Какие продукты используются для производства сахара. Как открыть мини-завод по изготовлению сахара

После того, как свекла была убрана с поля и доставлена на завод, начинается процесс получения сахарного песка.

После того, как свекла была убрана с поля и доставлена на завод, начинается процесс получения сахарного песка.
Для начала необходимо очистить сырье от ботвы, соломы, песка, шлака и камней. Их присутствие затрудняет получение свекольной стружки и тупит ножи. Поступившая свекла накапливается в емкости из железобетона, которая снабжена различными ловушками для удаления различных примесей, которые будет мешать работать механизмам. После того, как отсортированная свекла поступит на элеватор к свеклорезкам, ее необходимо помыть. Делают это для того, чтобы сохранить ножи о затупления и не допустить загрязнения диффузионного сока.

Для дополнительной очистки корнеплодов применяют свекломойки, потому как грязь отмывается лучше, когда плоды трутся друг об друга. Для этого используется свекломойка барабанного тип, здесь корнеплоды отмываются на 70%, затем поступают на ополаскиватель. После этой процедуры свекла очищается гидрокамнепескоулавливателем. Чистая свекла поступает на шнековые конвейеры. Потери сахара при этих процессах зависят от времени года и качества продукции. Отмытая свекла поступает в бункер затем на свекловрезки. Чтобы получить из свеклы сахара ей придают вид стружки, такой способ называется диффузионным. Толщина нормальной стружки должна быть 0,5-1 миллиметр. На хороших диффузионных аппаратах получают стружку высокого качества, которая в процессе перемешивания не должна смешиваться, а перемещаться. Температура при этом процессе должна быть оптимальной и при отсутствии воздуха.

Диффузионный аппарат должен обладать следующими параметрами:
1. На 100 грамм стружки 12 миллиметров;
2. 0,3% потери сахара к массе свеклы в жоме;
3. 120% от качки сока относительно массы свеклы;
4. Стружка должна быть в аппарате 100 минут;
5. Температура в аппарате оптимальная.

Далее следует процесс очищения полученного диффузионным способом сока, который содержит сахарозу и прочие сахара, которые препятствуют получению сахарозы в кристаллическом виде - а значит, от них требуется избавится. Для этого используют физико-химические процессы очистки. Самый простой способ очистки - применение извести. В нагретый до 90 градусов сок вводят известь, и при противоточном движении известь позволяет полностью осадить неподдающиеся кристаллизации вещества.

Затем полученный сок сгущают выпариванием.
Кристаллизация сахара считается завершающим этапом. Происходит выделение чистой сахарозы со смеси именуемой сиропом. Часть сахарозы превращается в сахар-песок, а часть остается в мелассе. Потому выход сахара зависит от потерь в мелассе.

Последний этап в производстве сахара - это сушка. Сушат сахар для того чтобы удалить с него ненужную влагу. На сушку он поступает при температуре около 50 градусов и с влажностью 1,2%. Еще влажный сахар поступает в сушилку и сушится горячим воздухом около 105 градусов, затем охлаждается до 20 градусов. Высушенный и охлажденный сахар поступает в специальную машину для рассева, а затем на упаковку. Влажность сахара должна соответствовать влажности в хранилище.

Сахар - практически чистая сахароза (С 12 Н 22 О 11), обладающая сладким вкусом, легко и полностью усваиваемая организмом, способствующая быстрому восстановлению затраченной энергии. Сахароза - это дисахарид, который под действием кислоты или фермента расщепляется на глюкозу и фруктозу (инвертный сахар). Сахароза может находиться в двух состояниях: кристаллическом и аморфном. По химической природе сахар является слабой многоосновной кислотой, дающей с оксидами щелочных и щелочноземельных металлов соединения - сахараты.

Инвертный сахар благодаря фруктозе гигроскопичен. Он предохраняет варенье от засахаривания, замедляет процесс черствения хлеба, предохраняет от высыхания кондитерские изделия (мармелад, пастилу, зефир, помадку и др.).

Сахароза хорошо растворяется в воде, при повышении температуры ее растворимость возрастает. В растворах сахароза является сильным дегидратором. Она легко образует пересыщенные растворы, кристаллизация в которых начинается только при наличии центров кристаллизации. Скорость этого процесса зависит от температуры, вязкости раствора и коэффициента пересыщения.

Исходным сырьем для получения сахара являются сахарная свекла и сахарный тростник. Благодаря более высокой урожайности сахарного тростника по сравнению с сахарной свеклой с каждого гектара его посевов получают сахара примерно в 2 раза больше, хотя содержание сахарозы в стеблях сахарного тростника несколько меньше, чем в сахарной свекле.

Сахарная промышленность выпускает следующие виды сахара:

• сахар-песок - сыпучий пищевой продукт белого цвета (без комков), имеющий сладкий вкус без посторонних привкусов и запахов (с содержанием влаги не более 0,14 %, сахарозы не менее 99,75 %, металлопримесей не более 3 мг на 1 кг сахара, с размерами на более 0,3 мм);
• сахар жидкий - жидкий пищевой продукт светло-желтого цвета, сладкий на вкус, без посторонних привкусов и запахов (с содержанием сахарозы не менее 99,80 % для высшей категории и не менее 99,5 % для первой категории, с содержанием сухих веществ не менее 64 %);
• сахар-рафинад - кусковой прессованный сахар, рафинадный сахар-песок и рафинадная пудра белого цвета, сладкие на вкус, без посторонних привкусов и запахов (с содержанием сахарозы не менее 99,9 %, редуцирующих веществ не более 0,03 %, влаги не более 0,2 %).

