Сахар

<час />

Фон

До рождения Иисуса из Назарета сахарный тростник (из которого делают сахар) собирали на берегах Бенгальского залива; он распространился на прилегающие территории Малайзии, Индонезии, Индокитая и южного Китая. Арабский народ представил западному миру «сахар» (на тот момент липкая паста, полукристаллизовавшаяся и считавшаяся лекарственной), привезя тростник и знания для его выращивания на Сицилию, а затем в Испанию в восьмом и девятом веках. . Позже Венеция, импортировавшая готовый сахар из Александрии, к пятнадцатому веку смогла установить монополию на эту новую приправу; с этого момента компания начала закупать сахар-сырец и даже сахарный тростник и обрабатывать его на собственных нефтеперерабатывающих заводах. Однако монополия Венеции была недолгой. В 1498 году португальский мореплаватель Васко да Гама вернулся из Индии и привез сладкий ароматизатор в Португалию. Лиссабон начал импортировать и очищать сахар-сырец, и в шестнадцатом веке он стал европейской сахарной столицей. Это было незадолго до того, как подсластитель стал доступен во Франции, где его основная функция продолжала быть лекарственной, а во время правления Людовика XIV сахар можно было купить за унцию в аптеке. К 1800-м годам сахар (хотя и все еще дорогой) был широко доступен как для высшего, так и для среднего класса.

Сырье

Сахар - это широкий термин, применяемый к большому количеству углеводов, присутствующих во многих растениях и характеризующихся более или менее сладким вкусом. Первичный сахар, глюкоза, является продуктом фотосинтеза и встречается во всех зеленых растениях. В большинстве растений сахара представляют собой смесь, которую нелегко разделить на компоненты. В соке некоторых растений сахарные смеси конденсируются в сироп. Соки сахарного тростника (Saccharum officinarum) и сахарная свекла (Beta vulgaris) богаты чистой сахарозой, хотя свекольный сахар обычно намного менее сладкий, чем тростниковый. Эти две сахарные культуры являются основными источниками коммерческой сахарозы.

Сахарный тростник - это толстая, высокая многолетняя трава, которая растет в тропических или субтропических регионах. Сахар, синтезируемый в листьях, используется в качестве источника энергии для роста или отправляется на стебли для хранения. Источником сахара в том виде, в каком мы его знаем, является сладкий сок стеблей. В тростнике накапливается около 15 процентов сахара. Сахарный тростник дает около 2 600 000 тонн сахара в год.

Сахарная свекла - это сорт свеклы с самым высоким содержанием сахара, поэтому он специально выращивается. У некоторых сортов свеклы, как правило, белого цвета внутри и снаружи, кожица черная или желтая. Из сахарной свеклы производится около 3,7 миллиона тонн сахара.

Другие сахарные культуры включают сладкое сорго, сахарный клен, мед и кукурузный сахар. Типы сахара, используемые сегодня:белый сахар (полностью очищенный сахар), состоящий из прозрачных, бесцветных или кристаллических фрагментов; или коричневый сахар, который менее очищен и содержит большее количество остатков патоки, благодаря чему он приобретает свой цвет.

Производственный
процесс

Посадка и сбор урожая

• 1 сахарный тростник требует средней температуры 75 градусов по Фаренгейту (23,9 градуса В Соединенных Штатах уборка тростника и сахарной свеклы производится в основном машинным способом, хотя в некоторых штатах тоже делается вручную. Собранные стебли тростника и свеклы механически загружаются в грузовики или железнодорожные вагоны и отправляются на мельницы для переработки в сахар-сырец. Оказавшись там, они очищаются, промываются, измельчаются для получения сока, фильтруются и очищаются. В результате получается прозрачный сок с сахаром. Цельсия) и равномерного количества осадков около 80 дюймов (203 сантиметра) в год. Поэтому его выращивают в тропических или субтропических районах.

  Сахарный тростник созревает около семи месяцев в тропической зоне и около 12-22 месяцев в субтропической. В это время поля сахарного тростника проверяются на сахарозу, и в первую очередь убирают урожай с наиболее зрелых полей. Во Флориде, на Гавайях и в Техасе обжигают стоячую трость, чтобы сжечь сухие листья. В Луизиане стебли тростника высотой от шести до десяти футов (от 1,8 до 3 метров) срезают и кладут на землю перед сжиганием.

• 2 В США уборка урожая (как тростника, так и сахарной свеклы) в основном производится машинами, хотя в некоторых штатах это также делается вручную. Собранные стебли тростника механически загружаются в грузовики или железнодорожные вагоны и отправляются на мельницы для переработки в сахар-сырец.

