Как открыть свой бизнес по производству сахарного песка. Технология производства сахара

Пищевая промышленность всегда наиболее устойчива к конкурентным изменениям на рынке, поскольку спрос на продукцию в этой сфере стабилен. Существует несколько высокорентабельных производств. Одно из них - производство сахарного песка. Его можно считать перспективным и прибыльным видом бизнеса.

О производстве сахара

Сахарное производство является достаточно крупной отраслью пищевой промышленности. Оно насчитывает около 320 предприятий. Они специализируются на выпуске продукции, которая делится на сахарно-песочную и сахарно-рафинадную.

Как правило, сахарно-песочные заводы локализуются вблизи мест посева сахарной свеклы и функционируют сезонно. Производство сахарного песка на современных предприятиях довольно масштабное. Так, на больших и хорошо оснащенных заводах может перерабатываться до 6 тыс. тонн свеклы.

Сахарно-рафинадное производство предполагает выработку кускового сахара-рафинада или рафинированного сахарного песка. Такие заводы размещаются в крупных городах и могут работать круглый год.

Особенности сахара

И сахар-рафинад, и сахар-песок - высококачественные продукты питания, которые характеризуются сладким вкусом. Кроме этого, это практически чистая сахароза. Она легко и полностью может усваиваться организмом, позволяя быстро восстанавливать утраченную энергию.

Она является дисахаридом, который под воздействием ферментов распадается на глюкозу и фруктозу. Кроме этого, сахароза легко растворяется в воде и образует перенасыщенные растворы. При повышении температуры ее растворимость увеличивается.

Сахароза может быть в кристаллическом или аморфном состоянии. Если говорить о химической структуре, то сахар - это слабая многоосновная кислота, которая при взаимодействии со щелочными или щелочноземельными металлами дает соединения под названием "сахараты".

Следует отметить, что благодаря фруктозе инвертный сахар гигроскопичен, поэтому замедляет очерствение хлеба, предупреждает процесс засахаривания варенья, а также не дает высыхать зефиру, мармеладу, помадке или иным кондитерским изделиям.

Анализ рынка сахара

Производство сахарного песка всегда остается перспективным, поскольку сахар был и останется товаром первой необходимости. Он всегда пользуется стабильным спросом, который не проходит.

Следует отметить, что сахарный бизнес характеризуется быстрыми темпами роста. Это связано с реконструкцией заводов и увеличением их производственных возможностей. Кроме этого, можно заметить положительную динамику употребления сахара населением.

Так, если указывать статистические данные, то человек потребляет примерно 20 кг этого продукта в год, не считая того количества, которое входит в состав других лакомств. И хотя врачи не рекомендуют употреблять много сладкого, считая, что это негативно влияет на здоровье, общее функционирование организма и может привести к сахарному диабету, спрос на сахар не снижается. Именно поэтому качественный бизнес-план сахарного завода - хорошая возможность организовать продуманное производство и получить неплохую прибыль.

Особенности составления бизнес-плана сахарного завода

С технологической точки зрения, производство сахарного песка сложное и трудоемкое дело, которое требует дорогого оборудования, значительных финансовых затрат, а также большого количества профессиональных работников. Чтобы грамотно войти в индустрию сахара и успешно в ней реализоваться, нужно четко выяснить все особенности данного бизнеса. Для этого и составляют бизнес-план сахарного завода.

Это чрезвычайно важный документ, который способен определить будущее предприятия. Именно при помощи него выясняют рентабельность завода, его возможности получить инвестиции и пользоваться спросом, а также уровень, до которого удастся увеличить производство. Ошибки в расчете недопустимы, поскольку открытие такого предприятия требует значительных вложений.

Объем рисков зависит от стоимости оборудования, аренды помещений, которые будут использоваться в качестве складов, а также от затрат на запуск самого производства. Значение имеет закупка необходимого сырья, получение разных разрешений, а также размеры заработной платы.

Ключевые пункты в бизнес-плане сахарного завода

Чтобы открыть новое производство сахара, нужно провести расчеты в зависимости от ситуации на рынке и особенностей рабочего процесса. Следует отметить, что бизнес-план составляют минимум на 3 года и постоянно обновляют. Рекомендуется собрать следующую информацию:

Общие данные о проекте и сахарном рынке. Нужно определить, каковы актуальность и перспективы открытия завода. Анализ рынка, спроса и конкурентной среды, предположение о доходности также имеют большое значение.
Определение миссии и стратегии. Чтобы производство было успешным, следует сформулировать миссию, которая является социальной идеей будущей компании, а также стратегию - план действий, которые помогут достичь поставленные задачи.
Выяснение перечня всех необходимых документов.
Финансовая часть. Следует определить все расходы и запланированную прибыль.
Технологическая линия для производства сахара.
Стратегия сбыта готовой продукции.
Кадровая политика.

Сырье для сахарного бизнеса

Для изготовления сахара применяют такое сырье:

сахарный тростник, который наиболее активно используют предприятия Бразилии, Кубы и Индии;
сахарная свекла - производство свекловичного сахара распространено в США, России, Германии и Франции;
сок пальмы - применяется в Юго-Восточной Азии;
крахмальный рис - солодовый сахар производится в Японии;
стебли сорго - сахар из данного сырья изготавливают в Китае; следует отметить, что он не имеет конкурентных преимуществ, если его сравнивать со свекольным или тростниковым.

