Сахар из свеклы — это не только привычный продукт, но и результат сложной технологии, позволяющей извлекать сладость из распространенных корнеплодов. В статье рассмотрим процесс производства сахара из свеклы в России, включая этапы переработки, особенности получения рафинада и выбор сортов свеклы для максимальной эффективности. Также поделимся информацией о том, как изготовить сахар в домашних условиях, что поможет лучше понять этот важный аспект пищевой промышленности и его значение для нашего рациона.
Из какого корнеплода делают в России?
Свёкла – это овощ, который широко распространён в России, и о котором упоминания встречаются ещё до эпохи Древней Руси. С тех пор селекционеры создали множество её сортов, однако сахарозу можно извлечь исключительно из сортов сахарной свёклы корнеплодной формы, причем в производстве применяются только те, где содержание сахара превышает 20%.
Наиболее часто используются специально выведенные сорта и гибриды, такие как Манеж, Кристалл и Несвижский. Для домашнего выращивания подойдут сорта Араксия и Бигбэн, которые славятся высокой урожайностью, а уровень сахарозы в них составляет примерно 15,8%.
https://youtube.com/watch?v=5cAp13dactQ
Оборудование для переработки и технология производства: как добывают?
Перед тем как свёкла станет сахаром, она должна пройти ряд технологических процессов на производственном этапе.
| Этап производства | Описание процесса | Цель этапа |
|---|---|---|
| 1. Приемка и очистка свеклы | Свекла доставляется на завод, взвешивается, затем моется для удаления земли, камней и других примесей. | Подготовка сырья к дальнейшей переработке, обеспечение чистоты конечного продукта. |
| 2. Измельчение и диффузия | Очищенная свекла измельчается на тонкую стружку (свекловичная стружка). Затем стружка поступает в диффузор, где из нее извлекается сахар с помощью горячей воды. | Извлечение сахарозы из свеклы в виде водного раствора (диффузионный сок). |
| 3. Очистка диффузионного сока (дефекация и сатурация) | Диффузионный сок обрабатывается известью (дефекация) и углекислым газом (сатурация). Это приводит к осаждению несахаров и осветлению сока. | Удаление примесей (белков, пектинов, минеральных солей), которые мешают кристаллизации сахара. |
| 4. Фильтрация и выпаривание | Очищенный сок фильтруется для удаления осадка. Затем он поступает в выпарные аппараты, где из него удаляется большая часть воды, и сок становится более концентрированным (сироп). | Дальнейшее осветление сока и увеличение концентрации сахарозы для облегчения кристаллизации. |
| 5. Кристаллизация и центрифугирование | Концентрированный сироп поступает в вакуум-аппараты, где при пониженном давлении и температуре происходит кристаллизация сахара. Полученная смесь кристаллов сахара и межкристальной жидкости (патоки) центрифугируется. | Отделение кристаллов сахара от патоки. |
| 6. Сушка и упаковка | Отделенный сахар промывается, сушится горячим воздухом и охлаждается. Затем он фасуется и упаковывается для дальнейшей реализации. | Удаление остаточной влаги, придание товарного вида и подготовка к хранению и транспортировке. |
Интересные факты
Вот несколько интересных фактов о производстве сахара из свеклы:
-
Процесс экстракции: Для получения сахара из свеклы используется метод, называемый диффузией. Свеклу сначала моют и нарезают на мелкие кусочки, затем помещают в горячую воду. В результате сахара и других растворимых веществ переходят в воду, образуя свекольный сок. Этот сок затем очищается и концентрируется.
-
Кристаллизация: После очистки свекольного сока его нагревают и выпаривают, чтобы удалить лишнюю воду. В результате этого процесса образуются кристаллы сахара. Интересно, что на этом этапе можно получить не только сахар, но и мелассу — побочный продукт, который используется в производстве кормов для животных и в пищевой промышленности.
