Post on 04-Feb-2018
OSNOVETEHNOLOGIJE
ŠEĆERA I PARAMETRI KVALITETA
Dr JOVANKA POPOV-RALJID,red.prof.
Mr Jovanka Laličić-Petronijević
S A D R Ž A J
1. PROIZVODNJA I PRIPREMA ŠEDERNE REPE ZA PRERADU
2. BIOLOŠKO-TEHNOLOŠKE OSOBINE ŠEDERNE REPE
3. PRIPREMA ŠEDERNE REPE ZA EKSTRAKCIJU
4. EKSTRAKCIJA SOKA IZ REPE
5. ČIŠDENJE DIFUZIONOG SOKA
6. UPARAVANJE SOKA
7. KRISTALIZACIJA ŠEDERA
PRVI DEO
S A D R Ž A J
DRUGI DEO
1. FIZIČKO HEMIJSKE OSOBINE SKROBA,2. AMILAZE I NJIHOVO DELOVANJE NA SKROB,3. PROIZVODNJA KUKURUZNOG SKROBA,4. PROIZVODNJA KROMPIROVOG SKROBA,5. PROIZVODNJA PŠENIČNOG SKROBA,6. TEHNOLOGIJA SKROBNIH HIDROLIZATA ,7. PROIZVODNJA SKROBNIH SIRUPA I 8. KRISTALNE GLUKOZE.
UVOD - Sirovine za proizvodnju šedera
Šeder je proizvod koji se dobija iz dve osnovne sirovine:
Ukupna proizvodnja šedera u svetu je oko 160 miliona tona, uz stalan godišnji rast od oko 2%.
Proizvodi se u više od 100 zemalja sveta.
Najvedi proizvođači:
Šederne trske(~78%) i
Šederne repe (~22%)
U Srbiji se proizvodi oko 400.000 tona godišnje, od čega oko 180.000 tona za domadu potrošnju, a 220.000 tona za izvoz. Osnovni podaci o proizvodnji šedera u Srbiji:
šederana
sadržaj šećera i nečistoća
sirovi sok
Nešto detaljnija tehnološka shema proizvodnje šedera iz šederne repe ukazuje na svusloženost fabrike šedera:
Fabrika šedera troši enormne količine vode, električne i toplotne energije, pa se za tehnološki ostvarljivu i ekonomski
prihvatljivu proizvodnju šedera velika pažnja mora pokloniti što racionalnijem
korišdenju ovih energetskih resursa. Naredna shema to ilustruje za slučaj
toplotne energije.
1. PROIZVODNJA I PRIPREMA
ŠEĆERNE REPE ZA PRERADU
ŠEDERNA
REPA
TEHNOLOŠKI KVALITET
zavisi od: Sorte šederne repe
Kvaliteta semena
Osobina zemljišta
Klimatskih uslova
Primene agrotehničkih mera
Obrade zemljišta, đubrenja, zaštite repe
DOBROG TEHNOLOŠKOG KVALITETA
SA ŠTO VEDIM SADRŽAJEM SAHAROZE
ŠTO VEDIM PRINOSOM MASE KORENA
PO JEDINICI POVRŠINE
Sirovina za proizvodnju ŠEDERA –
Sl. 1.KOREN ŠEDERNE REPE BEZ GLAVE
Sl. 1. Koren šederne repe bez glave
SORTE ŠEDERNE REPEMeđunarodno priznata klasifikacija sorti šederne repe je na:
Daju najvedi prinos mase korena i lišda po hektaru
Kasnije postižu tehnološku zrelost
Sadržaj šedera, digestija, niža u odnosu na sorte N
Po masi korena, lišda i sadržaju šedera nalaze se između sorti (E) i (Z)
Imaju znatno vedi sadržaj šedera
Manji prinos korena i lišda
Pogodne su za gajenje u područjima sa kradim vegetacionim periodom, jer ranije dostižu tehnološku zrelost
PRINOSNE
NORMALNE
ŠEDERNE
E
N
Z
ZA USPEŠNU PROIZVODNJU šederne repe neophodna su:
NEUTRALNA ili SLABO KISELA PLODNA ZEMLJIŠTA
pH ~ 7,2
Dobrih fizičkih i hemijskih svojstava
Mora sadržati mineralne materije (P, N, K, Ca, Mg, S, Fe i dr.)
U minimalnim količinama (Mn, Al, Si, Cu, B, Cl) za stimulativni rast biljke – mikroelementi
Mora se voditi računa o PLODOREDU KULTURA (šederna repa se može na istom zemljištu sejati svake 4 ili 5 godine)
ISHRANA BILJKE I ĐUBRENJE ZEMLJIŠTA
• Najpovoljniji rezultati u gajenju šederne repe postižu se upotrebom STAJSKOG i MINERALNOG ĐUBRIVA
• Za postizanje prinosa preko 40 t šederne repe po hektaru, potrebna je slededa količina đubriva:
– STAJSKOG ĐUBRIVA 30.000 kg/ha– AZOTNOG 80 – 160 kg/ha– FOSFORNOG (P2O5) 70 – 150 kg/ha– KALIJUMOVOG (K2O) 50 – 110 kg/ha
• U savremenoj tehnologiji proizvodnje repe, količina, vrsta i vreme unošenja đubriva određuju se na osnovu PRETHODNE ANALIZE ZEMLJIŠTA.