Если указывать виды сахара по способу изготовления, то выделяют сахар-сырец. Это отдельные кристаллы, состоящие из сахарозы. Существует также сахарная пудра. Это тщательно измельченные сахарные кристаллы. Как правило, сахарную пудру применяют в кондитерской отрасли. Основным видом можно назвать сахар-песок. Он является кристаллами сахарозы, размеры которых составляют примерно 2,5 мм. Если изготавливается продукт из очень чистого вещества, то говорят о сахаре-рафинаде.

Особенности корнеплодов свеклы

Сахарная свекла - важная составляющая в производстве сахара. Это двухлетнее растение, которое является устойчивым к засухе. В первый год выращивают корнеплоды с мощной корневой системой. На следующий год появляются новые розетки листьев, а также стебли с цветами и семенами.

Следует отметить, что в производстве сахара применяют корнеплоды только первого года развития. Они являются мясистыми и сильно уплотненными участками корневой системы, имеют цилиндрическую форму. Масса корнеплода составляет в среднем 200 грамм. Его мякоть состоит из микроскопических клеток, которые выполняют различные функции. Внешняя ткань является защитной, называется перидермой. Основная ткань - паренхима, которая накапливает в своих клетках свекольный сок. Он богат сахарозой и другими веществами в растворенном виде.

Следует отметить особенность строения паренхиматозных клеток свеклы. Они имеют оболочку, которая состоит из клетчатки. Стенки ее имеют полупроницаемую протоплазму с белками и окружают вакуоль, содержащую свекольный сок. Они не пропускают из нее растворенные вещества, поэтому, для того чтобы добыть сахар из клеток свеклы, следует прогреть протоплазму до температуры, при которой проходит свертывание ее белков.

Особенности химического состава свеклы

Качество и количество продукции, которую получают при специальной переработке сахарной свеклы, зависит от ее химического состава. Соотношение различных компонентов, в свою очередь, зависит от семян, которые применяют при выращивании, а также от климатических условий.

Если говорить в общем, то сахарная свекла содержит 75% воды, остальное составляют сухие вещества. Если делать перерасчеты на 75 кг воды, то 3 кг удерживают коллоиды, а 72 кг выступают в роли растворителя с 17,5 кг сахарозы и с 2,5 кг несахарных соединений. Существует важный показатель - чистота свекловичного сока. Это процентное соотношение содержания сахарозы и количества сухого вещества.

Как правило, первое число (данный показатель иногда еще называют сахаристостью) колеблется в пределах 15-22%. Это значит, что среднее содержание сахарозы в свекле составляет 17,5%.

Если указывать содержание сухих веществ в готовой продукции, то их доля в сахаре-песке составляет 99,75%, а в сахаре-рафинаде еще больше - 99,9%.

Этапы производства

Производство сахарного песка - своеобразный процесс, который характеризуется следующими стадиями или этапами:

подача сахарной свеклы, ее очистка от разных примесей;
получение сахарной стружки и диффузного сока из нее;
очистка полученной жидкости;
сгущение сока путем выпаривания;
варка утфеля и получение сахара в форме мелких кристаллов;
сушка и охлаждение сахара-песка с последующим его хранением.

Так, процесс производства сахара из свеклы включает ее мытье и очистку, взвешивание и нарезку в стружку, которую помещают в специальный диффузор. Здесь проходит экстракция сахара из растительной массы при помощи горячей воды. При этом получают диффузионный сок с сахарозой, а также жом. Это свекольная стружка после стадии экстракции, которую могут использовать для производства животного корма. Далее проходят стадии, которые позволяют очистить диффузионный сок и получить кристаллы сахара.

Каким образом получают сахарные кристаллы?

После того как получен диффузионный сок, его смешивают с известью в сатураторе. Далее полученный раствор нагревают и пропускают через него диоксид углерода.

В результате проходит фильтрация, при которой получают «очищенный» сок. Иногда на этой стадии применяют ионообменные смолы.

Тогда такой «очищенный» сок выпаривают, получая сироп, содержащий 65% сахара, а также проводят кристаллизацию в специальных вакуум-аппаратах при 75 °С. При этом получают утфель первой кристаллизации.

Он представляет собой смесь сахарозы и мелассы, которая попадает в мешалку, утфельраспределитель и центрифуги. Кристаллы сахара, которые остаются в последнем устройстве, отбеливают и действуют на них паром, в результате чего получают привычный кристаллический сахар.

Следует отметить, что производство сахара из тростника характеризуется аналогичным технологическим процессом. Отличием является отсутствие стадии экстракции (тростник просто отжимают), а также способ очистки полученного сока (его обрабатывают значительно меньшим количеством извести).

Оборудование для производства сахара из свеклы

Чтобы наладить производство сахара, нужно приобрести комплекс специализированного оборудования. При помощи него можно подготовить свеклу к дальнейшему технологическому процессу.

В данный комплекс оборудования входят:

сахароподъемная установка;
гидротранспортер;
песко-, ботво- и камнеловушка;
водоотделитель;
машина для мойки свеклы.

Если указывать оборудование для производства сахара, главная линия машин включает следующее:

конвейер, оборудованный магнитным сепаратором;
свеклорезка;
весы;
диффузная установка;
шнековый пресс;
сушка для жома.

