Producción de azúcar a partir de remolacha azucarera: descripción de la tecnología

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

La producción de azúcar es prerrogativa de las grandes fábricas. Después de todo, la tecnología es bastante compleja. Las materias primas se procesan en líneas de producción continuas. Por regla general, las instalaciones de producción de azúcar están situadas muy cerca de los lugares de cultivo de la remolacha azucarera.

Descripción del producto

El azúcar es esencialmente un carbohidrato puro (sacarosa) que tiene un sabor dulce y agradable. Se absorbe bien y asegura el funcionamiento normal del cuerpo (la agudeza visual y auditiva, un nutriente importante para las células del cerebro, participa en la formación de grasas). El abuso del producto conduce al desarrollo de enfermedades (caries, sobrepeso, etc.).

Materias primas para la producción

Tradicionalmente en nuestro país este producto se elabora a base de remolacha azucarera. La producción de azúcar requiere un gran suministro de materias primas.

Beetroot es un representante de la familia Haze. Crece durante dos años, la cultura es resistente a la sequía. Durante el primer año, crece una raíz, y luego durante el segundo año se desarrolla. Aparecen tallo, flores y semillas. La masa del cultivo de raíces es de 200-500 g, la fracción de masa de tejido duro es del 75%. El resto es azúcar y otros compuestos orgánicos.

La recolección de remolacha dura 50 días. Al mismo tiempo, las plantas operan un promedio de 150 días al año. Para proporcionar materias primas para la industria azucarera, las remolachas se almacenan en los llamados kagat (montones grandes).

Tecnología de almacenamiento de remolacha azucarera

Las remolachas se colocan en capas en montones en áreas previamente preparadas. Si se viola la tecnología de almacenamiento, las remolachas germinarán y se pudrirán. Después de todo, las raíces son organismos vivos. Una característica de la germinación es el índice de la proporción de brotes a la masa de toda la fruta. En condiciones de alta temperatura y alta humedad, las remolachas comienzan a germinar ya en el quinto día de almacenamiento. Al mismo tiempo, las remolachas, que se encuentran en la parte superior de la pila, germinan más intensamente. Este es un fenómeno extremadamente negativo, que conduce a una disminución en la eficiencia de la producción de azúcar. Para minimizar las pérdidas por germinación, la parte superior de las frutas se corta durante la cosecha y el cultivo en las pilas se trata con una solución especial.

Es importante almacenar las frutas en pilas con cuidado, tratando de no dañarlas. Después de todo, las áreas dañadas del feto son un punto débil que se ve afectado primero y luego los tejidos sanos.

El desarrollo de bacterias se ve significativamente afectado por los niveles de temperatura y humedad. Si mantiene la composición del aire y la temperatura recomendadas1-2 °C, luego los procesos de descomposición se ralentizan (a veces no se desarrollan).

Las remolachas que se almacenan están extremadamente contaminadas (suelo, hierba). La suciedad dificulta la circulación de aire en la pila, provoca procesos de descomposición.

Por lo tanto, se recomienda lavar las remolachas y guardarlas lavadas. En los últimos años, se han utilizado ampliamente dispositivos especiales para soplar malezas, paja y suciedad.

Rendimiento de remolacha

Una de las tareas más importantes es aumentar el rendimiento de la remolacha azucarera. Depende de muchos factores. La producción de azúcar depende directamente del volumen de recolección, así como de la calidad tecnológica de las materias primas.

En primer lugar, las cualidades tecnológicas de la remolacha cultivada dependen de las semillas utilizadas. Las tecnologías modernas permiten controlar las características biológicas y de otro tipo. El control de calidad de la semilla puede aumentar significativamente el rendimiento por hectárea de área sembrada.

El método de cultivo de la remolacha también es importante. Se observa un aumento significativo en el rendimiento con el llamado método de cultivo en camellones (el crecimiento del rendimiento varía del 15 al 45%, dependiendo de las características climáticas de la región). La esencia del método es la siguiente. En otoño, máquinas especiales vierten crestas, gracias a las cuales la tierra absorbe y acumula humedad activamente. Por lo tanto, en primavera, la tierra madura lo suficientemente rápido, creando condiciones favorables para la siembra, el crecimiento y el desarrollo de frutos. Además, las remolachas son mucho más fáciles de cosechar: la densidad del suelo de los camellones es relativamente baja.

Es curioso que esta tecnología fuera propuesta por el científico soviético Glukhovsky en los lejanos años 20 del siglo pasado. Y hace relativamente poco tiempo, el método se introdujo en países avanzados.

A pesar de la gran eficacia, esta tecnología no ha encontrado una amplia aplicación. La razón de esto es la f alta y el alto costo de equipos especiales. Por lo tanto, la producción de azúcar a partir de remolacha tiene perspectivas de desarrollo y de alcanzar un nuevo nivel tecnológico.

