После того как корнеплоды были очищены от грязи и прочих ненужных элементов, их измельчают на специализированных машинах до состояния мелкой стружки. Из этой стружки производится экстракция сока, который содержит все нужные вещества для последующих этапов обработки. Собранный сок затем помещают в большие ёмкости, где он будет готовиться к дальнейшей переработке.
Возможность приготовления сахара в домашних условиях
Морозова, Д. А. Возможность приготовления сахара в домашних условиях / Д. А. Морозова, В. В. Чаплыгина. — Текст : непосредственный // Юный ученый. — 2017. — № 2.2 (11.2). — С. 74-76. — URL: https://moluch.ru/young/archive/11/835/ (дата обращения: 26.11.2024).
Данная работа приурочена к исследованию возможности применения технологии производства сахара в домашних условиях. В статье делается описание практического опыта получения сахара из красной столовой свеклы в домашних условиях, осуществляется сравнительный анализ физических и химических характеристик произведенного сахара и сахара-песка, а также рассматриваются положительные и отрицательные стороны домашнего производства сахара.
Ключевые слова: сахар, технология, свойства, анализ.
Сахар — это продукт, который сопровождает нас в повседневной жизни. Он не только используется в приготовлении различных сладостей, но и находит широкое применении в кулинарии, в том числе при производстве колбас и консервов. Этот сладкий компонент приносит людям радость и дает им энергию. Также его применяют в фармацевтике 3.
Что мы знаем о сахаре? Когда и как он появился в нашем обиходе? Как его получают?
История сахара берет свое начало примерно 2000 лет назад в Индии. Первые сахарные кристаллы были извлечены из сахарного тростника и назывались сладкой солью или медом без пчел. В те времена тростниковый сахар отличался коричневым цветом.
В 18 веке немецкий химик Андреас Маркграф обнаружил кристаллы сахара в корнях свеклы. Тем не менее, настоящий процесс промышленного производства сахара из свеклы был налажен только в начале 19 века, когда был получен специальный сорт свеклы, известный ныне как сахарная свекла.
На Руси тростниковый сахар был известен с 12 века и долго считался дорогим продуктом, поскольку его доставка была связана с большими расстояниями. Употребление этого продукта было признаком достатка и состоятельности.
Существовала даже традиция, согласно которой купеческим дочкам специально чернили зубы, чтобы подчеркнуть их богатство, ведь это якобы свидетельствовало о высоком потреблении сахара.
В начале 18 века в России сахар продавали в аптеке как лекарственное средство, а цена за всего лишь один наперсток доходила до целого рубля. В ту эпоху за такой рубль можно было приобрести более 5 килограмм рыбьей икры или целых 25 килограмм говяжьего мяса 4.
Первый завод по производству свекловичного сахара был открыт в России в 1802 году, и с этого времени сахар постепенно перестал быть предметом роскоши. В наше время среднее потребление сахара в России составляет около 40 килограммов на человека в год 5.
Давайте более подробно рассмотрим технологию производства сахара.
Процесс производства сахара можно разделить на несколько этапов. На первой стадии корнеплоды освобождаются от грязи и ботвы, а затем тщательно моются. На втором этапе свекла подвергается измельчению на специализированных машинах — свеклорезках, что превращает корнеплоды в мелкую стружку. Далее, на третьем этапе, свекловидная стружка подготавливается путем замачивания в горячей воде в специальных аппаратах, называемых диффузорами, где свекольный сок из волокон переходит в воду. Следующим шагом является отделение сока от жмыха, после чего сок очищают от ненужных примесей при помощи гашеной извести, и лишняя вода испаряется. На четвертом этапе кристаллы сахара отделяются от патоки с помощью центрифуг. На данном этапе кристаллы сахара, как правило, имеют светло-коричневый цвет. После этого кристаллы обрабатываются химическими веществами, чтобы получить белый цвет, промываются и сушатся горячим воздухом, в итоге мы получаем сахар-песок 1, 2.
