Cukorrépa feldolgozás SZÁNTAINÉ DR: KŐHEGYI KATALIN EGYETEMI ADJUNKTUS BCE, ÉTK, GABONA ÉS IPARINÖVÉNY TECHNOLÓGIA TANSZÉK

2006/2007

Energia bevitel - cukorfogyasztás 7,3% 12,85% 3319 Kcal/fő/nap 2656 Kcal/fő/nap

NYERSANYAG (CUKORRÉPA, CUKORNÁD) VÉGTERMÉK: SZACHARÓZ (KRISTÁLYCUKOR, FINOMÍTOTT CUKOR) MELLÉKTER-MÉKEK

Cukorrépa feldolgozás folyamatábrája

Cukorrépa feldolgozás lépései BETAKARÍTÁS, ÁTVÉTEL TÁROLÁS TISZTÍTÁS ELŐKÉSZÍTÉS EXTRAKCIÓRA EXTRAKCIÓ (LÉNYERÉS) LÉTISZTÍTÁS BEPÁRLÁS KRISTÁLYOSÍTÁS CUKOR SZÁRÍTÁSA FINOMÍTÁS

Betakarítás TELJESEN GÉPESÍTETT LEVÉLTELENÍTÉS FEJELÉS KIFORGATÁS SZÁLLÍTÓ JÁRMŰBE TÖLTÉS BETAKARÍTÁS IDŐPONTJÁNAK MEGHATÁROZÁSA BETAKARÍTÁS ÜTEMEZÉSE SZEDÉSI KAPACITÁS FELDOLGOZÁSI KAPACITÁS IDŐJÁRÁS SZEREPE

Betakarítás I. BETAKARÍTÁS IDŐPONTJÁNAK MEGHATÁROZÁSA

Betakarítás III. BETAKARÍTÁS IDŐPONTJÁNAK MEGHATÁROZÁSA

Átvétel ÁTVÉTELI ÁR: TÖMEG TISZTA, FÖLDMENTES JÓL FEJELT CUKORRÉPA TÖMEGE NEM CUKOR TARTALOM KÁLIUM-, NÁTRIUM-, AMINOSAV-TARTALOM

Tárolás FELDOLGOZÓ KAPACITÁS KIHASZNÁLÁS RÉPAGYÖKÉR: ÉLŐ ANYAG –LÉGZÉS-HŐFEJLŐDÉS TÁROLÁS KÖRÜLMÉNYEI TÁROLÁS ALATTI VESZTESÉGEK

Tisztítás Gyárudvari lerakás Alak (0,6 kg), sérülések technológiai jelentősége Úsztatás vályúban (10-25 perc): Szállítás (vízfelvétel: 1-2,5%, cukorveszteség: 0,05-0,17%) Tisztítás (könnyű és nehéz idegen anyagok) Víz : répatest tömegarány 4:1(8:1) Áramlási sebesség: 1-1,5 m/sec (kőfogóban: 0,25 m/s vízsebesség a répa lebegtetéséhez)

Tisztítás Cukorrépa mosása (teknős, forgódobos stb.) Célszerű az ellenáramú rendszer megvalósítása Időigény: 6-10 perc, A mosó 1 m3 hasznos térfogatára 400-440 kg répa számolható Szállító szalagra való szétterítés, zuhanyoztatás Cukorrépa elválasztása a víztől Vágógép fölé emelés

Répatest szeletelése MECHANIKAI TULAJDONSÁGOK: Szilárdság Ütésálló képesség Vágási ellenállás Rugalmasság és képlékenység Szöveti permeabilitás

Előlészítés extrakcióra Szeletelés: sejtek 5-10%-a sérül, a cukor hozzáférhetővé válik Parenchima szövetbe beágyazott edénnyalábok: Floem (háncs sejtek) Xylem (fa sejtek: cellulózban, ligninben gazdag)) Megnehezíti a répa szeletelést Répaszelet (édes szelet) továbbítása extrakcióra Parenchima szövet sejtjei (200-400 µm) Vakuolum Membrán (szemipermeábilis) Sejtközötti járat Citoplazma Köztes lamella Sejtfal Vakuolumok membránjainak permeábilissá tétele hőkezeléssel: vakuolumokból a szacharóz az extrakciós közegbe átmegy. Az extrakció sebessége függ a felület nagyságától

Répaszelettel szembeni követelmények Vékony Szabályos alak Nagy fajlagos felület Összenyomhatóság Alaktartás Kevés törmelék Belső, hosszirányú csatornák

Extrakció Szilárd-folyadék extrakció Extrahálószer: víz Ellenáramú diffúziós extrakció Szabad extrakció biztosítása – szelet tömörödés elkerülése Külső belső koncentráció kiegyenlítődése Extrakció eredménye: nyerslé kilúgozott szelet Nyerslé: oldható és oldhatatlan komponensek cukor és nem-cukor anyagok Szacharóznak invertáz enzimmel való bontásának megakadályozása (70°C minimális hőm.) Diffúzió kombinálása préseléssel: Szeletprésvíz visszavétel

Nyerslé összetétele Komponensek: répa eredetű, víz eredetű Gyengén savas nyerslé: szacharóz, egyéb cukor, pektin, sók, enzimek, ásványi anyagok, rost anyagok, mikroorganizmusok, savak, N-tartalmú vegyületek Nem-cukortartalomra jellemző tisztasági hányados (Q): a nyerslé szárazanyag-tartalmára vonatkoztatott cukortartalom jó Q= 87-88% elfogadható Q= 85-86% Rossz Q< 84% Invert-extrakciós index: a nyerslé invertcukor-tartalma a répa invertcukortartalmára vonatkoztatva (Iinv) Iinv =0,95-1,25

