Контрольная работа: Процесс производства сахара-рафинада. Основные виды печенья
На сахарных заводах удаление воды из сока осуществляется в два приема. Сначала в выпарных аппаратах, обогреваемых паром, концентрация сока доводится с 14-15 до 65-70% сухих веществ (при этом выпаривается около 95-100% воды к массе свеклы). Затем из полученного сиропа в вакуум-аппаратах выпаривается еще около 15-20% воды к массе свеклы. При таком уваривании выделяются кристаллы сахара и сироп превращается в утфель I кристаллизации (смесь кристаллов сахарозы и межкристальной жидкости), содержащий около 93% сухих веществ.
Выпаривание воды из сока в два приема необходимо по следующим причинам.
Во-первых, при нагревании сок темнеет и из него выделяется осадок. Поэтому перед вторым увариванием сироп подвергается дополнительной очистке (сульфитация, фильтрование). Такая очистка сиропа может быть проведена при концентрации не более 70% сухих веществ. Во-вторых, за короткое время (2-3 ч) сформировать хороший кристалл сахара при уваривании можно только при достаточной концентрации сиропа. Наиболее подходящая концентрация — 65-70% сухих веществ.
Готовый утфель I кристаллизации (утфель I) центрифугируется с отбором двух оттеков: первого (межкристального раствора утфеля), называемого зеленой патокой, и второго, полученного в результате промывания (пробеливания) кристаллов сахара горячей водой, называемого белой патокой. Пробеленный сахар влажностью 0,8-1,2% выгружается из центрифуг и транспортерами направляется на сушку. Таким образом получают товарный сахар-песок.
Белая и зеленая патоки, полученные при центрифугировании утфеля I, поступают на уваривание утфеля II кристаллизации. При центрифугировании утфеля II получают также два оттека (белая и зеленая патока) и сахар II кристаллизации. Он удерживает на своей поверхности пленку межкристального раствора, поэтому интенсивно окрашен в желтый цвет. Сахар II кристаллизации растворяют в фильтрованном соке 2-й сатурации и полученный раствор называют клеровкой. Клеровка идет на сульфитацию, а затем на уваривание утфеля I кристаллизации При уваривании утфеля III кристаллизации в вакуум-аппараты последовательно забирают второй и первый оттеки утфеля II кристаллизации. Содержание сухих веществ в готовом утфеле доводят до 93,5-94,0%, спускают его в кристаллизационную установку. Здесь в течение 24-28 ч происходит дополнительная кристаллизация сахара охлаждением от 63-67 до 35-40 °С. Утфель III кристаллизации поступает в центрифуги, в которых сахар не пробеливается водой. Оттек, отбираемый из этих центрифуг, называется мелассой, она является отходом производства.
Сахар III кристаллизации необходимо аффинировать, т. е. удалить маточную пленку с поверхности кристаллов сахарозы, заменяя ее на более чистую, без растворения кристаллов. Для этого сахар III кристаллизации смешивается с зеленой патокой утфеля I кристаллизации, разбавленной очищенным соком. При этом образуется аффинационный утфель с содержанием 89-90% сухих веществ. В процессе перемешивания утфеля (в течение 20 мин.) часть несахаров из пленки на кристаллах сахара переходит (диффундирует) в более чистый межкристальный раствор. После аффинации утфель центрифугируется вместе с утфелем II.
После этого сахар II и III кристаллизации растворяется (клеруется) в соке II сатурации до содержания 65-70% сухих веществ. Образующаяся при этом клеровка вместе с сиропом из выпарной установки направляется на сульфитацию.
Меласса представляет собой коричневое вязкое вещество, содержащее ощутимое количество сахара, которое не может быть легко кристаллизировано. Однако меласса может быть представлена в виде порошка.