-
Экологичность: Производство сахара из свеклы считается более экологически чистым по сравнению с сахаром из тростника. Свекла, как корнеплод, требует меньше воды и может быть выращена в более холодных климатических условиях, что делает её доступной для многих стран, где тростник не растет.
https://youtube.com/watch?v=q_LxjAt05FU
Подготовка
Основная задача данного процесса заключается в том, чтобы удалить с корнеплодов песок, грязь, камни и металлические частицы. Сначала свеклу тщательно промывают и пропускают через несколько специальных устройств для фильтрации. После удаления всех нежелательных примесей, свеклу снова промывают в воде, температура которой не превышает 18 градусов по Цельсию. Затем следует обработка хлорированной водой и сушка.
Оборудование:
- устройства для удаления камней, песка и ботвы;
- машины для мойки;
- ленточные транспортеры;
- гидротранспортеры;
- водоотделители.
Измельчение
Ленточный транспортер осуществляет взвешивание и транспортировку свёклы в накопительный бункер. Процесс измельчения может выполняться с использованием центробежных, барабанных или дисковых свёклорезок. В результате этого процесса образуется стружка шириной 4-6 мм и толщиной 1,2-1,5 мм. Размеры стружки играют ключевую роль в определении потенциального содержания сахара.
Необходимое оборудование:
- весовое устройство;
- конвейер с магнитным сепаратором;
- свёклорезка.
Диффузия
Основная функция диффузионной установки заключается в извлечении сахара из корнеплодов. Стружка подвергается обработке горячей водой, что позволяет ей выделять сахарозу и другие микроэлементы в жидкость. Данный процесс осуществляется при определенной температуре и в бескислородной среде.
Чтобы предотвратить развитие микрофлоры, в жидкость добавляют формалин в концентрации 0,02% от общего объема продукта. На этом этапе получается диффузионный сок — мутная жидкость с высоким содержанием мезги, которая затем подлежит отделению.
Второй продукт — свекольный жом. Он прессуется и может быть использован либо в качестве корма для животных, либо подвергаться сушке.
Оборудование:
- диффузионная установка;
- мезговая ловушка;
- сушилка для жома;
- пресс.
Очистка диффузионного сока
Сок, получаемый в результате диффузии, представляет собой сложную комбинацию различных органических веществ. Для удаления этих примесей используется процесс дефекации.
Этот процесс осуществляется в два этапа. Сначала сок обрабатывают известковым молоком. В результате этого действия раствор становится щелочным, что позволяет нейтрализовать органические кислоты и осадить белки. Продукты реакции с другими примесями либо осаждаются на этом этапе, либо удаляются на следующем этапе – сатурации, где раствор насыщается углекислым газом.
После этого раствор фильтруется и проходит повторную сатурацию. При необходимости может быть проведена дополнительная дефекация. Затем полученный прозрачный, хотя и окрашенный раствор подвергается сульфитации, что способствует его обесцвечиванию и снижению вязкости.
Оборудование, используемое в процессе:
- аппарат для дефекации;
- фильтр с подогревом;
- сатуратор;
- сульфинатор;
- отстойник;
- фильтр.
Сгущение и кристаллизация
В стеклянных колбах вакуумного аппарата раствор сахарозы подвергается выпариванию при снижении давления до тех пор, пока не образуются кристаллы. Полученные кристаллы отделяются друг от друга с помощью центрифуг, после чего проходит несколько дополнительных этапов обработки, в результате чего получается сахарный песок.
Оборудование:
- вакуумный аппарат;
- центрифуга;
- испарительные установки с концентратором;
- сушильное оборудование.
Все этапы производственного процесса контролируются специалистами с использованием мониторов. При необходимости можно приостановить работу и устранить возникшие неисправности.
Сколько «песка» получают из 1 тонны корнеплода?
Из одной тонны свёклы можно получить около 100-150 килограммов сахара. Этот показатель во многом определяется методами культивирования корнеплодов, климатическими условиями, а также эффективностью процесса переработки на производстве.
Как производят в домашних условиях?
Инвентарь
- Свекла сахарная.
- Эмалированная кастрюля.
- Деревянная ложка и нож.
- Марля.
- Мешочек из холста.
- Металлическая форма плоской конструкции.
- Пресс для отжима.
- Кухонная плита.
Процесс изготовления: как делается правильно?
