Способы получения сахара рафинада

Основные виды сахара-рафинада [9, 40]

Сахар-песок содержит некоторое количество несахаров, в том числе красящие вещества. В ряде отраслей пищевой промышленности (пиво-безалкогольная, винодельческая, кондитерская, ликеро-водочная и др.) предъявляются повышенные требования к качеству сахара. Поэтому кроме сахара-песка вырабатывается значительное количество сахара-рафинада, который представляет собой практически чистую сахарозу (99,9 %).

Сырьем для производства сахара-рафинада являются сахар-песок и тростниковый сахар-сырец. По ГОСТ 22–94 содержание примесей в сахаре-рафинаде не должно быть выше 0,1 %. Вырабатываются различные виды сахара-рафинада (табл. 15.6.19).

Таблица 15.6.19

Физико-химические свойства основных видов сахара-рафинада [40]

Показатель	Сахар-рафинад					Сахар-песок рафиниро-ванный	Пудра рафи-надная	Сахароза для шампан-ского
	прессо-ванный				литой колотый
	колотый	со свойствами литого	быстро-раство-римый	в мелкой фасовке	литой колотый
Содержание:
сахарозы, масс. % от массы СВ, не менее	99,9	99,9	99,9	99,9	99,9	99,9	99,9	99,9
РВ, масс. % от массы СВ, не более	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,02
влаги, %, не более	0,2	0,25	0,2	0,3	0,4	0,1	0,2	0,1
Крепость * , МПа, не менее	2,94	3,43	1,47	2,94	3,92	—	—	—
Время полной растворимости кубика сахара-рафинада с ребром 1 см в воде при 20 °С, мин, не ранее	6	7	1	6	7	—	—	—
Содержание крошки (осколков сахара-рафинада массой менее 4,8 г каждый и пудры), масс. %, не более	2,5	1,5	1,5	—	1	—	—	—
Содержание ферропримесей к массе СВ, масс. %, не более	0,0003	0,0003	0,0003	0,0003	0,0003	—	0,0003	—

Технология получения сахара-рафинада

При выработке сахара-рафинада различают две стадии кристаллизации: рафинадную (2–3 ступени) и продуктовую (3–4 ступени). Сахар-рафинад получают только на рафинадных ступенях кристаллизации; последующие циклы служат для обессахаривания оттеков и возвращения полученного желтого сахара на адсорбционную очистку и затем на кристаллизацию в рафинадных циклах.

На рис. 15.6.15 приведена принципиальная схема получения сахара-рафинада с двумя рафинадными и тремя продуктовыми кристаллизациями (продуктовые кристаллизации на рисунке не показаны).

Рис. 15.6.15. Принципиальная технологическая схема получения рафинированного сахара-песка

Каждый цикл рафинирования начинается с приготовления сиропа и его очистки. Сиропы с содержанием 63–67 % СВ готовят из сахара и полупродуктов примерно одной чистоты. Сироп I рафинада готовят на воде, обессоленной ионитами, а сиропы других кристаллизаций — на промоях, полученных при обессахаривании отработанных адсорбентов. Оптимальное значение рН (7,5–8,0) всех сиропов устанавливают, добавляя карбонат натрия и тринатрийфосфат. Сиропы, содержащие не более 10 мг/л твердой фазы, подвергают обесцвечиванию адсорбентами (активный уголь, иониты, карбонат кальция) при температуре 78–80 °С. Для адсорбционной очистки сиропов на отечественных предприятиях применяют активный гранулированный уголь АГС-4М и порошковые угли типа карборафин. Отработанный гранулированный уголь регенерируют прокаливанием без доступа воздуха. Порошковый уголь не регенерируют, расход его при эффективности обесцвечивания 60–70 % составляет 2–2,5 кг/1 т сахара-рафинада.

При ионообменной очистке сиропов используют аниониты (например АВ-17–2П), которые периодически регенерируют. Процесс обесцвечивания сиропов (63–67 % СВ) проводят при температуре 78–80 °С. Расход свежего анионита составляет 0,02 т/100 т сахара-рафинада; реагентов на регенерацию анионита: гидроксида натрия — 0,044; хлорида натрия — 0,016.

Эффективность обесцвечивания сиропа (Эф) оценивают по отношению разности цветности исходного сиропа (Цв₁) и сиропа, выходящего из адсорбера (Цв₂), к исходной цветности сиропа, %:

Утфели рафинадных кристаллизаций уваривают до 91,5–92 % СВ и содержания кристаллов 58–60 % при температуре не выше 78 °С. Утфели продуктовых кристаллизаций уваривают до 90,0–91,5 % СВ.