Особенности производства и потребления готовой продукции

На всех сахарных заводах действует типовая схема получения сахара - песка из сахарной свеклы с непрерывным обессахариванием свекловичной стружки, прессованием жома и возвратом жомопрессовой воды в диффузионную установку, известково-углекислотной очисткой диффузионного сока, тремя кристаллизациями и аффинацией желтого сахара III кристаллизации. В корнеплодах сахарной свеклы содержится 20…25 % сухих веществ, из них содержание сахарозы колеблется от 14 до 18 %. Сахарозу извлекают из свеклы диффузионным способом. Полученный диффузионный сок содержит 15…16 % сухих веществ, из них 14…15 % сахарозы и около 2 % несахаров. Чтобы избавиться от несахаров проводят очистку диффузионного сока известью (дефекация) с последующим удалением ее избытка диоксидом углерода (сатурация). Для снижения цветности и щелочности фильтрованный сок II сатурации обрабатывают диоксидом серы (сульфитация). Сгущение сока ведут в два этапа: сначала его сгущают на выпарной установке до содержания сухих веществ 55…65 % (при этом сахароза еще не кристаллизуется), а затем после дополнительной очистки вязкий сироп на вакуум-аппарате сгущают до содержания сухих веществ 92,5.. .93,5 % и получают утфель. Готовый утфель I кристаллизации центрифугируют, получая кристаллы сахара и два оттека. Сахар-песок выгружают из центрифуги с содержанием влаги 0,8… 1 % и высушивают горячим воздухом температурой 105… 110 °С до 0,14 % (при бестарном хранении массовая доля влаги в сахаре-песке должна быть 0,03…0,04 %).

Норма потребления сахарозы составляет 75г в день, включая сахар, находящийся в других пищевых продуктах.

Период уборки сахарной свеклы длится 40.. .50 сут. в году. Средняя производственная мощность одного завода составляет 2,84 тыс. т переработки свеклы в сутки с коэффициентом извлечения сахара из свеклы 72 %.

Стадии технологического процесса

Процесс получения сахара-песка на свеклосахарных заводах складывается из следующих стадий:

• подача свеклы и очистка ее от примесей;
• получение диффузионного сока из свекловичной стружки;
• очистка диффузионного сока;
• сгущение сока выпариванием;
• варка утфеля и получение кристаллического сахара;
• сушка, охлаждение и хранение сахара-песка.

Характеристика комплексов оборудования

Линия начинается с комплекса оборудования для подготовки свеклы к производству, состоящего из свеклоподъемной установки, гидротранспортера, песколовушки, ботволовушки, камнеловушки и водоотделителя, а также свекломоечной машины.

Ведущий комплекс оборудования линии состоит из конвейера с магнитным сепаратором, свеклорезки, весов, диффузионной установки, шнекового пресса и сушилки для жома.

Следующий комплекс оборудования представляют фильтры с подогревательными устройствами, аппараты предварительной и основной дефекации, сатураторы, отстойники, сульфитаторы и фильтры.

Наиболее энергоемким комплексом оборудования линии является выпарная установка с концентратором, а также вакуум-аппараты, мешалки и центрифуги.

Завершающий комплекс оборудования линии состоит из виброконвейера, сушильно-охладительной установки и вибросита.

Машинно-аппаратурная схема линии производства сахара-песка из сахарной свеклы представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 — Машинно-аппаратурная схема линии производства сахара-песка из сахарной свеклы

Устройство и принцип действия линии

Сахарная свекла подается в завод из бурачной или с кагатного поля. По гидравлическому конвейеру она поступает к свеклонасосам и поднимается на высоту до 20 м. Дальнейшее перемещение ее для осуществления различных операций технологического процесса происходит самотеком. По длине гидравлического конвейера 1 (рисунок 1) последовательно установлены соломоботволовушки 2, камнеловушки 4 и водоотделители 5. Это технологическое оборудование предназначено для отделения легких (солома, ботва) и тяжелых (песок, камни) примесей, а также для отделения транспортерно-моечной воды. Для интенсификации процесса улавливания соломы и ботвы в углубление 3 подается воздух. Сахарная свекла после водоотделителей поступает в моечную машину 6.

Моечная машина предназначена для окончательной очистки свеклы (количество прилипшей земли составляет при ручной уборке 3…5 % свеклы, а при механизированной уборке комбайнами - 8… 10 %).

Количество воды, подаваемой на мойку свеклы, зависит от степени ее загрязненности, конструкции машины и в среднем составляет 60… 100 % к массе свеклы. В сточные воды гидравлического конвейера и моечной машины попадают отломившиеся хвостики свеклы, небольшие кусочки и мелкие корнеплоды (всего 1…3 % к массе свеклы), поэтому транспортерно-моечные воды предварительно направляются в сепаратор для отделения от них хвостиков и кусочков свеклы, которые после обработки поступают на ленточный конвейер 14.

