Jednoduše řečeno o technologii výroby cukru z cukrové řepy i doma.

Nejstarší prameny zmiňují pojídání medu. Alexandr Veliký a jeho armáda pochodovali přes Persii do Indie a zde Řekové objevili „rákosí, které produkuje med bez pomoci včel“. Už tehdy to byla cukrová třtina pěstovaná v Indii. Odtud se cukrová třtina rozšířila přes Persii do Egypta a brzy se stala známou po celém světě. Arabové se naučili vyrábět krystalický cukr ze šťávy cukrové třtiny a již v 18. století měli vysoce rozvinutý cukrovarnický průmysl. Shromáždili horkou krystalickou pastu do coulis z palmových listů; Tak vznikla proforma cukrových homolí.

Problematika získávání cukru se mi zdála velmi zajímavá a rozhodl jsem se reprodukovat technologický postup výroby cukru, který se provádí ve stejném pořadí jako v továrnách.

Účel práce: získat cukr z červené řepy.

Plán práce projektu

1. Studium literatury na témata:

1. Historie výroby cukru;
2. Rozvoj výroby cukru v Rusku;
3. Nárůst spotřeby cukru na počátku 20. století;
4. Vědecké základy technologického procesu výroby cukru.

2. Dokončení praktické části.

1. Formulace závěrů.
2. Vypracování pracovní zprávy.
3. Vytvoření počítačové prezentace na základě materiálů získaných v práci.
4. Ochrana projektu.

1. Analytický přehled

1.1 Distribuce sacharózy v přírodě

Sacharóza se nachází v mnoha rostlinách, včetně mrkve, melounu, kukuřice, javoru, palmy atd. Nejvíce je ale ve šťávě z cukrové třtiny a cukrové řepy. Třtinový cukr je jedním z nejdůležitějších potravinářských produktů, má konzervační vlastnosti a je široce rozšířen v rostlinném světě. Listy a semena rostlin vždy obsahují malé množství třtinového cukru. Nachází se také v ovoci, např. v meruňkách, broskvích, hruškách, ananasu atd. Ve zvláště velkém množství se nachází v kořenech cukrové řepy (až 27 %, v průměru 16-20 %), v stonky cukrového prosa (čiroku) a cukrové třtiny (14-26 % ve šťávě), ze kterých se získává továrním způsobem.

1.2 Historie výroby cukru

Ještě před začátkem nové éry lidé používali cukr získaný z cukrové třtiny. Cukrová třtina se drtila kamennými násadami a extrahovaná šťáva se odpařovala, dokud cukr nezkrystalizoval. Pro čištění se cukr rozpustil ve vodě, přidalo se mléko, odpařilo se, odstranila se pěna a ochlazením roztoku se izoloval čistý cukr. Nicméně po celý středověk byl cukr považován spíše za pochoutku než za potravinu. Teprve Fridrich Veliký, Marie Terezie a Josef II., „osvícení despotové“ novověku, usnadnili dovoz cukru přes clo a cukrovarnictví zažilo nečekaný rozmach. Zároveň začali rafinovat hnědý třtinový cukr a vyrábět z něj bílý krystalický cukr.

1.3 Vývoj výroby cukru v Rusku
Koncem 1799. století se o výrobu krystalického cukru z řepy začalo vážně zajímat i Rusko, jak dokládá monografie „Jak nahradit cizí cukr domácími produkty“, kterou koncem roku XNUMX vydala Lékařská fakulta.

První experimenty v Rusku s výrobou řepného cukru provedl v letech 1799-1801 Jakov Stepanovič Esipov, který vyvinul technologii a vytvořil zařízení pro zpracování řepy na svém panství Nikolskoye u Moskvy. O rok později, ve vesnici Alyabyevo, byl Esipov na akciích s generálem E.I. Blankennagel, postavil první cukrovar v Rusku, který mohl konkurovat třtinovému cukru.

Od konce třicátých let 1. století se cukrovarnický průmysl rychle rozvíjel. V letech 1860 – 1861 bylo v Ruské říši již 399 provozních továren.