Кроме этого, при производстве сахара используют фильтры, нагревательные устройства, сатураторы и сульфинаторы, а также отстойники, аппараты дефекации. Оборудование, которое считается наиболее энергозатратным, - это вакуум-аппарат, центрифуги и выпарные установки с концентраторами. Если требуется максимальная автоматизация производства, то следует приобрести виброконтейнер, вибросито, а также охлаждающе-сушильную установку.

Особенности покупки оборудования для сахарного бизнеса

Оборудование для производства сахара можно приобрести несколькими способами. Можно осуществить самостоятельную компоновку из разных машин (в том числе и неспециализированных), купить линию устройств или целый завод, который уже был в использовании, приобрести готовый бизнес по сахарному производству или абсолютно новые приборы. Первый вариант наиболее экономичен, но может применяться только людьми, которые в совершенстве разбираются в технике.

Значительным плюсом покупки недействующего сахарного завода является развитая инфраструктура и разработанная сетка поставщиков. Но следует помнить и о серьезном минусе - он может иметь изношенную аппаратуру и быть просто непригодным для прибыльного производства.

Если покупать новый готовый сахарный завод, то следует тщательно все взвесить, ведь расходы немаленькие. Внимание следует уделить качеству оборудования, поскольку предыдущий владелец мог его сильно амортизировать даже за несколько лет работы. Для оптимальной оценки технического состояния машин лучше проконсультироваться со специалистом.

Самостоятельно открыть сахарный завод сложно из-за слишком высоких материальных затрат.

Особенности организации сахарного производства

Оптимальным вариантом является организация бизнеса, который предусматривает налаживание выпуска продукции с ориентацией на небольшой город или даже на отдельный городской регион.

При этом мини-завод по производству сахара из свеклы может стать неотъемлемой частью прибыльного дела. Впоследствии его можно будет расширить, выходя на более высокий уровень и увеличивая объемы изготовления и сбыта.

Следует отметить, что производство сахара почти все автоматизировано, если не учитывать сбор урожая и первичную обработку корнеплодов. Именно поэтому вопрос набора штата сотрудников не является первостепенной задачей.

Наиболее важным в этом деле становится качественное оборудование, которое бы характеризовалось долговечностью и надежностью, а также высоким уровнем производственных возможностей.

Кроме этого, нужно помнить, что при планировании сахарного завода следует учитывать не только инвестиции и доход от продажи основной продукции, но и прибыль от реализации отходов, образующихся при производственном процессе.

Если учесть все особенности сахарного бизнеса, хороший заработок гарантирован.

Экономические показатели работы небольшого цеха по производству сахара, размещенного на 100 кв. м, при условии оформления помещения в аренду и самостоятельной подборки оборудования.

Среди всей пищевой промышленности можно выделить ряд видов деятельности, которые отличаются высокой рентабельностью, благодаря тому, что их продукция употребляется практически каждым человеком. Так, одной из перспективных бизнес-идей, даже для начинающих предпринимателей, является организация сахарного производства.

Регистрация и организация бизнеса

Прежде всего бизнесмен должен зарегистрировать свое производство в соответствии с установленными правилами закона. Для этого необходимо поставить выбранную деятельность на государственный учет, посредством подачи заявления в местную инспекцию ФНС.

Для ведения такого бизнеса можно выбрать одну из следующих форм собственности:

Наиболее оптимальным вариантом является ООО. Оно позволит работать организации с крупными покупателями, что немаловажно для получения высоких финансовых результатов.
Можно зарегистрировать и ИП, но данная форма не позволяет заключать контракты с крупными потребителями.

Необходимая документация

Для законной работы предприятия по выпуску сахара потребуется следующий перечень необходимой документации:

свидетельство о постановке предприятия на государственный учет;
заключение пожарной службы о соответствии производственного помещения всем нормам безопасности;
сертификат качества продукции, фиксирующий ее соответствие требованиям специальным ГОСТам;
сертификат уровня производства от Ростехнадзора;
санитарно-эпидемиологическое заключение.

Список обязательных документов для сахарного производства лучше всего уточнять заранее, так как он может разниться в зависимости от законных норм, устанавливаемых региональными органами власти.

Помещение и оборудование

Помещение будущего сахарного производства должно отвечать всем законным требованиям, предъявляемым к организациям, выпускающим пищевую продукцию. Что касается его площади, то эти размеры зависят от планируемых объемов производства, а также количества и габаритов оборудования. Так, для организации сахарного мини-завода потребуется не менее 80-100 кв. м. Кроме того, в помещении должны быть предусмотрены следующие зоны:

основной производственный цех;
склады для хранения сырья и готовой продукции;
бытовые комнаты для персонала;
комнаты личной гигиены.

Важно чтобы складские помещения были сухими и хорошо проветриваемыми, так как сахар легко впитывает в себя любой аромат.

Особое место в организации бизнеса по производству сахара занимает процесс выбора и приобретения необходимого оборудования. В этом вопросе можно воспользоваться одним из двух вариантов:

В большинстве случаев сахар изготавливается из сахарной свеклы. Для такого производства потребуется следующий перечень обязательного оборудования:

Для этапа обработки сырья:

устройства для мытья свеклы;
ловушки для камней, ботвы и песка;
агрегат, отделяющий воду;
гидротранспортер;
установка по подъему свеклы.

Для основного производственного этапа:

сушилки для жома;
шнековой пресс;
диффузионные аппараты;
весы;
машины по резке свеклы;
конвейеры, оснащенные магнитным сепаратором.