Отмытая сахарная свекла орошается чистой водой из специальных устройств 7, поднимается элеватором 8 и поступает на конвейер 9, где электромагнит 10 отделяет металлические предметы, случайно попавшие в свеклу. Затем свеклу взвешивают на весах 11 и из бункера 12 направляют в измельчающие машины-свеклорезки 13. Стружка должна быть ровной, упругой и без мезги, пластинчатого или ромбовидного сечения, толщиной 0,5… 1,0 мм.

Свекловичная стружка из измельчающих машин с помощью ленточного конвейера 14, на котором установлены конвейерные весы, подается в диффузионную установку 15.

Сахар, растворенный в свекловичном соке корнеплода, извлекается из клеток противоточной диффузией, при которой стружка поступает в головную часть агрегата и движется к хвостовой части, отдавая сахар путем диффузии в движущуюся навстречу экстрагенту высолаживающую воду. Из конца хвостовой части агрегата выводится стружка с малой концентрацией сахара, а экстрагент, обогащенный сахаром, выводится как диффузионный сок. Из 100 кг свеклы получают приблизительно 120 кг диффузионного сока. Жом отводится из диффузионных установок конвейером 16 в цех для прессования, сушки и брикетирования.

Диффузионный сок пропускается через фильтр 17, подогревается в устройстве 28 и направляется в аппараты предварительной и основной дефекации 27, где он очищается в результате коагуляции белков и красящих веществ и осаждения ряда анионов, дающих нерастворимые соли с ионом кальция, содержащимся в известковом молоке (раствор извести). Известковое молоко вводится в сок с помощью дозирующих устройств.

Дефекованный сок подается в котел первой сатурации 26, где он дополнительно очищается путем адсорбции растворимых несахаров и особенно красящих веществ на поверхности частиц мелкого осадка СаСО 3 , который образуется при пропускании диоксида углерода через дефекованный сок. Сок первой сатурации подается через подогреватель 25 в гравитационный отстойник 24. В отстойниках сок делится на две фракции: осветленную (80 % всего сока) и сгущенную суспензию, поступающую на вакуум-фильтры 23.

Фильтрованный сок первой сатурации направляется в аппараты второй сатурации 22, где из него удаляется известь в виде СаСО 3 .

Сок второй сатурации подается на фильтры 21. Соки сахарного производства приходится фильтровать несколько раз. В зависимости от цели фильтрования используются различные схемы процесса и фильтровальное оборудование.

Отфильтрованный сок из фильтра 21 подается в котел сульфитации 20. Цель сульфитации - уменьшение цветности сока путем обработки его диоксидом серы, который получают при сжигании серы.

Сульфитированный сок направляют на станцию фильтров 19, а затем транспортируют через подогреватели в первый корпус выпарной станции 18. Выпарные установки предназначены для последовательного сгущения очищенного сока второй сатурации до концентрации густого сиропа; при этом содержание сухих веществ в продукте увеличивается с 14… 16 % в первом корпусе до 65.. .70 % (сгущенный сироп) в последнем. Свежий пар поступает только в первый корпус, а последующие корпуса обогреваются соковым паром предыдущего корпуса. Площадь поверхности нагрева выпарной станции сахарного завода производительностью 5000 т свеклы в сутки составляет 10 000 м 2 .

Полученный сироп направляется в сульфитатор 29, а затем на станцию фильтрации 30. Фильтрованный сироп подогревается в подогревателе 31, откуда поступает в вакуум-аппараты первого продукта 32. Сироп в вакуум-аппаратах уваривается до пересыщения, сахар выделяется в виде кристаллов. Продукт, полученный после уваривания, называется утфелем. Он содержит около 7,5 % воды и около 55 % выкристаллизовавшегося сахара.

Сироп уваривают в периодически действующих вакуум-аппаратах. Утфель первой кристаллизации из вакуум-аппаратов поступает в приемную утфелемешалку 33, откуда его направляют в распределительную мешалку, а затем в центрифуги 34, где под действием центробежной силы кристаллы сахара отделяются от межкристальной жидкости. Эта жидкость называется первым оттеком. Чистота первого оттека 75…78 %, что значительно ниже чистоты утфеля.

Чтобы получить из центрифуги белый сахар, его кристаллы промывают небольшим количеством горячей воды - пробеливают. При пробеливании часть сахара растворяется, поэтому из центрифуги отходит оттек более высокой чистоты - второй оттек.

Второй и первый оттеки подают в вакуум-аппарат второй (последней) кристаллизации, где получают утфель второй кристаллизации, содержащий около 50 % кристаллического сахара. Этот утфель постепенно охлаждают до температуры 40 °С при перемешивании в утфелемешалках — кристаллизаторах. При этом дополнительно выкристаллизовывается еще некоторое количество сахара. Наконец, утфель второй кристаллизации направляется в центрифуги, где от кристаллов сахара отделяется меласса, которая является отходом сахарного производства, так как получение из нее сахара путем дальнейшего сгущения и кристаллизации нерентабельно. Желтый сахар второй кристаллизации рафинируют первым оттеком, полученный утфель направляется в распределительную мешалку, а затем в центрифуги. Полученный сахар растворяется, и сок поступает в линию производства.

Белый сахар, выгружаемый из центрифуг 34, имеет температуру 70 °С и влажность 0,5 % при пробеливании паром или влажность 1,5 % при пробеливании водой.

Он попадает на виброконвейер 35 и транспортируется в сушильно-охладительную установку 36.

