„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Ewa Jedlińska

Przetwarzanie buraków cukrowych

321[09].Z3.04

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2006

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1

Recenzenci:
mgr inż. Grażyna Serafin
mgr inż. Beata Wachowiak



Opracowanie redakcyjne:
mgr inż. Ewa Jedlińska



Konsultacja:
mgr inż. Maria Majewska



Korekta:

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 321[09].Z3.04

Przetwarzanie buraków cukrowych zawartego w modułowym programie nauczania dla
zawodu technik technologii żywności.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

3

2. Wymagania wstępne

5

3. Cele kształcenia

6

4. Materiał nauczania

7

4.1. Surowiec podstawowy i materiały pomocnicze w przemyśle cukrowniczym

7

4.1.1. Materiał nauczania

7

4.1.2. Pytania sprawdzające

12

4.1.3. Ćwiczenia

12

4.1.4. Sprawdzian postępów

14

4.2. Zarys produkcji cukru

15

4.2.1. Materiał nauczania

15

4.2.2. Pytania sprawdzające

34

4.2.3. Ćwiczenia

34

4.2.4. Sprawdzian postępów

37

5. Sprawdzian osiągnięć

38

6. Literatura

43

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3

1. WPROWADZENIE

Poradnik ten będzie Ci pomocny

w przyswajaniu wiedzy o surowcach

i materiałach wykorzystywanych w przemyśle cukrowniczym oraz procesie technologicznym
produkcji cukru, maszynach i urządzeniach stosowanych w tym procesie.

W poradniku zamieszczono:

−

Wymagania wstępne, czyli wykaz wiadomości i umiejętności, które powinieneś posiadać,

aby przystąpić do realizacji jednostki modułowej.

−

Cele kształcenia, czyli wykaz umiejętności, jakie powinieneś opanować w wyniku

procesu kształcenia jednostki modułowej.

−

Materiał nauczania (rozdział 4), który umożliwi Ci samodzielne przygotowanie się do

wykonania ćwiczeń i udzielenia prawidłowych odpowiedzi na pytania testowe. Do
poszerzenia wiedzy z zakresu tej jednostki modułowej wykorzystaj wskazaną literaturę
oraz inne źródła informacji. Rozdział ten obejmuje również pytania sprawdzające wiedzę
niezbędną do wykonania ćwiczeń, a także ćwiczenia, które zawierają: polecenie, opis
sposobu wykonania oraz wyposażenia stanowiska pracy. Sprawdzian postępów umożliwi
Ci sprawdzenie poziomu wiedzy po wykonaniu ćwiczeń. Odpowiadając na pytania
zawarte w sprawdzianie postępów powinieneś odpowiadać na pytania „tak” lub „nie”.
Odpowiedzi tak wskazują, że opanowałeś materiał, zaś odpowiedzi nie, że masz luki
w opanowaniu materiału i powinieneś je uzupełnić. Jeśli będziesz miał trudności ze
zrozumieniem

tematu

lub

ćwiczenia,

poproś

nauczyciela

o

wyjaśnienie

i ewentualne sprawdzenie, czy dobrze wykonujesz daną czynność. Po zapoznaniu się
z materiałem spróbuj zaliczyć sprawdzian z zakresu jednostki modułowej.

−

Sprawdzian osiągnięć, umożliwiający sprawdzenie wiadomości i umiejętności

opanowanych przez Ciebie po zakończeniu realizacji jednostki modułowej. Przed
przystąpieniem do rozwiązywania zestawu zadań testowych, przeczytaj uważnie
instrukcję. Następnie możesz przystąpić do rozwiązywania zadań, prawidłowe
odpowiedzi wpisuj w wyznaczonych miejscach w karcie odpowiedzi. Test ten będzie
stanowić trening przed sprawdzianem zaplanowanym przez nauczyciela.

Bezpieczeństwo i higiena pracy

W czasie pobytu w pracowni oraz w cukrowni musisz przestrzegać regulaminów,

przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy oraz przepisów przeciwpożarowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4

Schemat układu jednostek modułowych

321[09].Z3.05

Produkowanie wyrobów przemysłu farmaceutycznego

321[09].Z3.06

Przetwarzanie surowców olejarskich

321[09].Z3.11

Produkowanie wyrobów piekarskich ,ciastkarskich i cukierniczych

321[09].Z3.12

Produkowanie koncentratów spożywczych

321[09].Z3.07

Przetwarzanie mięsa

zwierząt rzeźnych

321[09].Z3.08

Przetwarzanie mleka

321[09].Z3.09

Przetwarzanie mięsa

drobiowego i jaj

321[09].Z3.10

Przetwarzanie ryb,

mięczaków i

skorupiaków

321[09].Z3

Technologia przetwórstwa spożywczego

321[09].Z3.01

Wytwarzanie

przetworów

zbożowych

321[09].Z3.02

Przetwarzanie

owoców i warzyw

321[09].Z3.03

Przetwarzanie

ziemniaków

321[09].Z3.04

Przetwarzanie

buraków cukrowych

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

posługiwać się dokumentacją techniczno – technologiczną stosowaną w przetwórstwie

spożywczym,

−

charakteryzować surowce, dodatki do żywności i materiały pomocnicze stosowane

w przetwórstwie żywności,

−

określać cel i warunki prowadzenia operacji i procesów jednostkowych w przetwórstwie

spożywczym,

−

wyjaśniać wpływ operacji, procesów jednostkowych oraz metod utrwalania na wartość

odżywczą, cechy organoleptyczne i trwałość żywności,

−

stosować odpowiednie metody przechowywania i utrwalania żywności,

−

dobierać maszyny i urządzenia do procesów technologicznych przetwórstwa

spożywczego,

−

stosować zasady obsługi maszyn i urządzeń stosowanych w przetwórstwie spożywczym,

−

określać zasady organizacji stanowisk pracy zgodnie z założeniami ergonomii,

−

nadzorować przebieg procesów technologicznych w produkcji artykułów spożywczych,

−

określać zasady Dobrej Praktyki Produkcyjnej /GMP/ i Dobrej Praktyki Higienicznej

/GHP/,

−

stosować system kontroli jakości HACCP poprzez analizę zagrożeń i ustalanie punktów

krytycznych /CCP/ w procesach produkcji żywności,

−

zapobiegać zagrożeniom środowiska powodowanym działalnością zakładów przemysłu

spożywczego,

−

przestrzegać przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej

i ochrony środowiska,

−

obliczać koszty i opłacalność produkcji produktów spożywczych,

−

udzielać pierwszej pomocy w stanach zagrożenia i życia,

−

korzystać z różnych źródeł informacji.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

6

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć:

−

określić budowę i skład chemiczny buraka cukrowego,

−

scharakteryzować wyroby przemysłu cukrowniczego,

−

posłużyć się dokumentacją technologiczną dotyczącą produkcji cukru,

−

zorganizować stanowisko pracy zgodnie z wymogami ergonomii, zasadami

bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej i ochrony środowiska,

−

scharakteryzować proces technologiczny produkcji cukru,

−

scharakteryzować proces rafinacji cukru,

−

dobrać surowce i materiały pomocnicze do produkcji cukru,

−

określić produkty uboczne powstające podczas przetwarzania buraka cukrowego

i sposoby ich wykorzystania,

−

dobrać maszyny i urządzenia do produkcji cukru,

−

zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej oraz

ochrony środowiska,

−

określić zagrożenia dla środowiska powodowane działalnością zakładów przemysłu

cukrowniczego,

−

skorzystać z różnych źródeł informacji zawodowej dotyczącej przemysłu cukrowniczego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

7

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Surowiec podstawowy i materiały pomocnicze w przemyśle

cukrowniczym

4.1.1. Materiał nauczania

Wiadomości ogólne o przemyśle cukrowniczym

Cukrownictwo jest to dział przemysłu spożywczego, zajmujący się wytwarzaniem cukru

– sacharozy w skali przemysłowej, z trzciny cukrowej lub buraków cukrowych. W warunkach
krajowych jedynym surowcem, z którego otrzymuje się sacharozę, są buraki cukrowe.

Produkcja cukru odbywa się w zakładach, zwanych cukrowniami, pracujących w cyklu

kampanijnym, zwykle w okresie październik – styczeń i trwa 70÷90 dni. Podstawowym
celem produkcji cukrowni jest zaopatrzenie ludności w cukier, będący składnikiem wielu
produktów spożywczych m.in. pieczywa, ciast, napojów słodzonych, przetworów
owocowych, cukierków. Od 1990 roku spożycie cukru znacznie się zmniejszyło. Według
lekarzy i żywieniowców produkty takie, jak chleb, przetwory zbożowe i cukier, powinny
pokrywać 50% zapotrzebowania człowieka, a w tym cukier do 5% zapotrzebowania.
Spożywanie nadmiernych ilości cukru negatywnie wpływa na organizm człowieka.

Na zaopatrzenie ludności i przemysłu wystarcza w Polsce ok. 1500000 ton cukru.

Pozostałą nadwyżkę wyprodukowanego cukru przeznacza się na eksport. Roczna światowa
produkcja cukru jest zwykle wyższa od światowego spożycia, co powoduje powstawanie
zapasów cukru w różnych krajach, trudności w sprzedaniu nadmiaru cukru i uzyskaniu
opłacalnych cen. Konkurencja na rynkach cukru jest duża, a tradycyjne rynki
wschodnioeuropejskie zmniejszyły zakup cukru do niewielkich ilości.

Plony buraków cukrowych i zawartość cukru w burakach zależą bardzo od pogody, ilości

opadów oraz temperatury w miesiącach rośnięcia i dojrzewania buraków, co powoduje duże
wahania produkcji rocznej. Istnieje więc potrzeba magazynowania krajowej rezerwy cukru.

Koszty produkcji są tym niższe, im lepiej cukrownie wykorzystują swoje zdolności

produkcyjne oraz im więcej cukru zawiera surowiec. Buraki są surowcem roślinnym i nie
mogą być za długo przetrzymywane na polu ani za długo składowane, gdyż ich jakość
technologiczna szybko się pogarsza, a zawartość cukru i wydajność w procentach na masę
buraków zmniejszają się. Jednocześnie rośnie jednostkowy koszt produkcji cukru. Dlatego
nadmierne wydłużanie kampanii przerobowej ponad 90 dni jest ekonomicznie niekorzystne.

Przemysł cukrowniczy odgrywa w gospodarce narodowej ważną rolę. Uprawa buraków

cukrowych, roślin o dużych wymaganiach agrotechnicznych, wpływa na intensyfikację
rolnictwa, dostarczając jednocześnie cennej paszy (liście buraczane i główki buraczane oraz
wysłodki). Przemysł cukrowniczy powiązany jest produkcyjnie i gospodarczo z różnymi
działami gospodarki, a głównie z rolnictwem oraz przemysłem wydobywczym
i maszynowym.

Buraki cukrowe jako surowiec do produkcji cukru

Głównym i praktycznie jedynym surowcem do produkcji cukru w Polsce są korzenie

buraków cukrowych. Budowę buraka cukrowego oraz rozmieszczenie w nim cukru
przedstawiono na rys. 1.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

8

Rys. 1 Burak cukrowy [1, s. 195]:

a) budowa, b) rozmieszczenie cukru w buraku

1 - liście, 2 - główka, 3 - szyjka, 4 - korzeń właściwy - burak, 5 - ogonek, 6 - korzonki

Dostawy buraków do cukrowni rozpoczynają się zwykle w połowie października

(początek kampanii cukrowniczej), kiedy osiągają one pełną dojrzałość i zawierają 16,5÷19%
sacharozy. W późniejszym okresie zmniejsza się nieco masa korzeni i dość szybko maleje
zawartość cukru, wskutek procesów oddychania.

Buraki cukrowe dostarczone do cukrowni przez rolników powinny być należycie

ogłowione, świeże, nie zwiędnięte, nie zamarznięte, zdrowe, o masie nie mniejszej niż 0,1 kg.
Zawartość cukru w burakach po 1 października powinna wynosić powyżej 15%. Buraki nie
mogą zawierać liści buraków, chwastów i innych roślin łącznie do 1% masy buraków, główek
buraków nie ogłowionych do 3% masy oraz korzonków bocznych i ogonków o średnicy do
1 cm – więcej niż 1%.

Dostarczone buraki nie mogą zawierać buraków innych gatunków, odłamków cegieł,

żużlu i innych przedmiotów twardych. Dopuszczalna zawartość ziemi, piasku i kamieni jest
corocznie ustalana w załączniku do umowy kontraktacyjnej. W praktyce korzenie zawierają
od kilku do kilkunastu procent ziemi. Norma dopuszcza zawartość w dostawach buraków
drobnych o masie mniejszej od 0,1 kg i tzw. pośpiechów do 1,5% oraz zawartość buraków
chorych do 1%. Norma nie dopuszcza zawartości buraków porośniętych, zwiędniętych,
przemrożonych i odtajanych oraz zgniłych.