Současně se zvýšením produkce cukru se pracovalo na selekci cukrové řepy, byly získány odrůdy obsahující 15-20 % sacharózy. Pro srovnání připomeňme, že odrůdy stolní řepy obsahují v průměru 3 % sacharózy.

Další historie domácí výroby cukru je spojena se jmény dvou dynastií:
Na počátku 80. let vlastnili bratři Tereshchenko největší podniky v Rusku – Michajlovský a Tulský cukrovar.
Cukr manželů Botkinových byl vysoce kvalitní, byl v tuzemsku velmi oblíbený a vyvážel se do evropských zemí.

1.4 Technologie procesu výroby cukru

V průmyslu se třtinový cukr získává z cukrové řepy takto:

1. Cukrová řepa se nakrájí na tenké hobliny a cukr a další rozpuštěné látky se extrahují horkou vodou (difúze).
2. Výsledný roztok obsahující 12 – 15 % cukru se ošetří vápnem (defekace). V tomto případě dochází k neutralizaci a částečnému vysrážení volných kyselin (šťavelová, citrónová), dále fosforečnanů, bílkovin a barviv řepy.
3. Roztok obsahující přebytek vápna se zpracuje oxidem uhličitým (nasycení).
4. Výsledný uhličitan vápenatý, který má adsorbované nečistoty, se oddělí na vakuovém filtru, načež se roztok podrobí opakované defekaci a nasycení.
5. Vyčištěný roztok se odpaří ve vakuové aparatuře. Z ochlazeného roztoku se uvolňuje cukr ve formě malých krystalků, které se oddělují od matečného louhu odstředěním.
6. Opakované zahušťování a krystalizace matečného louhu

zbylý cukr se izoluje, po kterém zůstane nekrystalizující hustá hmota, zvaná melasa nebo melasa. Melasa obsahuje trochu cukru a také různé nečistoty bez dusíku a obsahující dusík.

1. Takto získaný surový krystalový cukr se podrobí čištění (rafinaci). K tomu se rozpustí ve vodě, roztok se filtruje přes aktivní uhlí a odpařuje se až do krystalizace.

2. Experimentální část

2.1 Získávání řepné šťávy

1. Červenou řepu jsem omyla a nakrájela nadrobno.
2. Sestavil jsem zařízení na získávání řepné šťávy.
3. Do baňky jsem nalil 100 ml vody a umístil do ní řepu.
4. Baňku jsem uzavřel zátkou s hadičkou (v ní se odpařila voda). Roztok vaříme 30 minut ve vodní lázni (teplota 70 – 75 0 C). Tekutinu jsem nalil do druhé baňky.

2.2 Čištění šťávy

1. K řepné šťávě přidáme 1 g limetkového mléka a řepný roztok zahříváme 10-15 minut ve vodní lázni (teplota 60-70 0 C) za stálého míchání. Přidání vápenného mléka se nazývá defekace. Nečistoty kyselin a bílkovin se vysrážejí při zahřívání vápnem. Cukr se působením vápna změnil na rozpustnou vápenatou sacharózu.
2. Odčerpal jsem sacharózu ze sedimentu a do horkého roztoku jsem přidal oxid uhličitý. Průchod oxidu uhličitého se nazývá saturace. Oxid uhličitý reaguje s vápnem; získá se roztok volného cukru a sraženina uhličitanu vápenatého.
3. Sestavil jsem filtrační zařízení. Nasycení bylo provedeno 3x, pokaždé, když byla sraženina uhličitanu vápenatého odfiltrována a znovu prošel oxid uhličitý. Dostal jsem vyčištěnou šťávu obsahující 5-10% cukru.
4. Roztok jsem odpařoval ve vodní lázni, dokud se objem šťávy nezmenšil 5-6krát. Výsledkem je hustý sirup obsahující 60–70 % cukru
5. Sirup jsem nechala zkrystalizovat. Vznikly krystaly nerafinovaného cukru. Sirup krystalizoval 6 dní.
6. Krystaly jsem zalil roztokem (melasou).
7. Rozpuštěné krystalky cukru v malém množství vody. Filtrát se znovu odpaří ve vodní lázni a nechá se krystalizovat. Dostal rafinovaný cukr.

