом жидкость уже называется диффузным соком. Производство сахара из диффузного сока представляет собой более сложный процесс.
После окончания стадии производства, называемой размачиванием, диффузный сок отделяется от уже обессахаренной стружки с помощью пульповых ловушек. Для получения чистой по составу сахарозы необходимо выдержать время разложения сока на отдельные составляющие. Ведь сок, полученный диффузным путём, состоит из многих компонентов. Кроме сахарозы в нём достаточно различных примесей в виде пектиновых веществ, белков растворимого типа, аминокислот и др. Для удаления этих примесей из осадка сока необходимо проведение различных химических реакций. Это происходит в специальных устройствах – вакуумных фильтрах и сатураторах. Используются и другие машины для очистки сахара, для полного удаления из промежуточной фазы всех лишних примесей.
Технологическая схема производства сахара
После всех этапов производства, связанных с очисткой, получается сироп, содержащий после сгущения или выпаривания не менее 65-70% сухих веществ. Заключительная ступень производства – получение из сиропа кристаллического сахара.
Выход готового сахарного песка
При этом из сиропа извлекают сахарозу в чистом виде. Конечно, технологический процесс производства сахара совсем не прост, как могло показаться вначале. Но в нём используются приёмы, которые отработаны человечеством на протяжении столетий. И они не дают сбоя, всё отлажено до мельчайших подробностей и деталей.А отходы производства сахара с успехом и выгодой используются в качестве кормов для животных.
Оборудование сахарного производства
Предпринимателю, принявшему решение купить оборудование для производства сахара, необходимо сначала определиться с масштабами будущего бизнеса. Ведь для каждого бизнес-плана требуется своё аппаратное обеспечение, которое соответствует выбранному масштабу деятельности.
Одно дело, если бизнес предполагает мини-производство сахарного песка из свеклы, но совсем другие станки и оснастка потребуются для предприятия регионального масштаба с большой производительностью оборудования. Для примерной оценки размеров оборудования сахарного производства приведена ниже фотография линии для промывки корнеплодов и очистки её от примесей. Понятно, что такое оснащение предприятия за малые деньги купить едва ли возможно. Расходы на закупку нового технического обеспечения сахарного производства потребуют немалых средств. Если к этому добавить ещё расходы на сооружение здания для размещения оборудования и расположения площадок для его обслуживания, то такие расходы будут под силу лишь предпринимателям «большой руки».
Линия для очистки сахарной свеклы
Способов закупки оборудования в настоящее время очень много. Можно начать с переделки машин, специализированных на каких-то других технологиях или купить за небольшую цену машины и станки, бывшие в употреблении. Если налаживать промышленное производство сахара, то потребуется целый б/у завод или автоматизированная линия, при этом вполне вероятно получение высокой прибыли уже после первого года работы предприятия. Но, при наличии достаточных средств на начальный этап становления бизнеса, лучше всё-таки купить у поставщиков новую линию для сахарного производства.
Новая линия по производству сахара будет основана на последних достижениях в этой области, оборудование не будет давать сбоев и, работая в автоматическом режиме, даст большую экономию на рабочей силе. Самостоятельную компоновку оборудования не следует планировать даже в качестве запасного варианта. Эта работа окажется невыгодной, и даже тот, кто хорошо разбирается в технологии сахарного производства, за такое не возьмётся.
Также плохой вариант – взять в аренду или купить завод, который уже полуразрушен. Если ему уже более пятидесяти лет, то он просто морально не будет пригоден к современным требованиям, предъявляемым к продуктовым товарам. К тому же Россия экспортирует сахар, а это значит, что едва ли можно купить завод в рабочем состоянии. Всё будет физически устаревшим, изношенным до последней стадии. Себестоимость производства сахара при необходимости восстановления такого предприятия получится очень высокой.
Рассмотрим некоторые конкретные виды оборудования для сахарного производства, включая мини-завод, поставляемый из Китая. Свекольное сырьё поступает в приёмный бункер мини-завода из бурта или кагата. С помощью гидравлического конвейера оно поднимется вверх на 20 метров, чтобы дальше перемещаться от одного агрегата к другому под действием своей силы тяжести. В это время осуществляются все технологические операции по получению сахара.
Последовательность агрегатов очистки сырья:
- уловитель соломы, ботвы;
- уловитель камней и прочих инородных предметов;
- отделитель моечной воды.
- сепараторы магнитные для отделения стальных включений;
- резак с диффузными ножами;
- устройство для промежуточного взвешивания массы;
- установка для диффузного отделения сахара от смеси;
- прессово-шнековые установки;
- сушильный аппарат для жома.
Цена оборудования для производства сахара из свеклы зависит от его производительности и комплектации. Для покупки завода потребуется очень большая сумма – до 120 млн. рублей.
На сахарном заводе
Оценочная стоимость работающего сахарного предприятия равно 300 млн. рублей. Такие закупки не под силу отдельному бизнесмену, без государственной поддержки открыть массовое производство не получится.
Если рассматривать отдельно линию по изготовлению сахара из свеклы небольшой производительности, то сейчас на этот комплекс оборудования придётся потратить до 600 000 рублей. Вполне приемлемая сумма для успешного бизнесмена. Производительность такой линии составляет до 10 тонн готового сахара в сутки. Этот вариант можно использовать в экономическом обосновании бизнеса на изготовлении сахара.
Производство сахара-рафинада является заключительной фазой сложного сахарного производства. Из сахарной кашки с помощью станочного оборудования в виде карусельного пресса прессуют кусочки прямоугольной формы и заданной массы. Далее следует сушка изделий с помощью туннельных сушилок, в которых процесс протекает в течение восьми часов.
Станок для производства сахара-рафинада
Более сложным технологическим и техническим является производство рафинированного сахара методом литья. Этот способ к тому же и намного дороже прессования рафинада станочным оборудованием. Сначала сахарная масса разливается по специальным формам, а после отвердевания производится удаление патоки посредством заливания исходной сахарной массы растворённым в воде чистым сахаром. Так повторяется до четырёх раз, а уже затем окончательно отвердевший сахар режется на отдельные кусочки.
Упаковка готовой продукции в подготовленную тару зависит от вида и размеров сахарных кусочков. Сама упаковка должна предохранять готовый продукт от влаги и загрязнений при перевозках и при складировании. А вот сахарный песок упаковывать гораздо проще. Его фасуют в прочные тканные полиэтиленовые мешки с герметичной внутренней прокладкой. В них сахарный песок находится без доступа воздуха и сырости и может храниться очень долго.
Расчёт окупаемости вложений в сахарный бизнес
Практика организации производства сахара из готового сырья показывает, что при правильной, безошибочной организации как сырьевых поставок, так и реализации готового товара, срок окупаемости завода равен 12 месяцам. Получается, что вложения даже при значительной их сумме обычно окупаются за один сезон работы предприятия. Конечно, сроки окупаемости зависят напрямую от цены закупленного оборудования.
Если организовать работу предприятия на оборудовании европейских производителей с мощностью до 20 000 килограммов продукции в сутки, то на закупку оборудования придётся потратить более 5 миллионов рублей. А вот оборудование с производственной мощностью в 100 тонн в сутки будет стоить уже около 19 миллионов рублей. Более оптимальным является вариант закупки мини-завода с производственной мощностью 12 000 килограммов сахара в сутки. Цена за такой комплекс будет составлять 1 миллион 200 тысяч рублей.
Очень важно не только производить сахар высокого качества, но и выставлять его покупателю в красивой упаковке с привлекательным внешним оформлением. В серьёзном бизнесе мелочей нет.