Średni podstawowy skład buraków cukrowych jest następujący:

−

woda 72÷75%,

−

sucha substancja 25÷28%,

−

cukier (sacharoza) 16,5÷19,0%,

−

związki białkowe 1,0 ÷1,2%,

−

sole mineralne (popiół) 0,7%.

Głównym cukrem buraków jest sacharoza C

12

H

22

O

11

, dwucukier nieredukujący.

Cząsteczka sacharozy zbudowana jest z glukozy i fruktozy. O wartości technologicznej
buraków cukrowych decyduje przede wszystkim zawartość sacharozy, a także sposób zbioru.
Przy maszynowym zbiorze buraków zwiększa się procentowy udział korzeni uszkodzonych
mechanicznie, w porównaniu ze zbiorem tradycyjnym.

Duży wpływ na jakość buraków ma długość okresu przechowywania. Przechowywanie

powinno być jak najkrótsze, a buraki nie nadające się do przechowywania (przemarznięte,
uszkodzone mechanicznie) powinny być niezwłocznie przerabiane. Przechowywanie nawet
zdrowych buraków powoduje zmniejszenie w nich zawartości cukru, spowodowane
oddychaniem.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

9

C

12

H

22

O

11

+ 12O

2

"12 CO

2

+ 11 H

2

O + 1350 kcal

Podczas oddychania tlenowego wydziela się dwutlenek węgla, woda oraz ciepło. Gdy
stężenie tlenu w atmosferze kopców zmniejszy się do ok. 5%, zaczynają przeważać
chemiczne przemiany beztlenowe, przy których wydziela się alkohol etylowy i dwutlenek
węgla zgodnie z reakcją

C

12

H

22

O

11

+ H

2

O" 4CO

2

+ 4C

2

H

5

OH + 50 kcal

Ciepło wydzielone przy oddychaniu buraków powoduje wzrost temperatury wewnątrz
kopców o 1

o

C na każde utlenione 0,02% cukru nb., (skrót nb. oznacza na masę buraków) co

jeszcze bardziej intensyfikuje oddychanie buraków.

Drugim niekorzystnym objawem przechowywania jest zwiększenie się zawartości

inwertu i kwasów organicznych w burakach oraz pogorszenie się czystości soku
komórkowego.

Powodem jeszcze większych strat cukrów niż oddychanie buraków jest rozwój pleśni,

grzybów i bakterii powodujących gnicie buraków.

Buraki na terenie cukrowni przechowuje się na utwardzonych placach, w pryzmach

wysokości 3÷6 m, mających kanały wentylacyjne. Do przejściowego kilkudniowego
składowania buraków przeznaczone są spławy (rys. 2). Zapełnia się je burakami przed
kampanią, a następnie na bieżąco z dostaw samochodowych. Spławy są to pojemniki
betonowe, zagłębione poniżej gruntu, o kształcie dostosowanym do szybkiego opróżnienia
z buraków. Głębokość spławu jest zmienna, ponieważ dno spławu ma spad w kierunku ruchu
buraków, a więc ku fabryce.

Rys. 2 Spław buraczany (przekrój poprzeczny). [2, s. 39]

1 - kanał spławny, 2 - ściana boczna spławu, 3 - komora składowa, 4 - spłukiwacz

Materiały pomocnicze

W produkcji sacharozy z buraków cukrowych surowcami pomocniczymi są:

−

kamień wapienny – do produkcji tlenku wapnia CaO,

−

tlenek wapnia CaO - wapno palone,

−

dwutlenek węgla CO

2

– gaz saturacyjny, otrzymywany z kamienia wapiennego,

−

tkaniny filtracyjne,

−

koks – do wypalania wapna,

−

woda (niekiedy zaliczana do materiałów pomocniczych).

Kamień wapienny jest to kopalina o gęstości 1,7÷2,5 kg/dm

3

, powstała ze szkieletów

skorupiaków morskich. Jego podstawowym składnikiem jest węglan wapnia CaCO

3

, którego

w kamieniu nie powinno być mniej niż 96%. Jako naturalne zanieczyszczenia kamienia
traktuje się węglan magnezu MgCO

3

(nie więcej

niż 1,5%), krzemionkę SiO

2

(nie więcej

niż

1,5%), a także inne substancje. Zanieczyszczenia zawarte w kamieniu mogą utrudnić
wypalanie wapna i dalsze procesy technologiczne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

10

Kamień jest dostarczany do cukrowni w postaci brył o granulacji 80÷200 mm. Bryły

kamienia, używane do wypalania, mają najczęściej wielkość 100÷180 mm i masę 1,2÷2,0 kg,
większe powodują przedłużenie czasu wypalania.

W piecu wapiennym pod wpływem wysokiej temperatury węglan wapnia rozkłada się

zgodnie z reakcją:

CaCO

3

CaO + CO

2

węglan wapnia

tlenek wapnia dwutlenek węgla

Wysoką temperaturę uzyskuje się w wyniku spalania koksu, ładowanego do pieca (od

góry) razem z kamieniem wapiennym. Wypalanie kamienia w wyższej temperaturze,
np.1200

o

C, powoduje niekorzystne zjawiska takie jak mięknienie CaO i nadtapianie

krzemionki. Zjawisko to obniża jakość gotowego CaO oraz powoduje nadmierne niszczenie
pieca wapiennego.

Źródłem ciepła do wypalania wapna jest koks; tlen potrzebny do spalania (jako składnik

powietrza) jest doprowadzany do pieca w jego dolnej części. Kamień i koks dostarcza się
w określonych proporcjach, stosunek ich mas jest utrzymywany automatycznie. Gotowe
wapno palone jest wydobywane z pieca w dolnej jego części przez wibracyjne tarcze
obrotowe, w kilkuminutowych odstępach.

Duże piece wapienne mają objętość powyżej 100 m

3

, wysokość do 30 m, a wydajność

wapna palonego wynosi ok. 500 kg/ m

3

na dobę.

Podczas pracy pieca wapiennego tworzą się gazy spalinowe, które specjalnymi

rurociągami są odprowadzane do płuczki gazowej, w której gaz się ochładza z temp. 250

o

C

do 50÷60

o

C, a następnie zachodzi jego oczyszczenie. Gaz wypływający z pieca, jest

zanieczyszczony dwutlenkiem siarki, siarkowodorem i substancjami smolistymi (produkty
spalania) oraz pyłem popiołowym. Przepływająca przez płuczkę woda zatrzymuje znaczną
część tych zanieczyszczeń. Przepływ gazu przez płuczkę zachodzi dzięki działaniu pompy
ssącej. Oczyszczony i schłodzony gaz zawiera powyżej 30% dwutlenku węgla (CO

2

), ok. 1%

tlenku węgla (CO), 65% azotu (N

2

) i 2% tlenu (O

2

). Jest on wykorzystywany jako gaz

saturacyjny do tzw. węglanowania soku buraczanego. Zużycie gazu wynosi ok. 10 m

3

/100 kg

buraków.

Sporządzanie mleka wapiennego

Otrzymywanie mleka wapiennego polega na tzw. gaszeniu tlenku wapnia (CaO) wodą,

zgodnie z zapisem:

CaO + H

2

O "Ca(OH)

2

+ 1160 kJ/kg CaO

tlenek wapnia wodorotlenek wapnia

Gaszenie wapna przeprowadza się najczęściej w temp. 80÷100

o

C, z wykorzystaniem gorącej

wody (skroplin), przy niezbyt dużej wielkości brył wapna palonego, które niekiedy są
rozdrabniane przed gaszeniem. Czas gaszenia wynosi ok. 10 min., uzyskane mleko wapienne
zawiera ok. 20% CaO. Do oczyszczania mleka wapiennego (usuwania żwiru i piasku), są
stosowane sita, wibracyjne lub nieruchome, a także hydrocyklony.
Oczyszczone mleko wapienne musi być w ciągłym ruchu, aby uniknąć osiadania zawiesiny
Ca(OH)

2

w zbiorniku i rurociągach. Osiąga się to przez ciągłe mieszanie i krążenie mleka

wapiennego w rurociągu. Mleko wapienne jest wykorzystywane w procesie nawapniania
surowego soku buraczanego.

Do surowców pomocniczych w przemyśle cukrowniczym zalicza się również wodę.

Wymagania w stosunku do wody są praktycznie takie same, jak w innych branżach przemysłu
spożywczego, jednak gospodarka wodna w cukrowni jest bardziej skomplikowana.

temp. 900÷1000

o

C

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

11

Koks do wypalania wapna powinien mieć dużą wytrzymałość mechaniczną, wysoką

wartość opałową (ok.30 MJ/ kg), niską zawartość popiołu (poniżej 12%), siarki nie więcej niż
1,5% oraz wody 7÷8%. Nadmierna zawartość wody w koksie obniża temperaturę pieca.
Bryłki koksu powinny mieć jednakową wielkość, rzędu 7÷8 cm, ponieważ to ma wpływ na
szybkość spalania koksu. Do spalania koksu potrzebny jest tlen zawarty w powietrzu. Ilość
jego można obliczyć teoretycznie. W praktyce jednak stosuje się nadmiar powietrza
wynoszący 1,2 w stosunku do ilości teoretycznej. Nie zużyty tlen oraz pozostałe składniki
powietrza (głównie azot) przepływają przez piec, nie ulegając zmianom i wchodzą w skład
gazu piecowego.

Tkaniny filtracyjne. Jako przegrody filtracyjne stosuje się techniczne tkaniny ze

sztucznych włókien stylonowych, elanowych i polipropylenowych. Do filtracji najlepiej
nadają się tkaniny polipropylenowe, dlatego są one coraz częściej stosowane. Ponieważ
tkaniny te po pewnym czasie używania zatykają się osadem, wymagają więc prania
mechanicznego w gorącym, 1-procentowym roztworze kwasu chlorowodorowego (solnego).
Po wypraniu ponownie wykorzystuje się je w procesie filtracji.

Zasady bhp przy obsłudze pieca wapiennego i wapniarni.

Przy czynnościach związanych z wypalaniem wapna i sporządzaniem mleka wapiennego

mogą zaistnieć następujące wypadki przy pracy:

−

uszkodzenie oczu i skaleczenie skóry przez odpryski kamienia wapiennego,

−

podrażnienie i uszkodzenie oczu, błon śluzowych nosa oraz skóry wskutek żrącego

działania wapna palonego i gaszonego,

−

oparzenia powodowane wysoką temperaturą odciąganego wapna, mleka wapiennego lub

zewnętrznej obudowy pieca (temperatura jej wynosi w połowie wysokości pieca powyżej
100

o

C),

−

zatrucie gazem z pieca,

−

mechaniczne uszkodzenie ciała przez urządzenia ruchowe, choroba dróg oddechowych,

zwana pylicą, powodowana przez pył kamienia wapiennego i wapna unoszący się
w powietrzu.

Aby uniknąć wypadków, stosuje się następujące zabezpieczenia. Robotnicy

rozdrabniający kamień wapienny pracują w okularach ochronnych z nietłukącego się szkła
oraz w maseczkach przeciwpyłowych. Podnośniki kamienia mają blokadę elektryczną i są
obudowane siatką.

Wszelkie otwory pieca, oprócz dolnego wylotu, muszą być zupełnie szczelne. Gaz

piecowy zawiera trujący tlenek węgla, który nie ma zapachu. Przy oddychaniu powietrzem
zawierającym ten gaz występują groźne zatrucia, aż do śmiertelnych włącznie. Zatrucia są
specjalnie niebezpieczne, gdy dolna część pieca jest obudowana, gdy z jakiegoś powodu
pompa gazowa jest nieczynna lub gdy stosuje się podmuch powietrza do pieca i piec pracuje
przy niewielkim nadciśnieniu. Gaz piecowy jest szkodliwy dla ludzi już przy zawartości 4%
CO

2

w powietrzu. Natomiast tlenek węgla działa trująco już przy stężeniu 0,4 mg/dm

3

po

dłuższym czasie oraz przy 1 mg/dm

3

już po 1 godzinie. Przy zawartości ok. 0,5% CO śmierć

może nastąpić po kilkunastu sekundach.

Wapno palone i gaszone działa żrąco jako silny ług. Pył wapienny unoszący się

w powietrzu osiada w oczach i na błonach śluzowych nosa, gardła i płuc, wywołując stan
podrażnienia, ból oczu i krwotoki z nosa. Osadzając się w skórze pył wapienny zatyka pory
skóry powoduje twardnienie i pękanie naskórka. Robotnicy zatrudnieni przy wyładowaniu
wapna palonego z pieca starej konstrukcji, z otwartym wylotem dolnym, powinni pracować
w maseczkach wyłapujących pył wapienny, w okularach ochronnych i rękawicach
brezentowych. W celu ochrony odsłoniętych części ciała wskazane jest natłuszczanie twarzy
i rąk olejem roślinnym. Wapno z oczu wypłukuje się dużą ilością czystej wody bieżącej,
a następnie przepłukuje się 10% roztworem cukru w wodzie destylowanej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Jak długo trwa kampanii w cukrowniach.
2. Jakie czynniki wpływające na wielkość plonów buraków cukrowych i zawartość cukru

w burakach?

