Cukier jest jedną z najczęściej spożywanych substancji słodzących na świecie, a jego produkcja obejmuje złożoną serię etapów, które przekształcają surowce rolne w rafinowany cukier stosowany w gospodarstwach domowych i przemyśle. A cukrownia to obiekt, w którym odbywa się ta transformacja, a zrozumienie jej podstawowych procesów ujawnia zarówno techniczne, jak i operacyjne zaawansowanie stojące za produkcją cukru.
Odbiór i przygotowanie surowca
Proces rozpoczyna się od zbieranie surowców , przede wszystkim trzcina cukrowa lub burak cukrowy , w zależności od regionu. Po przybyciu do cukrowni materiały te poddawane są kontroli i wstępnemu przygotowaniu:
- Czyszczenie: Brud, liście i inne ciała obce są usuwane z zebranych plonów.
- Mycie: Do dokładnego mycia surowców używa się wody, redukując w ten sposób zanieczyszczenia, które mogłyby mieć wpływ na jakość soku.
- Cięcie lub siekanie: Trzcinę cukrową sieka się na mniejsze kawałki, a buraki cukrowe na cienkie paski, aby ułatwić efektywne wyciskanie soku.
Ten etap zapewnia, że surowiec jest czysty, jednolity i gotowy do procesu ekstrakcji.
Ekstrakcja soku
Następnym etapem jest wyciskanie słodkiego soku z przygotowanego surowca:
- Kruszenie lub mielenie: Trzcina cukrowa przechodzi przez szereg ciężkich walców lub młynów, które miażdżą łodygi i uwalniają sok. Wiele etapów kruszenia maksymalizuje odzysk cukru.
- Dyfuzja (dla buraków cukrowych): Pokrojone paski buraków moczy się w gorącej wodzie, co pozwala cukrowi przedostać się z materiału roślinnego do cieczy.
Powstała ciecz zawiera wysokie stężenie cukru wraz z wodą, błonnikiem i innymi rozpuszczalnymi związkami.
Wyjaśnienie i oczyszczenie
Sok surowy zawiera zanieczyszczenia takie jak cząstki gleby, pozostałości roślinne i związki organiczne, które należy usunąć przed krystalizacją:
- Leczenie wapnem: Wapno lub inne środki alkaliczne dodaje się w celu zneutralizowania kwasów i wytrącenia zanieczyszczeń.
- Ogrzewanie i osadzanie: Sok podgrzewa się i pozostawia do osadzenia, co powoduje utworzenie się osadu nierozpuszczalnych cząstek.
- Filtrowanie: Sok przechodzi przez filtry w celu usunięcia pozostałych substancji stałych, tworząc klarowniejszy płyn, tzw cienki sok .
Ten etap klarowania ma kluczowe znaczenie dla uzyskania wysokiej jakości cukru rafinowanego.
Odparowanie
Po sklarowaniu sok nadal zawiera dużą ilość wody. Odparowanie służy do zatężania roztworu cukru:
- Sok podgrzewany jest w wyparkach wielofunkcyjnych w celu stopniowego usunięcia wody.
- Proces ten zwiększa stężenie cukru, tworząc gęsty syrop tzw masakra .
Dzięki dokładnej kontroli temperatury i stężenia młyn zapewnia maksymalny uzysk cukru bez degradacji produktu.
Krystalizacja
Krystalizacja is the stage where sugar begins to take solid form:
- Skoncentrowany syrop jest zaszczepiony małymi kryształkami cukru, co zachęca do tworzenia większych kryształów.
- Krystalizatory lub misy próżniowe są często używane do kontrolowania temperatury, stężenia i mieszania.
- Rezultatem jest mieszanina kryształków cukru i pozostałego syropu, tzw masakra .
Ten etap przekształca płynny cukier w stałe kryształy gotowe do oddzielenia.
Wirowanie i suszenie
Po krystalizacji kryształki cukru oddziela się od pozostałej cieczy (melasy):
- Wirowanie: Masecuit jest wirowany w wirówce w celu oddzielenia kryształków cukru od melasy.
- Pranie i suszenie: Kryształy przemywa się w celu usunięcia pozostałości syropu i suszy gorącym powietrzem, w wyniku czego otrzymuje się surowy cukier .
Melasa zebrana na tym etapie może być dalej przetwarzana lub wykorzystywana w paszach dla zwierząt, fermentacji i innych gałęziach przemysłu.
Rafinacja
Cukier surowy często zawiera pozostałości koloru i drobne zanieczyszczenia. Rafinacja poprawia czystość i wygląd cukru:
- Powinowactwo: Kryształy cukru miesza się z roztworem syropu w celu usunięcia zanieczyszczeń powierzchniowych.
- Topienie i filtracja: Cukier rozpuszcza się i filtruje przez węgiel aktywny lub żywice jonowymienne w celu usunięcia koloru.
- Krystalizacja and Drying: Oczyszczony syrop ponownie krystalizuje się, wytwarzając biały rafinowany cukier , który jest następnie suszony i pakowany do sprzedaży.
Produkty uboczne i gospodarka odpadami
Cukrownie przetwarzają również kilka produktów ubocznych:
- Bagassa: Włókniste pozostałości z trzciny cukrowej są często wykorzystywane jako: biopaliwo do wytwarzania energii elektrycznej lub jako surowiec do produkcji papieru.
- Melasa: Używany w fermentacja , pasza dla zwierząt lub jako słodzik przemysłowy.
- Prasa Błoto lub Pulpa Buraczana: Można zastosować jako nawóz lub użyźniacz gleby.
Efektywne zarządzanie produktami ubocznymi ma zasadnicze znaczenie dla zrównoważenia ekonomicznego i środowiskowego cukrowni.
Wniosek
Podstawowy proces w cukrowni przekształca surową trzcinę cukrową lub buraki cukrowe w cukier rafinowany w kilku dobrze skoordynowanych etapach: przygotowanie surowca, ekstrakcja soku, klarowanie, odparowanie, krystalizacja, wirowanie, suszenie i rafinacja . Każdy etap ma na celu maksymalizację wydajności cukru, zapewnienie jakości i efektywne zarządzanie produktami ubocznymi. Nowoczesne cukrownie łączą procesy mechaniczne, termiczne i chemiczne z automatyzacją w celu produkcji spójnego cukru wysokiej jakości przy jednoczesnej minimalizacji wpływu na środowisko.