Теперь давайте проведем эксперимент по получению сахара в домашних условиях.
Для эксперимента была использована 1 килограмм красной свеклы (см. рис. 1). Корнеплоды были тщательно вымыты и очищены от корней и ботвы. Затем свекла измельчалась в стружку с помощью терки (см. рис. 2). На следующем этапе стружка помещалась в кастрюлю, заливается водой и нагревается в течение 1 часа 30 минут. Следующий шаг — это отделение жмыха от сока с последующим отжимом (см. рис. 3), что позволяет получить концентрированный свекольный сок.
Ключевые слова
Определение качества готовой продукции и методы ее оценки (на примере колбасного и хлебобулочного производства)
В данной статье проанализированы вероятные методы определения качества готовой продукции различных биотехнологических систем, в частности на примере колбасного и хлебобулочного производства. Применены методы корреляционного и кластерного анализа для разработки экспертных систем.
Характеристика пектинов из нетрадиционного сырья
Авторы данной статьи рассматривают возможность получения пектинов из нетрадиционных растительных материалов. Приводятся данные по физико-химическим характеристикам исследуемого сырья и проводятся сравнительные характеристики полученных пектинов.
Технология производства мясорастительного паштета для диетического питания
В этой статье рассматривается технология производства паштета из мяса марала с добавлением белкового обогатителя, который предназначен для диетического питания. Анализируется ценность мяса марала в диетическом питании. Представлены результаты химического и органолептического анализа.
Литературный обзор работ по добавлению функциональных растительных добавок в рецептуру и технологии производства макаронных изделий
Авторы в этой статье обсуждают текущее состояние сферы функциональных растительных добавок и систематизируют сведения о применении обогащающих растительных добавок в рецептуре и технологии производства макаронных изделий.
Перспективы использования модифицированного крахмала для улучшения эксплуатационных свойств бумаги и картона
В данном исследовании представлен анализ гидрофобизирующих форм модифицированного крахмала, который используется в производстве упаковки из бумаги. Изучены методы модификации крахмала, а также проанализирован химический состав крахмалопродуктов и его влияние на сорбционные характеристики.
Развитие производства рапса как способ совершенствования экономической деятельности ООО Агрофирма Труд
Статья посвящена исследованию тенденций в производстве и переработке рапса. Предлагается способ усовершенствования экономической деятельности компании по наращиванию объемов производства и переработки семян рапса с целью их реализации и использования для изготовления рапсового масла.
Способ получения супа-пюре быстрого приготовления с применением инфракрасной сушки
В статье представлена разработанная технологическая схема производства супа-пюре быстрого приготовления с использованием инфракрасной сушки, а также проанализирована целесообразность производства данного продукта на территории Российской Федерации. Рассказано о пищевой ценности.
Разработка технологии и рецептур концентратов продуктов быстрого приготовления из овощного сырья, выращиваемого в Павлодарской области
В статье рассматриваются вопросы питания в условиях длительных поездок на поездах дальнего следования, а также предлагаются возможные решения данной проблемы.
К вопросу использования горькой полыни как лечебного профилактического компонента в планировании работы цеха по производству комбикормов для животных
Авторы исследуют свойства полыни и разрабатывают проект по созданию технической линии для производства комбикормов.
Выбор оптимального способа хранения сахара-песка
В данной статье подробно рассматриваются методы хранения и транспортировки сахара-песка, а также экономические преимущества для предприятий, связанные с расширением ассортимента упаковки продукции.
Из каких сортов корнеплода делают сладкий продукт?
Свекла известна человечеству с древних времён — первые её упоминания относятся к II тысячелетию до нашей эры. Со временем селекционеры вывели множество сортов свеклы, среди которых есть как листовые формы, например, мангольд, так и корнеплодные, которые являются основными для сахарной промышленности.
Корнеплодные сорта делятся на две категории: пищевые и кормовые. Современная сахарная свекла является результатом селекции кормовых сортов, что произошло относительно недавно — в XVIII веке.
