Пищевая промышленность – это отрасль, которая отличается высокой устойчивостью к любым изменениям на рынке, поскольку спрос на продукты питания не падает никогда. Один из самых рентабельных видов бизнеса в этой сфере – производство сахара. Этот продукт входит в минимальную потребительскую корзину, поэтому пользуется большой популярностью у отечественных потребителей. В этой статье мы разберемся с технологией производства сахара из сахарной свеклы, и расскажем, как организовать такой бизнес.
Особенности производства
Производство сахара – это достаточно крупная промышленная отрасль. В нашей стране сахар-песок и сахар-рафинад выпускают более 300 предприятий. Это качественный натуральный продукт питания является товаром первой необходимости, поэтому на него в любых экономических условиях наблюдается стабильно высокий спрос.
Предприниматели, которые делают бизнес на сахаре, периодически реконструируют свои предприятия, чтобы увеличить их производительность. Благодаря этому данный сегмент рынка развивается быстрыми темпами.
По данным статистических исследований, каждый гражданин нашей страны ежегодно потребляет около 20 кг сахара. Несмотря на то что чрезмерное употребление этого продукта может негативно отразиться на здоровье человека, спрос на него не падает. Поэтому, если вы организуете производство сахара как бизнес, оно будет приносить хорошую прибыль.
Чтобы открыть такое предприятие, нужно приобрести дорогостоящее оборудование и найти квалифицированных специалистов. Кроме того, следует составить бизнес план производства сахара и выполнить все предварительные расчеты. Грамотное планирование поможет вам избежать серьезных ошибок на старте и минимизировать все риски.
Такой бизнес, кроме преимуществ, имеет также и недостатки. Самый главный из них заключается в том, что мини заводы по производству сахара из свеклы привязаны к тем местам, где выращивают сырье. Если использовать привозной сахар-сырец, себестоимость продукции существенно увеличивается. Поэтому в основном предприниматели используют отечественное сырье.
Регистрация деятельности
Задумываетесь, ? Самый выгодный и доступный вариант – это производство сахара. Но чтобы организовать такой бизнес, нужно оформить разрешительные документы и зарегистрировать юридическое лицо. Можно также открыть индивидуального предпринимателя, но, в таком случае вы не сможете заключать договора с крупными организациями.
Кроме того, необходимо привести производственное помещение в полное соответствие с требованиями пожарной инспекции, СЭС и других контролирующих органов. Все существующие нормы следует уточнять непосредственно в этих организациях, поскольку в разных регионах они могут существенно отличаться. Готовая продукция должна полностью соответствовать специальным ГОСТам.
Сырье
На территории нашей страны сахар производят из сахарной свеклы. Но постепенно это сырье начинают вытеснять альтернативные предложения:
- Стебли сорго. Этот продукт поставляют из Китая. Сахар, изготовленный из такого сырья, ничем не отличается от привычной для всех продукции;
- Из крахмалистого риса делают солодовый сахар. Такое сырье производит Япония;
- Пальмовый сок добывают в Юго-Восточной Азии;
- Основные поставщики сахарного тростника – Бразилия и Куба.
Оборудование
Приобрести оборудование для производства сахара из сахарной свеклы можно разными способами. Если вы ограничены в финансовых средствах, купите подержанную линию либо скомпонуйте ее из переделанных агрегатов. Еще один вариант – это покупка новой техники или готового бизнеса.Рассмотрим подробнее каждый из этих вариантов:
- Самостоятельная компоновка. Это не самая лучшая идея, поэтому его следует реализовать только в самом крайнем случае;
- Готовый завод, оснащенный старым оборудованием. Его можно купить по доступной цене. С первого взгляда может показаться, что это хороший вариант, поскольку такие предприятия расположены неподалеку от сырьевой базы и имеют всю необходимую инфраструктуру. Но на самом деле, завод может оказаться полуразрушенным предприятием с физически и морально устаревшим оснащением;
- Действующий бизнес. Это неплохое приобретение, но для этого вам понадобится большой стартовый капитал;
- Новая линия. Такое оборудование можно купить по доступной цене. Производители предлагают технику любой мощности, поэтому вы сможете без проблем подобрать подходящий вариант;
- Чтобы повысить доходность предприятия, можно также приобрести оборудование для производства сахара рафинада. Это позволит вам расширить ассортимент продукции и увеличить доход предприятия.
Помещение
Производственное помещение должно соответствовать всем требованиям, которые предъявляются к пищевым предприятиям. Для установки одного агрегата понадобится 30–60 кв. метров. Кроме того, нужно выделить место под склад готовой продукции. В этом помещении следует поддерживать определенную влажность, поскольку сахар сильно впитывает посторонние запахи и влагу.
