Cukr je jedním z nejrozšířenějších sladidel na světě a jeho výroba zahrnuje složitou sérii kroků, které přeměňují zemědělské suroviny na rafinovaný cukr používaný v domácnostech a průmyslu. A cukrovar je zařízení, kde k této přeměně dochází, a pochopení jejích primárních procesů odhaluje jak technickou, tak provozní vyspělost výroby cukru.
Příjem a příprava surovin
Proces začíná s sběr surovin , především cukrová třtina nebo cukrová řepa , v závislosti na regionu. Po příjezdu do cukrovaru procházejí tyto materiály kontrolou a prvotní přípravou:
- Čištění: Ze sklizených plodin se odstraní nečistoty, listí a další cizí látky.
- Mytí: Voda se používá k důkladnému mytí surovin, čímž se omezí nečistoty, které by mohly ovlivnit kvalitu šťávy.
- Řezání nebo sekání: Cukrová třtina se naseká na menší kousky nebo se cukrová řepa nakrájí na tenké proužky, aby se usnadnila účinná extrakce šťávy.
Tento krok zajišťuje, že surovina je čistá, jednotná a připravená pro proces extrakce.
Extrakce šťávy
Další fází je extrahování sladké šťávy z připravené suroviny:
- Drcení nebo frézování: Cukrová třtina prochází řadou těžkých válců nebo mlýnů, které drtí stonky a uvolňují šťávu. Více fází drcení maximalizuje výtěžnost cukru.
- Difúze (pro cukrovou řepu): Nakrájené řepné proužky se namočí do horké vody, což umožní cukru difundovat z rostlinného materiálu do tekutiny.
Výsledná kapalina obsahuje vysokou koncentraci cukru spolu s vodou, vlákninou a dalšími rozpustnými sloučeninami.
Vyjasnění a čištění
Surová šťáva obsahuje nečistoty, jako jsou částice půdy, rostlinné zbytky a organické sloučeniny, které je třeba před krystalizací odstranit:
- Ošetření vápnem: Vápno nebo jiná alkalická činidla se přidávají k neutralizaci kyselin a vysrážení nečistot.
- Vytápění a usazování: Šťáva se zahřeje a nechá se usadit, což způsobí, že nerozpustné částice vytvoří sediment.
- Filtrace: Šťáva prochází filtry, aby se odstranily zbývající pevné látky, čímž vznikne čistší kapalina známá jako řídká šťáva .
Tento krok čiření je rozhodující pro dosažení vysoce kvalitního rafinovaného cukru.
Vypařování
Po vyčeření šťáva stále obsahuje velké množství vody. Vypařování se používá ke koncentraci cukerného roztoku:
- Šťáva se zahřívá ve víceúčelových odpařovačích, aby se postupně odstranila voda.
- Proces zvyšuje koncentraci cukru za vzniku hustého sirupu tzv masérka .
Pečlivým řízením teploty a koncentrace mlýn zajišťuje maximální výtěžnost cukru bez degradace produktu.
Krystalizace
Krystalizace is the stage where sugar begins to take solid form:
- Koncentrovaný sirup je naočkován malými krystalky cukru, které podporují tvorbu větších krystalů.
- Krystalizátory nebo vakuové pánve se často používají k řízení teploty, koncentrace a míchání.
- Výsledkem je směs krystalů cukru a zbývajícího sirupu, tzv masérka .
Tento krok přemění tekutý cukr na pevné krystaly připravené k oddělení.
Centrifugace a sušení
Po krystalizaci se krystaly cukru oddělí od zbývající kapaliny (melasy):
- Centrifugace: Massecuit se odstředí v odstředivce, aby se oddělily krystaly cukru od melasy.
- Praní a sušení: Krystaly se promyjí, aby se odstranil zbytkový sirup, a suší se horkým vzduchem surový cukr .
Melasa získaná z tohoto kroku může být dále zpracována nebo použita v krmivech pro zvířata, fermentaci a dalších průmyslových odvětvích.
Rafinace
Surový cukr často obsahuje zbytkovou barvu a drobné nečistoty. Rafinace zlepšuje čistotu a vzhled cukru:
- Afinace: Krystaly cukru se smíchají se sirupovým roztokem, aby se odstranily povrchové nečistoty.
- Tavení a filtrace: Cukr se rozpustí a filtruje přes aktivní uhlí nebo iontoměničové pryskyřice, aby se odstranila barva.
- Krystalizace and Drying: Vyčištěný sirup znovu krystalizuje a vzniká bílý rafinovaný cukr , který se následně suší a balí k prodeji.
Vedlejší produkty a nakládání s odpady
Cukrovary také spravují několik vedlejších produktů:
- Bagasse: Vláknitý zbytek z cukrové třtiny se často používá jako a biopalivo pro výrobu elektřiny nebo jako surovina pro výrobu papíru.
- Melasa: Používá se v kvašení , krmivo pro zvířata nebo jako průmyslové sladidlo.
- Lisujte bahenní nebo řepnou dužinu: Lze aplikovat jako hnojivo nebo půdní kondicionér.
Efektivní hospodaření s vedlejšími produkty je zásadní pro ekonomickou a environmentální udržitelnost cukrovaru.
Závěr
Primární proces cukrovaru přeměňuje surovou cukrovou třtinu nebo cukrovou řepu na rafinovaný cukr prostřednictvím několika dobře koordinovaných fází: příprava surovin, extrakce šťávy, čiření, odpařování, krystalizace, odstřeďování, sušení a rafinace . Každý krok je navržen tak, aby maximalizoval výtěžek cukru, zajistil kvalitu a efektivně řídil vedlejší produkty. Moderní cukrovary kombinují mechanické, tepelné a chemické procesy s automatizací pro výrobu konzistentního, vysoce kvalitního cukru při minimalizaci dopadu na životní prostředí.
