Produção de açúcar a partir de beterraba sacarina: descrição da tecnologia

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

A produção de açúcar é prerrogativa das grandes fábricas. Afinal, a tecnologia é bastante complexa. As matérias-primas são processadas em linhas de produção contínuas. Como regra, as instalações de produção de açúcar estão localizadas próximas aos locais de cultivo de beterraba.

Descrição do produto

O açúcar é essencialmente um carboidrato puro (sacarose) com sabor doce e agradável. É bem absorvido e garante o funcionamento normal do organismo (a acuidade visual e auditiva, um nutriente importante para as células cerebrais, participa na formação das gorduras). O abuso do produto leva ao desenvolvimento de doenças (cárie, excesso de peso, etc.).

Matéria prima para produção

Tradicionalmente em nosso país este produto é feito de beterraba sacarina. A produção de açúcar requer uma grande oferta de matérias-primas.

Beetroot é um representante da família haze. Cresce por dois anos, a cultura é resistente à seca. Durante o primeiro ano, uma raiz cresce e, no segundo ano, ela se desenvolve.caule, flores e sementes aparecem. A massa da colheita de raízes é de 200-500 g. A fração de massa de tecido duro é de 75%. O resto é açúcar e outros compostos orgânicos.

A colheita da beterraba leva 50 dias. Ao mesmo tempo, as usinas operam em média 150 dias por ano. Para fornecer matéria-prima para a indústria açucareira, as beterrabas são armazenadas nos chamados kagat (grandes pilhas).

Tecnologia de armazenamento de beterraba

Beterrabas são colocadas em camadas em pilhas em áreas previamente preparadas. Se a tecnologia de armazenamento for violada, as beterrabas germinarão e apodrecerão. Afinal, as raízes são organismos vivos. Uma característica da germinação é o índice da proporção de brotos para a massa de todo o fruto. Sob condições de alta temperatura e alta umidade, as beterrabas começam a germinar já no quinto dia de armazenamento. Ao mesmo tempo, as beterrabas, localizadas na parte superior da pilha, germinam mais intensamente. Este é um fenômeno extremamente negativo, que leva a uma diminuição na eficiência da produção de açúcar. Para minimizar as perdas por germinação, os topos dos frutos são cortados durante a colheita e a própria colheita nas pilhas é tratada com uma solução especial.

É importante armazenar as frutas em pilhas com cuidado, tentando não danificá-las. Afinal, as áreas danificadas do feto são um ponto fraco que é afetado primeiro, e depois os tecidos saudáveis.

O desenvolvimento de bactérias é significativamente afetado pelos níveis de temperatura e umidade. Se você mantiver a composição e a temperatura do ar recomendadas1-2 °C, então os processos de decomposição diminuem (às vezes não se desenvolvem).

As beterrabas que estão sendo armazenadas estão extremamente poluídas (solo, grama). A sujeira prejudica a circulação de ar na pilha, provoca processos de podridão.

Por isso, recomenda-se lavar as beterrabas e guardá-las lavadas. Nos últimos anos, dispositivos especiais têm sido amplamente utilizados para soprar ervas daninhas, palha e sujeira.

Rendimento de beterraba

Uma das tarefas mais importantes é aumentar o rendimento da beterraba sacarina. Depende de muitos fatores. A produção de açúcar depende diretamente do volume de coleta, bem como da qualidade tecnológica das matérias-primas.

Em primeiro lugar, as qualidades tecnológicas das beterrabas cultivadas dependem das sementes utilizadas. As tecnologias modernas permitem controlar características biológicas e outras. O controle de qualidade das sementes pode aumentar significativamente o rendimento por hectare de área semeada.

O método de cultivo de beterraba também é importante. Um aumento significativo na produtividade é observado com o chamado método de cultivo em camalhões (o crescimento da produtividade varia de 15 a 45%, dependendo das características climáticas da região). A essência do método é a seguinte. No outono, máquinas especiais despejam cumes, graças aos quais a terra absorve ativamente e acumula umidade. Portanto, na primavera, a terra amadurece com rapidez suficiente, criando condições favoráveis para a semeadura, crescimento e desenvolvimento dos frutos. Além disso, as beterrabas são muito mais fáceis de colher: a densidade do solo dos cumes é relativamente baixa.

É curioso que essa tecnologia tenha sido proposta pelo cientista soviético Glukhovsky nos distantes anos 20 do século passado. E relativamente recentemente, o método foi introduzido em países avançados.