Las remolachas deben cosecharse antes de las heladas. Las entregas a las empresas de remolachas extraídas pueden realizarse según el principio de flujo o mediante el método de transbordo de flujo. Para reducir la pérdida de sacarosa durante el almacenamiento a largo plazo en las bases de transbordo, los frutos se cubren con paja.

Proceso de producción

Una planta azucarera promedio en Rusia es capaz de procesar varios miles de toneladas de materia prima (remolacha azucarera). Impresionante, ¿no?

La producción se basa en procesos y reacciones químicas complejas. La esencia es la siguiente. Para obtener cristales de azúcar, es necesario aislar (extraer) la sacarosa de las materias primas. Luego se separa el azúcar de las sustancias innecesarias y se obtiene un producto listo para consumir (cristales blancos).

La tecnología de producción de azúcar consta de las siguientes operaciones:

• limpieza de la suciedad (lavado);
• recepción de chips (picado, molido);
• extracción de sacarosa;
• filtración de jugo;
• espesamiento (evaporación de la humedad);
• masa hirviendo(jarabe);
• separación de la melaza del azúcar;
• azúcar para secar.

Lavado de remolacha azucarera

Cuando las materias primas llegan a la planta azucarera, van a parar a una especie de búnker. Se puede ubicar tanto bajo tierra como en el exterior. Con un potente chorro dirigido de agua, la remolacha azucarera se lava fuera de la tolva. Los tubérculos caen sobre el transportador, durante cuyo movimiento las materias primas se limpian previamente de todo tipo de desechos (paja, hierba, etc.).

Aplastar tubérculos

Producir azúcar a partir de la remolacha es imposible sin molerla. Entran en juego los llamados cortadores de remolacha. El resultado son finas tiras de remolacha azucarera. En la tecnología de producción de azúcar, la forma en que se cortan las piezas es muy importante: cuanto mayor es el área de superficie, más eficientemente se separa la sacarosa.

Extracción de sacarosa

Los chips de remolacha se introducen a través del transportador en el aparato de difusión con barrena. El azúcar se separa de los chips con agua tibia. Los chips se alimentan a través de la barrena y el agua caliente fluye hacia ella, lo que extrae el azúcar. Además del azúcar en sí, el agua también transporta otras sustancias solubles. El proceso es bastante efectivo: en la salida, la pulpa (los llamados chips de remolacha) contiene solo 0.2-0.24% de azúcar por fracción de masa. El agua, saturada de azúcares y otras sustancias orgánicas, se vuelve turbia y hace mucha espuma. Este líquido también se llama jugo de difusión. El procesamiento más completo solo es posible cuando la materia prima se calienta a 60 grados. A esta temperatura, las proteínas se coagulan y no sobresalen de la remolacha. La producción de azúcar no termina ahí.

Purificación de jugo por difusión

Del líquido es necesario eliminar las partículas suspendidas más pequeñas de remolacha y sustancias orgánicas disueltas. Tecnológicamente, se pueden eliminar hasta el 40% de los subproductos. Lo que queda se acumula en la melaza y solo se elimina en la etapa final de producción.

Jugo calentado hasta 90°C. Luego se procesa con cal. Como resultado, las proteínas y otras sustancias que se encuentran en el jugo se precipitan. Esta operación se realiza en equipos especiales en 8-10 minutos.

Ahora necesitas quitar la cal. Este proceso se llama saturación. Su esencia es la siguiente: el jugo está saturado con dióxido de carbono, que entra en una reacción química con la cal, formando carbonato de calcio, que precipita, absorbiendo varios contaminantes. La transparencia del jugo aumenta, se vuelve más claro.

El jugo se filtra, se calienta a 100 °C y se vuelve a saturar. En esta etapa, se lleva a cabo una purificación más profunda de las impurezas, luego de lo cual el jugo se envía nuevamente para su filtración.

El jugo debe estar decolorado y diluido (no tan viscoso). Para este propósito, se hace pasar dióxido de azufre a través de él. En el jugo se forma ácido sulfuroso, un agente reductor muy fuerte. La reacción con el agua produce una cierta cantidad de ácido sulfúrico, liberando hidrógeno, que a su vez aclara el jugo.

Después de una saturación gruesa y pura, la salida es 91-93% del volumen original de alta calidad,jugo blanqueado. El porcentaje de sacarosa en el volumen de jugo resultante es 13-14%.

Evaporación de la humedad

Producido en dos etapas con equipo especial. Para la producción de azúcar en la primera etapa, es importante obtener un jarabe espeso con un contenido de sólidos de 65-70%. El jarabe resultante se somete a una purificación adicional y se somete nuevamente al procedimiento de evaporación, esta vez en dispositivos de vacío especiales. Es necesario obtener una sustancia espesa viscosa con un contenido de sacarosa del 92-93%.