Жидкий сироп
- Свёклу необходимо тщательно промыть и удалить ботву.
- Поставьте кастрюлю с водой на плиту, после закипания добавьте свёклу и варите примерно один час.
- По истечении часа выньте овощи, дайте им остыть до комнатной температуры и очистите от кожуры.
- Нарежьте подготовленную свёклу тонкими ломтиками (не более 1 мм) и поместите в холщовый мешочек под пресс. Если пресса нет, можно скрутить мешочек вручную, как при отжиме белья после стирки. Собранный сок следует перелить в эмалированную посуду, чтобы избежать потемнения.
- Залейте первый жом кипящей водой в соотношении 1:1/2, дайте настояться 30-40 минут, затем слейте лишнюю воду и повторите процесс отжима.
- Нагрейте собранный сок до 70-80 градусов и процедите его через марлю.
- Варите, помешивая, до достижения нужной густоты.
Твёрдый продукт
- Следуйте рецепту, описанному выше, и уварите сироп до получения густой консистенции.
- Перелейте полученную массу в плоскую металлическую форму.
- Дайте ей остыть.
- После того как масса кристаллизуется, аккуратно извлеките её из формы и нарежьте на кусочки нужной формы (если хотите получить сахарный песок, просто растолките в порошок или измельчите в мельнице).
Этот непростой процесс включает несколько этапов и требует внимательного контроля – превращение свёклы в один из ключевых компонентов множества блюд. Однако вы можете попробовать извлечь сахарозу из свёклы и в домашних условиях, и разница между полученным продуктом и промышленным будет незначительной.
Полезное видео
Приглашаем вас ознакомиться с видеоматериалом, в котором демонстрируется процесс производства сахара из свеклы:
https://youtube.com/watch?v=6b3ML-Xe2go
История производства сахара из свеклы
Производство сахара из свеклы имеет долгую и интересную историю, которая начинается в конце XVIII века. Первые эксперименты по извлечению сахара из свеклы были проведены в Европе, когда в условиях войны и блокады возникла необходимость в замене тростникового сахара, который был труднодоступен. В 1747 году немецкий химик Андреас Маргграф впервые выделил сахар из свеклы, однако его метод не получил широкого распространения.
Настоящий прорыв в производстве свекловичного сахара произошел в начале XIX века. В 1801 году французский ученый Бенжамен Дюпюи разработал технологию, которая позволила значительно улучшить процесс извлечения сахара. В 1811 году в Германии была открыта первая фабрика по производству сахара из свеклы, что положило начало массовому производству этого продукта.
С течением времени технологии производства сахара из свеклы совершенствовались. В 1830-х годах в России началось активное развитие свекловодства и сахарной промышленности. К 1860 году в стране уже функционировало более 100 заводов по производству свекловичного сахара. Это было связано с ростом спроса на сахар и необходимостью обеспечить продовольственную безопасность.
В XX веке технологии производства сахара из свеклы продолжали развиваться. Внедрение новых методов очистки и переработки свеклы, таких как диффузия и использование современных химических реагентов, позволило значительно повысить выход сахара и улучшить его качество. В настоящее время сахар из свеклы составляет значительную часть мирового производства сахара, конкурируя с тростниковым сахаром.
Сегодня свекловичное сахаропроизводство активно развивается в странах с умеренным климатом, таких как Россия, Германия, Франция и США. Эти страны обладают необходимыми условиями для выращивания сахарной свеклы и имеют развитую инфраструктуру для переработки урожая. В последние десятилетия также наблюдается рост интереса к органическому производству сахара, что открывает новые горизонты для свекловодства.
Экологические аспекты производства сахара
Производство сахара из свеклы имеет свои экологические аспекты, которые необходимо учитывать на всех этапах технологического процесса. В первую очередь, стоит отметить, что свекла является более устойчивой культурой по сравнению с тростником, так как она может расти в различных климатических условиях и на менее плодородных почвах. Это позволяет сократить использование удобрений и пестицидов, что в свою очередь снижает негативное воздействие на окружающую среду.