Nedostatak pojedinih elemenata u zemljištu
Sl. 3. Nedostatak fosfora
Sl.4. Nedostatak azota
Sl. 5. Nedostatak gvožđa
Sl. 6. Nedostatak magnezijuma
ZAŠTITA ŠEDERNE REPE
• Šederna repa od nicanja pa sve do prerade –izložena napadima štetočina i bolesti koje uzrokuju bakterije, gljivice, virusi.
Repina i lucerkina pipa Siva repina pipa Mali repin surlaš, repina muva
ŠTETOČINE
BAKTERIJE Bakterijski palež Krastavost repe Repina tuberkuloza
Siva plesan Crvena trulež Plamenjača, trulež lišda
GLJIVICE
VIRUSI Virus žutice
Virus mozaika
Sl.9. Virus žuticeSl. 10. Virus mozaika
PREPARATI
ZAPRAŠIVANJEM ili PRSKANJEM
- DDT preparatiNa bazi DIHLORIDFENILTRIHLOR ETANA
- HCH preparati
ZAŠTITA ŠEDERNE REPE
RAST i RAZVOJ ŠEĆERNE REPE
• Pri odgovarajudim uslovima TEMPERATURE I VLAŽNOSTI ZEMLJIŠTA, seme šederne repe isklija za 5 do 10 dana
• Pri vađenju šederne repe masa lišda čini oko 35 % do 50 % od mase korena
• Biljka dostiže:
– BOTANIČKU ZRELOST u drugoj godini vegetacije nakon sazrevanja ploda i semena
– BIOLOŠKU ZRELOST – kada počinje intenzivno izumiranje lisnog aparata
– TEHNOLOŠKU ZRELOST – najveda masa korena i sadržaj šedera
TEHNOLOŠKA ZRELOST ŠEDERNE REPE
• Biljka je dostiže u prvoj godini vegetacije i to kada su masa korena i sadržaj šedera u njoj najvedi, odnosno kada je najmanja masa lisne mase prema masi korena i kada je sadržaj i sastav nešedernih materija najpovoljniji za tehnološku preradu (asimilacija i disimilacija izjednačene) (maksimalni prinos: septembar-oktobar)
• MB faktor-mera TEHNOLOŠKE ZRELOSTI šederne repe:
MB = %1000·p
D-5p-gD – digestija
p – pepeo
g – gubici u preradi
QR – KOEFICIJENT ZRELOSTI
• Tehnološka zrelost šederne repe se može odrediti i na osnovu KOEFICIJENTA ZRELOSTI (QR), tj. iz odnosa sadržaja šedera u repi (D) i sadržaja natrijumoksida
QR =% šedera (D)
% Na2O·100
Tehnološki zrela je ona repa koja ima QR > 2
VAĐENJE ŠEDERNE REPE
• ŠEDERNA REPA (vađenje)
RUČNO (retko)
MEHANIZOVANO
(specijalne mašine-kombajni)
KOMBINOVANO
RUČNO-MEHANIZOVANO
PRIJEM ŠEDERNE REPE
• Šederna repa se dovozi sa njiva do PREUZIMAČKIH STANICA ili se prima DIREKTNO U FABRICI
RAD NA PREUZIMAČKIM STANICAMA Tako je organizovan da se
preuzimanje obavlja brzo
Put transportnog sredstva od ULAZNE do IZLAZNE VAGE ne bi smeo da traje više od 10 do15 minuta. Preuzimačke stanice treba da budu opremljene mehaničkim sredstvima za istovar i pretovar šederne repe.
OCENA TEHNOLOŠKOG KVALITETA ŠEDERNE REPE
• Kompleks • BIOLOŠKIH, • FIZIČKIH i• HEMIJSKIH• osobina šederne repe,
koje utiču na uslove tehnološkog procesa njene prerade, količinu proizvedenog šedera, količinu melase i sadržaj šedera u njoj
TEHNOLOŠKI KVALITET
METODI OCENE POJEDINIH SVOJSTAVA KVALITETA
• Oblik i veličina korena, stepen razvijenosti korena i bočnih korenčida, razmera lisne mase, oštedenje korena mrazom, uvenude
Hemijski sastav i fizičko-mehanička svojstva (otpor na rezanje, modul elastičnosti, zapreminska masa i uvelost repe....)
