Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству сахара и различной сахаросодержащей продукции.The invention relates to the food industry, in particular to the production of sugar and various sugar-containing products.
Известны способы производства сахара и сахаросодержащей продукции из таких специально культивируемых сахароносных культур, как сахарный тростник, сахарная свекла, сахарное сорго и топинамбура (табл.) [Бобровник Л.Д., Ремесло Н.В. О динамике углеводного комплекса топинамбура // Сахарная свекла: производство и переработка - 1991. - №6. - С.51-54].Known methods for the production of sugar and sugar-containing products from specially cultivated sugar crops such as sugarcane, sugar beets, sugar sorghum and Jerusalem artichoke (table) [Bobrovnik L.D., Remeslo N.V. On the dynamics of the carbohydrate complex of Jerusalem artichoke // Sugar beet: production and processing - 1991. - No. 6. - S. 51-54].
Таблица Table
КультураCulture
Урожайность, т/гаProductivity, t / ha
Содержание веществ, %The content of substances,%
Выход сахара, кг/тSugar yield, kg / t
Сахарный тростник (зеленая масса)1 Sugarcane (green mass) 1
6565
Сахара 15%Sugar 15%
140-150140-150
Сахарная свекла (корнеплод)Sugar beet (root crop)
4646
Сахара 24%Sugar 24%
210-220210-220
Сахарное сорго (зеленая масса)Sugar Sorghum (green mass)
50fifty
Сахара 18%Sugar 18%
170-180170-180
Топинамбур (зеленая масса)Jerusalem artichoke (green mass)
6060
Сахара 14%Sugar 14%
130-140130-140
Топинамбур (клубни)Jerusalem artichoke (tubers)
4040
Сахара 22%Sugar 22%
200-210200-210
Недостатками известных источников растительного сырья, как и всех специально выращиваемых для этого культур, является высокая себестоимость сахара по причине больших затрат в процессе выращивания (предпосевная обработка почвы, посев, окучивание, подкормка минеральными удобрениями, полив, сбор и т.д.), небольшой выход сахара (кг/т). Сахарный тростник культивируется только в странах с тропическим и субтропическим климатом, высокая урожайность сахарной свеклы, а следовательно, и высокий выход сахара (кг/т) возможен лишь в центрально-черноземной зоне нашей страны, производство сахара из топинамбура и сорго на данный момент не нашло широкого применения.The disadvantages of known sources of plant materials, as well as all specially grown crops for this, are the high cost of sugar due to the high costs during the cultivation process (pre-sowing soil cultivation, sowing, hilling, fertilizing with mineral fertilizers, watering, harvesting, etc.), small sugar yield (kg / t). Sugarcane is cultivated only in countries with a tropical and subtropical climate, high sugar beet yield, and therefore a high sugar yield (kg / t) is possible only in the central chernozem zone of our country, sugar production from Jerusalem artichoke and sorghum has not yet been found wide application.
Задачей предлагаемого изобретения является получение сахара и сахаросодержащей продукции из борщевика как дикорастущего, так и культивируемого. Борщевик содержит 17-31% сахаров от фазы бутонизации до фазы цветения [Гигантские борщевики - опасные инвазивные виды для природных комплексов и населения Беларуси / Н.А.Ламан, В.Н.Прохоров, О.М.Масловский. Институт экспериментальной ботаники им. В.Ф.Купревича НАН Беларусии.: Минск, 2009. - С.21], урожайность зеленой массы варьирует от 50 т/га у дикорастущего и до 250 т/га у культивируемого [Кулешов Н.И. Разработка приемов возделывания борщевика Сосновского в условиях центральных районов Нечерноземной зоны. Автореферат. М., 1990 г.].The objective of the invention is to obtain sugar and sugar-containing products from hogweed, both wild and cultivated. Hogweed contains 17-31% of sugars from the budding phase to the flowering phase [Giant hogweed - dangerous invasive species for natural complexes and the population of Belarus / N.A. Laman, V.N. Prokhorov, O.M. Maslovsky. Institute of Experimental Botany V.F. Kuprevich NAS of Belarus .: Minsk, 2009. - P.21], the yield of green mass varies from 50 t / ha in wild and up to 250 t / ha in cultivated [Kuleshov N.I. Development of methods for cultivation of the hogweed Sosnovsky in the conditions of the central regions of the Non-Chernozem zone Abstract. M., 1990].