После сушки сахар-песок поступает на весовой ленточный конвейер 37 и далее на вибросито 38. Комочки сахара отделяются, растворяются и возвращаются в продуктовый цех.

Товарный сахар-песок поступает в силосные башни 39 (склады длительного хранения).

Производство сахара - прерогатива крупных заводов. Ведь технология достаточно сложная. Сырье перерабатывается на непрерывно-поточных линиях. Как правило, предприятия по производству сахара расположены в непосредственной близости от мест взращивания сахарной свеклы.

Описание продукта

Сахар - это, по сути, чистый углевод (сахароза), на вкус сладкий и приятный. Хорошо усваивается и обеспечивает нормальную работу организма (острота зрения и слуха, важный питательный элемент для клеток мозга, принимает участие в формировании жиров). Злоупотребление продуктом ведет к развитию заболеваний (кариес, лишний вес и др.).

Сырье для производства

Традиционно в нашей стране этот продукт делают из Производство сахара требует больших объемов поставок сырья.

Свекла является представителем семейства маревых. Растет на протяжении двух лет, культура устойчива к засухе. В течение первого года вырастает корень, а затем в течение второго года развивается стебель, появляются цветы и семена. Масса корнеплода составляет 200-500 г. Массовая доля твердой ткани составляет 75 %. Остальное - сахар и другие органические соединения.

Свеклы происходит на протяжении 50 суток. В то же время заводы работают в среднем 150 дней в году. Чтобы обеспечить сырьем предприятия по производству сахара, свекла хранится в так называемых кагатах (большие кучи).

Технология хранения сахарной свеклы

Свекла укладывается слоями в кагаты на предварительно подготовленных участках. При нарушении технологии хранения свекла будет прорастать и гнить. Ведь корнеплоды являются живыми организмами. Характеристикой прорастания является индекс отношения ростков к массе всего плода. В условиях повышенной температуры и большой влажности свекла начинает прорастать уже на пятые сутки хранения. При этом свекла, которая находится в верхней части кагата, прорастает наиболее интенсивно. Это крайне негативное явление, которое приводит к понижению эффективности сахарного производства. Чтобы минимизировать потери от прорастания, при уборке урожая обрезаются верхушки плодов, а сам урожай в кагатах обрабатывается специальным раствором.

Важно складировать плоды в кагаты аккуратно, стараясь их не повредить. Ведь поврежденные участки плода являются слабым местом, которое поражается прежде всего, а затем уж и здоровые ткани.

На развитие бактерий существенное влияние оказывает температура и уровень влажности. Если поддерживать рекомендованный состав воздуха и температуру 1-2 °C, то процессы гниения замедляются (порой и не развиваются).

Свекла, которая поступает на хранение, чрезвычайно загрязнена (земля, трава). Грязь ухудшает циркуляцию воздуха в кагате, провоцирует процессы гниения.

Урожайность свеклы

Одной из важнейших задач является повышение урожайности сахарной свеклы. Она зависит от множества факторов. Производство сахара напрямую зависит от объемов сбора, а также от технологического качества сырья.

В первую очередь технологические качества возделываемой свеклы зависят от используемых семян. Современные технологии позволяют контролировать биологические и другие характеристики. Контроль качества семян позволяет значительно увеличить урожайность с гектара посевных площадей.

Также немаловажен способ возделывания свеклы. Существенное повышение урожайности наблюдается при так называемом гребневом способе возделывания (рост урожайности составляет от 15 до 45 % в зависимости от климатических особенностей региона). Суть метода состоит в следующем. Осенью специальные машины насыпают гребни, благодаря чему земля активно впитывает и накапливает влагу. Поэтому весной земля достаточно быстро созревает, создавая благоприятные условия для посева, роста и развития плодов. Кроме того, свеклу гораздо легче собирать: плотность почвы гребней сравнительно невелика.

Любопытно, что данная технология была предложена советским ученым Глуховским в далекие 20-е годы прошлого столетия. И сравнительно недавно метод был внедрен в передовых странах.

Несмотря на большую результативность, данная технология не нашла широкого применения. Причиной тому отсутствие и дороговизна специального оборудования. Производство сахара из свеклы поэтому имеет перспективы развития и выхода на новый технологический уровень.

Уборка свеклы должна быть проведена до наступления заморозков. Поставки на предприятия выкапываемой свеклы могут осуществляться по поточному принципу либо поточно-перевалочным способом. Для того чтобы снизить потери сахарозы при длительном хранении на перевалочных базах, плоды накрываются соломой.

Техпроцесс производства

Среднестатистический завод по производству сахара в России способен перерабатывать несколько тысяч тонн сырья (сахарной свеклы). Впечатляет, не так ли?

В основе производства лежат сложные химические процессы и реакции. Суть сводится к следующему. Для получения кристаллов сахара нужно выделить (экстагировать) сахарозу из сырья. Затем отделяют сахар от ненужных веществ и получают продукт, готовый к употреблению (кристаллы белого цвета).

Технология производства сахара состоит из следующих операций:

• очистка от грязи (мытье);
• получение стружки (шинкование, измельчение);
• извлечение сахарозы;
• фильтрация сока;
• сгущение (выпаривание влаги);
• уваривание массы (сиропа);
• отделение патоки от сахара;
• просушивание сахара.