Для этапа очистки сока:

несколько отстойников, сульфитаторов и сатураторов;
устройства дефекации;
фильтры с подогревом.

Для завершения производственного процесса:

выпарная конструкция, обеспеченная концентратором;
несколько центрифуг и вакуум-устройств;
машина для сушки и охлаждения;
специальные сито и конвейер, работающие при помощи вибрации.

Сырье и поставщики

Традиционным сырьем для производства сахара выступает свекла, выращенная отечественными сельхозпроизводителями. При этом поставщиками сахарного овоща могут быть и зарубежные предприятия из Германии, Франции и США.

Также на современных сахарных производствах стали использовать и альтернативные варианты в виде импортного сырья, такого как:

стебли хлебного сорго, поставляемые из Китая;
просо или крахмалистый рис, поставляемый из Японии;
сок пальмы, поставляемый странами Юго-Восточной Азии;
сахарный тростник, основными поставщиками которого являются Куба, Индия и Бразилия.

Технология производства

Технологический процесс по изготовлению сахара представляет собой довольно сложную последовательность операций, для осуществления которых необходимо полный набор специального оборудования.

Традиционная технология производства сахарного материала включает в себя следующие этапы:

Если в качестве сырья используют свеклу, то ее моют, сушат и нарезают тонкой стружкой. Затем, добавляя к массе горячей воды диффузионным методом получают сок коричневого цвета, который сначала очищают известью, а потом фильтрующим прессом. В результате он приобретает желтоватый оттенок.

Выход готовой продукции составляет около 12-16% от объема исходного сырья.

Персонал

Для бесперебойной работы производства необходимо позаботиться и о минимальном кадровом составе, в котором нужно обязательно учесть следующие должности:

управляющий (директор) компании;
специалисты, трудящиеся на производственной линии (рабочие) не менее 10 единиц;
механик;
менеджер по закупкам и продажам;
кладовщики;
уборщики;
охранники.

Кроме того, даже для небольшого завода, существует необходимость в создании финансового отдела, в котором будут трудиться бухгалтеры, ведущие текущий учет и налоговую отчетность и экономист, занимающийся планированием и расчетами перспектив.

Реклама и сбыт

Несмотря на то что сахар является общепотребляемым продуктом, пользующимся не спадающим спросом, предпринимателю, планирующему открыть его производство необходимо уделить особое внимание разработке маркетинговой политики.

Дело в том, что конкуренция в данном сегменте рынка довольно высока, а потому чтобы выделить свое предприятие среди подобных компаний рекомендуется:

разработать свой бренд;
предусмотреть для готовой продукции интересную тару, которая будет украшена логотипом производителя;
создать официальный сайт компании, который будет отражать информацию о ее технологических и ценовых преимуществах.

Для того чтобы бизнес-проект в дальнейшем стал успешным, необходимо тщательно продумать каналы сбыта своей продукции. Так, любой вид сахара можно реализовывать оптовыми партиями следующим покупателям:

организациям общественного питания;
крупным продуктовым магазинам;
производственным компаниям, выпускающим кондитерские изделия и консервы.

Для стабильной прибыли хорошо, если получится заключить договоры с ресторанами, гостиницами и домами отдыха, причем расположенными не только в регионе работы производства, но и за его пределами. Также для получения дополнительного дохода, важно предусмотреть варианты сбыта отходов производства:

жома;
мелассы;
патоки.

Их можно продавать поставщикам сырья или обменивать по договору бартера.

Финансовая составляющая бизнеса

Открытие сахарного производства является перспективной бизнес-идеей. Но важно учитывать, что его создание требует наличия существенной суммы стартового капитала, поэтому чтобы в будущем такое предприятие не обанкротилось и приносило прибыль, еще на этапе его проектирования важно грамотно оценить экономическую эффективность его потенциальной деятельности. Для этого необходимо определить стоимость открытия и поддержания бизнеса, размер будущих доходов и срок его окупаемости.

Стоимость открытия и поддержания

Размер первоначальных вложений для открытия бизнеса по производству сахара зависит от выбранного способа его организации:

Если планируется купить уже готовый мини-завод, то для этого потребуется не менее 30 млн рублей. Кроме того, к этой сумме также стоит добавить затраты на закупку сырья, рекламу, оформление разрешительной документации и возможный ремонт, сумма которых может варьироваться от 1 до 5 млн рублей.
Для начинающих предпринимателей наиболее оптимальный вариант – это аренда подходящего помещения, его ремонт и отдельная закупка производственных линий. Так, если планируется открыть небольшое сахарное производство, выработка которого будет составлять до 30 тонн в месяц, то необходимый стартовый капитал будет достигать около 5 млн. рублей.

При расчете расходной части проекта также необходимо учесть сумму текущих затрат, которая будет включать в себя арендную плату, коммунальные платежи, заработную плату сотрудникам, закупку сырья, рекламу и налоги. Для мини-производства она может достигать до 1 млн рублей в месяц.

Размер будущих доходов

На сегодняшний день средняя оптовая стоимость одной тонны сахара около 40 тыс. рублей. Поэтому сумма будущих доходов от реализации проекта, с учетом, что эксплуатируется линия по выработке 30 тонн готовой продукции в месяц, будет достигать примерно 1,2 млн рублей.

Срок окупаемости

Сумма ежемесячной прибыли начинающего производства равняется 200 тыс. рублей. Это означает, что капитал, вложенный в открытие бизнеса, при условии, что помещение под цех оформлено в долгосрочную аренду, окупится не менее, чем за два года бесперебойной работы.