Сегодняшние сорта и гибриды сахарной свеклы содержат до 18% сахара. К числу наиболее популярных сортов, отличающихся высоким содержанием сахара, относятся Кристалл, Манеж, Несвижский и другие. Как именно извлекается сахар из этих сортов — расскажем далее.
Технология и оборудование на сахарозаводе
Давайте кратко рассмотрим, как из корнеплодов производится сахар на специализированных заводах (вы можете ознакомиться с тем, как используется сахарная свекла и что получается в процессе её переработки, по ссылке). Производственный процесс на заводе состоит из нескольких технологических этапов.
- Подготовительный этап (линия очистки и мойки). На этом этапе необходимо избавиться от загрязнений, таких как камни, металлические осколки и прочие нежелательные объекты, чтобы избежать поломок оборудования. Кроме того, свекла может быть просто грязной. Чтобы минимизировать потери сахара при мойке, температура используемой воды должна держаться на уровне не выше 18 градусов. После мойки свекла обрабатывается хлорированной водой в соотношении 10-15 кг хлорной извести на 100 тонн свеклы. После этого, свекла подаётся на транспортер, где обдувается мощной струей воздуха, что позволяет убрать остатки воды и легкие примеси. Оборудование, используемое на данном этапе, включает следующие элементы:
- гидротранспортеры (с их помощью свекла очищается от грязи во время подачи);
- песколовушки, камнеловушки, ботволовушки;
- водоотделители;
- моечные машины.
- Измельчение. Как происходит этот процесс? Подготовленная сахарная свекла взвешивается и подается в бункер-накопитель. В дальнейшем она поступает на измельчение на центробежные, барабанные или дисковые свеклорезки под действием собственного веса. Ширина получаемой стружки колеблется от 4 до 6 сантиметров, в то время как её толщина составляет 1,2-1,5 миллиметра. На данном этапе используется следующее оборудование:
- конвейер с магнитным сепаратором;
- сыпучие свеклорезки;
- весы;
- Диффузия. В диффузионных установках осуществляется основной процесс — вымывание сахара из измельченной массы. Свекловидная стружка обрабатывается горячей водой, при этом в раствор переходят сахар и другие растворимые вещества. Этот процесс проходит при температуре 70-80 градусов в слабокислой среде.
Среда, насыщенная сахарами, является хорошей основой для роста микроорганизмов, что может привести как к порче продукта, так и к более критичным последствиям, включая опасные взрывы. Поэтому в процессе диффузии в аппарат периодически добавляется раствор формалина.
Концентрация формалина остается небольшой — 0,02% от общей массы, что достаточно, чтобы подавить активную микрофлору. Получаемый в этой стадии продукт называется диффузионным соком. Он представляет собой мутную жидкость, которая быстро темнеет на воздухе и содержит большое количество мезги. Мезга отделяется на мезголовушках, а вторым продуктом становится свекольный жом. Жом прессуется и может быть использован, как корм для скота, либо высушивается. Оборудование на этом этапе включает:
- диффузионная установка (может быть шнековой или ротационной);
- сушилка для жома;
- аппарат дефекации;
- фильтр с подогревателем;
- сатуратор;
- сульфитатор;
- отстойник.
Как получают сахар из сахарной свеклы на заводе
Процесс получения сахара из корнеплодов осуществляется на автоматизированном заводе и включает несколько основных стадий.
Отбор сырья
После доставки свеклы на завод производится взвешивание и выборочный контроль плодов на наличие повреждений и содержание сахара. Затем плоды выгружаются на конвейерную ленту, которая ведёт к моющему аппарату.
Мойка
На конвейере расположены специальные механизмы, которые отделяют крупный мусор: куски земли, камни и растительность, а также обрезают ботву. Мойка осуществляется в вращающемся барабане, куда подаётся струя воды.
При обработке жидкости плоды очищаются от загрязнений за счет трения друг о друга и силы струи. Весь процесс контролируется оператором, который наблюдает за качеством мойки через монитор.