Apesar da grande eficácia, esta tecnologia não encontrou ampla aplicação. A razão para isso é a f alta e o alto custo de equipamentos especiais. A produção de açúcar a partir de beterraba tem, portanto, perspectivas de desenvolvimento e de atingir um novo patamar tecnológico.

Beterrabas devem ser colhidas antes da geada. As entregas às empresas de beterrabas escavadas podem ser realizadas de acordo com o princípio do fluxo ou pelo método de fluxo-transbordo. Para reduzir a perda de sacarose durante o armazenamento de longo prazo nas bases de transbordo, os frutos são cobertos com palha.

Processo de produção

Uma usina de açúcar média na Rússia é capaz de processar vários milhares de toneladas de matérias-primas (beterraba sacarina). Impressionante, não é?

A produção é baseada em processos e reações químicas complexas. A essência é a seguinte. Para obter cristais de açúcar, é necessário isolar (extrair) a sacarose das matérias-primas. Em seguida, o açúcar é separado de substâncias desnecessárias e um produto pronto para consumo (cristais brancos) é obtido.

A tecnologia de produção de açúcar consiste nas seguintes operações:

• limpeza da sujeira (lavagem);
• receber fichas (cortar, triturar);
• extração de sacarose;
• filtragem de suco;
• espessamento (evaporação da umidade);
• massa em ebulição(xarope);
• separação do melaço do açúcar;
• açúcar de secagem.

Lavagem de beterraba

Quando as matérias-primas chegam à usina de açúcar, elas acabam em uma espécie de bunker. Pode ser localizado tanto no subsolo como no exterior. Com um poderoso jato de água direcionado, a beterraba é lavada para fora da tremonha. As colheitas de raízes caem no transportador, durante o movimento do qual as matérias-primas são pré-limpas de todos os tipos de detritos (palha, grama, etc.).

Esmagamento de raízes

Produzir açúcar de beterraba é impossível sem moê-la. Os chamados cortadores de beterraba entram em jogo. A saída são tiras finas de beterraba sacarina. Na tecnologia de produção de açúcar, a forma como as peças são cortadas é muito importante: quanto maior a área de superfície, mais eficientemente a sacarose é separada.

Extração de sacarose

As lascas de beterraba são alimentadas através do transportador para o aparelho de difusão com trado. O açúcar é separado dos chips com água morna. Os cavacos são alimentados pelo sem-fim e a água morna flui em direção a ele, que extrai o açúcar. Além do próprio açúcar, a água também carrega outras substâncias solúveis. O processo é bastante eficaz: na saída, a polpa (os chamados chips de beterraba) contém apenas 0,2-0,24% de açúcar por fração de massa. A água, saturada com açúcares e outras substâncias orgânicas, torna-se turva e espuma fortemente. Este líquido também é chamado de suco de difusão. O processamento mais completo só é possível quando a matéria-prima é aquecida a 60 graus. Nessa temperatura, as proteínas coagulam e não se destacam das beterrabas. A produção de açúcar não para por aí.

Purificação de Suco Difusor

Do líquido é necessário remover as menores partículas em suspensão de beterraba e substâncias orgânicas dissolvidas. Tecnologicamente, até 40% dos subprodutos podem ser removidos. O que sobrar se acumula no melaço e só é retirado na fase final de produção.

Suco aquecido a 90°C. Em seguida, é processado com cal. Como resultado, as proteínas e outras substâncias que estão no suco precipitam. Esta operação é realizada em equipamentos especiais dentro de 8-10 minutos.

Agora você precisa remover o limão. Esse processo é chamado de saturação. Sua essência é a seguinte: o suco é saturado com dióxido de carbono, que entra em reação química com a cal, formando carbonato de cálcio, que se precipita, absorvendo diversos poluentes. A transparência do suco aumenta, fica mais leve.

O suco é filtrado, aquecido a 100 °C e ressaturado. Nesta etapa, é realizada uma purificação mais profunda das impurezas, após o que o suco é novamente enviado para filtração.

Suco deve ser descolorido e diluído (não tão viscoso). Para este efeito, o dióxido de enxofre é passado através dele. O ácido sulfuroso é formado no suco - um agente redutor muito forte. A reação com a água produz uma certa quantidade de ácido sulfúrico, liberando hidrogênio, que por sua vez ilumina o suco.

Após a saturação grosseira e pura, a saída é 91-93% do volume original de alta qualidade,suco branqueado. A porcentagem de sacarose no volume resultante de suco é de 13-14%.

Evaporação da umidade

Produzido em duas etapas com equipamentos especiais. Para a produção de açúcar na primeira fase, é importante obter um xarope espesso com teor de sólidos de 65-70%. O xarope resultante passa por purificação adicional e é novamente submetido ao procedimento de evaporação, desta vez em dispositivos especiais de vácuo. É necessário obter uma substância espessa viscosa com um teor de sacarose de 92-93%.