Свеклосахарная меласса (или кормовая патока) сама по себе обычно не пригодна в пищу, но некоторые рафинированные фракции мелассы сахарного тростника и кукурузной мелассы пригодны для употребления в пищу человеком и поступают в продажу в виде патоки или столового сиропа. Меласса используется главным образом как крахмалсо-держащее сырье, из которого получают спирт и спиртные напитки (например, ром из мелассы сахарного тростинка), при приготовлении корма для крупного рогатого скота и заменителей кофе. Иногда ее также используют для экстракции сахара.
Требования к качеству сахара-песка
Качество сахара-песка определяют по ГОСТ 21-94. Сахар-песок на сорта не подразделяют. В стандарте указываются требования к качеству сахара-песка и сахара-песка, пригодного только для промышленной переработки, — получения рафинированного сахара и других пищевых продуктов, для которых в стандартах не оговорены требования к сахару как сырью. Сахар-песок вырабатывается с размерами кристаллов 0,2-2,5 мм. Допускаются отклонения от нижнего и верхнего пределов указанных размеров до 5% к массе сахара-песка.
Из органолептических показателей оценивают: вкус и запах — сладкий, без посторонних привкусов и запахов — как сухого сахара, так и его растворов; сыпучесть — без комков, сыпучий (в сахаре-песке для промышленной переработки допускаются комки, разваливающиеся при легком нажатии); цвет товарного сахара-песка — белый, для промышленной переработки — белый с желтоватым оттенком; чистота раствора — раствор сахара прозрачный или слабо опалесцирующий, без нерастворимого осадка, механических или других посторонних примесей. По физико-химическим показателям (в пересчете на сухое вещество) сахар-песок должен соответствовать следующим требованиям (%): массовая доля сахарозы — не менее 99,75, для промышленной переработки — не менее 99,65; массовая доля редуцирующих веществ — не более 0,050, для промышленной переработки — не более 0,065; массовая доля золы — не более 0,04, для промышленной переработки — не более 0,05; массовая доля влаги — не более 0,14, для промышленной переработки — 0,15; массовая доля ферропримесей — не более 0,0003; цветность (в условных единицах оптической плотности) — не более 0,8, для промышленной переработки — не более 1,5.
Сахар-песок для производства молочных консервов, продуктов детского питания и биофармацевтической промышленности должен соответствовать требованиям, указанным для сахара-песка.
Для промышленной переработки на рафинадных заводах допускается сахар цветностью не более 1,3 условной ед. или 234 ед. оптической плотности.
Величина отдельных частиц ферропримесей не должна превышать 0,5 мм в наибольшем линейном измерении.
В сахаре-песке для промышленной переработки на рафинадных заводах массовая доля ферропримесей не регламентируется.
Массовая доля влаги сахара-песка, упакованного в мягкие специализированные контейнеры, и сахара-песка, предназначенного для длительного хранения, при отгрузке должна быть не более 0,10%.
Влажность сахара-песка тесно связана с содержанием в нем примесей. Сахароза как кристаллоид не связывает влагу. Часть влаги сахара включена в виде пузырьков в деформированные кристаллы (окклюдированная влага) и освобождается только при их разрушении. Основная влага связывается примесями в пленке, обволакивающей кристаллы. Такая влага при хранении сахара способна переходить в свободную влагу и увеличивать влагосодержание воздуха в емкостях, заполненных сахаром. Наиболее часто встречающиеся дефекты сахара-песка — увлажнение, потеря сыпучести, наличие нерассыпающихся комочков. Это является результатом хранения при высокой относительной влажности и резких перепадах температуры воздуха. При появлении свободной влаги в сахаре кристаллы растворяются с поверхности, становятся липкими, утрачивают блеск. При нарушении технологии производства сахара появляются нехарактерный желтоватый или сероватый цвет и комочки не пробеленного сахара. Посторонние вкус и запах образуются при упаковке в новые мешки, обработанные эмульсией с запахом, а также при несоблюдении товарного соседства; посторонние примеси (окалина, ворс и костра) — результат плохой очистки сахара на электромагнитах и использования для упаковки мешков из плохо обработанной мешковины.