SENZORNA SVOJSTVA –IZGLED -
VIZUELNA TEHNIKA
ANALITIČKI
METODI
OSNOVNI KRITERIJUM ISKORIŠDENJA ŠEDERA (I)
• Sn – sadržaj saharoze u melasi – na bazi podataka o sadržaju pepela i α-amino azota u soku, ili iz ALKALITETNOG KOEFICIJENTA (AK) – odnos između sadržaja saharoze i alkalija
I = 100 (1- ) (% na digestiju repe)Sn
D
ČUVANJE ŠEDERNE REPE
• cilj da se što bolje očuva tehnološki kvalitet šederne repe od vađenja do prerade
KOLIČINE I KVALITETA SIROVINE
TEMPERATURE
RELATIVNE VLAŽNOSTI VAZDUHA
REPNA SKLADIŠTA
NAČIN
ČUVANJAzavisi od
• Da bi se šederna repa očuvala u svežem stanju, mora se voditi računa o stanju zrelosti šederne repe, njenom zdravstvenom stanju, načinu i vremenu vađenja, vremenskim prilikama, mehaničkim oštedenjima korena
• Optimalni uslovi u skladištu
– temperatura od 0oC do 2 oC
– relativna vlažnost vazduha od 93 do 95 %,
– sadržaj CO2 gasa 0,15 % do 0,20 %
– sadržaj kiseonika 18 do 20 %
• Za ZAŠTITU ŠEDERNE REPE tokom čuvanja, primenjuju se HEMIJSKA SREDSTVA koja inaktiviraju delovanje enzima, tako da se usporava proces DISANJA i SMANJUJE GUBITAK SAHAROZE, kao i sredstva za SPREČAVANJE RAZVOJA MIKROORGANIZAMA
PROCESI KOJI SE ODVIJAJU U ŠEDERNOJ REPI OD VAĐENJA DO PRERADE
• Šederna repa izvađena iz zemlje prestaje sa rastom i procesom akumulacije šedera, ali je i dalje živi organizam, pri čemu se odvija niz procesa fiziološke prirode:
– Disanje repe
– Gubitak vode venjenjem repe
– Prorastanje korena
– Promena hemijskog sastava
DISANJE REPE• Pri disanju, u normalnim uslovima, u prisustvu kiseonika iz vazduha,
saharoza se razlaže do CO2 i H2O uz oslobađanje toplote. Saharoza se prvo razlaže na glukozu i fruktozu, koje se zatim, u prisustvu enzima razlažu preko niza međufaznih produkata.
• ANAEROBNO disanje se odvija u odsustvu kiseonika. Produkti su alkohol i ugljendioksid.
C6H12O6 →2CH3CH2OH + 2CO2 + 117,2 (KJ)
• U prisustvu kiseonika AEROBNA RAZGRADNJA nastaje uz oslobađanje CO2 i H2O .
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 2822 (KJ)
• Intenzitet disanja se meri količinom CO2 izdvojenom pri disanju.
GUBITAK VODE VENJENJEM REPE
• Koren šederne repe, dok je u zemlji sadrži oko 75 % vode i oko 25 % suve materije
Zbog gubitka vode dolazi do VENJENJA REPE
Vreme čuvanja
(dani)37 61 86 111
Gubitak vode u %
na repu 0.9 2.7 6.1 12.7
PRORASTENJE KORENA
• Nepoželjan fiziološki proces koji dovodi do gubitka SAHAROZE.
• Što je veda količina proraslog korena to je vedi gubitak saharoze.
• Intenzitet se određuje iz odnosa mase prorasta i mase korena
PROMENA HEMIJSKOG SASTAVA delovanjem enzima i mikroorganizama
• U prisustvu SAHARAZE, INVERTAZE, koja u toku rasta biljke katalizuje nakupljanje saharoze, pri čuvanju repe dolazi do razgradnje saharoze.
• Enzimi PEROKSIDAZA I KATALAZA učestvuju u procesu disanja i drugim fiziološkim procesima.
• PEKTINESTERAZA, PEKTAZA, aktivira promene pektinskih materija.
Dolazi do razgradnje HEMICELULOZE, PEKTINSKIH MATERIJA, SAHAROZE...., a u repi se skupljaju GLUKOZA, FRUKTOZA, MALTOZA i drugi ugljeni hidrati.
Deo proteina se razlaže – povedava se sadržaj AMINOAZOTA, što dovodi do povedane količine MELASE.
U korenu se povedava sadržaj ORGANSKIH KISELINA – a sve utiče na
OPADANJE TEHNOLOŠKOG KVALITETA ŠEDERNE REPE.
2. BIOLOŠKO TEHNOLOŠKE OSOBINE ŠEDERNE REPE
Sl. 11. Vizuelni izgled korena šederne repe
Glava korena
Vrat korena
Bočno korenje
Telo korena
Rep korena
Do
2m
Do
1,7
5m
KOREN ŠEDERNE REPE
• GLAVA KORENA
VRAT KORENA
TELO KORENA
BOČNI KOREN
REP KORENASIROMAŠNI ŠEDERIMA
za ishranu stoke
Odseca se Odseca se
Uporebljava se za proizvodnju šedera
Najvedi deo saharoze
Crpi iz zemlje vlagu i rastvorene hranjive materije
VRSTE TKIVA U KORENU ŠEDERNE REPE
• PERIDERM – spoljašnji sloj – štiti repu od mehaničkih povreda, prodiranja mikroorganizama, sprečava brz gubitak vode usled isparavanja, kao i prodiranje vode u koren
• Ispod periderma i prožima ceo koren. U vidu koncentričnih krugova – svetlije boje. Služi za deponovanje hranjivih materija.
• Predstavlja snopide sudova raspoređenih u 1-12 koncentričnih krugova koji su tamnije boje. Služi za transportovanje hranjivih materija kroz biljku. Izgrađeno je od FLOEMSKOG i KSILEMSKOG tkiva.
– Služi biljci za kretanje organskih materija.
– Za kretanje vode i neorganskih mateirja.
Sa aspekta TEHNOLOGIJE najvažnije su PARENHIMSKE DELIJE, jer se u njima nalazi najvedi deo šedera.
