Переробка цукрових буряків – важлива технологічна операція при отриманні цукру. Цей продукт активно використовується в усьому світі, про що свідчать великі обсяги виробництва – не менше 168 мільйонів тонн на рік. Серед великих виробників цукру виділяються Бразилія, Індія, Європейський Союз, Таїланд, Китай та США. У країнах із теплим кліматом як сировину для виробництва цукру використовують цукрову тростину, а в країнах із більш холодним кліматом – цукрові буряки. У цій статті ми розглянемо, як здійснюється переробка буряків, а також способи використання відходів цукрової промисловості.

 Переробка цукрових буряків – основні етапи процесу

Процес отримання цукру з буряків включає кілька етапів:

1. З поля буряки звозять на склад, але вони містять частинки землі та інші забруднення, тому попередньо промиваються.
2. Після промивання буряки нарізають тонкою стружкою.
3. Перетворення стружки буряків на буряковий сік за допомогою процесу дифузії. Цукор переходить зі стружки у воду, отриманий дифузійний сік містить 12-18% цукру. Стружка на цьому етапі перетворюється на жом.
4. До складу дифузійного соку входить не тільки цукор, але й інші домішки, які можуть ускладнювати видобуток цукру. Тому проводиться очищення соку за допомогою реагентів.
5. Згущення соку та його фільтрація для підвищення вмісту цукру в отриманому сиропі до 38-40%.
6. Варіння цукрового сиропу під вакуумом з отриманням утфеля. Утфель містить до 55% кристалічного цукру та до 7,5% води.
7. Обробка утфеля в центрифузі для відокремлення кристалів цукру.
8. «Освітлення» отриманого цукру шляхом промивання гарячою водою.
9. Сушіння, охолодження та упаковка цукру.

 Відходи цукрової промисловості

Переробка цукрових буряків призводить до утворення побічних продуктів. До них належать:

• жом – січка цукрових буряків, з якої були екстраговані корисні речовини;
• меляса – тягуча рідина темно-бурого кольору з неприємним запахом.

І жом, і меляса не можуть просто викидатися або залишатися на полях, оскільки це може призвести до порушення цілісності екологічної системи, для відновлення якої знадобиться кілька років. Тому відходам цукрової промисловості знаходять різні застосування. Так, жом може використовуватися як корм для великої рогатої худоби або сировина для отримання біогазу і пектину. Меляса також використовується в процесі годування сільськогосподарських тварин, наприклад, при виготовленні комбікорму як зв’язувальний інгредієнт.

 Переробка жому з екстракцією пектину

Один із способів корисного використання жому – це видобуток з нього пектину. Найбільш активно пектин споживається кондитерською галуззю, де його використовують як харчову добавку при виробництві цукерок, зефіру, морозива, мармеладу, желейних продуктів. У медицині властивості пектину використовуються для очищення клітин людського організму від шкідливих речовин, включаючи радіоактивні елементи. Виходячи з корисного застосування пектину, його отримання з відходів виробництва є цілком виправданим. Сировиною для виробництва цього речовини, крім бурякового жому (вміст пектину до 30%), також служать відходи переробки яблук (до 20%), цитрусових (до 14%), топінамбура (до 12%) і соняшнику (до 24%). Переробка цукрових буряків дає перспективну сировину для отримання пектину.

Зараз відпрацьована технологія отримання пектину, що складається з трьох послідовних етапів:

1. Екстракція пектину з жому за допомогою гідролізу.
2. Осадження пектину з отриманої витяжки.
3. Сушіння і очищення пектину від домішок.

Як і у випадку переробки цукрових буряків, коли ефективність застосовуваних технологій визначає кількість отриманого з вихідної сировини цукру, застосовувані технології та обладнання визначають кількість пектину, отриманого з бурякового жому. Але завжди залишається завдання отримання максимальної кількості корисного продукту з того ж обсягу відходів цукрової промисловості.

 Перспективи застосування апаратів вихрового шару в процесах переробки бурякового жому

Апарат з вихровим шаром феромагнітних частинок

Досвід нашої компанії свідчить про те, що попередня підготовка сировини перед обробкою за допомогою апаратів вихрового шару призводить до поліпшення результатів. 

Що таке апарат вихрового шару і як він працює? Конструктивно апарат вихрового шару являє собою індуктор для створення обертового електромагнітного поля, в який поміщається робоча камера з немагнітного матеріалу. У цю камеру насипаються феромагнітні частинки, які за формою нагадують голки. При подачі напруги на обмотку індуктора феромагнітні частинки приводяться в рух електромагнітним полем, при цьому траєкторії руху є досить складними, тому що частинки постійно стикаються одна з одною, зі стінками робочої камери і з частинками оброблюваної речовини, якою у нашому випадку виступає буряковий жом. У робочій камері виникає ряд факторів і явищ, які сприятливо впливають на оброблювану речовину. Це вплив електромагнітного поля, прямий контакт феромагнітних частинок з жомом, акустичні коливання та ін. В результаті відбувається одночасне перемішування і подрібнення продукту, що протікають дуже інтенсивно. У більшості випадків для отримання позитивного ефекту достатньо секунд або десятків секунд, тоді як в інших подрібнювачах і активаторах подібні процеси тривають десятки хвилин і години.

 Результати експерименту з екстракцією пектину з бурякового жому

У рамках експерименту використовувався гранульований буряковий жом з вологістю 11,08%. Цей жом поміщався в робочу камеру апарату вихрового шару і оброблявся протягом 15 секунд. Після попередньої обробки буряковий жом використовувався як вихідна сировина для видобутку пектину за схемою кислотний гідроліз – фільтрація – концентрування розчину – відділення і сушіння. Ця ж схема використовувалася для жому, що не проходив попередню обробку в апараті вихрового шару.

Отримані результати свідчать про те, що попередня обробка гранульованого бурякового жому в апараті вихрового шару феромагнітних частинок для розглянутого випадку підвищила вихід пектину на 28,5%, що є дуже хорошим результатом.

 Переробка цукрових буряків і апарат вихрового шару

Експериментальні результати дозволяють висунути ще одну гіпотезу, згідно з якою апарати вихрового шару можуть використовуватися при отриманні сиропу з цукрових буряків для підвищення виходу цукру на 10-20%. Досягнення такого ефекту можливе завдяки повному руйнуванню рослинних клітин і більш ефективному процесу екстракції.

Якщо ви зацікавилися можливим застосуванням апаратів вихрового шару при переробці цукрових буряків або видобутку пектину з бурякового жому, а також проведенням експериментів, зв’яжіться з нами за контактами, доступних у відповідному розділі сайту.