Сахар-рафинад
Сахар-рафинад — продукт, состоящий из кристаллической дополнительно очищенной (рафинированной) сахарозы, выпускаемой в виде кусков и кристаллов. Цель рафинации сахара-песка или тростникового сахара-сырца заключается в том, чтобы в результате последовательного выполнения технологических операций максимально удалить примеси и получить практически чистую сахарозу. По действующему стандарту содержание примесей в сахаре-рафинаде — не более 0,1%. Рафинация — это отделение сахарозы от несахаров путем ее кристаллизации в растворах.
В зависимости от способа выработки сахар-рафинад подразделяется на: прессованный; рафинированный сахар-песок, рафинадную пудру.
Сахар-рафинад вырабатывается в следующем ассортименте: прессованный; прессованный колотый насыпью в мешках, пачках и коробках; прессованный быстрорастворимый в пачках и коробках; прессованный в мелкой фасовке; рафинированный сахар-песок насыпью в мешках и пакетах; рафинированный сахар-песок в мелкой фасовке; сахароза для шампанского; рафинадная пудра насыпью в мешках и пакетах.
Основные стадии производства сахара-рафинада
Сахар-песок растворяют в воде. Полученный сироп очищают, применяя адсорбенты — аниониты и угли (костяной, активные угли типа «норит» или «карборафин», гранулированный активированный уголь). Аниониты, содержащие в составе активные аминогруппы, представляют собой твердые полиоснования, способные обменивать содержащиеся в них анионы на анионы красящих веществ, содержащихся в продуктах сахарного производства; при этом красящие вещества обесцвечиваются. Рафинадные сиропы дополнительно обесцвечиваются путем перевода красящих веществ в менее окрашенные пли бесцветные соединения при помощи химического реагента - гидросульфита натрия.
В рафинадном производстве проводят несколько циклов кристаллизации. Сахар-рафинад получают на первых двух или трех циклах, на последующих трех-четырех циклах из паток получают желтый сахар, который возвращают на переработку. Из последнего цикла выводят рафинадную патоку как отход производства. Для снижения инверсии сахарозы поддерживают слабощелочную реакцию сахарных растворов, а для маскировки желтого оттенка рафинада применяют краситель синего цвета ультрамарин марки УС (ультрамарин сахарный). Его добавляют в виде суспензии в рафинадный утфель или в центрифугу при промывке кристаллов сахара. Сахароза для шампанского вырабатывается без подкраски.
Сахар-песок рафинированный получают из утфеля с однородными по величине и строению кристаллами сахарозы. Сахар отделяют от патоки на центрифугах, пробеливают водой, сушат и разделяют на ситах на фракции по размерам кристаллов.
Сахар-рафинад прессованный получают, удаляя на центрифугах патоку из утфеля и промывая кристаллы клерсом (чистым раствором сахара-рафинада). Влажные кристаллы образуют рафинадную кашку. Их грани покрыты тонкой пленкой сахарного раствора. Из кашки прессуют отдельные кусочки сахара-рафинада или бруски, которые раскалывают после сушки на кусочки. Рафинадная кашка должна содержать кристаллы определенной величины, так как крупные кристаллы образуют прессованные кусочки с неровной поверхностью прессованных кусков, а мелкие, обладая большой площадью поверхности, удерживают лишнюю влагу. Крепость получаемого сахара-рафинада зависит от влажности кашки, которую регулируют количеством оставшегося в ней клерса. Влажность кашки для получения быстрорастворимого сахара-рафинада должна быть 1,6-1,8%, прессованного колотого -1,8-2,3%. Бруски сахара-рафинада обладают капиллярно-пористой структурой, что способствует их высушиванию. Удаление влаги в процессе сушки вызывает дополнительную кристаллизацию сахарозы, которая была в ней растворена. Чем больше клерса находится в бруске или кусочке прессованного сахара-рафинада, а следовательно, и растворенной сахарозы, тем более прочно она соединяет кристаллы в конгломерат, и сахар-рафинад получается более крепким.
Краткая технологическая схема производства сахара- рафинада.