ZAŠTITNO TKIVO
PARENHIMSKO TKIVO
SPROVODNO TKIVO
FLOEMSKO TKIVO
KSILEMSKO TKIVO
Sl. 12 . Raspored tkiva u korenu čederne repe - strana 41Sl. 12. Raspored različitih tkiva u korenu šederne repe
2- Parenhimsko tkivo
1- Zaštitno tkivo
3- Sprovodno tkivo
KSADRŽAJ SAHAROZE -nije ravnomerno rasporeĊen u svim delovima korena :
Ako je u telu korena –koncentracija saharoze 100%,
U glavi od 50 – 60 %
U vratu od 80 – 85 %
U repu od 91 – 94 %
Sl. 15. Raspored saharoze u korenu šederne repe
HEMIJSKI SASTAV ŠEDERNE REPE
Varira u zavisnosti od
• Sorte šederne repe
• Sastava zemljišta
• Uslova vegetacije
• Sadržaj saharoze u repi je između
• 12% i 25 %
Uobičajeno je da se šederna repa sastoji od :
75 % V O D E25 % SUVE MATERIJE
Vedi deo vode, oko 72,1 % nalazi se u vakuolama parenhimskih delija.U njoj su rastvorene ORGANSKE I MINERALNE MATERIJE:
Manja količina vode, oko 2,9 % na repu, NE ULAZI U SASTAV SOKA, jer je HIDRATNO VEZANA ZA SRŽ REPE – i zove seV E Z A N A VODA .
Ovaj rastvor se zove: N O R M A L N I
S O K R E P E
i repa ga sadrži u količini od 92,1 %
OD UKUPNE KOLIČINE SUVE MATERIJE
ŠEDERNE REPE
na SAHAROZUotpada
17,5 %
dok je 7,5 % suva materija ostalih
jedinjenja koja se nalaze uz SAHAROZU, a zovemo ih
N E Š E D E R I M A
dok NERASTVORNIH NEŠEDERA ima 5 % na repu i čine
S R Ž R E P E
Deo NEŠEDERA, oko 2,5 % na repu je RASTVOREN i zajedno sa vodom i saharozom nalazi se u sastavu NORMALNOG SOKA
ORGANSKI NEŠEDERI
• SA AZOTOM
– Belančevine
– Betain
– Aminokiseline
– Amidi i amonijum soli
• BEZ AZOTA
– Redukujudi šederi
– Pektinske materije
– Organske kiseline
– Masti
– Saponini
– Ostale materije
MINERALNE MATERIJE - SOLI
K2O; CaO; Na2O; MgO; P2O5; SO3
SASTAV SRŽI REPE
Celuloza
Hemiceluloze
Pektinske materije
Saponini
Mineralne materije
Proteini
SAHAROZA – C12H22O11
• Saharoza se sastoji od dva molekula monosaharida i to α-D-glukoze i β-D-fruktoze, koje su međusobno povezane GLIKOZIDNOM VEZOM u α-d-GLUKOPIRANOZIDO-β-D-FRUKTOFURANOZID
• Saharoza sadrži: 42,11% C, 6,43 % H i 51,46 % O
• Molekulska masa saharoze je 342,303
• Saharoza je u čvrstom stanju u kristalnom ili amorfnom obliku
SAHAROZA – C12H22O11
C
C
C
C
C
CH2OH
C
C
C
CH2OH
CH2OH
C
O
OO
H
HH
H
H
HH
HOH
OHHO
OHHO
FIZIČKE OSOBINE SAHAROZE
specifični toplotni kapacitet (Cp)(25oC) = 1,24 kJ/kgºK
provodljivost toplote kristala saharoze = 2,09 kJ/m h
specifična masa - gustina saharoze (25ºC) = 1,58 kg/m3
nasipna masa konzumnog šedera = 800 820 kg/m3,
pri nasipanju u sloju od 10 m = 1050 1100 kg/m3, a za šeder u kocki =
820 860 kg/m3
SISTEM KRISTALIZACIJE
TOPLOTNA SVOJSTVA
kristal je složen i predstavlja kombinaciju šest kristalografskih sistema
kristal čiste saharoze se topi na 185oC do186oC. U prisustvu nečistoda tačka
topljenja se snižava
FIZIČKE OSOBINE SAHAROZE
• Rastvorljivost saharoze zavisi od
RASTVORLJIVOST Saharoza je rastvorljiva u vodi, anilinu, piridinu, etilacetatu, amilacetatu, tečnom fenolu, tečnom amonijaku i smešama ALKOHOL–VODA i ACETON–VODA, dok je nerastvorljiva u gotovo svim organskim rastvaračima
TemperatureKoličine stranih primesa
(nečistoda)
FIZIČKE OSOBINE SAHAROZE
VISKOZITET
POVRŠINSKA AKTIVNOST
SPECIFIČNI TOPLOTNI KAPACITET
Viskozitet vodenih rastvora saharoze raste sa porastom koncentracije, a opada pri povišenju temperature
Saharoza spada u površinski aktivne materije.
Zavisi od koncentracije rastvora i temperature. Sa porastom koncentracije rastvora specifični toplotni kapacitet opada.
FIZIČKE OSOBINE SAHAROZE
PROVODLJIVOST TOPLOTE
KOEFICIJENTI DIFUZIJE
OPTIČKA AKTIVNOST
(polarimetrijski metod)
Smanjuje se pri povedanju koncentracije rastvora, a povedava se sa porastom temperature.