Мойка сахарной свеклы

При поступлении сырья на завод по производству сахара оно попадает в своеобразный бункер. Он может располагаться как под землей, так и снаружи. Мощной направленной струей воды сахарная свекла вымывается из бункера. Корнеплоды попадают на транспортер, при движении которого происходит предварительная очистка сырья от всевозможного мусора (солома, трава и т.д.).

Измельчение корнеплодов

Производство сахара из свеклы невозможно без ее измельчения. В дело вступают так называемые свеклорезки. На выходе получаются тонкие полосы из сахарной свеклы. В технологии производства сахара способ нарезания кусков имеет очень важное значение: чем больше площадь поверхности, тем эффективнее отделяется сахароза.

Извлечение сахарозы

По транспортеру стружка свеклы подается в аппараты диффузии со шнеком. Сахар отделяется от стружки теплой водой. Стружка подается по шнеку, а навстречу ей течет теплая вода, которая и извлекает сахар. Помимо собственно сахара, вода также увлекает за собой и другие растворимые вещества. Процесс достаточно эффективен: на выходе жом (так называется стружка свеклы) содержит лишь 0,2-0,24 % сахара по массовой доле. Вода, насыщаясь сахарами и другими органическими веществами, становится мутной и сильно пенится. Эту жидкость еще называют диффузионным соком. Наиболее полная переработка возможна лишь при нагреве сырья до 60 градусов. При данной температуре белки сворачиваются и не выделяются из свеклы. Производство сахара на этом не заканчивается.

Очистка диффузионного сока

Из жидкости необходимо убрать мельчайшие взвешенные частицы свеклы и растворенные органические вещества. Технологически можно удалить до 40 % побочных веществ. Все, что остается, накапливается в мелассе и удаляется лишь на конечном этапе производства.

Сок нагревается до 90 °C. Затем обрабатывается известкой. В результате белки и другие вещества, которые находятся в соке, выпадают в осадок. Данная операция производится на специальном оборудовании в течение 8-10 минут.

Теперь необходимо устранить известь. Данный процесс носит название сатурации. Суть его заключается в следующем: сок насыщается диоксидом углерода, который вступает в химическую реакцию с известью, образуя углекислый кальций, который и выпадает в осадок, поглощая при этом различные загрязнители. Прозрачность сока возрастает, он становится более светлым.

Сок фильтруется, подогревается до температуры 100 °C и подвергается сатурации повторно. На данном этапе проводится более глубокая очистка от примесей, после чего сок снова отправляется на фильтрацию.

Сок необходимо обесцветить и разжижить (сделать не таким вязким). С этой целью через него пропускают сернистый газ. В соке образуется сернистая кислота - очень сильный восстановитель. Реакция с водой приводит к образованию определенного количества серной кислоты с выделением водорода, который, в свою очередь, осветляет сок.

После грубой и чистой сатурации на выходе получается 91-93 % от первоначального объема качественного, отбеленного сока. Процентное содержание сахарозы в полученном объеме сока составляет 13-14 %.

Выпаривание влаги

Производится в два этапа с использованием специального оборудования. Для производства сахара на первом этапе важно получить густой сироп с содержанием сухих веществ 65-70 %. Полученный сироп проходит дополнительную очистку и вновь подвергается процедуре выпаривания, на этот раз в специальных вакуумных аппаратах. Необходимо получить вязкое густое вещество с содержанием сахарозы 92-93 %.

Если продолжить выпаривание воды, то раствор становится перенасыщенным, возникают центры кристаллизации и растут кристаллы сахара. Полученная масса называется утфелем.

Температура кипения полученной массы - 120 °C в нормальных условиях. Но дальнейшее уваривание проводится в вакууме (чтобы предотвратить карамелизацию). В условиях, близких к вакууму, температура кипения значительно ниже - 80 °C. Данную массу на этапе выпаривания в вакуумном аппарате «легируют» сахарной пудрой. Что стимулирует рост кристаллов.

Отделение сахара от патоки

Сахарная масса поступает на центрифуги. Там кристаллы отделяются от патоки. Жидкость, которая получается после отделения кристаллов сахара, - зеленая патока.

На сетке барабана центрифуги задерживаются которые подвергаются обработке горячей водой и пропариваются с целью отбеливания. При этом образуется так называемая белая патока. Это раствор сахара и остатков зеленой патоки в воде. Белая патока проходит вторичную обработку в вакуумных аппаратах (чтобы минимизировать потери, повысить эффективность производства).

Зеленая патока поступает на уваривание уже в другой аппарат. В результате получают так называемый второй утфель, из которого уже получают желтый сахар. Он растворяется в соке после первой очистки.

Просушивание сахара

Цикл производства сахара еще не завершен. Содержимое центрифуги извлекается и отправляется на просушку. После центрифуги влажность сахара составляет приблизительно 0,5 %, а температура 70 °C. В сушильном аппарате барабанного типа происходит просушивание продукта до влажности 0,1 % (во многом это обеспечивается остаточной температурой после центрифуг).

Отходы

Основные отходы производства сахара из сахарной свеклы - жом (так называется стружка корнеплода), кормовая патока, фильтр-прессная грязь.

Жом составляет до 90 % по массе от необработанного сырья. Служит хорошим кормом для домашнего скота. Перевозить жом на дальние расстояния нерентабельно (из-за повышенной влажности он очень тяжелый). Поэтому закупается и используется фермерскими хозяйствами, расположенными вблизи предприятий по производству сахара. Для предотвращения порчи жома он перерабатывается на силос.