Для развития деятельности и увеличения суммы выручки, а значит и чистой прибыли, со временем стоит позаботиться о расширении своего бизнеса за счет увеличения ассортимента готового продукта. Еще до момента окупаемости начальных инвестиций можно дополнить производство специальным оборудованием, которое позволит помимо сахарного песка, выпускать рафинад, пудру и сырец.

Технология производства сахара - многоуровневая цепочка, которая состоит из нескольких этапов:

Мытье и очистка сырья от примесей;
- получение свекловичной стружки;
- выработка диффузионного сока и его очищение;
- получение сиропа;
- выделение из сиропа сахара;
- переработка сахарной массы в сахар-песок;
- фасовка и хранение готового продукта.

Мытье и очистка

При примеси в ней составляют до 12% от общей массы, причем кроме земли и ботвы в примесях могут быть камни и даже некоторые металлические предметы. Все это необходимо отделить от полезной части плодов. Для мытья свеклы применяется барабанная свекломойка и водоотделитель, оснащенные улавливателями для примесей. Правильно выполненная мойка позволит избежать поломок последующего оборудования для производства сахара.

Произодство сахара из сахарной свеклы - получение свекловичной стружки

В соответствии с технологией производства сахара, для того чтобы произвести сироп, свеклу необходимо измельчить. Измельчение свеклы - процесс превращения ее в стружку на свеклорезках, которые с помощью диффузионных ножей, установленных на рамках, режут плоды на мелкие части. Толщина стружки в 1 мм - оптимальная толщина для дальнейшей переработки.

Внутри корпуса свеклорезки, плоды вращаются с помощью улитки, которая под действием центробежной силы прижимает плоды к режущей кромке ножей. В процессе скольжения вдоль неподвижных ножей свекла превращается в стружку, которая проходя между ножами попадает в контейнер для дальнейшей переработки. Из всего оборудования для производства сахара свеклорезки требуют самой сложно очистки с помощью сжатого воздуха, и периодической замены ножей.

Выработка диффузионного сока

Процесс извлечения сахарозы из свеклы по технологии производства сахара является достаточно примитивным - свекловичную стружку размачивают в горячей воде в промышленных диффузорах, что размягчает ее волокна и выпускает сок. Если использовать холодную воду, то белковые соединения в клетках стружки значительно замедлят процесс получения сока.

Обычно используется несколько последовательных диффузоров, для выработки более концентрированного сока. Для дальнейшей переработки диффузионный сок необходимо очистить от ставшей бесполезной свекловичной стружки. Смесь из сока и стружки помещают в пульповые ловушки, где происходит фильтрация.

Диффузионный сок, даже очищенный от остатков плодов, остается сложным многокомпонентным составом, в котором кроме сахара также содержится белок, пектин, аминокислоты и так далее. С помощью вакуум-фильтров и сатураторов производится процесс очистки сахарного сиропа от примесей.

Выделение сахара из сиропа

Сахарный сироп, полученный после очищения сока, содержит слишком много воды (до 75%), которую удаляют в выпарной установке, получая сироп, содержащий до 70% сухих веществ. После этого, согласно технологии производства сахара, с помощью вакуум-аппарата сироп сгущают до содержания сухих веществ в 93,5%, получая утфель, который после прохождения процесса кристаллизации станет обычным сахаром.

Кристаллизация сахара - завершающий этап технологического процесса производства сахара

Утфель, полученный из вакуум-аппаратов отправляется в центрифугу, где кристаллизуется, после чего высушивается горячим воздухом и через виброконвейер отправляется в сушильно-охладительную установку, после чего сортируется с помощью вибросита.

Несмотря на достаточно длинную технологическую цепочку, большая часть оборудования для производства сахара обладает достаточно простым принципом действия. Простой принцип работы отдельных аппаратов облегчает, как обслуживание, так и ремонт всех видов необходимой техники, что позволяет с достаточно небольшими затратами производить сахар в промышленных масштабах.

Производство сахара - прерогатива крупных заводов. Ведь технология достаточно сложная. Сырье перерабатывается на непрерывно-поточных линиях. Как правило, предприятия по производству сахара расположены в непосредственной близости от мест взращивания сахарной свеклы.

Описание продукта

Сахар - это, по сути, чистый углевод (сахароза), на вкус сладкий и приятный. Хорошо усваивается и обеспечивает нормальную работу организма (острота зрения и слуха, важный питательный элемент для клеток мозга, принимает участие в формировании жиров). Злоупотребление продуктом ведет к развитию заболеваний (кариес, лишний вес и др.).

Сырье для производства

Традиционно в нашей стране этот продукт делают из Производство сахара требует больших объемов поставок сырья.

Свекла является представителем семейства маревых. Растет на протяжении двух лет, культура устойчива к засухе. В течение первого года вырастает корень, а затем в течение второго года развивается стебель, появляются цветы и семена. Масса корнеплода составляет 200-500 г. Массовая доля твердой ткани составляет 75 %. Остальное - сахар и другие органические соединения.

Свеклы происходит на протяжении 50 суток. В то же время заводы работают в среднем 150 дней в году. Чтобы обеспечить сырьем предприятия по производству сахара, свекла хранится в так называемых кагатах (большие кучи).