Технологический процесс
Традиционная технология производства сахара – это достаточно сложный процесс, который требует использования специального оборудования.
Он состоит из следующих этапов:
- Очистка сырья от примесей;
- Получение диффузионного сока из стружки сахарной свеклы;
- Очистка жидкости;
- Сгущение сока;
- Варка утфеля;
- Сушка готовой продукции;
- Охлаждение и упаковка.
Другими словами, свеклу сначала моют и очищают, после чего ее взвешивают и измельчают в стружку. Подготовленное сырье отправляют в диффузор, где под воздействием горячей воды происходит экстракция сахара. В результате получается жом, который можно использовать, как корм для животных, и диффузионный сок. Жидкость очищают и смешивают в сатураторе с известью. Далее раствор подогревают и фильтруют. Далее, очищенный сок подвергают выпариванию. Полученный сироп отправляют в специальные вакуум-аппараты, чтобы получить утфель первой кристаллизации. Последний этап – кристаллизация сахара.
Сбыт готовой продукции
Готовую продукцию можно продавать оптом супермаркетам, кондитерским фабрикам, предприятиям общественного питания и консервным заводам.
Кроме того, вам нужно наладить сбыт отходов производства, таких как жом, меласса и патока. Их можно продавать поставщикам сырья или менять их по бартеру.
Неплохой доход многим предпринимателям приносит бизнес по продаже сахара. Они закупают продукцию от производителей крупным оптом и продают в розницу либо небольшими партиями торговым предприятиям. Если вы найдете такого покупателя, со сбытом готовой продукции не возникнет никаких проблем.
Пользователи интернета часто интересуются, ? Попробуйте закупать сахар оптом у производителей и продавать его с небольшой наценкой большими партиями. По мнению специалистов, – это достаточно прибыльное направление деятельности, поэтому вы сможете без особого труда заработать за месяц такую крупную сумму.
Финансовые расчеты
Если грамотно подойти к организации поставок сырья, а также обеспечить сбыт готовой продукции, предприятие может окупиться за один сезон. Сроки окупаемости во многом зависят от стоимости оборудования. Например, если вы хотите открыть завод с производительностью около 100 т в сутки, придется выложить 90–270 тыс. евро. Мини-производство в базовой комплектации стоит примерно 18–20 тыс. евро. Кроме того, понадобятся средства на аренду помещения, рекламу, зарплату рабочим и транспортные расходы.
Чтобы открыть предприятие с производительностью 6 т в месяц, понадобится примерно 4–6 млн рублей. На организацию серьезного производства, выпускающего в месяц 50 т готовой продукции, придется потратить более 10 млн рублей.
- Чтобы снизить себестоимость готовой продукции, следует закупить оборудование, производительность которого достигает 1,5–2 т в день;
- Мини-предприятие по производству сахара особенно выгодно для крупных фермерских хозяйств, которые занимаются выращиванием свеклы;
- При производстве сахара не выделяются токсичные газы или другие вредные вещества. Единственная проблема – это шум, поэтому, чтобы не возникло проблем, желательно арендовать производственное помещение за пределами населенного пункта;
- Существенно повысит прибыльность бизнеса фасовка сахара. Для этого нужно разработать привлекательную узнаваемую упаковку.
Выводы
Производство сахара – это достаточно выгодный бизнес, который отличается высокой рентабельностью. Если вы правильно организуете работу предприятия и сумеете красиво преподнести свой продукт по доступной цене, дело будет процветать и развиваться.
Сахарный буряк — основа сахара
Сахар является ингредиентом, который широко используется для пищевых продуктов, алкогольных напитков, хлебобулочных и кондитерских изделий. Сахарная продукция имеет широкое применение в пищевой, фармацевтической промышленности, а также при производстве пластмассовых изделий. Поэтому при изготовлении данного продукта, линия по производству сахара – это востребованное и прибыльное оборудование, которое имеет прекрасные перспективы для развития бизнеса.
Сахар является продукцией первой надобности спрос, на которую не подчиняется спадам. С 2010 года изготовление сахара в Российской Федерации уверенно растет. Это поясняется восстановлением главных заводов и подъемом их продуктивности. Показателем на данный момент времени является 18,94 кг за один год. В среднем один житель Российской Федерации съедает примерно 22 кг сахара ежегодно, не учитывая продукцию, которая находится в составе других приобретенных изделий.