Kilúgozott szelet A kilúgozott szelet tömege a répa tömegére vonatkoztatva 70%, szat. 8-9%, (Ebből rost 6,0-6,5%) Csiga szállítja a szeletprésekre Préselés mértéke: 18-34% szárazanyag-tartalomig Állati táp savanyítás szárítás után Présvíz visszavezetése Kilúgozott szelet: cukormaradvány minimalizálása (1%)

Létisztítás Nyerslé: sötét zavaros, nehezen szűrhető, nem- cukoranyagok gátolják a szacharóz kristályosítást Meszes-szénsavas kezelés: Előderítés Derítés Első szénsavazás Második szénsavazás

Létisztítás Előderítés, (fő-)derítés: CaO + H2O = Ca(OH)2 + 65,3 kJ Mésztej hozzáadása a nyersléhez, Ca(OH)2 disszociációja, pH emelkedés (pH ~11), szacharóz disszociációja Főderítés: további mésztej adagolás, elegendő kalcium bejuttatása Mésztej(-szuszpenzió): oldott kalciumhidroxid mol.+kolloid méretű részek lebegnek (Állás közben szétválik a rendszer) Ca(OH)2 oldhatósága: hőm. növelésével csökken a vízhez adott hidroxid mennyiségével növekszik

Létisztítás Kolloidok kicsapásakor a Ca2+ és az (OH)- együttes hatása érvényesül Folyamatok: ionreakciók: hidroxil-ionok a magnézium alumínium és vas-ionokkal kialakuló oldhatatlan hidroxidokat alkotnak és kicsapódnak kalcium-ionok anionokkal oldhatatlan sókat képeznek - ionok által katalizált folyamatok pektinek észter-kötéseinek elszappanosítása aszparagin, glutamin dezamidálása, invertcukor képződés és bomlás

Létisztítás Széndioxid a létisztításban Első szénsavazás - széndioxid elnyeletése lúgos közegben - a mész kezdeti semlegesítése szénsavval (40%) - további semlegesítés (70%) , titrálható alkalitás csökken, a rendszer viszkozitása megnő (gél: mész-cukor-karbonát) - további széndioxid bevezetés, gél szétesése, szemcsés csapadék, CaCO3 kristályok képződnek (jó adszorbens és jó szűrési segédanyag) , viszkozitás csökken, nem-cukor anyagok, köztük a színanyagok adszorpciója fokozódik - ülepítés, szűrés Második szénsavazás kalcium felesleges eltávolítása oldhatatlan karbonát formájában ülepítés szűrés

Híglé bepárlása Cél: a híglé szárazanyag-tartalmának növelése, a cukor könnyen kristályosítható legyen Bepárlás:12-16 % (°Bx) szat. híglé bepárlása 65-70% ra (°Bx) Bepárlás több fokozatban Elpárologtatandó víz tömegárama (w, kg/s): Bepárlás eredménye: sűrűlé q: híglé tömegárama (kg/s) Sd: híglé szat. sD: sűrűlé szat.

Híglé bepárlása Fizikai változások Forrpont változás Cukoroldat sűrűségének változása Cukoroldat fajhőjének változása Kémiai változások pH csökkenés Szacharóz bomlása Invertcukor bomlása

Kristályosítás Sűrűlé további bepárlása – az oldat túltelítetté válik Szemképzés: cukorpúdert, vagy cukor szuszpenziót (slurry-t) húznak be A beoltás után kb. 3 perccel kristálygócok megjelenése Kristályok növelése, a túltelítettség állandó fenntartása A nem-cukor anyagok összessége az anyaszörpben marad, annak tisztasági hányadosa csökken

Bepárlás, kristályosítás, centrifugálás „Háromtermékes” cukorfőzési (un. cukoroldali) séma jelentése: Első termék: sűrűléből főzik az I. termék pépet Középtermék: az I. termék anyaszörpjéből (lefolyójából) főzött pép Utótermék: A középtermék anyaszörpjéből (lefolyójából) főzött pép Utótermék anyalúgja a melasz

Bepárlás, kristályosítás, centrifugálás pára pára gőz vákumbepárló szűrő híglé kristályosító mosóvíz centrifuga fehérszirup anyalúg

Cukor szárítása A cukrot mosóvizes (fedővíz: cukortömegre számított 6-10%) kezelés után 3-4 bar nyomású gőzzel is „fedik”: rákondenzál a cukorkristályok felületére, felmelegíti azokat, felületükről lemossa a maradvány szörpöt, szárítja a cukrot, a cukor kb. 0,5% víztartalommal távozik a centrifugából Végső szárítás, 0,1% alatti víztartalomra – cukorszárító hűtő dobok segítségével

Cukor finomítása Főleg közép és utótermékből történik újabb kristályosítással Cukor oldása forró vízben erős keverés mellett Oldat színtelenítő szűrése (aktív szén) Utószűrés (aktív szénszemcsék eltávolítása) Főzés túltelítettségi állapotig, kristályosítás Centrifugálás, a cukrot tiszta vízzel, vagy tiszta finomítvány szűrt oldatával „fedik”

ÉLELMISZERKÖNYVI ELŐÍRÁSOK