3. Jak wygląda burak cukrowy?
4. W jaki sposób rozmieszczony jest cukier w korzeniu buraka?
5. Jakie są wymagania dla buraków przeznaczonych do przerobu na cukier.
6. Jaki jest skład chemiczny buraków cukrowych.
7. Który składnik buraków decyduje o wartości technologicznej?
8. Jakie zmiany zachodzą w burakach podczas przechowywania.
9. W jaki sposób przechowuje się buraki cukrowe na terenie zakładu?
10. Jakie są materiały pomocnicze wykorzystywane do produkcji cukru?
11. W jakiej temperaturze należy wypalać kamień wapienny?
12. W jakim celu gazy otrzymywane z pieca wapiennego kierowane są do płuczki gazowej?
13. Na czym polega gaszenie wapna?
14. Jakie urządzenia wykorzystywane są do oczyszczania mleka wapiennego?
15. Jakie zasady bhp obowiązujące przy obsłudze pieca wapiennego i w wapniarni?
16. Które składniki gazu piecowego są szkodliwe dla organizmu człowieka?
17. Na czym polega negatywne oddziaływanie pyłu wapiennego zawartego w powietrzu na

organizm człowieka?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Wskaż elementy składowe buraka cukrowego wykorzystywane do produkcji i określ

rozmieszczenie cukru w buraku cukrowym.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się ze schematem przedstawiającym budowę buraka cukrowego,
2) wskazać elementy składowe buraka cukrowego i określić, które z nich są usuwane
3) wyszukać w literaturze i określić w jaki sposób rozmieszczony jest cukier w buraku,
4) narysować schemat buraka z rozmieszczeniem cukru.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

schemat przedstawiający budowę buraka cukrowego,

−

literatura (1, 2, 3).

Ćwiczenie 2

Jakie są podstawowe składniki chemiczne występują w buraku cukrowym i określ

w jaki sposób wpływają one na przebieg procesu technologicznego produkcji cukru.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

13

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się ze średnim podstawowym składem chemicznym buraka cukrowego,
2) określić czynniki wpływające na skład chemiczny buraka cukrowego,
3) wskazać składnik chemiczny decydujący o wartości technologicznej buraków cukrowych,
4) określić wpływ niecukrów na przebieg procesu technologicznego produkcji cukru,
5) zaprezentować efekt swojej pracy,
6) dokonać oceny pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

plansza przedstawiająca średni skład chemiczny buraka cukrowego,

−

literatura (1, 2, 3)

Ćwiczenie 3

Spośród eksponowanych materiałów pomocniczych wykorzystywanych w przemyśle

spożywczym wybierz niezbędne do produkcji cukru, określ ich rolę.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z ekspozycją materiałów pomocniczych wykorzystywanych w przemyśle

spożywczym,

2) rozpoznać i wybrać materiały wykorzystywane w przemyśle cukrowniczym,
3) określić rolę jaką spełniają podczas produkcji cukru,
4) zaprezentować efekt swojej pracy,
5) dokonać oceny pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zestaw materiałów pomocniczych wykorzystywanych w przemyśle spożywczym,

−

literatura (1, 2, 3).

Ćwiczenie 4

Określ wymagania dla buraków przeznaczonych do produkcji cukru.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) określić wyróżniki jakościowe dla buraków decydujące o ich przydatności do produkcji,
2) zapoznać się z treścią normy „ korzenie buraka cukrowego”,
3) zapisać wymagania dla buraków przeznaczonych do produkcji cukru,
4) zaprezentować efekt swojej pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

normy jakościowe „Korzenie buraka cukrowego”,

−

literatura (1, 2, 3).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

14

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) określić rolę i specyfikę przemysłu cukrowniczego?





2) rozpoznać elementy budowy buraka cukrowego?





3) określić skład chemiczny buraków cukrowych i jego wpływ na przebieg

procesu technologicznego produkcji cukru?





4) określić zmiany zachodzące w burakach podczas ich składowania?





5) określić wymagania dla buraków cukrowych przeznaczonych do produkcji

cukru?





6) dobrać materiały pomocnicze do produkcji cukru?





7) ustalić wymagania dla materiałów pomocniczych stosowanych przy

produkcji cukru?





8) dobrać maszyny i urządzenia do otrzymywania mleka wapiennego i gazu

piecowego?





9) określić zasady bhp przy obsłudze pieca wapiennego i w wapniarni?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

15

4.2. Zarys produkcji cukru

4.2.1. Materiał nauczania

Schemat technologiczny produkcji cukru

Uproszczone schematy (rys. 3 i 4) przedstawiają przerób buraków cukrowych na

krystaliczny cukier biały dla dwóch działów cukrowni, tj. surowni i produktowni.

Oczyszczanie spławianych buraków

Buraki dostarczone do cukrowni są zanieczyszczone glebą, kamieniami, liśćmi,

chwastami itp. Główną masę zanieczyszczeń stanowią resztki gleby przylegającej do
powierzchni buraków. W zależności od rodzaju gleby i występowania opadów podczas
wykopków oraz sposobu wykopywania korzeni ilość zanieczyszczeń waha się w granicach
5÷7% nb. – gdy gleba jest sucha, 8÷10% – gdy występują opady i gleba jest mokra, a do 20%
i więcej - gdy gleba jest gliniasta i mokra lub zamarznięta.

Wszelkie zanieczyszczenia oddziałują niekorzystnie na pracę urządzeń fabrycznych.

Piasek wyciera łożyska, zawory oraz pompy i tępi noże w krajalnicach. Kamienie tępią noże
szczerbią je i krzywią. Chwasty i suche liście buraków, zatykając ostrza noży, pogarszają
jakość krajanki, a nawet uniemożliwiają krajanie buraków. Zła jakość krajanki powoduje
zakłócenia w ekstraktorze i zwiększa straty cukru w wysłodkach.

Przy suchym rozładunku buraków jest możliwe oddzielenie części gleby. W tym celu na

przenośnikach buraczanych przenoszących buraki z urządzeń rozładowczych do spławów,
umieszcza się różnego rodzaju otrząsacze rolkowe lub rusztowe, przez które przesypuje się
ziemia. Stopień oddzielenia jest bardzo różny; zależny od rodzaju gleby i zawartości w niej
wilgoci. Na przykład gdy buraki są zanieczyszczone mokrą gliną – otrząsacze zawodzą.

Na drodze przepływu wody i buraków ze spławów lub spłukiwaczy do płuczki są

umieszczone urządzenia do regulacji przepływu, np. dozownik pulsacyjny (rys. 5) i do
usuwania z buraków zanieczyszczeń lekkich.

Rys. 5 Pulsacyjny dozownik buraków na kanale spławnym [2, s. 43]

1 - kanał spławny, 2 - nurnik, 3 - drąg, 4 - wirująca tarcza

Uschłe liście buraków, chwasty, np. perz i słoma, są lżejsze od wody i wypływają na jej
powierzchnię. Do usuwania tych zanieczyszczeń stosuje się łapacze łańcuchowe, które na
trójkątnej ramie mają naciągnięty łańcuch z luźno zawieszonymi grabkami (rys. 6). Końce
grabek zanurzają się ok. 250 mm w wodzie. Grabki wraz z łańcuchem napędowym poruszają
się w kierunku przeciwnym do kierunku przepływu wody. Płynące zanieczyszczenia
zahaczają o końce grabek i zostają podniesione, a w punkcie, gdzie łańcuch przechodzi
w ruch zstępujący, zostają odrzucone na zewnątrz.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

16

Nawapnianie główne soku

przez 10÷12 min – 1,5÷2,0%

CaO nb. 85÷90

o

C, 25 min

Ogrzanie soku do

temp.90

o

C

Węglanowanie

Sok węglanowany I pH 11

Dekantacja i I filtracja soku

węglanowanego

Węglanowanie II

98

o

C, pH 8,6

Filtracja II
Sok rzadki

Gaz saturacyjny I

wykorzystany

Osad saturacyjny I

Gaz saturacyjny II

Ogrzanie soku do temp. 125

o

C

Wyparka -zagęszczanie soku

para kotłowa 40÷45% nb.

sok gęsty 65÷68% Ss, Cz93÷94

Produktownia

Osad saturacyjny II

Woda barometryczna

Gęstwa II

Spławianie i mycie buraków

Buraki umyte

Krajalnice

Krajanka buraczana 10m/100g

Ekstraktor korytowy

Ekstrakcja cukru z krajanki

Odciąg 115÷120% nb.

Sok surowy 110÷115% nb.

Nawapnianie wstępne

pH 11

Woda czysta lub

oczyszczona

Kamień wapienny

Wypalanie wapna

Gaz piecowy

CaO + CO

2

Wysłoki 10% Ss

do suszenia
18÷24% Ss

Woda zużyta

w oczyszczalni

Wapniarnia

Mleko wapienne

Gaz saturacyjny
CO

2

Gaz saturacyjny
CO

2

Opary

I

II

III

IV

V

Skropliny
I
II
III
IV
V

Rys. 3 Produkcja cukru - surownia [2, s. 24]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

17

Klarówka III

Ss – 65%

Afinacja mączki III

Mączka rafinowana III

Wirówki cukrzycy III

Mączka III

Odciek afinacyjny

Melas Cz 60%

Bx 82÷83%

Cz 59÷62

Sok rzadki

Krystalizacja cukrzycy III

w mieszadłach

Warniki cukrzycy III

Cukrzyca III Cz 78%

Wirówki cukrzycy II

Odciek cukrzycy II

Warniki II

Cukrzyca II

Odciek I ciemny

Mączka II

Klarówka II

Suszenie cukru

Chłodzenie cukru 30

0

C

Magazyn cukru

workowego

Silos cukru

Pakownia cukru

Sok rzadki

Wirówki I cykliczne

Odwirowanie cukru białego

Warniki I,

Krystalizacja cukru białego

Cukrzyca I Ss – 93%

Mieszadła cukrzycy I

Syrop standard ok.65% Ss

Sok gęsty 65% Ss

Cz 93÷94

Mieszalnik syropów

i klarówek

z odciekiem I

jasnym

Odciek I

jasny

Cukier biały

wilgotny

Woda

Rys. 4 Produkcja cukru – produktownia [2, s. 25]

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

18

Rys. 6 Łańcuchowy łapacz zanieczyszczeń lekkich [2, s.43]

1 - łańcuchy z poprzeczkami i grabkami, 2 - koła napinające, 3 - kanał spławny

Innym typem jest kieszeniowy podwieszony łapacz kamieni (rys. 7). Łapacze

kieszeniowe są podwieszone na rynnie za pompą buraczaną, a przed płuczką. Mają one dwie
zasuwy odcinające kieszeń. Przed opróżnieniem łapacza z kamieni najpierw zamyka się
zasuwę górną, a dopiero wtedy otwiera zasuwę dolną. Z łapacza wypadają kamienie
i wypływa tyle wody, ile mieści się w łapaczu. Kieszeniowe łapacze kamieni są również
wbudowane do płuczki buraczanej jako jej nieodłącznej części.

Rys.7. Kieszeniowy podwieszony łapacz kamieni [2, s. 44]

1 - podwieszona rynna spławna, 2 - kieszeń łapacza, 3 - ruchoma przegroda, 4 - zasuwa

W wielu cukrowniach stosuje się bębnowe łapacze poziome (rys. 8) wykonane

z dziurkowanej blachy.

Rys. 8. Bębnowy poziomy łapacz kamieni [2, s. 44]

1 - kanał spławny, 2 - bęben dziurkowany ze spiralnymi zwojami wewnątrz i na zewnątrz cylindra, 3 – koło

czerpakowe wyrzutu kamieni

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

19

Woda z burakami przepływa w dolnej części bębna. Zwoje wewnętrzne zatrzymują

wówczas i przesuwają wstecz kamienie. Piasek przechodzi przez otwory na pobocznicy bębna
i jest przesuwany wstecz przez zwoje zewnętrzne. Od strony napływu wody na bębnie jest
umocowane czołowo koło czerpakowe, które usuwa oddzielone kamienie i piasek poza
łapacz.

Mycie buraków w płuczce

Podczas spławiania buraki ocierają się o siebie i o ścianki kanałów spławnych. Na skutek

tego woda spławiakowa zmywa z nich większość przylegającej ziemi. Dalsze umycie
następuje w pompach buraczanych, które podają buraki z kanału spławnego do płuczki.
Zadaniem płuczki jest możliwie dokładne oddzielenie reszty ziemi i innych zanieczyszczeń.
Do mycia używa się wody świeżej o temp. 15÷20

o

C. Buraki doprowadza się do płuczki

w jednym jej końcu, a wodę myjącą w drugim, tak że buraki przesuwają się w przeciwprądzie
do przepływu wody, co przyczynia się do lepszego ich umycia.

