Производство сахара
При производстве сахара (из растений с высоким содержанием сахарной свеклы , сахарного тростника ) сахар извлекается , и в различных формах и материальной чистоте производятся способные потреблять.
Производство свекловичного сахара
Очистка и измельчение
Собранная сахарная свекла сначала промывается на сахарном заводе, очищается от приставших компонентов почвы (глина, песок, камни) и сразу после этого разрезается на « жом сахарной свеклы ».
Выщелачивание и осаждение нерастворимых сопутствующих веществ
Затем сырой сок выщелачивают горячей водой в экстракционной башне с помощью противоточного процесса , используя процесс диффузии , и 99% сахарозы растворяется. Получающийся черно-синий сырой сок с содержанием сахара-сырца около 14% содержит множество других органических и неорганических веществ, которые необходимо удалить перед процессом кристаллизации . Это делается путем размешивания известкового молока , которое нейтрализует кислоты и повышает значение pH примерно до 11, чтобы предотвратить образование инвертного сахара (разложение сахарозы на фруктозу и глюкозу ). Можно удалить около 35% загрязняющих веществ, например Б. выпадают многие ионы металлов в виде малорастворимых гидроксидов металлов. Известковое молоко , необходимые для негашеной извести непосредственно на заводы сжигали , так как диоксид углерода , в результате чего необходим для остального кальция ионов в карбонат кальция (известь) для связывания, хотя и другие примеси mitgebunden. Известь отделяется от жидкого сока в свечных фильтрах и фильтр-прессах . Полученную известь в основном передают окружающим фермерам, которые вносят ее в качестве карболима на поля, чтобы отрегулировать уровень pH почвы.
Во время процесса диффузии выщелоченная целлюлоза является побочным продуктом, который механически прессуется в прессах для производства целлюлозы до содержания сухого вещества примерно 30–34%. Вода для пресса перекачивается обратно в экстракционную колонну, щепа термически сушится до более чем 90% сухого вещества, а затем прессуется в гранулы с добавлением патоки . Эти пеллеты продаются на корм .
Станция испарения
Очищенный, теперь прозрачный, светло-желтый жидкий сок сгущается на выпарной станции в многоступенчатом процессе. Отработанный пар из испарительной станции используется для обогрева в нескольких точках завода, например, Б. для сырого сока после противоточного затирания мякоти. Кроме того, оборудование для приготовления пищи в сахарной фабрике отапливается выхлопным паром выпарной станции. На выходе из выпарной станции сироп имеет содержание сухого вещества до 70%.
Кристаллизация
Впоследствии из густого сока (содержание сахара 65-80%) путем повторной кристаллизации при повышенной температуре и под давлением восстанавливается сахар . В качестве промежуточного продукта магма создается как смесь сиропа и сахарного песка.
Уточнение
Во время кристаллизации в «варочном аппарате» образуется суспензия кристаллов. Варочные устройства нагреваются парами испарительной станции и находятся под вакуумом, чтобы обеспечить энергосберегающее испарение воды при низких температурах. Кристаллическая суспензия из варочного аппарата содержит около 50% кристаллов сахара и, в частности, полностью автоматической центрифуги от маточного раствора отделяется, промывается в центрифуге, а затем сушится. Можно влиять на размер зерна кристаллов. После сушки сахар-рафинад в большинстве случаев хранится в бункере с кондиционером до отправки.
Раньше сахар сразу после кристаллизации упаковывали в мешки и хранили на складах. На многих заводах в развивающихся странах это делается и сегодня. Коричневый сахар-сырец - менее чистая форма сахара; он окрашен в коричневый цвет из-за присутствующих в нем веществ, не содержащих сахара.
Побочным продуктом является патока с содержанием сахара около 50 процентов, из которой сахар больше не может кристаллизоваться, потому что больше не происходит перенасыщения . Меласса используется в производстве дрожжей , пищевой , фармацевтической и ромовой промышленности . Кроме того, патока используется в качестве «прессующей добавки с содержанием питательных веществ» в производстве кормов для животных .
Меласса подвергается дальнейшей переработке для повышения выхода во время кристаллизации. Одним из наиболее экономичных способов для этого является процесс Квентина . Меласса обрабатывается катионитом, содержащим ионы магния. Натриевые и калиевые соли патоки превращаются в соли магния путем засолки . Это увеличивает скорость кристаллизации и, следовательно, выход сахарозы.
Производство тростникового сахара
Собранный сахарный тростник срезают на фабрике или во время сбора урожая. На большинстве фабрик тростник перерабатывается на заводах по производству сахарного тростника. На мельницах сок отжимается из сахарного тростника («пресс-экстракция»), а жмых является остаточным материалом . Однако на некоторых заводах уже используются диффузоры, которые извлекают сахар с помощью процесса диффузии . Полученный сок передают поселенцам. Взвешенные частицы удаляются из сока под действием силы тяжести. В результате этого простого типа очистки сока тростниковый сахар часто становится коричневым.
Из отчета о путешествии доктора- миссионера Дэна Бич Брэдли около 1840 года мы узнаем о производстве сахара в Сиаме недалеко от того места, которое тогда было Накхон Чайси :
«... на одном сахарном заводе было от 60 до 80 водяных буйволов, которые измельчали тростник, от 50 до 80 веревок [1 шнур = 3,62 м³, примечание автора] древесины для нагрева сока и от 100 до 150 рабочих для различные виды деятельности ".