Технология хранения сахарной свеклы

Свекла укладывается слоями в кагаты на предварительно подготовленных участках. При нарушении технологии хранения свекла будет прорастать и гнить. Ведь корнеплоды являются живыми организмами. Характеристикой прорастания является индекс отношения ростков к массе всего плода. В условиях повышенной температуры и большой влажности свекла начинает прорастать уже на пятые сутки хранения. При этом свекла, которая находится в верхней части кагата, прорастает наиболее интенсивно. Это крайне негативное явление, которое приводит к понижению эффективности сахарного производства. Чтобы минимизировать потери от прорастания, при уборке урожая обрезаются верхушки плодов, а сам урожай в кагатах обрабатывается специальным раствором.

Важно складировать плоды в кагаты аккуратно, стараясь их не повредить. Ведь поврежденные участки плода являются слабым местом, которое поражается прежде всего, а затем уж и здоровые ткани.

На развитие бактерий существенное влияние оказывает температура и уровень влажности. Если поддерживать рекомендованный состав воздуха и температуру 1-2 °C, то процессы гниения замедляются (порой и не развиваются).

Свекла, которая поступает на хранение, чрезвычайно загрязнена (земля, трава). Грязь ухудшает циркуляцию воздуха в кагате, провоцирует процессы гниения.

Урожайность свеклы

Одной из важнейших задач является повышение урожайности сахарной свеклы. Она зависит от множества факторов. Производство сахара напрямую зависит от объемов сбора, а также от технологического качества сырья.

В первую очередь технологические качества возделываемой свеклы зависят от используемых семян. Современные технологии позволяют контролировать биологические и другие характеристики. Контроль качества семян позволяет значительно увеличить урожайность с гектара посевных площадей.

Также немаловажен способ возделывания свеклы. Существенное повышение урожайности наблюдается при так называемом гребневом способе возделывания (рост урожайности составляет от 15 до 45 % в зависимости от климатических особенностей региона). Суть метода состоит в следующем. Осенью специальные машины насыпают гребни, благодаря чему земля активно впитывает и накапливает влагу. Поэтому весной земля достаточно быстро созревает, создавая благоприятные условия для посева, роста и развития плодов. Кроме того, свеклу гораздо легче собирать: плотность почвы гребней сравнительно невелика.

Любопытно, что данная технология была предложена советским ученым Глуховским в далекие 20-е годы прошлого столетия. И сравнительно недавно метод был внедрен в передовых странах.

Несмотря на большую результативность, данная технология не нашла широкого применения. Причиной тому отсутствие и дороговизна специального оборудования. Производство сахара из свеклы поэтому имеет перспективы развития и выхода на новый технологический уровень.

Уборка свеклы должна быть проведена до наступления заморозков. Поставки на предприятия выкапываемой свеклы могут осуществляться по поточному принципу либо поточно-перевалочным способом. Для того чтобы снизить потери сахарозы при длительном хранении на перевалочных базах, плоды накрываются соломой.

Техпроцесс производства

Среднестатистический завод по производству сахара в России способен перерабатывать несколько тысяч тонн сырья (сахарной свеклы). Впечатляет, не так ли?

В основе производства лежат сложные химические процессы и реакции. Суть сводится к следующему. Для получения кристаллов сахара нужно выделить (экстагировать) сахарозу из сырья. Затем отделяют сахар от ненужных веществ и получают продукт, готовый к употреблению (кристаллы белого цвета).

Технология производства сахара состоит из следующих операций:

очистка от грязи (мытье);
получение стружки (шинкование, измельчение);
извлечение сахарозы;
фильтрация сока;
сгущение (выпаривание влаги);
уваривание массы (сиропа);
отделение патоки от сахара;
просушивание сахара.

Мойка сахарной свеклы

При поступлении сырья на завод по производству сахара оно попадает в своеобразный бункер. Он может располагаться как под землей, так и снаружи. Мощной направленной струей воды сахарная свекла вымывается из бункера. Корнеплоды попадают на транспортер, при движении которого происходит предварительная очистка сырья от всевозможного мусора (солома, трава и т.д.).

Измельчение корнеплодов

Производство сахара из свеклы невозможно без ее измельчения. В дело вступают так называемые свеклорезки. На выходе получаются тонкие полосы из сахарной свеклы. В технологии производства сахара способ нарезания кусков имеет очень важное значение: чем больше площадь поверхности, тем эффективнее отделяется сахароза.

Извлечение сахарозы

По транспортеру стружка свеклы подается в аппараты диффузии со шнеком. Сахар отделяется от стружки теплой водой. Стружка подается по шнеку, а навстречу ей течет теплая вода, которая и извлекает сахар. Помимо собственно сахара, вода также увлекает за собой и другие растворимые вещества. Процесс достаточно эффективен: на выходе жом (так называется стружка свеклы) содержит лишь 0,2-0,24 % сахара по массовой доле. Вода, насыщаясь сахарами и другими органическими веществами, становится мутной и сильно пенится. Эту жидкость еще называют диффузионным соком. Наиболее полная переработка возможна лишь при нагреве сырья до 60 градусов. При данной температуре белки сворачиваются и не выделяются из свеклы. Производство сахара на этом не заканчивается.

Очистка диффузионного сока

Из жидкости необходимо убрать мельчайшие взвешенные частицы свеклы и растворенные органические вещества. Технологически можно удалить до 40 % побочных веществ. Все, что остается, накапливается в мелассе и удаляется лишь на конечном этапе производства.