Подготовка и обработка

• 3 После того, как тростник попадает на завод, он механически разгружается, а излишки почвы и камней удаляются. Тростник очищается путем заливания носителя теплой водой (в случае наличия редких камней и мусора) или путем распределения тростника по перемешивающим конвейерам, которые проходят через сильные струи воды и гребенчатые барабаны (для удаления большего количества камней, мусора и т. Д. и листья и т. д.). На этом этапе трость чистая и готова к измельчению.

  Когда свекла поступает на завод, ее сначала промывают, а затем нарезают соломкой. Затем они помещаются в диффузионные ячейки с После очистки прозрачный сок подвергается вакуумному испарению для удаления большей части воды. В этом процессе четыре камеры с вакуумным кипением расположены последовательно, так что каждая последующая ячейка имеет более высокий вакуум. Таким образом, пары одного тела могут вскипятить сок в следующем. Этот метод называется многократным испарением. Затем сиропообразный раствор кристаллизуют в вакууме с образованием кристаллов сахара. Оставшуюся жидкость удаляют центрифугированием и сушкой, а сахар фасуют. воды с температурой около 175 градусов по Фаренгейту (79,4 градусов по Цельсию) и опрыскивают горячей водой противотоком, чтобы удалить сахарозу.

Отжим сока

• 4 Два или три измельчающих валка с крупными канавками разрушают тростник и извлекают большую часть сока, либо измельчители с поворотным молотком (1200 об / мин) измельчают тростник, не извлекая сока. Вращающиеся ножи, разрезающие стебли на щепу, являются дополнительными к дробилкам. (В большинстве стран измельчитель предшествует измельчителю.) Можно использовать комбинацию двух или даже всех трех методов. Процесс прессования заключается в раздавливании стеблей между тяжелыми металлическими роликами и рифлеными металлическими роликами, чтобы отделить волокна (жмых) . из сока, содержащего сахар.
• 5 По мере измельчения тростника горячая вода (или комбинация горячей воды и полученного нечистого сока) распыляется на измельченный тростник противотоком, когда он выходит из каждой мельницы для разбавления. Отжатый сок, называемый vesou, содержит 95 процентов или более присутствующей сахарозы. Затем масса распыляется, и этот процесс включает в себя мелкую резку или измельчение стеблей. Затем сахар отделяют от нарезанных стеблей, растворяя его в горячей воде или горячем соке.

Очистка сока - осветление
и испарение

• 6 Мельничный сок темно-зеленого цвета, кислый и мутный. Процесс осветления (или дефекации) предназначен для удаления как растворимых, так и нерастворимых примесей (таких как песок, почва и измельченная порода), которые не были удалены предварительным просеиванием. В процессе используются известь и тепло в качестве осветлителей. Лаймовое молоко (около одного фунта на тонну тростника) нейтрализует естественную кислотность сока, образуя нерастворимые соли извести. Нагревание сока лайма до кипения коагулирует альбумин и некоторые жиры, воск и камеди, а образовавшийся осадок улавливает взвешенные твердые частицы, а также мельчайшие частицы.

  С другой стороны, раствор сахарной свеклы очищают путем многократного осаждения в нем карбоната кальция, сульфита кальция или того и другого. Примеси запутываются в растущих кристаллах осадка и удаляются непрерывной фильтрацией.

• 7 Грязь отделяется от прозрачного сока в результате осаждения. Не содержащие сахара примеси удаляются непрерывной фильтрацией. Конечный осветленный сок содержит около 85 процентов воды и имеет тот же состав, что и сырой экстрагированный сок, за исключением удаленных примесей.
• 8 Чтобы сконцентрировать этот осветленный сок, около двух третей воды удаляется путем вакуумного испарения. Как правило, четыре камеры или корпуса с вакуумным кипением расположены последовательно, так что каждое последующее тело имеет более высокий вакуум (и, следовательно, кипит при более низкой температуре). Таким образом, пары одного тела могут вскипятить сок в следующем - пар, введенный в первую ячейку, производит то, что называется многократным испарением. Пар из последней ячейки попадает в конденсатор. Сироп непрерывно покидает последнее тело с примерно 65% твердых веществ и 35% воды.

  Раствор сахарозы сахарной свеклы в этот момент также почти бесцветен, и он также подвергается многократному вакуумному испарению. Сироп засевают, охлаждают и помещают в центрифугу. Готовые кристаллы свеклы промывают водой и сушат.