После очистки сока производство из сахарного тростника практически такое же, как и из свекольного сахара.
Энергетика в производстве сахара
Заводы по производству свекловичного сахара обычно используют комбинированное производство тепла и электроэнергии . Вода испаряется в паровых котлах с использованием ископаемых видов топлива, таких как лигнит , каменный уголь , природный газ или мазут . Образующийся пар проходит через турбину, к которой подключен электрический генератор . Вырабатываемая электроэнергия используется на заводе для электродвигателей , например Б. на насосах, центрифугах и др.
После того, как пар проходит через турбину, он используется в испарительной станции для сгущения сока. Пар используется несколько раз: на первой ступени испарительной станции при испарении образуются пары. Этот пар из первой ступени используется в качестве греющего пара для второй ступени испарительной станции и так далее. На современных свеклосахарных заводах используется до восьмиступенчатых выпарных станций. Так что пар используется очень эффективно. Греющий пар также используется для кристаллизации и нагрева соков.
Багасса, я. ЧАС. волокнистая часть сахарного тростника, используемая в качестве топлива. Остальные возможности использования жмыха ограничены (например, для производства ДСП). Заводы все чаще используют излишки жома для выработки электроэнергии для коммунальных сетей.
Автоматизация в сахарной промышленности
Как и во многих других отраслях, автоматизация также сильно продвинулась в производстве сахара за последние несколько десятилетий. Производственный процесс обычно контролируется централизованно с помощью систем управления технологическим процессом, которые напрямую контролируют большинство машин и компонентов завода. Только для некоторых специальных машин, таких как B. Центрифуги используются в целях безопасности с программируемыми логическими контроллерами .
Историческое производство сахара
В новых индустриальных странах сахар часто все еще производят с использованием паровых приводов начала 20 века. На главном острове Индонезии, Яве , в регионах Центральная Ява, Центральная Ява и Восточная Ява, все еще действуют около 50 сахарных заводов, некоторым из которых более 100 лет. Такие старые сахарные заводы все еще работают на Карибском острове Куба , но они также несколько крупнее.
Сахар из сахарной свеклы был впервые произведен в 1802 году немецким естествоиспытателем Францем Карлом Ахардом в (до) промышленном процессе . С континентальной блокадой Наполеона в начале 19 века импорт сахара в Западную и Центральную Европу был предотвращен. Промышленное производство сахара из сахарной свеклы теперь имело огромное значение для компенсации потери импорта. Это значительно ускорило внедрение этого нового процесса на практике. В 1813 году, например, 23 компании в левом Нижнем Рейне уже производили свекольный сахар.
Экологические проблемы сахарных заводов
Сахарные заводы загрязняют воду большим количеством органических веществ из-за недостаточной очистки сточных вод . Однако именно усилия по более и более эффективному использованию имеющихся количеств сахарной свеклы позволяют по-прежнему использовать все более высокие пропорции сахарных компонентов, содержащихся в используемых количествах воды; в то же время все больше и больше используется пресная вода. сокращается в современных системах по причинам стоимости, что также приводит к уменьшению количества сточных вод.
Однако проблема сохраняется в регионах в менее развитых странах, где меньше внимания уделяется охране окружающей среды и стоимости воды и материалов.
Заводы по производству свекловичного сахара имеют собственные электростанции из-за своих потребностей в энергии и вносят свой вклад в изменение климата , особенно при использовании бурого и каменного угля . Тростниковый сахар можно добывать без использования ископаемого топлива, используя остатки сахарного тростника в качестве источника энергии.
литература
- Фон Коппи: Производство свекловичного сахара из Фрейхеррн фон Коппи на Крайне в Силезии. Корн, Бреслау [u. а.] 1810 оцифровано
- Сигизмунд Фридрих Хермбштадт: Инструкции по практическому и экономичному производству сахара и годного к употреблению сиропа из свеклы, а также для других целей . Книжный магазин Realschule, Берлин 1811 г. оцифровано
Смотри тоже
веб ссылки
- Сахарная технология ( воспоминание от 6 декабря 2007 г. в Интернет-архиве )
- Интернет-глоссарий технических терминов по сахару
- Интернет-энциклопедия по производству сахара на английском языке
- Производство сахара на сайте компании "Pfeifer und Langen" ( памятная записка от 20 февраля 2006 г. в Интернет-архиве )
Индивидуальные доказательства
- ↑ Ганс-Альберт Курцхальс: Römpp Lexikon Lebensmitteltechnik, стр. 1260 .
- ↑ http://www.agrarnet-mv.de/var/plain_site/storage/original/application/30d79f49b3567447027aabc8cf4cc19b.pdf (ссылка недоступна).
- ↑ a b Centrifuge control ( Memento от 22 марта 2012 г. в Интернет-архиве )
- ^ «Интересные факты о сахаре» (файл PDF; 1021 kB).
- ↑ Ганс-Альберт Курцхальс: Römpp Lexikon Lebensmitteltechnik, с. 1259 .
- ↑ Баренд Январь Тервиль : Взгляд путешественников: подход к тайской истории девятнадцатого века . Бангкок: Дуанг Камол 1989. ISBN 974-210-455-7 .
- ↑ Иоганн Георг фон Вибан (Ред.): Статистика и топография правительственного округа Дюссельдорфа, вторая часть, Дюссельдорф 1836, стр. 173 .