Se você continuar a evaporar a água, a solução fica supersaturada, os centros de cristalização aparecem e os cristais de açúcar crescem. A massa resultante é chamada de massa.

O ponto de ebulição da massa resultante é 120 °C em condições normais. Mas a fervura adicional é realizada no vácuo (para evitar a caramelização). Em condições próximas ao vácuo, o ponto de ebulição é muito menor - 80 ° C. Essa massa na fase de evaporação em um aparelho a vácuo é “ligada” com açúcar em pó. O que estimula o crescimento dos cristais.

Separação do açúcar do melaço

A massa de açúcar vai para as centrífugas. Lá os cristais são separados do melaço. O líquido que sai após a separação dos cristais de açúcar é o melaço verde.

Os cristais de açúcar permanecem na malha do tambor da centrífuga, que são tratados com água quente e cozidos no vapor para branquear. Neste caso, forma-se o chamado melaço branco. Esta é uma solução de açúcar e os restos de melaço verde em água. O melaço branco passa por processamento secundário emmáquinas a vácuo (para minimizar perdas, melhorar a eficiência da produção).

O melaço verde vai para outro aparelho para ferver. Como resultado, obtém-se a chamada segunda massa, da qual já se obtém o açúcar amarelo. Dissolve-se em suco após a primeira limpeza.

Açúcar Secante

O ciclo de produção do açúcar ainda não está completo. O conteúdo da centrífuga é removido e enviado para secar. Após a centrifugação, o teor de umidade do açúcar é de aproximadamente 0,5% e a temperatura é de 70°C. Em um secador do tipo tambor, o produto é seco a um teor de umidade de 0,1% (isso é amplamente assegurado pela temperatura residual após as centrífugas).

Resíduos

Os principais produtos residuais da produção de açúcar de beterraba são a polpa (as chamadas aparas de raiz), o melaço, a lama de filtro prensa.

A polpa de beterraba é de até 90% em peso de matéria-prima. Serve como boa ração para o gado. Não é rentável transportar celulose por longas distâncias (devido à alta umidade, é muito pesada). Portanto, é adquirido e utilizado por fazendas localizadas próximas às instalações de produção de açúcar. Para evitar danos à polpa, ela é processada em silagem.

Em algumas usinas de produção de açúcar, as raspas de beterraba são prensadas (até 50% da umidade é removida) e depois secas em câmaras especiais. Como resultado desse processamento, a massa de celulose, pronta para uso conforme pretendido e transportada por longas distâncias, não é superior a 10% de sua massa original.

Melassa –melaço forrageiro - obtido após o processamento da segunda massa. Seu volume é de 3-5% em peso da matéria-prima. É 50% açúcar. O melaço de ração é um componente importante na produção de álcool etílico, bem como na produção de ração animal. Além disso, é utilizado na produção de leveduras, na fabricação de ácido cítrico e até em medicamentos.

O volume de lama de filtro-prensa atinge 5-6% da massa de matérias-primas não processadas. Usado como fertilizante para solos agrícolas.

Produção de açúcar refinado

A produção de açúcar refinado geralmente está localizada nas próprias usinas de açúcar. Como parte de tais plantas, existem oficinas especiais. Mas organizações terceirizadas que compram açúcar granulado de fábricas também podem produzir açúcar refinado. De acordo com o método de obtenção do açúcar refinado, pode ser fundido e prensado.

A sequência das operações tecnológicas na produção de açúcar refinado é a seguinte.

Açúcar é dissolvido em água. O xarope espesso é processado para remover várias substâncias corantes. Após a purificação, o xarope é fervido em uma câmara de vácuo, e a primeira massa refinada é obtida. Para eliminar o amarelecimento, adiciona-se ultramarino à câmara de vácuo (0,0008% em peso do xarope, não mais). O processo de fervura é semelhante ao processo de fervura para obtenção do açúcar.

A massa refinada precisa ser espaçada. Uma massa espessa é formada (pasta com teor de umidade de 3%, não mais), que é prensada. O resultado é um açúcar refinado que toma a forma de uma prensa. Para ser refinado na formacabeças, a massa é despejada nas formas apropriadas. Na parte inferior do molde há um orifício especial através do qual a solução restante flui. O açúcar refinado úmido é seco com ar quente até que o índice de umidade diminua para um valor de 0,3-0,4%. Depois, resta apenas esperar os torrões de açúcar esfriarem, cortar (se necessário) e embalar.