Zavise od koncentracije rastvora i temperature. Sa porastom temperature i koncentracije saharoze u g/100 g rastvora povedavaju se i koeficijenti difuzije.
Saharoza sadrži više asimetričnih ugljenikovih atoma i optički je aktivna. Skrede ravan kretanja polarizovane svetlosti UDESNO (što zavisi od koncentracije i temperature).
3. Priprema šederne repe za ekstrakciju
• A. DOPREMA I ISTOVAR REPE
ŢELJEZNIĈKIM
TRANSPORTOM
(smanjeno)
PLOVNIM OBJEKTIMA
(potpuno obustavljeno)
Zavisno od dnevnog kapaciteta PRERADE REPE, tehnološkog kvaliteta repe, faktora koji utiču na njeno očuvanje i vrste istovara repe, mora se obavljati PERMANENTNO PRADENJE i BLAGOVREMENA KOREKCIJA DNEVNIH PLANOVA VAĐENJA I DOVOZA REPE u fabriku.
DRUMSKIM MOTORNIM
VOZILIMA (uglavnom)
B) NAČIN ISTOVARA REPE
ZAVISI OD:• godišnjeg i dnevnog kapaciteta• sastava• vrste i količine nečistoda (zemlja sa repom)• mineralnih i organskih nečistoda• pitanja rešavanja otpadnih voda
VODENIMMLAZOM
MEHANIZOVANI ILI SUVI ISTOVARREPE
Vodeni istovar repe
Istovarna stanica
Praonica repe
Odvajač vode
Bunker za repu
Odvajač vode
Repna pumpa
Dozator repe
Izdvajanje nečistoda
Skladište za repu
Odlagač za repu
Transporteri
Lopatasti transporter za repu
Odvajač vode predpranje repe
Dozator repe
Izdvajanje nečistoda
Odvajač čvrste organske faze
Dekanter za vodu
Odvajač ulomaka
Sklladište repe
Odvajač ulomaka
Skladište repe
Mehanizovano pražnjenje skladišta
Transporteri
Praonica repe odvajač vode
Hidraulična separacija nečistoda
Bunker za repu
Pokretna ili stacionirana hidraulična platforma
Suviistovar repe
Transporteri
Izdvajanje nečistoda
Odlagač za repu
Separacija ulomaka
Alternativa A
Alternativa B
Zemlja odvoz iz fabrike
Obrada ulomakaobrada
Taložna polja
Nečistode
Voda+Ca(OH)2
Prerada ulomaka
Sl.21.Tok operacija kod vodenog i suvog istovara repe
VODENI ISTOVARREPE
SUVI ISTOVARREPE
Povoljan sa aspekta primenljivosti i u najtežim uslovima rada (sa najvedom količinom zemlje), pri niskim temperaturama (u zimskom periodu kampanje) i predstavlja JEDINO SIGURNO TEHNIČKO REŠENJE
Obavlja se: STACIONARNIM I POKRETNIM UREĐAJIMASuvo istovarena repa odlaže se na suva kratkoročna i dugoročna skladišta. Suvi istovar i MEHANIČKO čišdenje mineralnih i organskih nečistoda NE OBEZBEĐUJE ZAHTEVANU ČISTODU REPE te je neophodno da ide na dalju preradu – VODENIM TRANSPORTEROM (dodatno čišdenje i izdvajanje nečistoda).
Mehanizovani transport repe sa skladišta na preradu
PREDNOSTI(u odnosu na hidraulički transport repe)
•značajno smanjuje količinu krajnjih otpadnih voda;
•zahteva nižu specifičnu potrošnju električne energije;
•može se koristiti kod enormno visokog sadržaja nečistoda u repi
Izdvajanje MINERALNIH I ORGANSKIH NEČISTODA
Gornji sloj →neĉistoće lakše od vode
(lišće, trava i slama)
Srednji-vodeni
sloj→
repa (ima specifiĉnu teţinu
nešto veću od vode)
Donji sloj → primese teţe od repe
Ove NEČISTODE izdvajaju se pomodu POSEBNIH UREĐAJA
• HVATAČIMA KAMENA – TRAVE
F. PRANJE REPE
• U 1 cm3 vode na površini DOBRO OPRANE REPE nalazi se oko 1 milion raznih mikroorganizama, a na loše opranoj repi ~10 do 20 miliona!!
mora se
osloboditiREPA PRIMESAzemlja, pesak, kamen, lišde i trava
dođe na
REZALICE SASVIM ČISTA
RAD REZALICA, tj.KVALITET REPINIH REZANACA
jer od stepena čistode zavisi
ZADATAK PRAONICE REPE
• DA DOBRO OPERE REPU OD ZEMLJE,• DA ODSTRANI KAMEN, PESAK I DRUGE NEČISTODE,• DA OŠTEDENJA REPE, KAO I DRUGI GUBICI POLARIZACIONOG
ŠEDERA, BUDU MINIMALNI
•Prema načinu izvođenja operacija pranja repe i odvajanja nečistoda, •kao i na osnovu konstrukcije, mašine za pranje mogu biti:
• KORITASTE PRAONICE REPE (najčešde u nas)• PRAONICE REPE SA ROTACIONIM BUBNJEM (u fabrikama šedera, gde je primenjen sistem MEHANIZOVANOG suvog istovara i transportarepe na preradu)
G. REZANJE REPE
• Rezanje repe je PRVA i VRLO VAŽNA OPERACIJA U TEHNOLOŠKOM POSTUPKU PRERADE REPE, JER OD KVALITETA DOBIJENIH REZANACA ZAVISI KVALITET SOKOVA, NJIHOVA DALJA TEHNOLOŠKA PRERADA I SAMO ISKORIŠDAVANJE ŠEDERA IZ REPE.