1. V důsledku provedené práce byly získány krystaly cukru. Cukr se získával z obyčejné řepy, takže množství se ukázalo jako zanedbatelné. Při výrobě lze z 1 kg cukrové řepy získat 150 g cukru, tedy z jedné řepy lze získat 2 lžičky cukru. V naší práci byla získána půl lžíce cukru z jedné červené řepy.
2. Po prostudování teoretického materiálu jsem se dozvěděl, že rysem územního umístění cukrovarů je jejich přísná vazba na plochy oseté cukrovou řepou, protože přeprava řepy na velké vzdálenosti je ekonomicky neefektivní.
3. Cukrová řepa se špatně skladuje, asi 3-4 měsíce. Ruské továrny proto většinu roku pracují na dovážené surové třtině, teprve na podzim přecházejí na cukrovou řepu.
4. Výroba cukru je plně automatizovaná, nepřetržitá výroba (pracuje se na 3 směny), pracovní podmínky jsou ztížené, protože. Ve výrobě je vysoká vlhkost a vysoká teplota.
5. Jedná se o bezodpadovou výrobu – odpad z cukrovarnického průmyslu (buničina, melasa (melasa), defekační bahno) lze využít jako hnojivo, v některých případech i jako krmivo pro hospodářská zvířata.

1. http://www.xumuk.ru : Химическая энциклопедия;
2. http://ru.wikipedia.org/wiki : Википедия;
3. Kupriyanova N.S. Laboratorní a praktické práce z chemie. 10-11. – M.: Humanitární nakladatelské centrum VLADOS, 2007
4. http://www.youtube.com/watch?v=qX95dhNtvAU : Видеоролик «Производство сахара из сахарной свеклы»
5. http://www.youtube.com/watch?v=llr1foG5BZc : Видеоролик «Как это делается»
6. http://www.youtube.com/watch?v=8Aumf8OaIdk : Видеоролик «Сахарная свекла»

Cukr se používá ve vaření, v tabákovém průmyslu, na činění kůže a jako konzervační prostředek. Dříve se k jeho získávání používal speciální druh rákosu. Nyní existuje několik druhů surovin – na tom závisí kvalita, sladkost a barva konečného produktu. Hlavními plodinami, ze kterých se vyrábí cukr, jsou řepa a třtina. Existují ale i jiné rostliny, které se používají k výrobě písku a rafinovaného cukru.

Výrobní technologie

• pravidelné – na koláče a domácí pečivo;
• Baker’s má menší krystaly;
• ovocný se používá k výrobě dezertů a pudinků;
• posypy se vyznačují velkými krystaly, často se používají ke zdobení pečiva;
• prášek s mikroskopickými granulemi, je dodáván ve formě prášku.

Technologie výroby cukru se skládá z několika fází. To zahrnuje čištění surovin, následnou filtraci (lze provést vícekrát) a další zpracování. Výroba se provádí v továrnách, kde je instalováno speciální zařízení. Odstraňuje nečistoty, svršky, čistí suroviny od zbytečných nečistot. Finální produkt prochází přísným testováním kvality.

Existuje několik výrobních metod, jejich základní parametry jsou stejné, ale existují také určité rozdíly. Nejoblíbenějšími surovinami jsou řepa (červená řepa), třtina a syrovátka. Při výrobě má velký význam pečlivé odstranění nečistot. Jejich přítomnost naznačuje nekvalitní produkt nebo porušení technologie.

Podstatou zpracování je oddělení šťávy. Zbytek suroviny slouží ke krmení hospodářských zvířat, zbývá v ní dostatek živin, proto je koláč užitečný i pro zvířata; Šťáva se získává dlouhým vařením, ale aby se zabránilo výskytu plísně, nakrájená řepa se smíchá s formaldehydem, peroxidem vodíku nebo bělidlem.