Для изготовления линии по производству сахара могут использовать данное сырье:
Тростник — для дешевого сахара - тростник из сахара (тростниковый сахар производят на предприятиях Индии, Кубы и Бразилии);
- сахарная свекла (изготовление свекловичного сахара происходит на предприятиях США, России, Германии и Франции);
- пальмовый сок (сахар из пальмы производится в странах Юго-Восточной Азии);
- просо или крахмалистый рис (производство солодового сахара осуществляется в Японии);
- стебель хлебного сорго (сорговый сахар изготавливают жители Китая).
По методу производства насчитывают 4 вида сахара:
- Сахар-сырец. Являет собой отдельный слой кристаллов, которые состоят из сахарозы.
- Сахарная пудра. Являет собой тщательно измельченный кристалл сахара. Данный вид имеет широкое использование при производстве кондитерских и хлебобулочных продуктов;
- Сахар-песок. Продукция, которая является сахарозой, размеры кристаллов которой 0,6–2,6 мм.
- Сахар-рафинад. Продукция из высокочастотной сахарозы.
Схема производства сахара Оборудование
Линии по производству сахара устанавливаются с комплектацией специальной техники для заготовки свеклы к технологическим этапам.
Линия оборудования включает в себя:
- свеклоподъемная установка;
- гидротранспортеры;
- песколовушка;
- ботволовушка;
- водоотделители;
- камнеловушка;
- машина для мойки свеклы.
В основную линию по изготовлению сахара входит такая техника:
- конвейера с магнитными сепараторами;
- свеклорезка;
- весы;
- диффузионная установка;
- шнековые прессы;
- сушилка для жома.
Второй комплекс техники включает в себя:
Самая энергоемкая техника:
- вакуумы аппаратов;
- центрифуга;
- испарительные установки с концентратором.
Автоматическая линия завершается комплектацией техники, которая включает в себя:
- виброконвейеры;
- вибросито;
- сушильно-охладительная установка.
Для организации изготовления сахара необходимо приобрести действующий завод или открыть новый.
Мини завод по производству сахара Предприниматели, которые только начинают свой путь в сахарном бизнесе, могут выбрать два пути организации бизнеса:- Купить мини-завод по изготовлению сахара. Приобретая завод необходимо уточнить дату выхода в использование завода. Если он уже давно вышел в действие, тогда техника может быть непригодна. Цена старого завода составляет примерно 2 млн. $. Стоимость завода, который введён в использование после 2000 годов, будет больше 5 млн. $.
- Линия производства сахара из сахарной свеклы может предполагать открытие нового завода и приобретение линии изготовления сахара.
На данное время активны такие цены на линии производства сахара:
- линия, мощностью 10 тонн в сутки стоит 11–21 тыс. $;
- линия по производству сахара, цена которой примерно 110 тыс. $ имеет производительность 16 тонн сахара в день;
- линия, мощность которой 55 тонн продукции за сутки стоит примерно 230 тыс. $.
Чтобы открыть завод по производству сахара необходимо учесть не только размеры первоначальной инвестиции, доход от руководящей деятельности, но также и доход от сбыта отходов предприятия.
Ведь изготовление сахара располагает извлечением отходов: мелассы и жома. Данные два продукта могут использоваться в качестве метода бартера и реализовываться поставщиками сырья. В процессе производства завершенного товара извлекают и патоку, которую также можно реализовать.
Сахар из сахарной свеклы
Технологический процесс производства сахара из свеклы включает этапы:
Экстракция
Выполняется подготовка свеклы: ее обмывают и чистят от посторонних смесей, взвесив, нарезают в стружку. Затем, стружка загружает в диффузоры, в которых кристаллы сахара экстрагируются из растительной смеси свеклы с помощью горячей воды. В завершение извлекается диффузионный сок, в составе которого есть сахароза (11–16%) и жом (стружка свеклы, из которой получился сок). Отход из производства сахара используется при изготовлении корма для животных.
Очистка
Диффузионный сок смешивается с известковым молоком, смешивание элементов происходит в сатураторе. Далее, в смеси выделяется осадок тяжелых примесей и пропускается диоксид углерода через горячий раствор. В завершение происходит фильтрация данного раствора и получается очищенный сок. На большинстве предприятий фильтрация осуществляется через ионообменную смолу.
Выпаривание
При этом этапе изменяют химический состав полученного сока. В результате сироп обрабатывается сернистым газом, фильтруется на механическом фильтре. В завершение, получается сироп, который содержит 56– 66% сахара.
Кристаллизация
Кристаллизация происходит в вакуумных аппаратах при температуре 78° С.