На некоторых производствах сахара из сахарной свеклы стружка прессуется (при этом устраняется до 50 % влаги), а затем сушится в специальных камерах. В результате такой обработки масса жома, готового к употреблению по назначению и транспортировке на дальние расстояния, составляет не более 10 % от его первоначальной массы.

Меласса - кормовая патока - получается после обработки второго утфеля. Ее объем составляет 3-5 % от массы исходного сырья. На 50 % она состоит из сахара. Кормовая патока является важным компонентом в производстве этилового спирта, а также в производстве животных кормов. Кроме того, используется в дрожжевом производстве, при изготовлении лимонной кислоты и даже лекарственных средств.

Объем фильтр-прессной грязи достигает 5-6 % от массы не переработанного сырья. Используется в качестве удобрений для почв сельскохозяйственных угодий.

Производство рафинада

Производство сахара-рафинада находится, как правило, на самих сахарных заводах. В составе таких заводов имеются специальные цеха. Но производить рафинад могут и сторонние организации, закупающие сахар-песок на заводах. По способу получения рафинад может быть литым и прессованным.

Последовательность технологических операций при производстве рафинада следующая.

Сахар растворяют в воде. Густой сироп подвергается обработке с целью удаления различных окрашивающих веществ. После очистки сироп варится в вакуумной камере, при этом получают первый рафинадный утфель. С целью устранения желтизны в вакуумную камеру добавляется ультрамарин (0,0008 % от массы сиропа, не более). Сам процесс уваривания аналогичен процессу уваривания при получении сахара.

Рафинадный утфель нужно пробелить. Образуется густая масса (кашица с влажностью 3 %, не более), которая прессуется. В итоге получается рафинад, принимающий форму пресса. Чтобы получить рафинад в форме голов, утфель заливается в соответствующие формы. В нижней части формы имеется специальное отверстие, через которое вытекают остатки раствора. Мокрый рафинад сушится горячим воздухом, пока показатель влаги не уменьшится до значения 0,3-0,4 %. Далее остается лишь подождать, пока куски сахара остынут, разрезать (при необходимости) и упаковать.

Рациональная технологическая схема свеклосахарного производства должна обеспечить высокое качество сахара, максимальный его выход и минимальные потери в производстве. На всех сахарных заводах СССР введена унифицированная технологическая схема (рис. 1) и устанавливается типовое оборудование.

Из кагатов или бурачных свекла доставляется гидравлическим транспортером в моечное отделение завода. Двигаясь в потоке воды, корни частично отмываются от земли и с помощью специальных устройств (камнеловушки, песколовушки, соломоловушки) освобождаются от грубых примесей. Окончательно отмывается от земли и освобождается от грубых примесей свекла в специальной моечной машине. Вымытую свеклу поднимают свекловичным элеватором на высоту около 15 м, чтобы на дальнейшие операции она поступала самотеком. После элеватора свекла взвешивается на автовесах и изрезывается на свеклорезках в стружку. Затем из стружки методом диффузии извлекается сахар.

Полученный диффузионный сок быстро темнеет и имеет различные примеси несахаров. Его подвергают очистке: обрабатывают известковым молоком (дефекация), насыщают углекислым газом (сатурация), сернистым газом (сульфитация) и фильтруют.

Очищенный сок светло-желтого цвета содержит около 15-16% сухих веществ, в том числе 14-15% сахарозы. Его сгущают в сироп на выпарных аппаратах до концентрации сухих веществ 65%. Сироп еще раз сульфитируют, фильтруют и уваривают в вакуум-аппарате под разрежением до концентрации сухих веществ 92,5-93,0%.

Рис. 1. Технологическая схема свеклосахарного производства.

В процессе уваривания 55-60% сахара выкристаллизовывается и получается утфель I , представляющий собой смесь кристаллов сахарозы и маточной жидкости, содержащей также сахар и все несахара сиропа. Кристаллы сахара отделяют от маточного раствора (зеленого оттека) на центрифугах, промывают горячей водой, высушивают в сушилках до влажности 0,05- 0,14% и упаковывают в пакеты или мешки.

Зеленый оттек содержит еще много сахарозы (76-78% к массе сухих веществ), и поэтому его еще раз уваривают в вакуум-аппарате до концентрации сухих веществ 95%, т. е. получают утфель II (продукт второй кристаллизации). Чтобы получить больше кристаллов сахара, утфель II охлаждают в кристаллизаторах с 80 до 40°С.

После отделения на центрифугах из утфеля II получаются кристаллы сахара пониженного качества (желтый сахар) и отход производства - меласса. Желтый сахар растворяют (клеруют) в соке II сатурации и прибавляют к сиропу, направляемому на сульфитацию и варку утфеля I.

При работе со свеклой более высокого качества мало бывает двух кристаллизаций,чтобы выделить весь кристаллизующий сахар и получить достаточно «истощенную»1 мелассу. В этих случаях заводы работают по трехпродук- товой схеме и производят три уваривания: из утфеля I кристаллизации получают белый сахар-песок и зеленый оттек, из которого получают продукт

кристаллизации. Из утфеля II выделяют центрифугированием желтый сахар и II зеленый отек, из которого получают утфель III. Из продукта

кристаллизации опять получают желтый сахар и как отход производства - мелассу. Последний желтый сахар подвергают очистке (аффинации), затем растворяют (клеруют) и раствор присоединяют к сиропу перед его сульфитацией.

