Сахар является одним из наиболее широко потребляемых подсластителей в мире, и его производство включает в себя сложную серию этапов, которые превращают сельскохозяйственное сырье в рафинированный сахар, используемый в домашних хозяйствах и промышленности. А сахарный завод Это объект, на котором происходит это преобразование, и понимание его основных процессов раскрывает как техническую, так и операционную сложность производства сахара.
Прием и подготовка сырья
Процесс начинается с сбор сырья , в первую очередь сахарный тростник или сахарная свекла , в зависимости от региона. По прибытии на сахарный завод эти материалы проходят проверку и первоначальную подготовку:
- Очистка: С собранного урожая удаляют грязь, листья и другие посторонние предметы.
- Стирка: Вода используется для тщательной промывки сырья, уменьшая количество загрязнений, которые могут повлиять на качество сока.
- Резка или измельчение: Сахарный тростник нарезают на более мелкие кусочки или сахарную свеклу нарезают тонкими полосками, чтобы облегчить эффективное выделение сока.
Этот шаг гарантирует, что сырье чистое, однородное и готово к процессу экстракции.
Экстракция сока
Следующий этап выжимаем сладкий сок из подготовленного сырья:
- Дробление или измельчение: Сахарный тростник проходит через ряд тяжелых валков или мельниц, которые измельчают стебли и выделяют сок. Многократные стадии дробления максимизируют извлечение сахара.
- Диффузия (для сахарной свеклы): Нарезанные полосками свеклы замачивают в горячей воде, позволяя сахару диффундировать из растительного материала в жидкость.
Полученная жидкость содержит высокую концентрацию сахара, а также воду, клетчатку и другие растворимые соединения.
Разъяснение и очистка
Сырой сок содержит примеси, такие как частицы почвы, растительные остатки и органические соединения, которые необходимо удалить перед кристаллизацией:
- Лечение известью: Известь или другие щелочные агенты добавляются для нейтрализации кислот и осаждения примесей.
- Нагрев и отстаивание: Сок нагревают и дают ему отстояться, в результате чего нерастворимые частицы образуют осадок.
- Фильтрация: Сок проходит через фильтры для удаления оставшихся твердых частиц, образуя более чистую жидкость, известную как жидкий сок .
Этот этап осветления имеет решающее значение для получения высококачественного рафинированного сахара.
Испарение
После осветления сок по-прежнему содержит большое количество воды. Испарение используется для концентрирования раствора сахара:
- Сок нагревается в многокорпусных испарителях для постепенного удаления воды.
- Этот процесс увеличивает концентрацию сахара, образуя густой сироп, называемый утфель .
Тщательно контролируя температуру и концентрацию, мельница обеспечивает максимальный выход сахара без ухудшения качества продукта.
Кристаллизация
Кристаллизация is the stage where sugar begins to take solid form:
- Концентрированный сироп засеян мелкими кристаллами сахара, что способствует образованию более крупных кристаллов.
- Кристаллизаторы или вакуумные котлы часто используются для контроля температуры, концентрации и перемешивания.
- В результате получается смесь кристаллов сахара и оставшегося сиропа, известная как утфель .
На этом этапе жидкий сахар преобразуется в твердые кристаллы, готовые к разделению.
Центрифугирование и сушка
После кристаллизации кристаллы сахара отделяются от оставшейся жидкости (патоки):
- Центрифугирование: Утфель раскручивают в центрифуге, чтобы отделить кристаллы сахара от патоки.
- Стирка и сушка: Кристаллы промывают от остатков сиропа и сушат горячим воздухом, в результате чего сахар-сырец .
Патока, собранная на этом этапе, может быть дополнительно переработана или использована в кормах для животных, ферментации и других отраслях промышленности.
Переработка
Сахар-сырец часто содержит остаточный цвет и незначительные примеси. Переработка улучшает чистоту и внешний вид сахара:
- Родство: Кристаллы сахара смешивают с раствором сиропа для удаления поверхностных примесей.
- Плавление и фильтрация: Сахар растворяют и фильтруют через активированный уголь или ионообменные смолы для удаления цвета.
- Кристаллизация and Drying: Очищенный сироп снова кристаллизуют, получая белый рафинированный сахар , который затем сушат и упаковывают для продажи.
Побочные продукты и управление отходами
Сахарные заводы также перерабатывают несколько побочных продуктов:
- Багасса: Волокнистые остатки сахарного тростника часто используются в качестве биотопливо для выработки электроэнергии или в качестве сырья для производства бумаги.
- Патока: Используется в ферментация , корм для животных или в качестве промышленного подсластителя.
- Прессовая грязь или свекольный жом: Может применяться как удобрение или кондиционер для почвы.
Эффективное управление побочными продуктами имеет важное значение для экономической и экологической устойчивости сахарного завода.
Заключение
Основной процесс сахарного завода превращает сырой сахарный тростник или сахарную свеклу в рафинированный сахар в несколько хорошо скоординированных этапов: подготовка сырья, экстракция сока, осветление, выпаривание, кристаллизация, центрифугирование, сушка и рафинирование. . Каждый этап предназначен для максимизации выхода сахара, обеспечения качества и эффективного управления побочными продуктами. Современные сахарные заводы объединяют механические, термические и химические процессы с автоматизацией для производства стабильного высококачественного сахара при минимальном воздействии на окружающую среду.