После центрифугирования сахар рафинадных кристаллизаций промывают водой или клерсом (сироп высокой чистоты, почти бесцветный, содержит примерно 67 % СВ); использование клерса позволяет повысить выход кристаллического сахара на 8–10 %.

Особенностью приготовления утфелей рафинадных кристаллизаций является применение гидросульфита натрия (10 г/т утфеля), снижающего цветность сиропов, и синих красителей: ультрамарина марки УС (Na₆Al₄Si₆S₄O₂₄) — 7,5 г/т утфеля или индигосульфокислоты (C₁₆H₈O₈N₂S₂Na₂) — 0,75 г/т утфеля. Сахар-песок 1-й рафинадной кристаллизации после промывания сушат, фасуют и упаковывают, а сахар 2-й и 3-й рафинадных кристаллизаций смешивают и направляют на прессование. К моменту прессования содержание влаги в рафинадной кашке должно быть, %: для кускового быстрорастворимого сахара — 1,6–1,8; кускового колотого сахара — 2,2–2,3; кускового сахара со свойствами литого — 3,0–3,2.

Часть очищенного от механических примесей и обесцвеченного адсорбентами сиропа I рафинада может быть выведена из производства в виде жидкого сахара (ОСТ 18–170) высшей и I категорий (табл. 15.6.20).

Таблица 15.6.20

Характеристика жидкого сахара [9]

Показатель	Категория качества
Показатель	высшая	I
Содержание СВ, масс. %, не менее	64	64
рН₂₀	6,8–7,2	6,8–7,2
Цветность, у. ед., не более	1	1,6
Т хранения, °С, не более	40	40

В настоящее время растет спрос на частично или полностью инвертированные сиропы. Для инвертирования сахарозы используют серную кислоту, т. к. ее остатки можно легко перевести обработкой карбонатом кальция или бария в осадок.

Обесцвечивание и сгущение рафинадной патоки [9]

Оттек последней продуктовой кристаллизации, называемый рафинадной патокой, является отходом сахарорафинадного производства. Рафинадная патока используется для производства хлебобулочных и кондитерских изделий (около 80 %) и в производстве молочной кислоты (15 %, см. разд. 15.7) [43]. Перед использованием рафинадную патоку подвергают сорбционной очистке, для чего ее разбавляют водой примерно до 50 % СВ, фильтруют, обесцвечивают сорбентом, снова фильтруют, а затем сгущают в вакуум-аппарате до 78–82 % СВ.

Выход рафинадной патоки составляет 1,2–1,5 масс. % от массы сахара-рафинада. В 100 кг СВ патоки содержится, кг: сахарозы — 70–75, органических несахаров, половина из которых представлена глюкозой и фруктозой, — 17–20, неорганических несахаров, преимущественно сульфатов калия и кальция, — 8–10. «Нормальная» рафинадная патока при температуре 40 °С характеризуется следующими параметрами: 80 % СВ, вязкость — 4,4 Па × с при частоте вращения ротора подвесной центрифуги 980 мин –1 .

Допустимую массу потерь сахарозы в рафинадной патоке при переработке стандартного сахара-песка чистотой 99,75 % на сахар-рафинад принимают 0,74–0,75 % от массы введенной сахарозы.

Способы получения специальных видов сахара [9]

Кроме рафинированного сахара-песка, сахара-рафинада и жидкого сахара на отечественных предприятиях вырабатывается также рафинадная пудра и кристаллическая сахароза для шампанского; за рубежом вырабатывают специальные виды сахара в жидком, аморфном, желейном, пастообразном и мягком виде, а также в виде леденцов и крупных кристаллов (кандис).

Рафинадная пудра представляет собой измельченные кристаллы сахара-рафинада размером не более 0,1 мм. В качестве сырья используют рафинадную крошку, содержание влаги в которой не должно превышать 0,1 %. Во избежание комкования при хранении в нее следует добавлять 3–4 % кукурузного крахмала.

Кристаллическая сахароза имеет размер кристаллов 0,8–1,5 мм; она готовится без добавления красителей; содержание сахарозы в расчете на СВ не менее 99,95 %, влаги — не более 0,04 %. В качестве сырья используют сахар-песок цветностью не более 0,8 у. ед. После центрифугирования утфеля кристаллы сахарозы промывают чистой горячей водой, пропаривают сухим паром и досушивают на транспортере.