Сок нагревается до 90 °C. Затем обрабатывается известкой. В результате белки и другие вещества, которые находятся в соке, выпадают в осадок. Данная операция производится на специальном оборудовании в течение 8-10 минут.

Теперь необходимо устранить известь. Данный процесс носит название сатурации. Суть его заключается в следующем: сок насыщается диоксидом углерода, который вступает в химическую реакцию с известью, образуя углекислый кальций, который и выпадает в осадок, поглощая при этом различные загрязнители. Прозрачность сока возрастает, он становится более светлым.

Сок фильтруется, подогревается до температуры 100 °C и подвергается сатурации повторно. На данном этапе проводится более глубокая очистка от примесей, после чего сок снова отправляется на фильтрацию.

Сок необходимо обесцветить и разжижить (сделать не таким вязким). С этой целью через него пропускают сернистый газ. В соке образуется сернистая кислота - очень сильный восстановитель. Реакция с водой приводит к образованию определенного количества серной кислоты с выделением водорода, который, в свою очередь, осветляет сок.

После грубой и чистой сатурации на выходе получается 91-93 % от первоначального объема качественного, отбеленного сока. Процентное содержание сахарозы в полученном объеме сока составляет 13-14 %.

Выпаривание влаги

Производится в два этапа с использованием специального оборудования. Для производства сахара на первом этапе важно получить густой сироп с содержанием сухих веществ 65-70 %. Полученный сироп проходит дополнительную очистку и вновь подвергается процедуре выпаривания, на этот раз в специальных вакуумных аппаратах. Необходимо получить вязкое густое вещество с содержанием сахарозы 92-93 %.

Если продолжить выпаривание воды, то раствор становится перенасыщенным, возникают центры кристаллизации и растут кристаллы сахара. Полученная масса называется утфелем.

Температура кипения полученной массы - 120 °C в нормальных условиях. Но дальнейшее уваривание проводится в вакууме (чтобы предотвратить карамелизацию). В условиях, близких к вакууму, температура кипения значительно ниже - 80 °C. Данную массу на этапе выпаривания в вакуумном аппарате «легируют» сахарной пудрой. Что стимулирует рост кристаллов.

Отделение сахара от патоки

Сахарная масса поступает на центрифуги. Там кристаллы отделяются от патоки. Жидкость, которая получается после отделения кристаллов сахара, - зеленая патока.

На сетке барабана центрифуги задерживаются которые подвергаются обработке горячей водой и пропариваются с целью отбеливания. При этом образуется так называемая белая патока. Это раствор сахара и остатков зеленой патоки в воде. Белая патока проходит вторичную обработку в вакуумных аппаратах (чтобы минимизировать потери, повысить эффективность производства).

Зеленая патока поступает на уваривание уже в другой аппарат. В результате получают так называемый второй утфель, из которого уже получают желтый сахар. Он растворяется в соке после первой очистки.

Просушивание сахара

Цикл производства сахара еще не завершен. Содержимое центрифуги извлекается и отправляется на просушку. После центрифуги влажность сахара составляет приблизительно 0,5 %, а температура 70 °C. В сушильном аппарате барабанного типа происходит просушивание продукта до влажности 0,1 % (во многом это обеспечивается остаточной температурой после центрифуг).

Отходы

Основные отходы производства сахара из сахарной свеклы - жом (так называется стружка корнеплода), кормовая патока, фильтр-прессная грязь.

Жом составляет до 90 % по массе от необработанного сырья. Служит хорошим кормом для домашнего скота. Перевозить жом на дальние расстояния нерентабельно (из-за повышенной влажности он очень тяжелый). Поэтому закупается и используется фермерскими хозяйствами, расположенными вблизи предприятий по производству сахара. Для предотвращения порчи жома он перерабатывается на силос.

На некоторых производствах сахара из сахарной свеклы стружка прессуется (при этом устраняется до 50 % влаги), а затем сушится в специальных камерах. В результате такой обработки масса жома, готового к употреблению по назначению и транспортировке на дальние расстояния, составляет не более 10 % от его первоначальной массы.

Меласса - кормовая патока - получается после обработки второго утфеля. Ее объем составляет 3-5 % от массы исходного сырья. На 50 % она состоит из сахара. Кормовая патока является важным компонентом в производстве этилового спирта, а также в производстве животных кормов. Кроме того, используется в дрожжевом производстве, при изготовлении лимонной кислоты и даже лекарственных средств.

Объем фильтр-прессной грязи достигает 5-6 % от массы не переработанного сырья. Используется в качестве удобрений для почв сельскохозяйственных угодий.

Производство рафинада

Производство сахара-рафинада находится, как правило, на самих сахарных заводах. В составе таких заводов имеются специальные цеха. Но производить рафинад могут и сторонние организации, закупающие сахар-песок на заводах. По способу получения рафинад может быть литым и прессованным.

Последовательность технологических операций при производстве рафинада следующая.

Сахар растворяют в воде. Густой сироп подвергается обработке с целью удаления различных окрашивающих веществ. После очистки сироп варится в вакуумной камере, при этом получают первый рафинадный утфель. С целью устранения желтизны в вакуумную камеру добавляется ультрамарин (0,0008 % от массы сиропа, не более). Сам процесс уваривания аналогичен процессу уваривания при получении сахара.