Buraki w płuczce ocierają się o siebie i ruchome ramiona płuczki, ale nie osiąga się

całkowitego oddzielenia gleby. Korzeń buraka ma charakterystyczną bruzdę gęsto porośniętą
drobnymi korzeniami. W tych właśnie bruzdach pozostają resztki gleby.

Mycie przeprowadza się w płuczkach łapowych (rys. 9), w których wał z łapami

poruszającymi buraki, obraca się z prędkością 15÷20 obr./minutę. Zużycie wody w płuczkach
wynosi 120÷150% masy umytych buraków. Po umyciu pozostaje ok. 0,2% zanieczyszczeń.
Podczas tego zabiegu powstają niewielkie straty cukru, rzędu 0,1% masy buraków,
spowodowane wypłukiwaniem cukru przez wodę z uszkodzonych powierzchni korzenia.

Rys. 9 Płuczka buraków wysokowodna przeciwprądowa [2, s. 47]

1 - łapacz kamieni, 2 - napęd, 3 - ślimak odbierający buraki, 4 - wał z łapami, 5 - natrysk środka

bakteriobójczego, 6 - odprowadzenie wody i zanieczyszczeń lekkich

Krajanie buraków

Krajanie buraków jest czynnością nieodzowną, bez której byłoby niemożliwe wydobycie

soku z buraków w aparacie ekstrakcyjnym. Im cieńsza jest krajanka, tym krótsza droga
dyfundowania cukru ze środka tkanki do soku opływającego krajankę oraz tym większa jest
powierzchnia krajanki, która styka się z sokiem. Oba te czynniki, a więc: skrócenie drogi
dyfundowania oraz powiększenie powierzchni styku, umożliwiają należyte wysłodzenie
krajanki i przeprowadzenie wysładzania w praktycznie krótkim czasie, tj. 70÷80 min. Dlatego
przy krajaniu korzeni dąży się, aby grubość strużek krajanki nie przekroczyła 1 mm. Uzyskuje
się wtedy krajankę, której 100g ma długość 10÷15 m oraz powierzchnię ok. 0,1 m

2

.

Nadmierne rozdrobnienie krajanki powoduje zbijanie się masy buraczanej pod wpływem

własnej masy, co utrudnia przepływ cieczy, a tym samym zwalnia proces dyfuzji.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

20

Kształt krajanki buraczanej przedstawiono na rys. 10.

Rys. 10 Kształty krajanki buraczanej [2, s. 57]

1 - krajanka prawidłowa daszkowa, 2, 3 - nieprawidłowe przekroje krajanki

Buraki rozdrabnia się na krajankę w krajalnicach tarczowych (rys. 11) lub odśrodkowych.

W cukrowniach polskich najczęściej stosuje się krajalnice tarczowe, których najważniejszą
częścią jest tarcza z prostokątnymi otworami, wykonująca 60÷70 obr./minutę. W otworach
tarczy są założone od góry ramki z nożami.

Rys. 11 Krajalnica tarczowa podwieszona [2, s. 55]

1 - obudowa krajalnicy, 2 - osłona napędu, 3 - napęd, 4 - szpilki podtrzymujące buraki podczas wymiany noży,

5 - zsyp krajanki, 6 - ramki nożowe, 7 - tarcza krajalnicy, 8 - ułożyskowanie wału.

Otrzymywanie soku dyfuzyjnego

Otrzymywanie soku dyfuzyjnego polega na ekstrakcji (wydobyciu) cukru z krajanki

buraczanej w procesie dyfuzji, czyli wyrównywania stężenia cukru między sokiem
komórkowym buraków a wodą, a następnie sokiem wysładzającym (woda i wyekstrahowany
cukier).

W cukrownictwie ekstrakcję prowadzi się z użyciem wody podgrzanej do temperatury

75÷80

o

C. Podwyższona temperatura narusza ściany komórkowe tkanki buraczanej i ułatwia

wydobycie sacharozy.

W procesie ekstrakcji zastosowany jest przeciwprąd wody i krajanki. W ten sposób woda,

a następnie sok wysładzający, stykają się z krajanką o wyższym stężeniu cukru. Ilość soku
przepływającego przez ekstraktor ciągły musi być dostatecznie duża, aby zachować
wystarczającą różnicę stężeń między krajanką, a przepływającym sokiem.

Obecnie w kraju pracują wyłącznie ekstraktory ciągłe, zapewniające lepsze warunki

ekstrakcji i mniejsze straty cukru. Schemat ciągłego ekstraktora korytowego przedstawiono
na rys. 12. Koryto ekstrakcyjne jest ustawione pod kątem 8

o

. Zasilanie koryta krajanką

odbywa się w dolnej części, gdzie także odbiera się sok surowy. W wyższej części koryta
dopływa woda oraz są usuwane wysłodki. Ruch krajanki w korycie o długości ponad 20 m
odbywa się dzięki mieszadłom (przenośnikom ślimakowym), przesuwającym krajankę ku
górze. Koryto jest ogrzewane oparami z wyparek próżniowych.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

21

Przy wprowadzeniu do ekstraktora korytowego 100 kg krajanki o zawartości cukru 16%,

uzyskuje się 115 kg soku ekstrakcyjnego o zawartości 13,5% cukru, 85 kg wysłodków
o zawartości 6,5% suchej substancji i 0,35% cukru.

Rys. 12 Ciągły ekstraktor korytowy DC: a) przekrój podłużny, b) widok z góry [2, s. 73]

1 - krajalnica, 2 - przenośnik taśmowy krajanki, 3 - waga krajanki, 4 - ekstraktor korytowy, 5 - koło

usuwające wysłodki, 6 - wysłodki, 7 - odwółkniacz wody wysłodkowej, 8 - pompa wody wysłodkowej,

9 - ogrzewacz wody wysłodkowej, 10 - zbiornik wody świeżej, 11 - pompa wody świeżej, 12 - pompa soku

surowego, 13 - komory grzejne, 14 - otwory obserwacyjne, 15 - lej zasypowy krajanki, 16 - pomost obsługi

Sok surowy (dyfuzyjny) jest płynem mętnym, nieprzezroczystym, o barwie szarej do

ciemnobrunatnej. Szybko ciemnieje w zetknięciu z powietrzem. Stężenie soku surowego
wynosi 14÷16% Ss (skrót Ss oznacza suchą substancją). Oprócz sacharozy, sok zawiera
substancje rozpuszczalne w wodzie (kwasy, sole, inne cukry), substancje koloidowe (pektyny,
białka, saponiny), barwniki oraz zawiesinę drobnej miazgi buraczanej.

Nawapnianie wstępne soku surowego

Ze względu na dużą zawartość niecukrów w soku surowym – wykrystalizowanie

bezpośrednie z niego cukru jest utrudnione. Sok surowy jest lekko kwaśny i wymaga
zalkalizowania, gdyż przy jego ogrzaniu do temp. 50

o

C wystąpiłaby inwersja cukru zgodnie

z reakcją:

sacharoza " glukoza + fruktoza

Sok surowy zawiera zawiesinę miazgi, a po ogrzaniu wypada z soku zawiesina

skoagulowanych białek. Oddzielenie tych zawiesin przez bezpośrednie odfiltrowanie jest
trudne i niezupełne. Sok zanieczyszczony jest silnie zabarwiony na kolor żółtobrązowy.
Barwa ta przechodzi do kryształów, które zabarwiają się na żółto. Wreszcie duża zawartość
niecukrów w soku jest powodem dużej wydajności melasu. Właściwości soku można
poprawić przez odpowiednie oczyszczenie chemiczne, polegające na usunięciu z soku
surowego całej ilości miazgi i części niecukrów koloidowych.

Wapno dodane do soku powoduje wydzielenie części niecukrów w postaci zawiesiny.

Zjawisko to nosi nazwę defekacji wstępnej lub nawapniania wstępnego. Przy oczyszczaniu
soku stosuje się nawapnianie wstępne i główne. Wstępna dawka wapna wynosi 0,25÷0,30%
CaO nb., w wyniku czego pH soku wzrasta do ok. 11.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

22

Nawapnianie wstępne ma na celu:

−

wydzielenie z soku niecukrów, tworzących z wapnem nierozpuszczalne osady,

−

stworzenie warunków, w których niecukry koloidowe wypadają z roztworu w postaci

kłaczkowatego lub galaretowatego osadu tzw. koagulatu,

−

alkalizowanie soku surowego, aby powstrzymać inwersję cukru i rozwój drobnoustrojów

w soku.

Spośród różnych sposobów nawapniania wstępnego stopniowego (progresywnego),

najbardziej rozpowszechnione jest nawapnianie chłodne w temp. ok. 50

o

C. Odbywa się

w przeciwprądzie, w czasie ok. 25 min., za pomocą mleka wapiennego i z dodatkiem do soku
surowego zawiesiny osadu węglanu wapnia na początku procesu nawapniania. Sok surowy
mający po ekstrakcji 25÷30

o

C jest przed nawapnianiem wstępnym ogrzewany do temp. ok.

50

o

C. Nawapnianie wstępne prowadzi się w aparatach poziomych, podzielonych

nieruchomymi przegrodami na 6÷8 komór. Przegrody mają przy dnie aparatu wycięte otwory
i kończą się ok. 300 mm pod powierzchnią soku. Mieszadła umocowane na wale i górne
nastawne przegrody, powodują wsteczny przepływ części soku ponad przegrodami
nieruchomymi, a między przegrodami ruchomymi.

Do kontroli przebiegu nawapniania wstępnego wystarcza okresowe sprawdzanie

przyrostu pH soku w aparacie oraz pH soku po nawapnianiu wstępnym.

Nawapnianie główne

Defekację główną przeprowadza się przez dodanie mleka wapiennego (defekacja mokra).

Proces prowadzi się systemem ciągłym (ciągłe dodawanie mleka wapiennego) w pionowych
aparatach do nawapniania głównego (rys. 13). Przed nawapnianiem głównym sok ogrzewa się
do temp. 85÷90

o

C. Dodatek CaO wynosi 1,5÷2,0% w stosunku do masy buraków (pH soku

wzrasta do ok. 12,5). Podczas nawapniania głównego ulegają rozkładowi inwert i amidy
kwasowe oraz białka i pektyny. Rozkład inwertu i amidów jest celowy i pożyteczny,
ponieważ powstające nowe niecukry są mniej szkodliwe niż niecukry ulegające rozkładowi.
Czas nawapniania wstępnego nie powinien przekraczać 10÷12 min. Przedłużenie czasu
trwania nawapniania głównego jest niewskazane, bo peptyzacja osadu koloidowego oraz
rozkład białek i pektyn pogarszają jakość i właściwości filtracyjne soku saturacyjnego I.

Rys. 13 Pionowy aparat nawapniania głównego [2, s. 115]

1 - kocioł z dnem stożkowym, 2 - wał z łopatkami, 3 - półki, 4 - pokrywa, 5 - przelew, 6 - kominek wydechowy,

7 - napęd

Kontrola procesu nawapniania obejmuje sprawdzenie czasu jego trwania, temperatury

soku napływającego, gęstości mleka wapiennego, zawartości wolnego wapna w mleku
wapiennym oraz alkaliczności nie cedzonego soku nawapnionego.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

23

Saturacja soku - węglanowanie I

Stosowany od dawna zabieg nasycania nawapnionego soku dwutlenkiem węgla CO

2

jest

nazywany powszechnie saturacją. Podczas tego zabiegu wydziela się nierozpuszczalny
w soku węglan wapnia CaCO

3

oraz zmniejsza się alkaliczność soku. Obecnie uważa się, że

poprawniejszą nazwą saturacji jest węglanowanie.

Celem węglanowania I jest przeprowadzenie głównej masy wodorotlenku wapnia

Ca(OH)

2

w krystaliczny węglan wapnia CaCO

3

, adsorbujący na powierzchni niecukry

(substancje inne niż sacharoza), które utrudniałyby dalsze procesy.

Dwutlenek węgla wprowadzony do nawapnionego soku łączy się z wodą tworząc kwas

węglowy H

2

CO

3

i wtedy reaguje z rozpuszczonym wodorotlenkiem wapnia Ca(OH)

2

:

CO

2

+ H

2

O " H

2

CO

3

Ca(OH)

2

+ H

2

CO

3

" CaCO

3

+ 2H

2

O + 7,75kJ/kg CaCO

3

W reakcji tej powstaje nierozpuszczalny węglan wapnia, który najpierw tworzy galaretowaty
osad (żel), a później, po zmniejszeniu alkaliczności soku, żel węglanu wapnia przekształca się
w krystaliczny osad. Saturację przerywa się, w momencie kiedy pH soku obniży się do 11.
Temperatura soku podczas saturacji powinna wynosić 80÷85

o

C, a czas jej utrzymania wynosi

5÷10 minut. Wprowadzony dwutlenek węgla jest dokładnie rozprowadzany w saturowanym
soku.
Węglanowanie I prowadzi się w sposób ciągły w przeciwpradzie soku nawapnionego i gazu
saturacyjnego w aparatach w układzie dwukotłowym.