Таким образом, технологический процесс получения сахара-песка из свеклы состоит из следующих основных операций: гидравлической подачи свеклы на завод и удаления посторонних примесей; мойки свеклы, взвешивания; измельчения свеклы; получения диффузионного сока; очистки диффузионного сока; сгущения сока до сиропа; уваривания сиропа и оттеков до утфелей; центрифугирования утфеля, пробелки и сушки сахара.

Сахар – уникальный продукт. С его участием делают не только кондитерские, алкогольные изделия, но и фармацевтические препараты, пластмассу и многое другое. Не говоря уже о том, что существенную его долю покупают в розницу. Поэтому производство сахара – дело нужно и востребованное.

Анализ рынка

Главное преимущество бизнеса на сахаре в том, что реализация продукта не имеет сезонных колебаний. Само же производство с каждым годом наращивает объемы. Но рынок все равно еще далек от насыщения, потому что растет и уровень потребления продукта. По средним показателям один человек за год съедает его около 20 кг. Мировым лидером по изготовлению сахара является США, а Россия занимает второе место. Этот факт говорит о том, что в стране существуют отличные условия для реализации такого бизнеса.

Плюсы и минусы бизнеса

Как и при любом другом производстве, бизнес на сахаре имеет свои преимущества и недостатки. Основной минус этого вида предпринимательства – сильная зависимость от сырья, точнее, от мест, где его можно добыть. В Российской Федерации сахар делают чаще всего из сахарной свеклы. А растет она преимущественно в Южном, Приволжском и Центральном округах. Если есть желание открыть завод в других регионах, сырье необходимо импортировать, что увеличивает расходы на производство.

Больше 90% продукта в России делают из завезенного сырья. Цены на продукт сравнительно высокие. Поэтому, если организовать производство на местном сырье, можно существенно выиграть на разнице отпускной цены.

Еще одно преимущество продукта – он однокомпонентный. То есть для его изготовления необходим только один тип сырья. Потребление продукта высокое, а затраты на организацию завода сравнительно небольшие.

Организация бизнеса с формальной стороны

Прежде всего, бизнес-план сахарного завода должен предусмотреть регистрацию юридического лица. Организационная форма ООО намного предпочтительней, чем индивидуальный предприниматель, поскольку позволит работать масштабно, сотрудничая с крупными организациями.

Следующие необходимые формальности – привести в соответствие с требованиями пожарной инспекции, СЭС и других инстанций производственное помещение. Как правило, это занимает немало времени, усилий и денег. Конкретные нормы и требования лучше уточнять на местах, так как они могут немного отличаться от региона к региону.

Следующий важный момент, который должен учитывать бизнес-план сахарного завода – конечный продукт должен соответствовать специальным ГОСТам. Поэтому перед началом производства надо изучить требования ГОСТов:

• Свекла сахарная. Технические условия (Р 52647-2006);
• Свекла сахарная. Методы испытаний (Р 53036-2008);
• Метод определения сахарозы (12571-86);
• Производство сахара (Р 52678-2006).

Виды производимой продукции

Сахар можно готовить различными способами и производить различный продукт. Выделяют такие его виды:

• Рафинад – высоко очищенная сахароза, которая разделена на куски, как правило, кубики.
• Песок – сахароза, которая имеет форму кристалликов размером 0,5-2,5 мм.
• Пудра – измельченные кристаллики сахарозы.
• Сырец – отдельные неизмельченные кристаллы сахарозы.

Сырье для изготовления продукта

На территории СНГ традиционно сахар производили из сахарной свеклы. Однако сегодня это сырье вытеснили импортные предложения. Поэтому кроме свеклы, которую выращивают еще в Германии, Франции и США, используют такое сырье:

• Хлебный сорго (стебли). Основная его страна-производитель – Китай. Но изготовленный из него продукт мало чем отличается по своим характеристикам от сахара из свеклы или тростника.
• Просо или крахмалистый рис. Из него готовят солодовый сахар. Главный производитель такого сырья – Япония.
• Сок пальм. Его добывают в странах Юго-Восточной Азии.
• Тростник сахарный. Культивируется в основном предприятиями Кубы, Индии, Бразилии.

Технология производство сахара

Прежде чем открыть мини-завод по производству сахара, надо изучить технологию его изготовления. Это даст понимание того, какое оборудование для производства сахара надо закупить. В качестве примера возьмем свекольное производство, которое идет по таким основным этапам:

1. Экстракция. Для этого сырье хорошо промывают, затем очищают, отмеривают необходимое количество и пускают на стружку. После измельчения свеклы стружку загружают в диффузор. Там из этой массы с помощью горячей воды сахар экстрагируется и получается диффузный сок. Это еще не конечный продукт, но он содержит 15% сахарозы. Кроме нее еще стружка от свеклы и жом.
2. Очистка диффузного сока. Для этого его смешивают с известковым молоком и проводят через специальные этапы очистки.
3. Удаление лишней воды через ее испарение. По окончанию этого этапа остается сироп, чуть более половины объема которого составляет сахар.
4. Кристаллизация. Завершается технология производство сахара проведением сиропа через центрифуги, утфелераспределители, вакуум-аппараты. Только после этого на выходе остается кристаллизированный сахар.