Рафинадный утфель нужно пробелить. Образуется густая масса (кашица с влажностью 3 %, не более), которая прессуется. В итоге получается рафинад, принимающий форму пресса. Чтобы получить рафинад в форме голов, утфель заливается в соответствующие формы. В нижней части формы имеется специальное отверстие, через которое вытекают остатки раствора. Мокрый рафинад сушится горячим воздухом, пока показатель влаги не уменьшится до значения 0,3-0,4 %. Далее остается лишь подождать, пока куски сахара остынут, разрезать (при необходимости) и упаковать.

Завершающий комплекс оборудования линии состоит из виброконвейера, сушильно-охладительной установки и вибросита.
Машинно-аппаратурная схема линии производства сахара-песка из сахарной свеклы представлена на рис..
Устройство и принцип действия линии. Сахарная свекла подается в завод из бурачной или с кагатного поля. По гидравлическому конвейеру она поступает к свс- клонасосам и поднимается на высоту до 20 м. Дальнейшее перемещение ее для осуществления различных операций технологического процесса происходит самотеком. По длине гидравлического конвейера 1 последовательно установлены соломоботволовушки 2, камнеловушки 4 и водоотделители 5. Это техноло-гическое оборудование предназначено для отделения легких (солома, ботва) и тяжелых (песок, камни) примесей, а также для отделения транспортерно-моечной воды. Для интенсификации процесса улавливания соломы и ботвы в углубление 3 подается воздух. Сахарная свекла после водоотделителей поступает в моечную ма-шину б.
Моечная машина предназначена для окончательной очистки свеклы (количество прилипшей земли составляет при ручной уборке 3...5 % свеклы, а при механизиро-ванной уборке комбайнами — 8... 10 %).
Количество воды, подаваемой на мойку свеклы, зависит от степени ее загрязнен-ности, конструкции машины и в среднем составляет 60... 100 % к массе свеклы. В сточные воды гидравлического конвейера и моечной машины попадают отломив-шиеся хвостики свеклы, небольшие кусочки и мелкие корнеплоды (всего 1...3 % к массе свеклы), поэтому транспортерно-моечные воды предварительно направляются в сепаратор для отделения от них хвостиков и кусочков свеклы, которые после об-работки поступают на ленточный конвейер 14.
Отмытая сахарная свекла орошается чистой водой из специальных устройств 7, поднимается элеватором 8 и поступает на конвейер 9, где электромагнит 10 отделяет металлические предметы, случайно попавшие в свеклу. Затем свеклу взвешивают на весах 11 и из бункера 12 направляют в измельчающие машины-свеклорезки 13. Стружка должна быть ровной, упругой и без мезги, пластинчатого или ромбовидного сечения, толщиной 0,5... 1,0 мм.
Свекловичная стружка из измельчающих машин с помощью ленточного конвейера 14, на котором установлены конвейерные весы, подается в диффузионную установку 15.
Сахар, растворенный в свекловичном соке корнеплода, извлекается из клеток противоточной диффузией, при которой стружка поступает в головную часть агрега-та и движется к хвостовой части, отдавая сахар путем диффузии в движущуюся на-встречу экстрагенту высолаживающую воду. Из конца хвостовой части агрегата выводится стружка с малой концентрацией сахара, а экстрагент, обогащенный сахаром, выводится как диффузионный сок. Из 100 кг свеклы получают приблизительно 120 кг диффузионного сока. Жом отводится из диффузионных установок конвейером 16 в цех для прессования, сушки и брикетирования.
Диффузионный сок пропускается через филыр 17, подогревается в устройстве 28 и направляется в аппараты предварительной и основной дефекации 27, где он очищается в результате коагуляции белков и красящих веществ и осаждения ряда анионов, дающих нерастворимые соли с ионом кальция, содержащимся в известковом молоке (раствор извести). Известковое молоко вводится в сок с помощью дозирующих устройств.
Дефекованный сок подается в котел первой сатурации 26, где он дополнительно очищается путем адсорбции растворимых несахаров и особенно красящих веществ на поверхности частиц мелкого осадка СаСОз, который образуется при пропускании диоксида углерода через дефекованный сок. Сок первой сатурации подается через подогреватель 25 в гравитационный отстойник 24. В отстойниках сок делится на две фракции: осветленную (80 % всего сока) и сгущенную суспензию, поступающую на вакуум-фильтры 23.
Фильтрованный сок первой сатурации направляется в аппараты второй сатурации 22, где из него удаляется известь в виде CaCOj.
Сок второй сатурации подается на фильтры 21. Соки сахарного производства приходится фильтровать несколько раз. В зависимости от цели фильтрования используются различные схемы процесса и фильтровальное оборудование.
Отфильтрованный сок из фильтра 21 подается в котел сульфитации 20. Цель сульфитации - уменьшение цветности сока путем обработки его диоксидом серы, который получают при сжигании серы.
Сульфитированный сок направляют на станцию фильтров 19, а затем транспортируют через подогреватели в первый корпус выпарной станции 18. Выпарные установки предназначены для последовательного сгущения очищенного сока второй сатурации до концентрации густого сиропа; при этом содержание сухих веществ в продукте увеличивается с 14... 16 % в первом корпусе до 65.. .70 % (сгущенный сироп) в последнем. Свежий пар поступает только в первый корпус, а последующие корпуса обогреваются соковым паром предыдущего корпуса. Площадь поверхности нагрева выпарной станции сахарного завода производительностью 5000 т свеклы в сутки составляет 10 000 м2.