В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность получить сахар от 162 кг/т (дикорастущий борщевик) до 295 кг/т (культивируемый) в зависимости от процентного содержания сахарозы и урожайности. За счет сбора борщевика появляется возможность получить дешевый сахар и сахаросодержащую продукцию, так как дикорастущий борщевик сам по себе исключает расходы по выращиванию, а культивируемый практически не требует затрат на возделывание и после посадки не нуждается в уходе. Получение сахара из дикорастущего борщевика позволит решить такую проблему, как ограничение распространения и вредоносности борщевика как агрессивного инвазионного вида.As a result of the use of the invention, it is possible to obtain sugar from 162 kg / t (wild hogweed) to 295 kg / t (cultivated), depending on the percentage of sucrose and yield. By collecting hogweed, it becomes possible to obtain cheap sugar and sugar-containing products, since wild-growing hogweed by itself eliminates the costs of growing, while cultivated hogweed practically does not require the costs of cultivation and after planting does not need care. Obtaining sugar from wild-growing hogweed will solve such a problem as limiting the distribution and harmfulness of hogweed as an invasive species.
Вышеуказанный результат достигается тем, что способом получения белого сахара из борщевика используется борщевик, как дикорастущий, так и культивируемый, содержащий сахарозу 17-31% от фазы бутонизации до фазы цветения.The above result is achieved by the fact that the method of obtaining white sugar from the cow parsnip uses cow parsnip, both wild-growing and cultivated, containing sucrose 17-31% from the budding phase to the flowering phase.
Способ получения белого сахара из борщевика осуществляется по общеизвестной технологической схеме. Борщевик сначала измельчают, чтобы облегчить дальнейшее отжатие из него сока. Затем он поступает на трехвальцовый отжимный пресс. Отжимают дважды, смачивая между первым и вторым разом водой, чтобы разбавить содержащуюся в жоме сладкую жидкость (этот процесс называется мацерацией). Полученный в результате т.н. «диффузионный сок» (обычно серого или темно-зеленого цвета) содержит сахарозу, глюкозу, камедь, пектиновые вещества, кислоты и разного рода загрязнения. Если сахар производится в расчете на местное потребление, диффузионный сок непосредственно перед добавлением извести обрабатывают диоксидом серы (сернистым газом) - для ускорения отбеливания и очистки. Сахар получается желтоватым, т.е. не до конца очищенным, но достаточно приятным на вкус. В обоих случаях после добавления извести сок переливают в отстойник-осветитель и выдерживают там при 110-116°С под давлением. Следующий важный этап в производстве сахара-сырца - выпаривание. Сок поступает по трубам в выпарные аппараты, где его нагревают паром, проходящим по замкнутой системе труб. Когда концентрация сухого вещества достигает 40-50%, выпаривание продолжают в вакуум-аппаратах. В результате получается масса из кристалликов сахара, взвешенных в густой мелассе, т.н. утфель. Утфель центрифугируют, удаляя мелассу через сетчатые стенки центрифуги, в которой остаются только кристаллы сахарозы. Степень чистоты этого сахара-сырца 96-97%. Удаленную мелассу (оттек утфеля) снова кипятят, кристаллизуют и центрифугируют. Получаемая вторая порция сахара-сырца несколько менее чистая. Затем проводят еще одну кристаллизацию. В остающемся оттеке нередко еще содержится до 50% сахарозы, но она уже не способна кристаллизоваться из-за большого количества примесей. Этот продукт («черная меласса») идет на корм скоту или как удобрение запахивают в почву. Следующий важный этап рафинирование. Сначала сахар-сырец смешивают с сахарным сиропом, чтобы растворить остатки мелассы, обволакивающей кристаллы. Полученную смесь (аффинационный утфель) центрифугируют. Отцентрифугированные кристаллы промывают паром, получая почти белый продукт. Его растворяют, превращая в густой сироп, добавляют туда известь и фосфорную кислоту, чтобы примеси всплыли в виде хлопьев, а затем фильтруют через костяной уголь (черный гранулированный материал, получаемый из костей животных). Главная задача на этом этапе - полное обесцвечивание и обеззоливание продукта. Полученную белую массу выпаривают и после кристаллизации центрифугируют, т.