Производственное оборудование

На каждый этап производства необходим свой комплект оборудования. Так, для подготовки свеклы к обработке нужен такой комплект установок:

• машины для мытья свеклы;
• камнеловушки;
• водоотделитель;
• ботволовушки;
• песколовушки;
• гидротранспортер;
• свеклоподъемную установку.

Главная производственная линия состоит из:

• сушилкок для жома;
• шнекового пресса;
• диффузионных установок;
• весов;
• свеклорезки;
• конвейера с магнитным сепаратором.

Чтобы очистить сок надо закупить:

• отстойники;
• сульфитаторы,
• сатураторы,
• фильтры с подогревательными устройствами,
• аппараты дефекации.

Последний этап производства проходит через такие установки:

• выпарная установка с концентратором;
• центрифуги;
• вакуум аппараты;
• сушильно-охладительная установка;
• вибросито;
• виброконвейер.

Помещение

Помещение под небольшое производство должно соответствовать всем требованиям помещений пищевой промышленности. Площадь подбирается исходя из габаритов установок. Кроме производственного цеха на производстве должен быть предусмотрен сухой и хорошо проветриваемый склад для хранения продукции, потому что сахар хорошо впитывает любые ароматы.

Введение производства в действие

Существует несколько способов, как организовать и запустить завод.

1. Приобрести готовый мини-завод. Однако тогда очень важно знать дату открытия и введения в эксплуатацию завода. В том случае, если это произошло давно, оборудование будет непригодное к использованию, даже если оно в рабочем состоянии. Лучше всего пригласить для его оценки специалиста. Стоить такое предприятие может до двух миллионов долларов. Если предприятие открылось после 2000 года, его цена возрастет до пяти миллионов и выше.
2. Организация завода с нуля. При таких раскладах линию производства надо закупать новую. Цена такого оборудования зависит от его мощности производства:

• оборудование на 10 тонн в сутки –10-20 тыс. долл.;
• оборудование на 15 тонн каждый день – 100 тыс. долл.;
• оборудование на 50 тонн в сутки – 200 тыс. долл.

Особые условия производства

Переработка свеклы в сахар происходит в течение так называемой кампании, которая длится 3-4 месяца за год – когда созреет сырье. Все это время оборудование работает постоянно, без перерывов, а персонал – посменно. Когда заканчивается кампания по переработке свеклы, оборудование надо проверить, и по необходимости провести ремонт.

Но само производство считается безопасным, так как в процессе работы не выделяется пыль, токсичные газы и прочее. Единственной проблемой может стать высокий шум при работе агрегатов.

Расширение производства

Чаще всего молодое производство ориентировано на изготовление сахара-песка, поскольку это самый востребованный вид продукта. Как только производство будет налажено, можно расширять ассортимент.

Сахар-рафинад

Прежде всего к основной линии добавляют производство сахара-рафинада. Китайская установка производительностью 150-200 кг за смену стоит примерно 2 млн руб., турецкая – до 7 млн руб. Также надо закупить автоматическое фасовочное оборудование, а это еще как минимум 600 тыс. руб.

Этот сахар можно изготавливать двух видов:

• прессованный: сахар-песок проходит обработку в центрифуге, прессуется, высушивается и после этого колется на кубики заданного размера;
• литой: масса сахара загружается в специальные формы и оставляется пока не затвердеет, после чего несколько раз заливается чистым сахаром, промывается. Так удаляется патока. После этого куски достаются из форм, сушатся и раскалываются на кубики нужных параметров.

Тростниковый сахар

Его производство похоже на изготовление продукта из свеклы с некоторыми отличиями:

• Этап экстракции заменяется отжиманием замоченных стеблей на специальных вальцах. Это позволяет добыть 90% содержащейся в тростнике сахарозы. Сок уходит в ловушку для мезги, затем проходит обработку на соковых измерителях.
• Этап очистки сока. Он сразу обрабатывается известью без предварительных этапов обработки, как в случае со свекольным производством.

Меласса и жом

После очистки диффузного сока остается меласса и жом. Первое – отличный кормовой силос, а второе – кормовая патока. Их обычно обменивают по бартеру на сырье у сельхозпроизводителя. Но и сама патока востребована определенной категорией покупателей.

Кроме этого, дополнительно зарабатывать можно на изготовлении сахара-кандиса – очень крупных прозрачных кристаллов, которые изготавливаются на специальном оборудовании. Существуют и другие направления производства, которые можно наладить в дополнение к изготовлению сахара-песка.

Расчет окупаемости

Как показывает практика, если изначально грамотно организовать поставки сырья и сбыт готовой продукции, завод может окупиться уже за полгода, то есть за один сезон. Но на сроки сильно влияет стоимость оборудования. На оборудование европейского производителя мощностью 20 тонн в сутки уйдет не меньше 90 тыс. евро. Если закупать оборудование производительностью 100 тонн в сутки, на него надо выделить около 270 тыс. евро. Если вы решили закупить мини-завод производительностью 12 тонн в сутки, то базовая комплектация обойдется вам в 18-20 тыс. долл.

Не стоит забывать, что для завоевания рынка надо суметь красиво преподнести продукт. Надо не только разработать собственный бренд, но и наладить производство понятной и красивой упаковки для продукта.