Через 3 часа получается особый продукт, который называется утфель первой кристаллизации. Утфель является смесью кристаллов мелассы и сахарозы. Затем, изделие поступает в мешалку, а потом в утфелераспределитель и центрифугу. Сахар кристаллический сохраняется в центрифугах, отбеливается, пропариваются парами. В завершение получается кристаллический сахар.
Сахар-рафинад
Технология изготовления сахара-рафинада является очень простой. Для производства продукта необходимо наличие тростникового или свекловичного сахара-песка. Для организаций России более рентабельным и выгодным в качестве исходного материала является использование свекловичного сахара-песка.
Линия производства сахара рафинада осуществляет 2 метода изготовления сахара-рафинада:
- Прессованный метод. Он начинается с переработки в центрифугах сахарных сиропы. Далее, происходит прессование, а затем, просушка готового продукта. В результате прессованный сахар разделяют на кубики необходимых размеров.
- Литой метод. Трудоемкий и материально расходный процесс. Литой метод подразумевает, перемещение сахарной смеси в специализированную форму, в которой она затвердевает. Далее, смесь заливают сахаром, в которой не присутствуют примеси. Промывка происходит несколько раз. Затем сахар кусковый, который уже очистили от патоки, просушивается и извлекается из формы. В результате смесь разделяют на кубики.
Сахар-песок
Сахарный песок растворяется даже в холодной воде Сахарный песок отлично растворяется в воде. При высокой температуре возрастает ее растворимость. В растворе сахарный песок является мощным дегидратором. Он легко образуется в пересыщенный раствор, кристаллизация которого начинается лишь при существовании центра кристаллизации. Скоростью данного процесса является температура, вязкость раствора и коэффициент пресыщения.
Первоначальным сырьем для получения сахарного песка является сахарный тростник, а также сахарная свекла. Учитывая высокую урожайность тростникового сахара в сравнении с сахарной свеклой, с одного гектара его посева получается продукта в два раза больше. Однако содержание сахарозы в стебле тростника намного меньше, чем в свекле.
Линии производства сахара песка содержат комплекс техники для заготовки свеклы к изготовлению, которая состоит:
- свеклоподъемная машина;
- гидротранспортер;
- песколовушка;
- ботволовушка;
- камнеловушка;
- водоотделитель;
- свекломоечнаямашина.
Линия производства сахара песка, ведущим комплексом которой является конвейер, состоит из такой техники:
Лента просушки сахарного песка - конвейер с магнитными сепараторами;
- свеклорезка;
- весы;
- диффузионная установка;
- шнековый пресс;
- сушилка для жома.
Следующим комплексом оборудования представляется:
- фильтр с подогревательным устройством;
- аппарат основной и предварительной дефекации;
- сатуратор;
- отстойник;
- сульфитатор;
- фильтр.
Наиболее энергоемкими комплектациями линии являются: выпарные установки с концентраторами, вакуум-аппарат, мешалка и центрифуга.
Финальная комплектация оборудования линии являет содержание:
- виброконвейер;
- охладительно-сушильная установка;
- вибросито.
Свекла сахарная передается в мини-завод из кагатного или бурчатного поля. На гидравлический конвейер свекла поступает к свеклонасосу и поднимается на вершину до 22м. В дальнейшем ее перемещение происходит самотеком, чтобы осуществить различные операции в технологическом процессе. Длина гидравлического конвейера установлена в такой последовательности:
- соломоботволовушка;
- камнеловушка;
- водоотделители.
Это технологическая техника. Она предназначена для отделения тяжелых (камень, песок) от легких (ботва, солома) добавок. А также чтобы отделить транспортерно-моечную воду. Для усиления процесса улавливания ботвы и соломы, в углубление подается кислород. Сахарный песок после водоотделителя продвигается в моечные машины.
Видео: Производство сахара
Сахар – один из наиболее востребованных продовольственных товаров, который всегда пользуется у населения стабильным спросом. По статистике, норма этого продукта на одного человека ежегодно составляет 40 кг. Несмотря на высокое насыщение рынка, у предпринимателей еще есть возможность занять здесь свою нишу и создать успешный бизнес, который впоследствии будет приносить хорошую прибыль.
Виды продукции
Прежде чем организовать сахарное производство, следует определиться, из какого сырья будет изготавливаться продукция. Для этой цели может использоваться тростник, пальмовый сок, сорго, крахмалистый рис или сахарная свекла, последний вариант получил наибольшее распространение в России.
Покупателям можно предлагать следующие разновидности товара:
- сахарный песок;
- пудру;
- рафинад;
- сахар – сырец.
