Cukorrépa feldolgozás

Az előadások a következő témára: "Cukorrépa feldolgozás"— Előadás másolata:

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

2 2006/2007

3

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

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

6 Cukorrépa feldolgozás folyamatábrája

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

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

9 Betakarítás I. BETAKARÍTÁS IDŐPONTJÁNAK MEGHATÁROZÁSA

10 Betakarítás III. BETAKARÍTÁS IDŐPONTJÁNAK MEGHATÁROZÁSA

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

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

13 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)

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

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

16 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 ( 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

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

18 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

19 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

20 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%)

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

22 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

23 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

24 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

25 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.

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

27 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

28 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

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

30 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

31 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”

32 ÉLELMISZERKÖNYVI ELŐÍRÁSOK