• Repa se REŽE U REZANCE
da se omogudi ekstrakcija rastvorenog šedera iz delija na BAZI DIFUZIJE, pri čemu molekuli šedera prelaze iz REZANACA u VODU KOJA IH OKRUŽUJE.
REZANCITANJI – bide veda površina REPE u kontaktu sa VODOM i kradi put prelaza molekula šedera prilikom difuzuje.
• DIFUZIJA TEČE BRŽE, TRAJE KRADE I POD ISTIM USLOVIMA POSTIŽE SE BOLJA EKSTRAKCIJA ŠEDERA IZ REPE
•POSLE OBAVLJENE ekstrakcije rezance TREBA ODELITI OD ŠEDERNOG SOKA. To se postiže utoliko bolje, UKOLIKO SU REZANCI DEBLJI – što znači da repu treba sedi na krupnije komade.
•OBA ZAHTEVA su rešena tako što se REPA SEČE NA DUGE, TANKE REZANCE koji imaju OBLIK KROVA.
Rezanci KROVNOGOBLIKA omogudavaju BRZU DIFUZIJU, lakose mogu odvojiti odsoka jednostavnimCEĐENJEM kroz odgovarajude sito.
KVALITET REZANACA
• DOBRA EKSTRAKCIJA se može postidi samo AKO REZANCI IMAJU VELIKU POVRŠINU, AKO SU PODJEDNAKE DEBLJINE I AKO SU DOSTA DUGAČKI.
KVALITET REZANACA zavisi od:
dobro naoštrenih i regulisanihnoževa
kvaliteta SAME REPE
i od:
REZANCI KRADI OD 1 cm označavaju se kao MRVE i oni OTEŽAVAJU CIRKULACIJU SOKA.
SILINOV BROJ označava dužinu 100 g rezanaca izraženu u metrima, pri čemu se rezanci ispod 1 cm dužine izdvajaju kao mrve i obračunavaju se u procentima.
ŠVEDSKI BROJ predstavlja merilo za PROPUSTLJIVOST SLOJA REZANACA, a izražava se kao:
F =masa rezanaca dužih od 5 cm (iz 100 g
rezanaca)masa rezanaca kraćih od 1 cm
KVALITET REZANACA
kontroliše se:
SILINOVIM BROJEM (L)
ŠVEDSKIM BROJEM (F)
i:
4. EKSTRAKCIJA SOKA IZ REPE
B. FAKTORI KOJI UTIČU NA PROCES EKSTRAKCIJE
1. temperatura,
2. količina difuznog soka,
3. brzina ekstrakcione tečnosti,
4. vreme trajanja ekstrakcije,
5. kvalitet i osobine rezanaca,
6. osobine vode za ekstrakciju i
7. delovanje mikroorganizama.
1. TEMPERATURA →
Utiče na: plazmolizu repinih ćelija, brzinu
difuzije, promene na nerastvornom ćelijskom
tkivu i aktivnost mikroorganizama
Temperaturni reţim u ekstrakcionim uređajima zavisi od KVALITETA REPE koja se
prerađuje.
Pri preradi:
SVEŢE I ZDRAVE REPE →
Najviša temperatura zagrevanja NE SME DA
PREĐE 80 81oC, a srednja temperatura je
65 67oC
dok pri preradi:
MRAZOM OŠTEĆENE ili
DEFEKTNE REPE→ MAKSIMALNA TEMPERATURA iznosi 75oC
BITNO!!!
VIŠE TEMPERATURE na difuziji, pri svim drugim istim uslovima, POVEĆAVAJU
BRZINU DIFUNDOVANJA SAHAROZE; tako pri povišenju temperature sa 69o na 73oC
GUBITAK ŠEĆERA u izluţenim rezancima smanjuje se sa 0,25% na 0,20%, računato
na repu.
• Repini rezanci i difuzioni sok predstavljaju IZVANREDNU HRANLJIVU PODLOGU za veliki broj mikroorganizama, koji u svom metabolizmu koriste SAHAROZU.
• Tako, recimo u
• Intenzitet aktivnosti mikroorganizama uglavnom zavisi od temperature.
•
7. DELOVANJE MIKROORGANIZAMA
mikroorganizmi
mezofilni
termofilni
u rasponu od 50o do 70oC,optimum 55o do 60oC,> 70oC razmnožavanje prestaje
u rasponu od 15o do 45oC,optimum 30o do 40oC,> 50oC razmnožavanje prestaje
DIFUZIONOMSOKU
nađeni su
Leuconostoc mesenteroidesBacterium coliBacillus mesenteroidesBacillus subtilisBacillus Stearothermophylus
Poznati su:
RT – ekstraktor sa delijama; - DE SMET ekstraktor;
- Ekstrakcioni toranj BMA;- Ekstrakcioni toranj BUCKAU –WOLF;
- DDS ekstraktor.