Rys. 14 Węglanowanie I ciągłe dwukotłowe [2, s. 125]

1 - kotły węglanowania, 2 - bełkotki rozdzielające gaz, 3 - przelew między aparatami, 4 - obserwacyjna skrzynka

przelewowa, 5 - łapacz piany

Kontrola węglanowania obejmuje bieżące oznaczanie pH lub alkaliczności soku po

węglanowaniu I, właściwości sedymentacyjnych i filtracyjnych osadów, składu chemicznego
gazu saturacyjnego oraz stopnia wykorzystania CO

2

z gazu. W sposób ciągły można mierzyć

końcowe pH soku pehametrem z ciągłym przepływem soku.

Filtracja I soku po węglanowaniu I

Oczyszczanie soku podczas nawapniania i węglanowania I polega na wytraceniu

z roztworu krystalicznego CaCO

3

i niecukrów w postaci nierozpuszczalnej zawiesiny lub

osadu. W celu usunięcia z soku wytrąconych osadów stosuje się filtrację. W cukrowniach
osad ten nazywa się błotem saturacyjnym.

Do oddzielenia osadu stosuje się filtry ciśnieniowe, filtry zagęszczające i filtry próżniowe

o działaniu ciągłym (rys. 15). Podczas filtracji cząstki, tworzące zawiesinę, zatrzymują się na
porowatej przegrodzie filtracyjnej, a różnica ciśnień umożliwia przepływ klarownego soku.
Jako przegrody stosuje się gęste tkaniny filtracyjne.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

24

Istotny wpływ na szybkość filtracji ma lepkość soku. Sok gorący po I węglanowaniu

podgrzewa się przed filtracją do temp. 90÷95

o

C. W niektórych typach filtrów możliwe jest

wysładzanie tj. wymywanie wodą cukru, zawartego w osadzie nagromadzonym w filtrze.

Filtracja przy użyciu filtrów zagęszczających umożliwia filtrację osadów na bardzo

wygodnych i wydajnych, ciągłych filtrach próżniowych. W błocie filtracyjnym pozostaje
niewielka ilość cukru, rzędu 0,07%, w przeliczeniu na masę buraków. Osad po filtracji (błoto
filtracyjne) zawiera 45÷55% suchej substancji, w tym 33÷40% CaCO

3

i 8÷10% substancji

nieorganicznych (N, P

2

O

5

, K

2

O). Jest głównie wykorzystywany jako nawóz alkaliczny,

odkwaszający glebę. Błoto osuszone naturalnie przez leżenie w zwałach zawiera 70÷75%
suchej substancji i jest nazywane błotem defekacyjnym.

Rys. 15 Ciągły obrotowy filtr próżniowy komorowy [2, s. 142]

1 - bęben obrotowy, 2 - sito z tkaniną filtracyjną, 3 - głowica filtru, 4 - komory, 5 - zgarniak osadu,

6 - przenośnik ślimakowy osadu, 7 - wanna, 8 - mieszadło, 9 - rury z dyszami doprowadzającymi wodę

wysadzającą, 10 - osłona bębna, 11 - kominek wyciągowy oparów

Węglanowanie II i filtracja II

Węglanowanie II ma na celu dalsze obniżenie alkaliczności soku i wytracenie do osadu

jak największej ilości jonów wapnia, które pochodzą z:

−

nadmiaru wodorotlenku wapnia,

−

uwolnionych z soli sodu i potasu, występujących w burakach oraz innych alkalicznych

związków, np. amoniaku,

−

zawartych w soku wodorotlenków potasu i sodu (które przechodzą w węglany).

Przed węglanowaniem II sok nawapnia się mlekiem wapiennym w ilości 0,15÷0,20%,
w przeliczeniu na masę buraków i ogrzewa do temp. 97÷98

o

C. Zasadniczą reakcją

węglanowania II jest zobojętnianie wolnego wodorotlenku wapnia, podobnie jak podczas I
węglanowania:

Ca(OH)

2

+ H

2

CO

3

" CaCO

3

+ 2H

2

O

Obecne w soku wodorotlenki sodu i potasu zostają także zmienione na węglany; powstają
K

2

CO

3

i Na

2

CO

3

.

Do węglanowania II stosuje się kocioł o ciągłym przepływie soku, o podobnej

konstrukcji, jak do węglanowania I. Podczas węglanowania II z soku odparowuje 0,5÷1%
wody, a temperatura obniża się do 90÷92

o

C. Gorący sok jest kierowany do filtracji II, której

celem jest całkowite oddzielenie zawiesin i osadów od soku. Do filtracji stosuje się filtry
zagęszczające, pracujące okresowo przy ciśnieniu 0,16÷0,18 MPa, w cyklu 2÷3 godzinnym,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

25

o wydajności 12÷15 dm

3

/ m

2

(w ciągu minuty). Oddzielona gęstwa (osad) zawiera ok. 10%

Ss, złożonej z prawie czystych kryształów węglanu wapnia.

W wyniku nawapniania, węglanowania i filtracji soku surowego, otrzymuje się sok

oczyszczony, zwany sokiem rzadkim. Sok pierwotnie mętny ciemno zabarwiony i łatwo
pieniący się, staje się płynem przezroczystym, o jasnożółtym zabarwieniu. Ma on pH 8,9÷9,2
oraz 15÷18

o

Bx (

o

Bx skrót ten oznacza stopnie Brixa, 1

o

Bx odpowiada gęstości roztworu

czystej sacharozy w wodzie w temperaturze 20

o

C).

Przy przerabianiu buraków dojrzałych i zdrowych osiąga się łączny efekt oczyszczenia

soku wynoszący 35÷40%. W poszczególnych procesach efekty cząstkowe wynoszą:

−

nawapnianie wstępne 21÷27%,

−

nawapnianie główne 3÷5%,

−

węglanowanie I 8÷9%,

−

węglanowanie II 3÷4%.

Podczas oczyszczania są usuwane:

−

białko w 92%,

−

azot aminowy i amonowy w 85%,

−

pektyny w 70÷80%,

−

saponiny w 95÷97%,

−

niecukry organiczne w 50%,

−

koloidy w 50÷80%,

−

popiół w 15%,

−

szczawiany i cytryniany wapnia w 97%.

Zagęszczanie soku rzadkiego

Zawartość suchej substancji w soku rzadkim wynosi 13,5÷17,0%. Sok ten jest

rozcieńczonym roztworem cukru. Konieczne jest jego zagęszczenie przez odparowanie wody,
aby doprowadzić cukier do krystalizacji. Zagęszczanie prowadzi się do stanu przesycenia.
Proces zagęszczania składa się z dwóch etapów:

−

w pierwszym etapie sok rzadki podgęszcza się do 65÷70% zawartości cukru

(zagęszczenie 5÷6- krotne); uzyskany sok nie jest jeszcze przesyconym roztworem cukru,

−

w drugim etapie sok podgęszczony zagęszcza się w warniku do stężenia ok. 94

o

Bx,

uzyskując tzw. cukrzycę.

Pierwszy etap przeprowadza się systemem ciągłym, drugi – okresowym. Sok gęsty przed
przejściem do drugiego etapu podlega jeszcze dodatkowemu oczyszczaniu.

Zagęszczanie (I etap) przeprowadza się w wielodziałowych aparatach wyparnych.

Zdolność odparowania wody w wielodziałowej wyparce jest duża. Dobowe odparowanie
wody w wyparkach, pracujących w cukrowni, może przekraczać 1 tys. ton. Źródłem ciepła,
umożliwiającym przemianę fazową wody, zawartej w zagęszczonym soku, w parę jest para
grzejna, wytwarzana w kotłach parowych przez spalanie paliw (węgla, gazu, mazutu)
w zakładowej kotłowni.

Do ogrzewania zagęszczonego soku wykorzystuje się także gorące opary, wydzielane

w kolejnych działach wyparki wielodziałowej. W wyparce wielodziałowej, opary wydzielone
z wrzącego roztworu z I działu, wprowadza się jako czynnik grzejny do komory II działu,
a opary z tego działu – do komory grzejnej III działu itd. W powyższym systemie 1 kg pary,
dostarczonej z kotła wysokoprężnego z kotłowni, może odparować tyle kilogramów wody, ile
aparatów wyparnych ma stacja wyparna (teoretycznie). Praktycznie 1 kg pary może
odparować 2÷3 kg wody, co daje znaczne oszczędności w zużyciu paliw w kotłowni.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

26

Podczas zagęszczania w wyparkach, oprócz koncentracji soku, zachodzą różne procesy

fizyczne i chemiczne, m.in.:

−

wytrącają się sole wapniowe kwasów szczawiowego, winowego i innych,

−

powstają także osady, częściowo na powierzchniach wyparki (głównie w rurkach

grzejnych), częściowo zawieszone w soku.

Dlatego sok przed dalszym zagęszczaniem i krystalizacją cukru w warniku, poddaje się
filtracji. Pozostawienie osadów w soku wpływa ujemnie na proces krystalizacji cukru i jego
jakość. Oddzielenie osadów odbywa się po podgrzaniu do temp. 80÷90

o

C, co zmniejsza jego

lepkość i ułatwia filtrację.

Podgęszczanie soku gęstego i krystalizacja cukru

Podgęszczanie soku ma na celu doprowadzenie go do stanu nasycenia, a następnie

przesycenia cukrem. Podgęszczanie i krystalizacja odbywa się w urządzeniach zwanych
warnikami (rys. 16). Warnik to wyparka jednodziałowa, pracująca okresowo, pod
zmniejszonym ciśnieniem, uzyskanym w wyniku współdziałania skraplacza z pompą
próżniową.

Rys. 16 Warnik cukrzycy z podwieszoną rurową komorą grzejną [2, s. 217]

1 - korpus warnika, 2 - komora grzejna rurowa podwieszona, 3 - komora cyrkulacyjna, 4 - okienka wzierne,

5 - łapacz cukrzycy, 6 - zawór powietrza

W roztworze przesyconym wydziela się cukier w postaci kryształów – zachodzi

krystalizacja. Sok zagęszczony w warnikach jest nazywany cukrzycą I. Składa się on
z kryształów cukru i syropu międzykryształowego. Gotowanie cukrzycy I prowadzi się pod
zmniejszonym ciśnieniem, co powoduje obniżenie temperatury wrzenia, a w wyniku tego
chroni ją przed niekorzystnym przegrzaniem. Gotowanie cukrzycy I składa się z kilku etapów
(różne ciśnienia, temperatury i stężenia), aż do osiągnięcia przez kryształy odpowiedniej
wielkości i uzyskania przez cukrzycę 93÷94

o

Bx. W środkowej fazie gotowania do cukrzycy

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

27

jest dodawana niewielka ilość pudru cukrowego (cukier puder) lub pasty zarodkowej.
Dodatek cukru pudru ułatwia zawiązanie kryształów i rozpoczęcie procesu krystalizacji,
wpływa również na ilość i wielkość wytworzonych kryształów.

Od momentu zawiązania kryształów obniża się temperaturę gotowania, tak by

w końcowym stadium wynosiła ona ok. 75

o

C. Czas gotowania cukrzycy I wynosi zwykle

kilka godzin.

Oddzielenie syropu międzykryształowego i wybielanie cukru

Uzyskana gotowa cukrzyca, składająca się z kryształów (65%) i syropu

międzykryształowego (35%) jest podawana kolejnym czynnościom, tj. oddzieleniu syropu
i wybieleniu kryształów cukru.

Cukrzyca spływa z warnika do mieszadła (mieszalnika) cukru, stanowiącego zbiornik

z półokrągłym dnem (rys.17). Wewnątrz jest umocowany poziomy wał, na którym jest
zamocowana spiralna taśma, mieszająca cukrzycę. Mieszanie cukrzycy i utrzymywanie jej
w ruchu zapobiega osadzaniu się kryształów i łączeniu się ich w duże bryły, co
uniemożliwiłoby kolejną czynność – wirowanie. Ponadto mieszanie ma na celu utrzymanie
jednorodności w całej masie, a także obniża temperaturę cukrzycy. Cukrzyca jest bardzo gęstą
masą, stawiającą duży opór mieszadłu. Aby zmniejszyć ten opór i „upłynnić „ cukrzycę
dodaje się do niej niewielkich ilości płynnego odcieku, uzyskanego przy następnej czynności,
jaką jest wirowanie.

