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