Кристаллизация

• 9 Кристаллизация - это следующий шаг в производстве сахара. Кристаллизация происходит в одноступенчатом вакуумном поддоне. Сироп упаривают до насыщения сахаром. Как только точка насыщения была превышена, в сковороду добавляются мелкие крупинки сахара, или «удар». Эти мелкие зерна, называемые семенами, служат ядрами для образования кристаллов сахара. (Посевной материал формируется путем добавления 56 унций [1600 граммов] белого сахара в чашу шламовой машины и смешивания с 3,3 частями жидкой смеси:70-процентный метилированный спирт и 30-процентный глицерин. Машина работает со скоростью 200 об / мин в течение 15 ч.) Дополнительный сироп добавляется к стайку и выпаривается, так что исходные кристаллы, которые образовались, могут увеличиться в размерах.

  Рост кристаллов продолжается до заполнения кастрюли. Когда концентрация сахарозы достигает желаемого уровня, густая смесь сиропа и кристаллов сахара, называемая утфелем, выгружается в большие емкости, известные как кристаллизаторы. Кристаллизация продолжается в кристаллизаторах по мере медленного перемешивания и охлаждения утфеля.

• 10 Утфель из миксеров может стекать в центрифуги, где густой сироп или патока отделяется от сахара-сырца под действием центробежной силы.

Центрифугирование

• 11 Высокоскоростное центробежное действие, используемое для разделения утфеля на кристаллы сахара-сырца и мелассу, осуществляется во вращающихся машинах, называемых центрифугами. Центробежная машина имеет цилиндрическую корзину, подвешенную на шпинделе, с перфорированными сторонами, облицованными проволочной тканью, внутри которых находятся металлические листы, содержащие от 400 до 600 перфораций на квадратный дюйм. Корзина вращается со скоростью от 1000 до 1800 об / мин. Сахар-сырец остается в корзине центрифуги, поскольку перфорированная подкладка удерживает кристаллы сахара. Маточный раствор или патока проходит через футеровку (из-за действующей центробежной силы). Финальная патока (меласса) содержащие сахарозу, редуцирующие сахара, органические несахары, золу и воду, отправляют в большие резервуары для хранения.

  После центрифугирования сахар «режется» и отправляется в гранулятор для сушки. В некоторых странах сахарный тростник перерабатывается на небольших фабриках без использования центрифуг, и получается продукт темно-коричневого цвета (нецентробежный сахар). Центробежный сахар производится более чем в 60 странах, а нецентробежный сахар - примерно в двадцати странах.

Сушка и упаковка

• 12 Влажные кристаллы сахара сушат, пропуская их через нагретый воздух в грануляторе. Затем сухие кристаллы сахара сортируются по размеру с помощью вибросита и помещаются в бункеры для хранения. Затем сахар отправляется на упаковку в знакомую упаковку, которую мы видим в продуктовых магазинах, в оптовой упаковке или в жидкой форме для промышленного использования.

Побочные продукты

Жмых, получаемый после извлечения сока из сахарного тростника, используется в качестве топлива для производства пара на заводах. Все больше и больше из жома перерабатывается в бумагу, изоляционный картон и ДВП, а также из фурфурола, химического промежуточного продукта для синтеза фурана и тетрагидрофурана.

Ботва свеклы и извлеченные ломтики, а также меласса используются в качестве корма для крупного рогатого скота. Было показано, что из свеклы можно производить больше кормов для крупного рогатого скота и других подобных животных на акр в год, чем из любой другой культуры, широко выращиваемой в Соединенных Штатах. Полоски свеклы также обрабатывают химически, чтобы облегчить извлечение коммерческого пектина.

Конечный продукт, получаемый при рафинировании сахара, - это меласса. Он используется в кормах для крупного рогатого скота, а также в производстве технического спирта, дрожжей, органических химикатов и рома.

Контроль качества

Санитарно-гигиенические условия на фабриках - важный фактор в мерах контроля качества. Бактериологи показали, что небольшое количество кислого жома может заразить всю струю теплого сока, текущую по нему. Современные мельницы имеют самоочищающиеся желоба с таким наклоном, что жмых не задерживается, а вытекает вместе с потоком сока. Строгие меры принимаются для борьбы с насекомыми и вредителями.

Поскольку тростник портится относительно быстро, были предприняты большие шаги для автоматизации способов транспортировки и максимально быстрой доставки тростника на фабрики. Поддержание высокого качества конечного продукта означает хранение коричневых и желтых рафинированных сахаров (которые содержат от двух до пяти процентов влаги) в прохладной и относительно влажной атмосфере, чтобы они продолжали удерживать влагу и не становились твердыми.

Большинство гранулированных сахаров соответствуют стандартам, установленным Национальной ассоциацией производителей пищевых продуктов и фармацевтической промышленностью (Фармакопея США, Национальный формуляр).