Rys. 17 Mieszadło (mieszalnik) cukrzycy I o przekroju korytowym [2, s. 232]

1 - zbiornik mieszadła, 2 - wał, 3 - wsporniki wstęg, 4 - wstęgi mieszadła, 5 - łożyska, 6 - napęd

Cukrzyca spływa najpierw do mieszadła, a następnie do tzw. rozdzielacza, z którego jest

kierowana grawitacyjnie do wirówek. W wirówce (ok. 1 tys. obr./minutę) o średnicy ok. 1 m
następuje oddzielenie płynnej części cukrzycy od kryształów. Z cukrzycy poddanej sile
odśrodkowej w wirującym bębnie metalowym z otworami, pokrytym wewnątrz sitami
o małych otworach (do 0,5 mm), oddziela się faza płynna syropu międzykryształowego
i tworzy warstwa żółto zabarwionych kryształów.

Po oddzieleniu syropu międzykryształowego następuje bielenie kryształów, osadzonych

na wewnętrznej powierzchni bębna wirówki. Proces ten polega na wymywaniu resztek
syropu, znajdującego się na powierzchni kryształów, filtrowaną, gorącą, rozpyloną wodą
o temp. 90

o

C, w ilości ok. 20 dm

3

/100 kg cukrzycy. Stosuje się także dodatkowe wymywanie

resztek syropu przy użyciu pary wodnej, wprowadzonej do wirówki. Użyta para
(odwodniona) jest wprowadzana do bębna pod ciśnieniem 0,5 MPa w temp. 150

o

C, rozpręża

się wewnątrz bębna i obniża temp. do 100

o

C. Pod wpływem siły odśrodkowej małe kropelki

skroplonej pary przenikają przez warstwę kryształów i obmywają ich powierzchnię. Czas
parowania wynosi kilkadziesiąt sekund.

Wybielanie powoduje rozpuszczenie ok. 8÷10% masy kryształów. Cukier krystaliczny

wybielony wodą zawiera jej ok. 1%, natomiast traktowany dodatkowo parą tylko 0,5% wody.
W wyniku tego uzyskuje się wstępne podsuszenie cukru w wirówce.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

28

Cukier wybielony uzyskany z cukrzycy I określany jest jako krystaliczny cukier biały.

Oddzielony syrop międzykryształowy oraz woda użyta do wybielania stanowią odciek,
z którego w dalszych procesach odzyskuje się zawartą w nim sacharozę.

Suszenie, segregowanie i magazynowanie cukru białego

Suszenie, segregowanie i magazynowanie cukru białego są to czynności, które mają na

celu utrwalenie krystalicznego cukru, aby mógł być magazynowany przez dłuższy okres.
Podstawową czynnością jest wysuszenie do zawartości 0,03÷0,05% wody i ochłodzenie do
temp. poniżej 30

o

C.

Do końcowego wysuszenia stosuje się suszarkę talerzowo - kaskadową (rys. 18). Cukier

w takiej suszarce spada na obracające się talerze i jest rozrzucany siłą odśrodkową na tzw.
kaskady, z których spada coraz niżej, w przeciwprądzie suszącego powietrza. Powietrze,
przepływające przez suszarkę, ma w końcowej fazie suszenia temp. 90÷110

o

C i porywa pył

cukrowy, który jest odzyskiwany w łapaczu cyklonowym.

Rys. 18 Pionowa suszarka talerzowo – kaskadowa [2 s. 246]

1 - podnośnik kubełkowy cukru, 2 - obudowa, 3 - wał z pólkami umocowanymi na wale, 4 - stożki zsypowe

cukru, 5 - napęd wału, 6 - przenośnik taśmowy cukru, 7 - suchy cyklonowy oddzielacz pyłu, 8 - wentylator

wyciągowy powietrza

Cukier jest transportowany do urządzeń segregujących przenośnikami taśmowymi. Na

przenośnikach są umieszczone nieruchome przeszkody, które rozgarniają cukier i ułatwiają
jego chłodzenie.

Następnie cukier poddaje się segregowaniu, polegającym na oddzieleniu grudek i zlepów

krystalicznych, a także rozsegregowaniu według wielkości. Cukier jest segregowany
w urządzeniach zwanych wibratorami, sitami wstrząsanymi lub trzęsłami. Celem
segregowania cukru według wielkości jest nadanie mu dobrego wyglądu, co zapewnia lepszy
zbyt.

Najpierw na sicie o największych oczkach są oddzielane grudki i zlepki cukru. Następuje

dalszy rozdział na:

−

kryształ gruby (przesiew przez sito o wymiarach oczek 3,15 mm),

−

kryształ średni (1,60 mm),

−

kryształ drobny (0,71 mm),

−

bardzo drobną mączkę.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

29

Posegregowany cukier kieruje się do zasobników, stanowiących przejściowy magazyn,

przed dalszymi czynnościami. Przy napełnianiu zasobników może powstać pył cukrowy,
który ma właściwości wybuchowe, musi więc być usuwany z pomieszczeń przy użyciu ssaw
odpylających.

Cukier jest pakowany w wielowarstwowe worki, poj. 50 kg, a także opakowania

detaliczne (torebki papierowe jednokilogramowe) oraz w małe torebki mieszczące 8 g cukru,
przeznaczone do gastronomii. Pakowanie jest zmechanizowane.

Cukier w workach jest przekazywany do magazynu przenośnikami taśmowymi. Worki te

są układane wielowarstwowo. Temperatura w magazynie nie powinna spaść poniżej 10

o

C,

a wilgotność powietrza powinna być utrzymywana na poziomie 65%.

Coraz częściej stosuje się magazynowanie cukru białego w dużych silosach, betonowych

lub metalowych, mających wysokość do 30 m i średnicę do 50 m, pojemność 10÷20 tys. ton,
wyposażonych w mechaniczne urządzenia do rozładunku. Cukier dostarczony do silosu
powinien mieć temperaturę niższą od 30

o

C i wilgotność 0,03%. W celu utrzymania

odpowiedniej temperatury i wilgotności w silosie, do jego wnętrza wtłacza się powietrze
o temp. 25

o

C.

Cukier z silosów pakowany jest przed wysyłką w worki lub opakowania o mniejszej

pojemności.

Według obowiązującej normy, w której określono szczegółowe wymagania

organoleptyczne, fizyczne i chemiczne:

−

zawartość wody w cukrze nie może przekraczać 0,08%,

−

zawartość sacharozy nie powinna być mniejsza niż 99,8%.

Cukier puder otrzymuje się z dobrze wysuszonego cukru krystalicznego białego, przez

rozdrobnienie w rozdrabniaczach kołkowych z wirującą tarczą, na której są zamocowane
stalowe kołki lub na rozdrabniaczach walcowych.

Rafinada (cukier rafinowany) jest to cukier o najwyższej jakości, o zawartości ponad

99,9% sacharozy, otrzymany przez rafinację (oczyszczenie) cukru białego lub cukru
surowego (półprodukt otrzymany z soku gęstego, ale nie wybielany). W celu otrzymania
rafinady kryształ zwykły biały rozpuszcza się w wodzie i odbarwia za pomocą węgla
aktywnego lub przy użyciu żywic odbarwiających (jonitów), filtruje, gotuje w warnikach
i poddaje procesowi krystalizacji.

Cukier rafinowany może być otrzymywany w postaci: kryształów, kostek lanych i kostek

prasowanych.

Proces rafinowania cukru składa się z czynności:

−

obmycie (afinowanie) kryształów, usuwające przylepiony syrop międzykryształowy,

−

rozpuszczenie obmytych kryształów na ulep rafinadowy (67÷70

o

Bx),

−

odbarwianie węglem aktywnym lub jonitami i filtrowanie,

−

gotowanie w warnikach i otrzymywanie cukrzycy rafinowanej,

−

krystalizacja w formach lub mieszadłach,

−

wirowanie i bielenie cukrzycy, otrzymywanie rafinady mokrej (3% wody) w formie płyt

i czworokątnych graniastosłupów lub kryształu wilgotnego,

−

suszenie,

−

piłowanie, rąbanie i pakowanie.

Przerób odcieków

Przy produkcji cukru i gotowaniu cukrzycy I, głównym celem jest otrzymanie cukru

białego, jako produktu najwyższej jakości. Z tego względu czynności gotowania
przeprowadza się kosztem mniejszego wykorzystania cukru, znajdującego się w syropie
międzykryształowym. Syrop ten, odpływający z wirówek, jest nazywany odciekiem. Zawiera
on jeszcze duże ilości cukru i dlatego musi być przerobiony i poddany ponownej krystalizacji.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

30

Odciek z wirówek gotuje się w warniku II, uzyskując cukrzycę II, którą spuszcza się do

osobnych mieszadeł i wiruje na gorąco jak cukrzycę I. Kryształy cukru, osadzone na bębnie
wirówki, wybiela się tylko małą ilością wody (bez pary), a uzyskany cukier II rzutu
(mączkami) ma kremową barwę.

Odciek otrzymany z wirowania II, poddaje się kolejnemu gotowaniu w warnikach III,

uzyskując cukrzycę, którą spuszcza się do mieszalnika, gdzie zachodzi dalsza, powolna
krystalizacja, przez ok. 3 doby. Po wirowaniu uzyskuje się cukier III rzutu (mączka III),
którego barwa jest lekko żółtobrązowa. Kryształy cukru są zabarwione nie tylko na swych
zewnętrznych warstwach, ale także wewnątrz kryształu znajdują się zanieczyszczenia.
Dlatego zwyczajne wybielanie, takie jakie stosuje się w produkcji cukru białego, w tym
wypadku nie daje rezultatu. Konieczne jest rozpuszczenie cukru III rzutu i jego oczyszczenie.

Odciek uzyskany przy wirowaniu cukrzycy III jest nazywany melasą (melasem). Ma ona

barwę ciemnobrunatną, a nawet czarną, zawiera jeszcze ok. 50% sacharozy, której jednak nie
można już wydobyć metodami cukrowniczymi (kolejne podgęszczanie i krystalizacja).
Wyższa niż 50% zawartość cukru w melasie świadczy o niezupełnym wykorzystaniu cukru
oraz niewłaściwej pracy warników i mieszadeł.

Uboczne produkty przemysłu cukrowniczego
Do najważniejszych ubocznych produktów przemysłu cukrowniczego należą:

−

wysłodki,

−

melasa (melas).

Wysłodki są to rozdrobnione kawałki korzeni buraków cukrowych (krajanki buraczanej),
pozbawione prawie całkowicie cukru podczas dyfuzji.
Wysłodki stanowią wartościową paszę dla zwierząt gospodarskich, szczególnie dla bydła.
Rozróżnia się:

−

wysłodki świeże, opuszczające ekstraktor (6÷7% suchej substancji),

−

wysłodki wyżęte (10÷12% suchej substancji), wykorzystywane bezpośrednio lub po

ukiszeniu na paszę,

−

wysłodki wyżęte (16÷24% suchej substancji), przeznaczone do suszenia.

Wysłodki suszone zawierają 10÷12% wody i mogą być przechowywane przez wiele
miesięcy. Mogą być używane jako pasza w dowolnym okresie roku, a także jako składnik
pasz suchych. W celu zwiększenia wartości pokarmowej, można je suszyć z dodatkiem do ok.
25÷30% melasy, w stosunku do masy wysłodków wyżętych. Do lepszego operowania
wysłodkami suszonymi podczas ich składowania, stosuje się brykietowanie (prasowanie).
Melasa (melas) jest to produkt uboczny, powstający przy produkcji cukru z buraków
cukrowych lub trzciny cukrowej. Jest to odciek od cukrzycy III rzutu, zawierający sacharozę,
której już nie można wykrystalizować oraz niecukry, które nie zostały usunięte podczas
przerobu.
Melasa jest ciemnobrunatną cieczą, o alkalicznym odczynie, dużej lepkości, o swoistym
karmelowym zapachu i słodko – gorzkawym posmaku. Zawartość suchej substancji
w melasie wynosi 80%. Głównym składnikiem jest sacharoza, której zawartość wynosi ok.
50%. Melasa zawiera ponadto:

−

cukrów redukujących – 0,3%,

−

popiołu – ok. 8%,

−

aminokwasów – 5,5%

−

azotu ogólnego – 5%,

−

inne substancje.

Odwirowana w cukrowni melasa, mająca temp. 45÷50

o

C, kierowana do zbiornika

magazynowego, nie powinna zawierać kryształów sacharozy. Melasa jest magazynowana

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

31

w dużych, wolno stojących, okrągłych zbiornikach, zwanych melaśnikami, których
pojemność waha się od tysiąca do kilku tysięcy ton.
Cukier, zawarty w melasie, jest pożywką dla różnych drobnoustrojów, wykorzystywanych
w przemyśle spożywczym. Drobnoustroje przetwarzają sacharozę na etanol (alkohol
etylowy), glicerynę, kwas cytrynowy, kwas mlekowy i inne związki.
Melasa jest wykorzystywana głównie w przemyśle spirytusowym, gdzie stanowi ważny
surowiec do produkcji spirytusu. Fermentację alkoholową wywołują drożdże gorzelnicze.
Pozostały po fermentacji i destylacji wywar melasowy może być podgęszczany, suszony
i spalany w piecu specjalnej konstrukcji. Z rozcieńczonej melasy produkuje się również
drożdże piekarskie i paszowe (produkcja biomasy).