Однако, несмотря на преимущества, производство свекловичного сахара также сопряжено с определенными экологическими рисками. Одним из них является потребление воды. Для успешного роста свеклы необходимо обеспечить достаточное количество влаги, что может привести к истощению водных ресурсов в регионах с ограниченными запасами воды. Поэтому важно применять современные методы орошения и управления водными ресурсами, чтобы минимизировать этот эффект.
Кроме того, в процессе переработки свеклы в сахар образуются побочные продукты, такие как жом и меласса. Эти продукты могут быть использованы в качестве кормов для животных или для производства биогаза, что способствует замкнутому циклу и снижает количество отходов. Однако, если не уделять должного внимания утилизации, они могут стать источником загрязнения почвы и водоемов.
Важным аспектом является и использование энергии в процессе производства. Традиционные методы переработки свеклы требуют значительных затрат энергии, что может привести к увеличению выбросов углекислого газа. В последние годы многие заводы начали внедрять более эффективные технологии и переходить на возобновляемые источники энергии, такие как солнечные и ветровые установки, что позволяет значительно сократить углеродный след.
Также стоит упомянуть о необходимости соблюдения норм и стандартов, касающихся охраны окружающей среды. Производители сахара должны следить за тем, чтобы их деятельность соответствовала экологическим требованиям, что включает в себя контроль за выбросами, управление отходами и использование безопасных химических веществ.
Таким образом, производство сахара из свеклы может быть экологически устойчивым, если применять современные технологии и подходы к управлению ресурсами. Важно, чтобы производители осознавали свою ответственность перед природой и стремились минимизировать негативное воздействие на окружающую среду, обеспечивая при этом доступность сладости для потребителей.
Сравнение с другими источниками сахара
Сахар, как один из основных источников углеводов, может быть получен из различных растений, среди которых наиболее распространены сахарный тростник и сахарная свекла. В то время как тростник традиционно используется в тропических регионах, свекла является основным источником сахара в умеренных широтах, особенно в Европе и Северной Америке. Сравнение этих двух источников сахара позволяет понять их преимущества и недостатки, а также технологические аспекты производства.
Сахарный тростник содержит более высокий процент сахара по сравнению со свеклой, что делает его более эффективным источником для производства. Однако, свекла имеет свои преимущества: она более устойчива к климатическим условиям и может быть выращена в более широком диапазоне температур и почв. Это делает свеклу более доступной для фермеров в различных регионах, что, в свою очередь, способствует снижению цен на сахар.
Процесс производства сахара из свеклы включает несколько этапов, начиная с выращивания и сбора корнеплодов и заканчивая очисткой и кристаллизацией сахара. В отличие от тростника, который требует более сложной обработки, свекла может быть переработана с меньшими затратами. После сбора корнеплоды свеклы отправляются на завод, где они сначала моются и очищаются от грязи и примесей.
Затем свекла нарезается на мелкие кусочки и подвергается экстракции с помощью горячей воды или пара, что позволяет извлечь сахар. Полученный сок содержит не только сахар, но и различные примеси, такие как минералы и органические вещества. Для очистки сока применяются химические реагенты, такие как известь, которые помогают осадить нежелательные компоненты.
После очистки сок концентрируется путем выпаривания, что приводит к образованию сиропа. Этот сироп затем кристаллизуется, и полученные кристаллы сахара отделяются от оставшейся жидкости, называемой патокой. Патока может быть использована в других продуктах или переработана для получения дополнительных сахаров.
В конечном итоге, сахар из свеклы и тростника имеет схожие химические свойства, однако различия в процессе производства и сырьевых материалах могут влиять на его вкус и текстуру. Например, некоторые производители утверждают, что сахар из свеклы имеет более нейтральный вкус, в то время как тростниковый сахар может иметь легкие фруктовые ноты.
Таким образом, выбор между сахаром из свеклы и тростника зависит не только от экономических факторов, но и от предпочтений потребителей, а также от доступности сырья в конкретном регионе. Важно отметить, что оба источника сахара играют значительную роль в мировой экономике и пищевой промышленности, обеспечивая потребности населения в сладких продуктах.