Этапы построения бизнеса
Успешность проекта во многом зависит от того, насколько грамотно составлен бизнес-план. Он должен включать в себя:
- регистрацию предприятия в форме ООО или ИП (первый вариант является более предпочтительным, так как предоставляет возможность сотрудничать с крупными компаниями);
- выбор вида налогообложения и оформление разрешительной документации;
- поиск поставщиков сырья и его закупку;
- приобретение производственной линии;
- аренду помещения;
- подбор персонала;
- производство продукции;
- поиск каналов сбыта и реализацию товара.
Технология изготовления
Технология производства сахара песка из сахарной свеклы состоит из следующих этапов:
- Свекла моется и очищается в специальном оборудовании, а затем пускается на стружку.
- Измельченный материал помещается в диффузор, где обрабатывается до получения диффузного сока.
- Сок очищается от оставшейся стружки, из него удаляется лишняя вода, в результате чего образуется жидкость, в состав которой входит около 50 % сахара.
- Сироп обрабатывается в центрифуге и вакуумных агрегатах. После завершения этого процесса на выходе остается готовая кристаллизированная продукция.
Производство сахара рафинада может осуществляться несколькими способами. Для того чтобы изготовить литой рафинад, сахарную массу высыпают в специальные емкости и оставляют в них до тех пор, пока она не затвердеет. Затем ее очищают, удаляя патоку; достают из форм; высушивают и дробят на кубики необходимых размеров.
Для получения прессованного сахара песок загружают в центрифугу, где он проходит обработку. После этого его прессуют, высушивают и раскалывают на кусочки правильной формы.
Финансовые расчеты
Данный вид коммерческой деятельности требует достаточно серьезных финансовых вложений.
Стартовые затраты:
- покупка оборудования для производства рафинада или сахарного песка – от 2000 000 рублей;
- приобретение установок для фасовки готовых товаров – от 1000 000 рублей.
Текущие затраты:
- заказ сырья – от 500 000 рублей;
- коммунальные услуги – от 20 000 рублей;
- аренда цеха – от 20 000 рублей;
- зарплата персоналу – от 100 000 рублей.
Средняя цена тонны продукции составляет около 40 000 рублей, если каждый месяц выпускать 20 тонн сахара, чистая ежемесячная прибыль, с вычетом расходов, составит от 160 000 рублей.
Итого:
- Стартовый капитал: от 3 000 000 рублей;
- Ежемесячная прибыль: от 160 000 рублей;
- Срок окупаемости проекта: от 19 месяцев.
Необходимые документы
Прежде чем организовать бизнес на сахаре, необходимо получить разрешительную документацию от СЭС, пожарной службы и ряда других инстанций. Кроме того, нужно учитывать, что вся выпускаемая продукция должна соответствовать определенным ГОСТам.
Требования к помещению
Для организации производственного процесса рекомендуется выбрать цех, площадью не менее 200 м2, расположенный на окраине города. Помещение должно соответствовать всем пожарным и санитарным требованиям. Его следует разделить на несколько функциональных зон: место для размещения оборудования и комнату с умеренной степенью влажности, в которой будет храниться готовая продукция.
Начинающих бизнесменов часто интересует, можно ли организовать данный бизнес в домашних условиях. Этот вариант не очень выгоден с финансовой точки зрения, так как в этом случае не получится реализовывать продукцию в больших объемах.
Оборудование
Профессиональное оборудование для производства сахара из сахарной свеклы включает в себя:
- охладители и нагреватели;
- прессовочную установку;
- свеклорезку;
- диффузный аппарат;
- агрегат для фасовки продукции;
- транспортер.
Сбыт продукции
Для успешной реализации проекта необходимо грамотно продумать каналы сбыта. Товар можно реализовывать оптовыми партиями предприятиям общепита; крупным продовольственным магазинам; кондитерским фабрикам и компаниям, выпускающим консервы. Вы также можете наладить сотрудничество с ресторанами, гостиничными комплексами и домами отдыха. Сбыт отходов производства (мелассы, патоки) позволит получать дополнительную прибыль, их можно обменивать по бартеру или реализовывать поставщикам сырья.
Для того чтобы выделиться среди конкурентов, рекомендуется разработать собственный бренд и выпускать продукцию в оригинальных упаковках, украшенных логотипом фирмы. Удобное решение - создать свой сайт в Интернете, где будут указаны цены на продукцию и условия сотрудничества с вашей компанией.
Возможные риски
Основной недостаток данного бизнеса - зависимость от поставляемого сырья. Сахарная свекла выращивается в основном в Центральном, Южном и Приволжском округах. Если вы планируете открыть мини завод по производству продукции в другом регионе России, свеклу нужно будет импортировать, что потребует существенных финансовых затрат.
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
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.
