Potravinářské a biochemické technologie

Potravinářské a biochemické technologie část Technologie cukru

© P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr

1


2

VÝROBA CUKRU V ČR A VE SVĚTĚ Počátky průmyslové výroby cukru u nás - rok 1831 Výroba cukru v ČR - ročně 370 - 500 tis. t - tuzemská spotřeba cukru 400 tis. t za rok Výrobní náklady - 16.000 Kč/t Rozhodující nákladové položky: cena cukrovky 53 % doprava a příjem cukrovky 7% výrobní náklady cukrovaru 36 % skladování cukru 4%


3

Světová výroba cukru pouze 20 % je z cukrovky 180

160

140

(mil. t)

120

100

80

60

40

20

0 2000/01

2001/02

2002/03

2003/04

2004/05


2005/06

2006/07

2008/09

4

Světové ceny cukru nejsou odrazem výrobních nákladů - řídí se tržním mechanismem nabídky a poptávky - stavem světových zásob cukru 2003 185 – 244 USD/t 2007 330 – 387 USD/t 2004 202 – 241 USD/t 2008 330 – 395 USD/t 2005 258 – 330 USD/t 2009 379 – 383 USD/t 2006 378 – 481 USD/t Vývo světových cen bílého cukru USD/t 600

500

400

300

200

100

Ney York, surový cukr, USD/lb © P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr

5

IX -0 7 XI -0 7

07 V07 VI I-0 7

I- 0 7

III -

06 V06 VI I-0 6 IX -0 6 XI -0 6

I- 0 6

III -

XI -0 5

IX -0 5

05 V05 VI I-0 5

I- 0 5

III -

04 V04 VI I-0 4 IX -0 4 XI -0 4

I- 0 4

III -

IX -0 3 XI -0 3

03 V03 VI I-0 3

III -

I- 0 3

0


6

Charakteristické ukazatele řepařství a cukrovarnictví

výnos cukrovky (t/ha) plocha na pěstitele (ha) cukernatost P (%) výtěžnost η (%) výnos polar. cukru (t/ha) výnos rafin. cukru (t/ha) zprac. kapacita (t/d)

ČR (nejlepší)* EU 60 80* 65 10 17-18 19* 90,5 10,3 13,4* 9,4 11,7* 5000 10000

výnos PC = P x výnos řepy / 100 © P.Kadlec, výnos RC E.=Šárka η x- PTB-cukr výnos PC / 100

7

CUKR A JEHO POUŽITÍ • v lidské výživě • k chemickým a biochemickým transformacím Dlouhodobá skladovatelnost Relativně nízká cena

CUKR • •

zajišťuje podstatnou dávku celkového příjmu energie široká nabídka průmyslově a dílensky vyráběných potravin přímá spotřeba v domácnostech funkce cukru: • sladidlo • ochucovadlo • konzervační činidlo • látka dodávající potravinám objem • látka upravující texturu potravin • fermentační substrát Spotřeba cukru v ČR - 40 kg na osobu a rok Základní výživový směr - snížení spotřeby cukru asi o 30 % Vyšší spotřeba cukru a výskyt různých onemocnění © P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr

8

CUKR JAKO SUROVINA PRO CHEMICKÉ A BIOCHEMICKÉ TECHNOLOGIE pouze 5 % světové produkce cukru se využívá k nepotravinářským účelům produkty chemické či biochemické transformace sacharosy jsou biologicky odbouratelné a nejsou toxické Možnosti výrob, vycházející ze sacharosy: • fermentační zpracování na bioetanol, následné využití jako palivo nebo přísada do pohonných směsí • klasické kvasné výroby - líh, droždí, organická rozpouštědla a kyseliny (citronová) • produkty chemické transformace sacharosy (sorbit, vitamin C, kyselina glukonová, 5-hydroxymethylfurfural aj.)