Zagrożenia dla środowiska naturalnego ze strony przemysłu cukrowniczego

Głównym zagrożeniem dla środowiska naturalnego są ścieki i odpady stałe. Ponadto

w przemyśle cukrowniczym wytwarza się duże ilości pary grzejnej (wyparki, warniki itp.), do
której wytworzenia są niezbędne kotły parowe, ogrzewane węglem (miałem), paliwami
ciekłymi lub gazem. Spalane w nich paliwo, szczególnie węgiel zawierający siarkę, wytwarza
znaczne ilości gazów spalinowych. Także duże ilości gazów są wytwarzane przez piece
wapienne. Gazy spalinowe zarówno z kotłów, jak i z pieców wapiennych, zawierają
dwutlenek siarki, dwutlenek azotu, a także lotny popiół. Powyższe substancje są emitowane
do atmosfery.

Kłopotliwymi dla cukrowni i niebezpiecznymi dla środowiska są wody poprodukcyjne

i błoto (szlam) defekacyjne. Wody poprodukcyjne zawierają znaczne ilości substancji
organicznych w postaci rozpuszczalnej oraz bardzo drobnej zawiesiny. W skład
zanieczyszczeń wchodzą:

−

sacharoza i produkty jej rozkładu,

−

białka i inne substancje azotowe,

−

pentozy,

−

pektyna,

−

inne związki.

Zanieczyszczenia te są bardzo dobrą pożywką dla drobnoustrojów, wskutek czego

ulegają procesom fermentacyjnym i gnilnym. Dlatego konieczne jest stosowanie wszystkich
możliwych sposobów oczyszczania wód poprodukcyjnych przed odprowadzeniem ich do wód
naturalnych. Ilość powyższych ścieków w cukrowni waha się w granicach 25÷70% masy
przerabianych buraków.

W skład ścieków cukrowni, których BZT

5

wynosi średnio ok. 800 mg/dm

3

(wartość

mniejsza niż w przemyśle mleczarskim, ziemniaczanym czy spirytusowym), wchodzą także:

−

kwasy organiczne, jako produkty rozpadu cukru,

−

saponina i trietyloamina.

Saponina i trietyloamina są to związki niebezpieczne dla fauny naturalnych zbiorników

wody, ze względu na silnie toksyczne właściwości. Saponina ponadto powoduje pienienie
wody, a także uszkadza skrzela ryb. Śmiertelna dla ryb dawka saponiny w wodzie wynosi
2 mg/dm

3

. Rozpad saponiny w naturalnych zbiornikach wody przebiega bardzo wolno.

Najskuteczniejszym sposobem oczyszczania zużytych wód przemysłowych cukrowni,
krążących w obiegu zamkniętym, jest biologiczne oczyszczanie beztlenowo – tlenowe.

Szlam defekacyjny, wytwarzany w cukrowni, jest gromadzony w osadnikach

i zwałowiskach cukrowni, przez co stwarza zagrożenie dla środowiska. Tylko niewielkie
ilości szlamu są wykorzystywane jako nawozy w rolnictwie. Szlam stanowi ok. 10% masy
przerabianych buraków. Po zakończeniu kampanii cukrowniczej i wiosennym ociepleniu się
wód amoniakalnych, a także osadów saturacyjnych, wydziela się z nich siarkowodór
i amoniak.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

32

Bardzo rzadko w cukrowniach zdarzają się eksplozje pyłu cukrowego, które stanowią

w większym stopniu zagrożenie dla załogi, aniżeli dla otaczającego środowiska.
Zasady bhp w cukrowniach

Każdy pracownik cukrowni, niezwłocznie po podjęciu pracy, powinien być przeszkolony

w zakresie ogólnie obowiązujących zasad i przepisów bhp, a bardziej dokładnie w zakresie
powierzonych mu obowiązków i czynności.

Na każdej stacji fabrycznej powinny być wywieszone instrukcje bhp, aby każdy

pracownik mógł się z nimi zapoznać i przestrzegać je. Instrukcje powinny zawierać sposoby
postępowania w przypadku awarii obsługiwanych urządzeń. Powinny być również wykonane
wszelkie niezbędne zabezpieczenia, jak bariery i siatkowania części ruchomych. Wszędzie
powinno być należyte oświetlenie i znaki ostrzegawcze.

Cukrownia ma obowiązek przydzielić pracownikom odzież i obuwie robocze oraz sprzęt

ochrony osobistej.

Specjalną ostrożność należy zachować w pobliżu maszyn w ruchu, będących pod

ciśnieniem lub napięciem, a także przy usuwaniu skutków różnych awarii.

Zasady bhp na stacji ekstrakcji.

Podczas ruchu ekstraktora nie wolno wyjmować krat z otworów obserwacyjnych, a także

wykonywać naprawy i usuwać uszkodzeń, jeżeli to zagraża bezpieczeństwu ludzi. Nie wolno
ogrzewać komór grzejnych ekstraktora parą, ani przedmuchiwać sita odciągowego soku
powietrzem o ciśnieniu przekraczającym 0,07 MPa.

Na stacji krajalnic i ekstrakcji oraz w ich otoczeniu należy utrzymywać czystość

i porządek. Jest niedopuszczalne, aby powierzchnie zewnętrzne ekstraktora i innych urządzeń
oraz przejścia i posadzki pokrywały rozsypane: krajanka, wysłodki, miazga, piana. Mogą być
one powodem poślizgnięć i nieszczęśliwych wypadków przy pracy. Rozsypane krajanka
i wysłodki ulegają szybko fermentacji i gniciu oraz wydzielają gnilny zapach. Są źródłem
zakażeń zawartości ekstraktora i soków.

Bhp na stacjach nawapniania i węglanowania.

Podstawowym zagrożeniem może być tlenek węgla. Zatrucia tym gazem są możliwe

w przypadku nieszczelności na odcinku tłocznym rurociągu gazowego lub armatury kotłów
węglanowania, wadliwej konstrukcji wypływu soku z nich i przedostawania się gazu wraz
z sokiem do skrzynki przelewowej oraz podczas postojów cukrowni i oczyszczania kotłów
węglanowania i nawapniania. W cukrowni prace wewnątrz aparatów i urządzeń, do których
wchodzi się i wychodzi przez włazy, mogą być wykonane dopiero po opróżnieniu aparatu,
jego wychłodzeniu i przewietrzeniu jego wnętrza, odłączeniu dopływu pary, gazów i soków
oraz dopływu energii elektrycznej. Pracownicy pracujący wewnątrz aparatu muszą być
asekurowani przez inne osoby pozostające poza aparatem. Robotnik pracujący wewnątrz jest
przywiązany liną, a drugi obserwuje go z zewnątrz, aby w razie potrzeby przyjść z pomocą.
Przed wejściem do aparatów węglanowania lub nawapniania należy sprawdzić za pomocą
wykrywacza tlenku węgla, czy nie jest on jeszcze w aparacie. Wykonujący te prace powinni
mieć w pobliżu aparat tlenowy i umieć posługiwać się nim.

Mleko wapienne działa żrąco na skórę. Urządzenia używane do odmierzania mleka są

zabezpieczone przed rozpryskiwaniem i rozlewaniem mleka. Przelanie się soku z kotłów
może nastąpić jedynie wtedy, gdy zostanie wstrzymany wypływ soku z aparatu
węglanowania, a jednocześnie nie zostanie wstrzymany napływ soku do aparatu nawapniania
wstępnego. Mleko wapienne i sok mają temperaturę powyżej 80

o

C i przy rozlaniu grożą

oparzeniem.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

33

Bhp na stacjach filtrów zagęszczających i próżniowych.

Największe zagrożenie występuje przy wykaszaniu tkanin rozcieńczonym kwasem

solnym. Prace przy sporządzaniu roztworów kwasów, napełnianiu filtrów tym kwasem,
natryskiwaniu lub szczotkowaniu tkanin w filtrach próżniowych wykonuje się w okularach
zabezpieczających oczy, w rękawicach i fartuchach gumowych.

Bhp przy obsłudze wyparki.

Najczulszym miejscem pod względem bezpieczeństwa są szkła sokowskazowe, ponieważ

są one pod ciśnieniem i łatwo ulegają uszkodzeniom.

Drugim niebezpiecznym miejscem wyparek są szkła wzierne wykonane z grubego

hartowanego szkła. Zdarza się, że szkła pękają i dlatego są zabezpieczone stalowymi
drzwiczkami przykręcanymi, które po pęknięciu szkła zabezpieczają przed jego
wypadnięciem.

Bhp przy gotowaniu cukrzycy.

Przy spuszczaniu cukrzycy z warnika do mieszadła należy zachować wzmożoną

ostrożność, aby nie ulec poparzeniu przez cukrzycę. Również cukrzyca świeżo rozlana może
być powodem poślizgnięcia i upadku, potłuczenia i poparzenia.

Podczas spuszczania waru i w przypadkach zaniknięcia próżni nie wolno unosić kurka

pobierczego, gdyż powoduje to wypłynięcie gorącej cukrzycy na zewnątrz pod działaniem
hydrostatycznego ciśnienia słupa cukrzycy.

Zasady bhp przy wirowaniu cukrzyc.

Na osłonie wirówek ani w ich wnętrzu nie wolno umieszczać żadnych przedmiotów

obcych, np. narzędzi, śrub. Nie wolno opierać się na osłonie ani wspinać na wirówkę będącą
w ruchu. Podczas ruchu wirówki nie wolno otwierać pokrywy wirówki.

Nie wolno rozpoczynać następnej szarży dopóki bęben wirówki nie został dokładnie

oczyszczony z cukru, bo pozostały cukier powoduje wychylenie bębna wirówki od osi
geometrycznej.

Zasady bhp przy suszeniu, segregowaniu i pakowaniu cukru białego.

Największe niebezpieczeństwo stwarza drobny pył cukrowy unoszący się w powietrzu

i pokrywający urządzenia oraz ściany pomieszczeń. Niebezpieczeństwo wybuchu pyłu
zagraża, gdy stężenie pyłu w powietrzu przekroczy 20 g/m

3

. Przy tej zawartości pyłu

widoczność w zapylonych pomieszczeniach jest bardzo zła i sięga zaledwie odległości 2÷3 m.

W pomieszczeniach przenośników, suszarni, segregatorów i zasobników cukru jest

bezwzględnie zabronione palenie tytoniu i wchodzenie z otwartym ogniem.

Zasady bhp przy magazynowaniu cukru.

Cukier jest materiałem łatwopalnym, toteż podstawową zasadą jest zakaz palenia tytoniu

i wchodzenia do magazynu z ogniem. Wewnątrz magazynu są umieszczone gaśnice.

Drugą zasadą jest prawidłowe układanie, zabezpieczanie i rozbieranie stosu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

34

4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1. Dlaczego należy usuwać zanieczyszczenia z korzeni buraka?
2. Jakie urządzenia stosowane są do usuwania zanieczyszczeń z buraków?
3. W jakim celu sporządza się krajankę buraczaną?
4. Na czym polega otrzymywanie soku dyfuzyjnego?
5. Jakie są różnicę między sokiem dyfuzyjnym i sokiem rzadkim?
6. Jakie są kolejne etapy oczyszczania soku dyfuzyjnego.
7. Dlaczego sok surowy należy oczyszczać przed zagęszczaniem?
8. Jaki jest zakres kontroli przebiegu nawapniania głównego?
9. Jaki jest cel węglanowania II?
10. Jakie filtry są stosowane do filtrowania soku?
11. Jakie są etapy zagęszczania soku gęstego?
12. Do czego służą warniki?
13. Jaka jest budowa mieszadła cukrzycy I?
14. Na czym polega wybielanie kryształów i w jakim urządzeniu się go przeprowadza?
15. Jaki asortyment cukrów produkują cukrownie?
16. Jakie są warunki magazynowania cukru?
17. Jaki jest przebieg procesu rafinowania cukru?
18. Jaki są kierunki przerobu odcieku I i odcieku II?
19. W jakim etapie produkcji powstają wysłodki?
20. Co jest głównym składnikiem melasy?
21. Jakie są kierunki zagospodarowania melasy?
22. Jakie są zasady bhp obowiązujące na stacjach nawapniania i węglanowania?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Posługując się schematem technologicznym produkcji cukru, wskaż procesy

jednostkowe. Przeanalizuj zachodzące podczas nich zmiany oraz określ ich wpływ na dalszy
przebieg produkcji cukru.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) dokonać analizy schematu technologicznego produkcji cukru,
2) wskazać procesy jednostkowe stosowane przy produkcji cukru,
3) dobrać materiały pomocnicze wykorzystywane w procesach jednostkowych,
4) określić celowość przeprowadzania wypalania kamienia wapiennego, gaszenia wapna,

defekacji wstępnej i głównej, węglanowania I i II,

5) zapisać podstawowe reakcje chemiczne zachodzące podczas procesów wykorzystywanych

przy produkcji cukru,

6) określić parametry technologiczne przebiegu procesów jednostkowych przy produkcji

cukru,

7) dobrać maszyny i urządzenia do przeprowadzenia procesów jednostkowych,
8) określić zasady bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej oraz ochrony

środowiska w procesach wykorzystywanych przy produkcji cukru,

9) wyjaśnić wpływ procesów jednostkowych na przebieg produkcji cukru,
10) zaprezentować efekt swojej pracy,
11) dokonać oceny pracy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

35

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

schemat technologiczny produkcji cukru,

−

literatura (1, 2, 3).