Для получения влажного помадного сахара смешивают рафинированный сахар и глюкозу в соотношении 9 : 1; смесь растворяют в воде, сгущают до пересыщения и охлаждают, перемешивая. При этом образуются мельчайшие кристаллы, и продукт превращается в белоснежную пасту.

Сухой помадный сахар готовят из смеси мелких кристаллов сахарозы и инвертного сахара с добавлением воды до консистенции помадки.

Желирующий сахар получают на основе рафинированного сахара (98,2 %), добавляя яблочный пектин (0,8 %), лимонную кислоту (0,6 %) и воду (0,4 %). Отдельные компоненты предварительно измельчают и тщательно смешивают.

При изготовлении быстрорастворимого сахара сахарную пудру подают в струю влажного воздуха, в которой поверхность частиц сахара покрывается пленкой из растворенного сахара, образуя мягкие конгломераты. При высушивании влага удаляется, и конгломераты приобретают пористую структуру с очень большой площадью поверхности.

Мягкие сахара производят в Японии; они различаются по чистоте, цветности и размеру кристаллов. Особенностью производства мягких сахаров является то, что сахара при центрифугировании промывают сначала водой, а затем инвертированным сиропом.

Источник

Технология производства сахара-рафинада

Цель рафинирования сахара-песка – максимальное удаление примесей и получение практически чистой сахарозы (до 99,9% в сухом веществе).

Технологическая блок-схема производства сахара-рафинада представлена на рисунке:

Технологическая блок-схема производства сахара-рафинада

Сахар-песок растворяют в обессоленной горячей воде (клеровка) при температуре +85 °С и готовят сироп до концентрации 73%. Сироп фильтруют в фильтрах с намывным слоем минеральных наполнителей (с фильтр-перлитом через гравий, фильтрующие порошки). Затем сироп очищают от красящих веществ в установках для адсорбционной очистки.

Используют специальные адсорбенты (активный уголь АГС-4 или порошкообразный уголь типа норита, или иониты). Адсорбенты должны иметь небольшую насыпную плотность (250–450 кг/м3), повышенную удельную площадь поверхности (600-1750 мм2/г). Установки для адсорбционной очистки сахарного сиропа могут быть с применением периодического или непрерывного способа.

Схема установки для адсорбционной очистки сахарного сиропа периодическим способом

В подогреваемом смесителе-автоклаве сахар расплавляется и образуется сахарный сироп. Предварительное обесцвечивание сиропа проводится в адсорбере, в который поступает частично отработанный уголь со второй ступени очистки. Длительность процесса адсорбции составляет около 30 мин. Разделяется суспензия на фильтр-прессе, а затем подается отфильтрованный сироп на вторую ступень очистки. Уголь регенерирует или подается в отвал.

Обесцвечивание сахарного сиропа может также проводиться на адсорберах непрерывного действия с движущимся слоем адсорбента. Отделение сиропа и сахаросодержащих промоев проводится на двух вакуум-установках. В колоннах первой установки уголь обессахаривается, а промой из установки отводятся. Во второй вакуум-установке происходит более полное отделение сахаросодержащего промоя от угля, а также отмываются вещества, адсорбированные углем.

Далее сироп сгущают в вакуум-аппаратах периодического действия при температуре не выше +78 °С в течение 70–85 мин до обеспечения содержания сухих веществ 91–92% и подвергают кристаллизации. Последующая обработка рафинадного утфеля зависит от вида вырабатываемого сахара-рафинада.

Полученный утфель кристаллизуют в кристаллизаторах с мешалками. Для отделения маточника от кристаллов используют центрифуги.

При получении прессованного сахара-рафинада утфель центрифугируют, отделяя патоку, а сахар пробеливают клерсом с добавлением ультрамарина и прессуют. Клере представляет собой продукт, получаемый из растворенного в воде сахара-песка высокой очистки, сухих отходов рафинадного производства и отбора из адсорберов рафинадной группы. Рафинадную кашку прессуют на карусельных прессах для получения брикетов. Брикеты сушат до влажности 0,2 – 0,3% и после раскалывают на заданные размеры.

В зависимости от влажности, размеров и однородности кристаллов, вида и степени прессования получают различные виды прессованного сахара-рафинада: прессованный колотый и прессованный быстрорастворимый.

При получении сахара-песка рафинированного утфель обрабатывают по схеме получения сахара-песка обыкновенного, но сушат до влажности 0,1%.

Рафинадную (сахарную) пудру получают из побочных продуктов (отходов) при производстве сахара-рафинада путем их измельчения до 0,1 мм. Чтобы пудра не слеживалась при хранении, в нее добавляют до 3% крахмала. Влажность пудры – 0,2%.

Источник