ZAJEDNIČKO ZA SVE
KONTINUALNE EKSTRAKCIONE
APARATE
DA SE EKSTRAKCIJA ŠEDERA IZ REZANACAREPE IZVODI
KONTINUALNO
UZ STROGO POŠTOVANJE PRINCIPA PROTIVSTRUJNOG KRETANJA REZANACA IZ
SOKA PRI RAVNOMERNOM PUNJENJU ZAPREMINE APARATA REZANCIMA
5. ČIŠDENJEDIFUZIONOG SOKA
Čišdenje difuzionog soka
Pojam čišdenja
DIFUZIONOGSOKA
SVE MEHANIČKE OPERACIJEi
SVE HEMIJSKEi
FIZIČKO-HEMIJSKE PROCESE
koji omogudavaju da se iz njega dobije SOK VEDE ČISTODE, a iz koga se UPARAVANJEM i KRISTALIZACIJOM MOŽE IZDVOJITI
NAJVIŠE ŠEDERA
podrazumeva
ODGOVARAJUDEG KVALITETA
PRINCIPI ČIŠDENJA DIFUZIONOG SOKA
• Osnovni princip postupka za hemijsko čišdenje difuzionog soka primenom KREČNOG MLEKA I SATURACIONOG GASA nije se menjao od 1859. godine. Ovaj tzv. KLASIČAN POSTUPAK sastoji se iz:
IDEO
difuzioni sok se ALKALIŠEkrečnim mlekom
2% CaOna sok
IIDEO
prva sa-turacija
difuzioni sok se NEUTRALIŠE0,07-O,1% CaO
na sok
IIIDEO
druga sa-turacija
filtrovani sok nakon 1. satutacije SE SATURIŠE do alkaliteta pri kome u soku
ostaje najmanji sadržaj rastvornih Ca soli
0,008-O,025%CaO na sok
FILTRACIJOM SOKA POSLE DRUGE ZAVRŠNE SATURACIJE DOBIJA SE OČIŠDENI RETKISOK
DIFUZIONI SOK
CEĐENJE – mehaničko čišdenje
ALKALIZACIJA
oceđeni difuzioni sok
PRVA SATURACIJA
alkalni sok
saturacioni mulj – muljni sok 1. saturacije
FILTRACIJA
bistri sok posle 1. saturacije
DRUGA SATURACIJA
Saturacioni – muljni sok 2. saturacije
FILTRACIJA
RETKI OČIŠDENI SOK
I DEO
II DEO
III DEO
krečno mleko
saturacionigas
saturacionigas
saturacionimulj
saturacionimulj
*saturer – francuska reč – zaštititi
**SATRUACIJA ili KARBONATACIJA
Sl.32. Tehnološki postupak čišdenja DIFUZIONOG SOKA pomodu krečnog
mleka i saturacionog gasa
6. UPARAVANJE SOKA
obično se dobija
UPARAVANJE SOKA
• Svrha i obim uparavanja
100
9115
U industriji šedera na 100 kg
PRERAĐENE REPE
~125 kg
čistog retkog soka
~15% SM
koeficijent čistode ~91%
SM
što znači da u
RETKOM SOKU13,65% saharoze i
1,35% nešederaima
Izdvajanje VODE iz RETKOG SOKA u šederanama obavlja se u dve faze:
POSLE DOPUNSKOG ČIŠDENJA i FILTRACIJE gusti sok se u
PRVA FAZA
VODA se izdvaja uparavanjem na OTPARNIM STANICAMA, pri čemu se SOK koncentriše u
SIRUP sa koncentracijom od 65-70% SM.
U ovoj fazi ne dolazi do kristalizacije šedera, jer dobijeni GUSTI SOK sadrži još uvek dosta vode,
30-35% i nije zasiden šederom.
DRUGOJ FAZI
ukuvava dalje, pri čemu ŠEDER KRISTALIŠE, jer posle ukuvavanja u vakuum aparatima u dobijenom proizvodu - ŠEDEROVINA –
ostaje vrlo malo vode, 7-8%.
• obično dolazi do ZAPUŠENJA CEVI i PUMPI ŠEDEROM, a
• osim toga, GUSTI SOK pri visokoj koncentraciji postaje VISKOZAN, a to znatno OTEŽAVA DOPUNSKO ČIŠDENJE i FILTRACIJU.
jer variranjem
koncentracija GUSTOG SOKA
ne treba da pređe 70% SM
•sok može postati prezasiden i može početi KRISTALIZACIJA ŠEDERA
KOLIČINA VODE koju treba UPARITI na otparnoj stanici može se izračunati iz jednačine:
DIREKTNO IZRAČUNAVANJE MASE GUSTOG SOKA na bazi istih podataka:
pri čemu su obe SUVE MATERIJE izražene u ºBx.
gs
rs
B
BmRSmV 1
gs
rs
B
BmRSmGS
m – masa vode koju treba otpariti
mRS –masa RETKOG SOKA na 100 kg repe
Brs – suva materija retkog soka
Bgs – suva materija gustog soka
mGS – masa proizvedenog gustog soka
PRINCIPI UPARAVANJA
• NAJJEDNOSTAVNIJI način uparavanja RETKOG SOKA sastojao bi se u zagrevanju pojedinačnih otparnih aparata parom iz parnih kotlova. Pri takvom načinu rada trošila bi se velika količina toplote.