Ćwiczenie 2

Wyjaśnij zasadę działania krajalnicy tarczowej oraz zaplanuj czynności związane z jej

obsługą.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się z treścią dokumentacji techniczno – ruchowej krajalnicy tarczowej,
2) określić przeznaczenie krajalnicy,
3) wymienić elementy składowe krajalnicy tarczowej,
4) wskazać elementy budowy na modelu i określić ich rolę,
5) wyjaśnić zasadę działania krajalnicy tarczowej,
6) zaplanować czynności związane z obsługą krajalnicy tarczowej,
7) określić zasady bhp przy obsłudze krajalnicy tarczowej,
8) zaprezentować efekt swojej pracy,
9) dokonać oceny pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

dokumentacja techniczno – ruchowa krajalnicy tarczowej,

−

model krajalnicy tarczowej,

−

literatura (1, 2, 3).

Ćwiczenie 3

Przeprowadź kontrolę przebiegu procesu węglanowania.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) określić zakres kontroli przebiegu procesu węglanowania,
2) określić zagrożenia związane z pomiarem parametrów procesu węglanowania,
3) zorganizować stanowisko pracy,
4) odczytać wskazania przyrządów kontrolno – pomiarowych zainstalowanych w aparacie do

węglanowania oraz je zapisać,

5) odszukać w instrukcji technologicznej parametry przebiegu procesu węglanowania,
6) porównać wyniki pomiaru z parametrami zawartymi w instrukcji technologicznej,
7) wyciągnąć wnioski dotyczące prawidłowości przebiegu procesu węglanowania,
8) zaprezentować wykonane zadanie,
9) dokonać oceny pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

instrukcje technologiczne,

−

aparat do węglanowania,

−

literatura (1, 2, 3).

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

36

Ćwiczenie 4

Zaplanuj kolejne etapy w procesie rafinacji cukru.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zebrać informacje dotyczące procesu rafinacji cukru,
2) określić wymagania jakościowe dla cukru rafinowanego wg norm,
3) określić asortymenty cukru rafinowanego,
4) zaplanować kolejne etapy w produkcji cukru rafinowanego zgodnie z zasadami GMP

i GHP,

5) wyjaśnić celowość i przebieg operacji technologicznych wchodzących w proces

rafinowania cukru,

6) dobrać maszyny i urządzenia do kolejnych etapów rafinowania cukru,
7) określić miejsca kontroli parametrów przebiegu rafinacji,
8) sporządzić sprawozdanie,
9) zaprezentować efekt swojej pracy,
10) dokonać oceny pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

instrukcje technologiczne,

−

normy jakościowe,

−

instrukcje do projektu,

−

literatura (1, 2, 3).

Ćwiczenie 5

Oblicz techniczny koszt wytwarzania cukru białego luzem, a następnie całkowity koszt

własny cukru białego w opakowaniu 50 kg oraz wynik finansowy ze sprzedaży cukru po
cenie interwencyjnej i po rynkowej cenie zbytu. Wyprodukowany cukier będzie przeznaczony
do sprzedaży w kraju. Do obliczeń przyjmij dane:

−

koszty surowca 901 zł/1 tonę cukru,

−

koszty zakupu surowca 125 zł/1 tonę cukru,

−

koszty materiałów bezpośrednich 45 zł/1 tonę cukru,

−

koszty energii i pary własnej 129 zł/1 tonę cukru,

−

płace bezpośrednie 22 zł/1 tonę cukru,

−

koszty wydziałowe 313 zł/1 tonę cukru,

−

koszty produktów ubocznych (minus) 82 zł/1 tonę cukru,

−

koszty pakowania cukru w worki po 50 kg 31 zł/1 tonę cukru,

−

koszty zarządu 337 zł/1 tonę cukru,

−

koszty finansowe 57 zł/1 tonę cukru,

−

koszty sprzedaży 60 zł/1 tonę cukru,

−

cena interwencyjna cukru 1800 zł za 1 tonę cukru, bez VAT,

−

rynkowa cena zbytu 1700 zł za 1 tonę cukru, bez VAT,

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:

1) zapoznać się dokładnie z treścią zadania,
2) zorganizować stanowisko pracy do wykonania zadania
3) uruchomić komputer,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

37

4) otworzyć program komputerowy do kalkulacji kosztów produkcji,
5) wprowadzić dane z treści zadania,
6) obliczyć techniczny koszt wytwarzania cukru białego luzem, całkowity koszt własny

cukru białego w opakowaniach,

7) obliczyć wynik ze sprzedaży cukru po cenie interwencyjnej i po rynkowej cenie zbytu,
8) wydrukować wykonane obliczenia dotyczące kalkulacji kosztów i opłacalności produkcji,
9) wysunąć wnioski,
10) zaprezentować efekt swojej pracy,
11) dokonać oceny pracy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zestaw komputerowy z drukarką, wyposażony w program do kalkulacji kosztów

produkcji,

−

papier do wydruku,

−

literatura (1, 2, 3).

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) rozróżnić i scharakteryzować asortymenty przemysłu cukrowniczego?





2) dobrać materiały pomocnicze do kolejnych operacji i procesów

jednostkowych stosowanych przy produkcji cukru?





3) określić kolejność operacji i procesów jednostkowych podczas produkcji

poszczególnych asortymentów przemysłu cukrowniczego?





4) dobrać maszyny i urządzenia do kolejnych operacji i procesów

jednostkowych stosowanych przy produkcji cukru





5) dobrać parametry technologiczne przebiegu produkcji cukru?





6) skontrolować przebieg procesu technologicznego na poszczególnych etapach

produkcji, zgodnie z wymogami systemów zapewniania jakości?





7) zorganizować stanowisko pracy?





8) posłużyć się dokumentacją technologiczną?





9) określić

sposoby

wykorzystania

ubocznych

produktów

przemysłu

cukrowniczego?





10) określić zagrożenia dla środowiska powodowane działalnością zakładów

przemysłu cukrowniczego?





11) zastosować

przepisy

bezpieczeństwa

i

higieny

pracy,

ochrony

przeciwpożarowej oraz ochrony środowiska?





12) skorzystać z różnych źródeł informacji dotyczącej cukrownictwa?





„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

38

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

INSRUKCJA DLA UCZNIA

1. Przeczytaj uważnie instrukcję.
2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi.
3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4. Test zawiera 20 zadań wielokrotnego wyboru i tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa.
5. Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi, zaznacz prawidłową

odpowiedź X, w przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem,
a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
7. Jeżeli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie

na później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas.

8. Na rozwiązanie testu masz 45 minut.

Powodzenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

39

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Kampania cukrownicza odbywa się w okresie:

a) czerwiec – wrzesień,
b) lipiec – wrzesień,
c) październik – styczeń,
d) luty – maj.

2. Przeciętna zawartość cukru w korzeniu buraka cukrowego wynosi:

a) 10÷14%,
b) 15.5÷19%,
c) 20÷22%,
d) 24.5÷29%.

3. Podczas składowania buraków występują:

a) straty cukrów na oddychanie buraków,
b) wzrost cukrów na wskutek zachodzącej fotosyntezy,
c) zmniejszenie zawartości kwasów organicznych,
d) spadek zawartości cukru inwertowego

4. Wypalanie kamienia wapiennego w piecu wapiennym powinno się odbywać

w temperaturze:
a) 500

o

C,

b) 700

o

C,

c) 1000

o

C,

d) 1300

o

C.

5. Składnikiem trującym gazu piecowego dla człowieka jest:

a) azot,
b) tlen,
c) tlenek węgla (II),
d) tlenek wapnia.

6. Rozpuszczalnikiem wykorzystywanym do wydobycia cukru z krajanki buraczanej jest:

a) woda,
b) benzyna,
c) chloroform,
d) benzen.

7. Mętny nieprzeźroczysty płyn o barwie szarej do ciemnobrunatnej, szybko ciemniejący

w zetknięciu z powietrzem, o pH 5,8÷6,5 i stężeniu 14÷16% Ss, otrzymany po dyfuzji to:
a) odciek I,
b) sok gęsty,
c) sok rzadki,
d) sok surowy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

40

8. Oczyszczanie soku dyfuzyjnego przebiega według schematu:

a) defekacja wstępna, defekacja główna, węglanowanie I, filtracja I, węglanowanie II,

filtracja II,

b) defekacja wstępna, filtracja I, defekacja główna, węglanowanie I, filtracja II,
c) defekacja główna, węglanowanie I, filtracja I, węglanowanie II, filtracja II,
d) defekacja główna, filtracja I, węglanowanie I, filtracja II.

9. Saturacja jest to nasycanie soku dyfuzyjnego:
a) CaCO

3

,

b) CO

2

,

c) Ca(OH)

2

,

d) P

2

O

5.

10. Które z poniższych stwierdzeń jest fałszywe:

a) w filtrach zagęszczających filtruje się sok ogrzany do temperatury 90÷95

o

C,

b) filtry zagęszczające są przystosowane do oddzielenia i wysładzania osadów,
c) w filtrach zagęszczających następuje sedymentacja zawiesin,

d) osad odrzucony z tkanin filtracyjnych gromadzi się w dolnej części filtra, skąd

odprowadzany jest do wanien filtrów próżniowych.

11. Najwięcej niecukrów usuwa się podczas:

a) nawapniania wstępnego,

b) nawapniania głównego,
c) węglanowania I,
d) węglanowania II.

12. Niekorzystnym procesem zachodzącym podczas zagęszczania soku rzadkiego w wyparce

jest:
a) odparowanie wody z soku rzadkiego,
b) powstawanie osadu na powierzchni rurek grzejnych,
c) zwiększenie zawartości suchej substancji w zagęszczonym soku,
d) wydzielanie gazów.

13. Dodatek cukru pudru do cukrzycy w środkowej fazie gotowania:

a) ułatwia zawiązanie kryształów i rozpoczęcie procesu krystalizacji,
b) wpływa na wielkość wytworzonych kryształów,
c) wpływa na ilość wytworzonych kryształów,
d) wszystkie odpowiedzi są prawidłowe.

14. Warniki służą do:

a) gotowania krajanki z wodą,
b) oczyszczania soku dyfuzyjnego,
c) otrzymywania soku gęstego,

d) podgęszczania soku gęstego i krystalizacji.

15. Wybielanie kryształów cukru prowadzi się w:

a) wirówkach,
b) warnikach,
c) mieszadłach,
d) rozdzielaczach

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

41

16. Odciek uzyskany przy wirowaniu cukrzycy III nazywa się:

a) sokiem rzadkim,
b) sokiem gęstym,
c) cukrzycą,
d) melasą.

17. Wilgotność powietrza w magazynach cukru powinna wynosić:

a) 65%,
b) 75%,
c) 85%,
d) 95%.

18. Głównym składnikiem błota filtracyjnego są:

a) związki azotu,

b) związki potasu,
c) związki fosforu,
d) węglan wapnia.

19. Najwyższą jakość spośród cukrów posiada:

a) cukier surowy,
b) krystaliczny cukier biały,
c) cukier puder,
d) cukier rafinowany.

20. Głównym zagrożeniem dla środowiska naturalnego w przemyśle cukrowniczym są:

a) wysłodki,

b) melasa,
c) ścieki,
d) pył cukrowy.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

42

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko…………………………………………………………

Przetwarzanie buraków cukrowych

Zakreśl poprawną odpowiedź.

Nr

zadania

Odpowiedź

Punkty

1.

a

b

c

d

2.

a

b

c

d

3.

a

b

c

d

4.

a

b

c

d

5.

a

b

c

d

6.

a

b

c

d

7.

a

b

c

d

8.

a

b

c

d

9.

a

b

c

d

10.

a

b

c

d

11.

a

b

c

d

12.

a

b

c

d

13.

a

b

c

d

14.

a

b

c

d

15.

a

b

c

d

16.

a

b

c

d

17.

a

b

c

d

18.

a

b

c

d

19.

a

b

c

d

20.

a

b

c

d

Razem:

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

43

6. LITERATURA

1. Jarczyk A.: Technologia żywności – część 3. WSiP, Warszawa 2001
2. Nikiel S.: Cukrownictwo. WSiP, Warszawa 1996
3. Praca zbiorowa: Technologia żywności – część 4. WSiP, Warszawa 2001