Si continúa evaporando agua, la solución se sobresatura, aparecen centros de cristalización y crecen cristales de azúcar. La masa resultante se llama masa cocida.

El punto de ebullición de la masa resultante es de 120 °C en condiciones normales. Pero la ebullición adicional se lleva a cabo al vacío (para evitar la caramelización). En condiciones cercanas al vacío, el punto de ebullición es mucho más bajo: 80 °C. Esta masa en la etapa de evaporación en un aparato de vacío es “aleada” con azúcar en polvo. Lo que estimula el crecimiento de cristales.

Separación del azúcar de la melaza

La masa de azúcar va a las centrífugas. Allí se separan los cristales de la melaza. El líquido que sale después de separar los cristales de azúcar es melaza verde.

Los cristales de azúcar permanecen en la malla del tambor centrífugo, que se tratan con agua caliente y se cuecen al vapor para blanquearlos. En este caso, se forma la llamada melaza blanca. Esta es una solución de azúcar y restos de melaza verde en agua. La melaza blanca se somete a un procesamiento secundario enmáquinas de vacío (para minimizar pérdidas, mejorar la eficiencia de producción).

La melaza verde va a otro aparato para hervirla. Como resultado, se obtiene la llamada segunda masa cocida, de la que ya se obtiene azúcar amarillo. Se disuelve en jugo después de la primera limpieza.

Azúcar para secar

El ciclo de producción de azúcar aún no está completo. El contenido de la centrífuga se retira y se envía a secar. Después de la centrifugación, el contenido de humedad del azúcar es de aproximadamente 0,5% y la temperatura es de 70°C. En un secador de tambor, el producto se seca hasta un contenido de humedad del 0,1 % (esto se asegura en gran medida por la temperatura residual después de las centrifugadoras).

Residuos

Los principales productos de desecho de la producción de azúcar a partir de la remolacha azucarera son la pulpa (las llamadas virutas de raíz), la melaza y el lodo de filtro-prensa.

La pulpa de remolacha es hasta el 90% en peso de las materias primas. Sirve como buen alimento para el ganado. No es rentable transportar pulpa a largas distancias (debido a la alta humedad, es muy pesada). Por lo tanto, es comprado y utilizado por fincas ubicadas cerca de las instalaciones de producción de azúcar. Para evitar daños a la pulpa, se procesa en ensilado.

En algunas plantas de producción de azúcar, las virutas se extraen de la remolacha azucarera (se elimina hasta el 50 % de la humedad) y luego se secan en cámaras especiales. Como resultado de dicho procesamiento, la masa de pulpa, lista para el uso previsto y transportada a largas distancias, no supera el 10 % de su masa original.

Melasa –melaza forrajera - obtenida después de procesar la segunda masa cocida. Su volumen es del 3-5% en peso de la materia prima. Es 50% azúcar. La melaza de pienso es un componente importante en la producción de alcohol etílico, así como en la producción de piensos para animales. Además, se utiliza en la producción de levadura, en la fabricación de ácido cítrico e incluso en medicamentos.

El volumen de lodo de filtro-prensa alcanza el 5-6% de la masa de materias primas sin procesar. Se utiliza como fertilizante para suelos agrícolas.

Producción de azúcar refinada

La producción de azúcar refinada suele estar ubicada en las propias fábricas de azúcar. Como parte de tales plantas, hay talleres especiales. Pero las organizaciones de terceros que compran azúcar granulada de las fábricas también pueden producir azúcar refinada. Según el método de obtención del azúcar refinado, se puede moldear y prensar.

La secuencia de operaciones tecnológicas en la producción de azúcar refinada es la siguiente.

El azúcar se disuelve en agua. El jarabe espeso se procesa para eliminar varias sustancias colorantes. Después de la purificación, el jarabe se hierve en una cámara de vacío y se obtiene la primera masa cocida refinada. Para eliminar el amarilleo, se añade ultramar a la cámara de vacío (0,0008% en peso del jarabe, no más). El proceso de ebullición es similar al proceso de ebullición cuando se obtiene azúcar.

La masa cocida refinada necesita ser espaciada. Se forma una masa espesa (lechada con un contenido de humedad del 3%, no más), que se prensa. El resultado es un azúcar refinado que adopta la forma de una prensa. Para ser refinado en la formacabezas, la masa cocida se vierte en las formas apropiadas. En la parte inferior del molde hay un orificio especial a través del cual sale la solución restante. El azúcar refinado húmedo se seca con aire caliente hasta que el índice de humedad disminuye a un valor de 0,3-0,4%. Luego solo queda esperar a que los terrones de azúcar se enfríen, cortar (si es necesario) y envasar.