K odstranění nažloutlé barvy produktu se používá bělení, které pomáhá současně odstranit zbývající nečistoty. K tomuto účelu se často používají iontoměničové pryskyřice. Pro první stupeň filtrace se často používá dřevěné uhlí z hovězí kosti. Čistí suroviny nejen od nečistot, ale i barvicích složek.

Z řepy

Získání řepného produktu je vícestupňová výroba. Velmi důležité je důkladné čištění kořenové zeleniny a následně proces filtrace. Barevný cukr se vyrábí také v Rusku, ale jeho trvanlivost je krátká. Na podzim se jako surovina používá řepa, ve zbytku roku – cukrová třtina. Standardní výrobní technologie se skládá z několika fází:

1. Primární čištění surovin – mytí cukrové řepy od nečistot a zeminy. K tomu se sype do bunkrů. Automatický systém myje tuny řepy, odstraňuje kameny, uvázlou vegetaci, písek, zeminu a vrcholky.
2. Krájení kořenové zeleniny. Po vyčištění vstupují do řezací jednotky řepy. Výstupem je velké množství tenkých hladkých třísek. To usnadňuje další zpracování. Také následná úplná extrakce cukru závisí na kvalitě chipsů.
3. Lisování surovin. Řízky vstupují do difuzního sloupce. V něm cirkuluje voda ohřátá na požadovanou teplotu. Do difuzní kolony by se neměl dostat žádný vzduch. To pomáhá extrahovat tmavou šťávu, která obsahuje 13% cukru. Zbývající koláč se posílá na krmení hospodářských zvířat.
4. Šťávové čištění. Hromadí se na dně kolony a obsahuje mnoho různých nečistot. Čištění se provádí pomocí vápna a oxidu uhličitého. Spolu s nimi vypadávají nečistoty ve formě sedimentu, který je odstraněn. Zůstane světle žlutá šťáva, která se vyčeří oxidem sírovým.
5. Zahuštění kapaliny. Přebytečná vlhkost se odpaří a získá se cukrový sirup. Obsahuje již 60-75% cukru.
6. Krystalizace. Provádí se ve vakuových instalacích. Výsledkem je žlutý prášek – massecuite. Prochází odstředivkou, na jejíchž stěnách se shromažďují krystalky cukru. Zbytek se likviduje jako odpad.
7. Sušení. Výsledné krystaly cukru jsou stále vlhké. Proto se suší ve speciální instalaci pod horkým vzduchem. Poté snižte teplotu na pokojovou teplotu.

Výsledkem je krystalový cukr, který se po úplném vychladnutí výrobku balí do sáčků nebo sáčků. Navíc při tom vzniká melasa. Dále obsahuje 50 % cukru (je zasílán do chovů hospodářských zvířat ke krmení hospodářských zvířat), výrobu lihu a granulovanou kyselinu citrónovou. Vzniklý sediment (říká se mu filtrace) slouží k výrobě hnojiv.

Z rákosu

Jak se vyrábí cukr z třtiny – pomocí podobné technologie. Fáze čištění suroviny a následné mletí jsou ale jednodušší a rychlejší. Liší se pouze zařízení vybavené lopatkami, mlýny a drtiči. Výstupem je tmavá, zakalená šťáva a maska ​​bohatá na vlákninu (bagasse), která se používá jako palivo v tepelných elektrárnách, na výrobu stavebních materiálů a papíru.

Po dvojité filtraci a následné digesci se získá massekuit. Získává se z něj surovina, která se nepoužívá k výrobě potravin. Bere se jako surovina pro výrobu rafinovaného cukru. Kvalita je dána velikostí vytvořených krystalů. Zůstává také filtrační šťáva a melasa.

Třtinový cukr Muscovado se vyrábí šetrným čištěním. To vám umožní zachovat maximální výhody produktu. Melissa mu dodává hnědou barvu. Jinak se tomu říká „káva“ nebo „čaj“.

Tmavý třtinový cukr Muscovado (třtinový cukr) Saharaja 450g