• U SAVREMENOJ industriji šedera primenjuje se PRINCIP VIŠESTEPENOG KORIŠDENJA PARE, usled čega se potrebna masa grejnog fluida višestruko smanjuje, tj.:
n
mVmP gde je
mV – masa vode koju treba upariti
n – broj stepeni višestepenog uparavanja
mP – masa pare koja je potrebna za proces uparavanja
UPARAVANJE(ima dva osnovna zadatka
u industriji šećera)
• da RETKI SOK KONCENTRUJE na optimalni sadržaj suve materije
• koji u industrijskim uslovima iznosi 65 75% SM
• da OBEZBEDI DOVOLJNO TOPLOTNE ENERGIJEza sve potrošače u šederani, a to su: ekstrakcija, čišdenje soka i kristalizacija šedera
HEMIJSKI PROCESI NA OTPARNOJ STANICI
U toku UPARAVANJA u SOKU se dešavaju izvesne HEMIJSKE
PROMENE
ŠEDER SE RAZLAŽE I POVEDAVA SE OBOJENOST
SOKA
TALOŽE SE NEKE KOMPONENTE SOKA
DOLAZI DO PROMENE ALKALNOSTI SOKA
7. KRISTALIZACIJA
ŠEĆERA
ZADATAK
KRISTALIZACIJE
ŠEDER IZ GUSTOG
SOKA TREBA IZDVOJITI
U OBLIKU KRISTALA
ISKORIŠDENJE
ČISTOG ŠEDERA
TREBA BITI
ŠTO VEDE
TREBA DOBITI
ŠTO MANJU KOLIČINU
MELASE
TEHNIKA KRISTALIZACIJE ŠEĆERA U
PRAKSI
KUVANJE ŠEĆERA U VAKUUM-APARATIMA
KUVANJE ŠEĆERA U VAKUUM-APARATIMA SE SASTOJI OD
VIŠE FAZA :
• PRIPREMNE OPERACIJE,
• KUVANJE DO POJAVE KRISTALNIH CENTARA,
• UNOŠENJE KRISTALIZACIONIH CENTARA (JEZGARA) U SIRUP,
• RAST KRISTALA,
• DOKUVAVANJE, STEZANJE I ISPUŠTANJE ŠEĆEROVINE.
Sl. 50. Postupak proizvodnje belog šedera kuvanjem tri proizvoda
RAFINISANJE SIROVOG ŠEĆERA
SASTAV SIROVOG ŠEĆERA
SIROVI ŠEĆER
Prosečan sastav sirovog šedera
- SAHAROZA 95,0 %- ORGANSKI NEŠEDERI 1,8 %- NEORGANSKI NEŠEDERI – SOLI 1,0 %- VODA 2,2 %
SUŠENJE KRISTALA
SADRŽAJ VLAGE 0,03 %TEMPERATURA 30°C
DANAS SE U INDUSTRIJI ŠEĆERA PRIMENJUJE VIŠE TIPOVA SUŠNICA ZA ŠEĆER OD KOJIH TREBA POMENUTI TRI RAZLIČITA SISTEMA :
• SUŠNICA U OBLIKU BUBNJA ZA SUŠENJE I HLAĐENJE ŠEĆERA
• SUŠNICA ZA ŠEĆER U OBLIKU BUBNJA SA TURBINSKIM HLADNJAKOM
• SUŠNICA ZA SUŠENJE I HLAĐENJE ŠEĆERA U FLUIDIZOVANOM SLOJU.
ŠEĆER KRISTAL “N”
red.
KONTROLNE OPERACIJE važnost metoda
obim
br. kontrole
1.0 SENZORNE KARAKTERISTIKE
1.1 Izgled:
prozirni kristalići u masi potpuno bele boje, K vizuelno i 100%
mehaničkih primesa; vodeni rastvor ( 1 deo šećera čulom ukusa
na dva dela vode ) bistar ,slatkog ukusa i bez taloga ,
a reakcija na lakmus neutralna
1.2 Miris i ukus:
bez mirisa, veoma izraženog slatkog ukusa
2. FIZIĈKO – HEMIJSKE
KARAKTERISTIKE
2.1 Polarizacija minimum 99,7 K 100%
2.2 Gubitak tokom sušenja max 0,10 % K 100%
2.3 Sadržaj invertnog šećera max 0.04 % K 100%
2.4 Ostatak SO2 max 15 mg/kg K
sertifikat
dobavljaĉa 100%
2.5 Sredstvo za beljenje i bojenje K
sertifikat
dobavljaĉa 100%
2.6 Prema ukupnom broju bodova šećer i ekstra beli K
sertifikat
dobavljaĉa 100%
šećer razvrstavaju se u tri kategorije kvaliteta
koje
su date u prilog. Prema matrici bodovanja daje
se
1 bod za svako obeleţje kvaliteta i to: za
0.0018 %
pepela, za 0.5 jedinica tipa boje 17.5 za boju u rastvoru
PRILOG : Kategorija kvaliteta
I II III
a)
Sadržaj pepela max bodova –hemijskom
metodom 6 +( - ) 0.5 15 + ( - ) 1.0
b)
Boja u rastvoru, max bodova – vizuelna
tehnika 3 +( - ) 0.5 6 + ( - ) 1.0
c) Tip boje kristala, max bodova- vizuelna tehnika 4 +( - ) 0.5 9 + ( - ) 1.0 12
Ukupan broj bodova , najviše 8 +( - ) 1.0 22 + ( - ) 2.0