е. поступают с ней примерно так же, как с соком борщевика, после чего рафинированный сахар сушат, удаляя из него остатки (около 1%) воды. Очистка сахара из борщевика требует специальных рафинадных предприятий, где от кристаллов сахара-сырца отделяют загрязняющие примеси: золу, воду и компоненты, объединяемые общим понятием «несахара». К последним относятся обрывки растительных волокон, воск, покрывавший стебель, белок, небольшие количества целлюлозы, солей и жиров [Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. - М.: Агропромиздат, 1986. - 431 с.].The method of obtaining white sugar from cow parsnip is carried out according to the well-known technological scheme. Hogweed is first crushed to facilitate further squeezing of juice from it. Then he enters the three-roll squeezer. Squeeze twice, wetting between the first and second time with water to dilute the sweet liquid contained in the pulp (this process is called maceration). The resulting so-called “Diffusion juice” (usually gray or dark green in color) contains sucrose, glucose, gum, pectin, acids and various kinds of contaminants. If sugar is produced based on local consumption, the diffusion juice is treated immediately with sulfur dioxide (sulfur dioxide) before adding lime to speed up bleaching and purification. Sugar turns yellowish, i.e. not completely peeled, but pleasant enough to taste. In both cases, after adding lime, the juice is poured into the clarifier-clarifier and kept there at 110-116 ° С under pressure. The next important step in the production of raw sugar is evaporation. Juice flows through pipes into evaporators, where it is heated by steam passing through a closed pipe system. When the concentration of dry matter reaches 40-50%, evaporation is continued in a vacuum apparatus. The result is a mass of sugar crystals suspended in thick molasses, the so-called massecuite. The massecuite is centrifuged, removing molasses through the mesh walls of the centrifuge, in which only sucrose crystals remain. The degree of purity of this raw sugar is 96-97%. The removed molasses (massecuite edema) is again boiled, crystallized and centrifuged. The resulting second serving of raw sugar is slightly less pure. Then another crystallization is carried out. The remaining edema often still contains up to 50% sucrose, but it is no longer able to crystallize due to the large amount of impurities. This product ("black molasses") goes to livestock feed or as fertilizer is plowed into the soil. The next important step is refining. First, the raw sugar is mixed with sugar syrup to dissolve the remains of molasses enveloping the crystals. The resulting mixture (reflux massecuite) is centrifuged. The centrifuged crystals are washed with steam to give an almost white product. It is dissolved, turning into a thick syrup, lime and phosphoric acid are added there, so that impurities emerge in the form of flakes, and then filtered through bone coal (black granular material obtained from animal bones). The main task at this stage is the complete discoloration and desalination of the product. The resulting white mass is evaporated and centrifuged after crystallization, i.e. treat it approximately the same as with hogweed juice, after which the refined sugar is dried, removing residual water (about 1%) from it. Purification of sugar from cow parsnip requires special refineries, where contaminants are separated from raw sugar crystals: ash, water and components, united by the general concept of “non-sugar”. The latter include scraps of plant fibers, wax covering the stem, protein, small amounts of cellulose, salts and fats [Sapronov A.R. Technology of sugar production. - M .: Agropromizdat, 1986. - 431 p.].