9

ZÁKLADNÍ ANALYTICKÉ POJMY


10

SLOŽENÍ CUKROVKY sušina 23 – 25 %

dřeň 5%

sacharosa

rozpustné necukry

16 – 18 %

2,5 %


11

surovinové laboratoře stanovení obsahu minerálních a rostlinných příměsí analytické stanovení obsahu cukru sodíku a draslíku amidického dusíku výpočet předpokládané výtěžnosti rafinovaného cukru, resp. ztrát cukru ve vyrobené melase podle složení cukrovky


12

Schéma výroby cukru


13

teplota < 80°C, doba < 120 min pH 5,8


14

Čištění šťávy - epurace Hlavní cíl: 1) odstranit maximální podíl necukrů (30 - 40 %) 2) neutralizovat kyselou reakci surové šťávy 3) minimalizovat rozklad sacharosy 4) dezinfikovat šťávu 5) odstranit částice pevných látek K epuračnímu procesu se používá: • vápenné mléko (suspenze Ca(OH)2 a CaO ve vodě) • saturační plyn (obsahující 30 % obj. CO2) © P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr

15

Surová šťáva Q=86-90 % předčeření pH 11 dočeření

pH 12,5

pH 11

Válcová vápenka

Saturační kal plnicí komora

P< 1%, S > 60 %

dvojitý uzávěr pH 9, t 95 °C

indikátory hladiny

lehká šťáva, S=16 % Q=90-93 %

vyprazdňovací zařízení

těžká šťáva S=60-65 % © P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr

16

1. saturace Hlavní cíl - vysrážet krystalický uhličitan vápenatý, na jehož povrchu se adsorbují barevné látky, povrchově aktivní látky a další necukry Základní srážecí reakce Ca(OH)2 + H2CO3 ---> CaCO3 + 2 H2O Hydratace CO2 Doplňkové fyzikálně chemické čištění srážení a krystalizace uhličitanu vápenatého adsorpce necukrů na povrchu uhličitanu vápenatého rozpouštění plynného oxidu uhličitého teplota 80 – 85 °C končí se při pH 11 © P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr

17

Schémata filtrace


18

nádrž na přípravu flokulantu nádrž na dávkování flokulantu vlastní těleso dekantéru přepadová hrana na dekantát uklidňující přepážka stěrač kalu nátočná trubka

regulace odtoku (kontinuální) © P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr

19


20

zahušťovací filtry • 1 – nádoba filtru, 2 – rozdělovací hlava, 3 – přívod kalné šťávy, 4 – odvod filtrované šťávy, 5 – zpětný proplach filtrovanou šťávou, 6 – odvod zahuštěného kalného podílu, 7 – výpust obsahu filtru, 8 – proplach kyselinou, 9 - průlez • Úprava VUC: Rozdělovací hlava je nahrazena systémem klapek © P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr

21

Odpařování šťáv Hlavní úkoly odparky: 1. zahustit šťávu na 60 - 65 % 2. zásobit provoz cukrovaru topnou párou na zahřívání

15 %

65 %


22

Krystalizační proces: 1) nukleace (vznik zárodků) 2) růst krystalů · podmínkou je existence přesyceného cukerného roztoku· • při průmyslové krystalizaci cukru se pracuje v tzv. metastabilní oblasti · nedochází zde k tvorbě nových zárodků, pouze k růstu krystalů · oblast přesycení vhodná pro odpařovací i chladicí krystalizaci

Pracovní operace při svařování a zpracování cukrovin jsou: zahušťování sirobu, odpařovací krystalizace, chladicí © P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 23 krystalizace

Q=60-65 %


24

nádrž na mísicí sirob

surový cukr drtič hrudek afinační mísidlo

voda

záděl tekutý cukr

odstředivka zelený af.sirob

bílý af.sirob

afináda

klér

0,05 % vody nádrže

rozpouštěcí pánev


25

Druhy cukru podle Zákona o potravinách Skupina Cukr extra bílý

podskupina

krystal směs krystalů stejnoměrného zrnění, volně sypká krupice směs menších nebo rozdrcených krystalů, stejnoměrného zrnění, volně sypká moučka volně sypaná směs jemně mletých drcených krystalů Cukr bílý krystal krupice moučka Cukr polobílý krystal krupice moučka Cukr moučka s obsahem protihrudkujících látek (nejvýše 3 %) Tvarovaný cukr (kostky, bridž, homole) Cukr s přísadami Přírodní cukr sypký, zrnitý, světle žlutý krystal Kandys směs velkých krystalů a srostlic, žluté až hnědé barvy Tekuté výrobky invertovaný sirob © P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 26 karamel

Potravinářské a biochemické technologie

Recommend Documents