Резка
Далее чистые корнеплоды направляются на следующий этап — нарезку. Внутри специального оборудования расположены острые лезвия, которые измельчают корнеплоды в стружку.
Информация. Качество этой стадии имеет решающее значение, так как от него зависит количество сахара, который в дальнейшем будет извлечён. Стружка должна быть ровной и тонкой.
Извлечение сахара
Затем стружка поступает в диффузный аппарат, представляющий собой колонну, внутри которой размещается шнек (винт, как в мясорубке). Движение стружки осуществляется с низу вверх. Против течения свеклы, сверху вниз, непрерывно подаётся вода. Сахар, содержащийся в свекле, растворяется в воде. Данный процесс проходит при контролируемой температуре и без доступа кислорода. В конце диффузии на дне колонны оказывается сладкий свекольный сироп, а на верхней части — обессахаренная стружка.
Информация. Прессованный свекольный жом не выбрасывается. Его сушат и используют в качестве корма для скота.
Процесс извлечения сахара из одной партии занимает 100 минут.
Очищение сока
Сок в первоначальном состоянии не может быть кристаллизованным. В его составе находится 13% сахара и около 2% различных примесей. При этом, известь помогает убрать ненужные частички.
Сгущение и кристаллизация
Сгущение проходит в вакуумных аппаратах, где создается пониженное давление и температура, позволяющая сиропу закипеть при 70 градусах. Это делается для того, чтобы предотвратить сгорание сахара при более высоких температурах.
В результате сироп уваривание происходит за шесть этапов, в процессе чего его густота увеличивается, а процент сахара повышается до 60%.
Формирование сахара
Теперь кристаллы сахара необходимо отделить от зараженной жидкости.Концентрированный сок поступает в центрифугу, где кристаллы сахара под действием центробежной силы оседают на стенках барабана.
Сушка
Заключительный этап. Влажный сахар транспортируется в сушильную камеру, где его сушат при температуре 100 градусов. В это время установка постоянно находится в движении. На этом этапе получаем сахарный песок, после чего следует его охладить до комнатной температуры прямо в этом аппарате.
Как сделать сахар в домашних условиях
Несмотря на кажущуюся сложность технологии, этот процесс вполне возможно выполнить в домашних условиях. Конечно, в несколько упрощённом варианте.
Необходимое оборудование
Для того чтобы получить сахар самым доступным способом, вам понадобятся:
- свекла;
- плита;
- духовка;
- кастрюля;
- тяжёлый пресс;
- широкая невысокая ёмкость, например, тазик.
Для более эффективного извлечения сахара можно использовать автоклав, это специальный аппарат, который обеспечивает нагреление под высоким давлением. Его применение значительно ускоряет процесс приготовления и увеличивает выход готового продукта. Если вы намерены регулярно заниматься приготовлением сахара в домашних условиях, данный прибор станет вам верным помощником.
Пошаговые инструкции по изготовлению
Существует несколько методов получения сахара в домашних условиях. Ниже представлены краткие пошаговые инструкции.
Способ первый, бабушкин:
- Свеклу следует тщательно промыть, очистить от кожицы и нарезать тонкими кружками.
- Кусочки укладывают в глиняный горшок и помещают в духовку или печь. Важно следить за тем, чтобы свекла не подгорела.
- После того как свекла станет мягкой, её выкладывают на противень и снова ставят в духовку для подсушивания.
- В конце остаётся перемолоть высушенные ломтики в муку — и домашний сахарный песок готов.
Совет: Часть ломтиков можно оставить неизмельченными, так как они прекрасно подойдут к несладкому чаю.
Способ второй, получение сиропа:
- Свеклу тщательно намыть, обрезать корешки и верхушки с ботвой. Кожицу снимать не нужно.
- Плоды плотно укладывают в кастрюлю с бурлящей водой. Воды должно быть достаточно, чтобы не открылись верхние части корнеплодов после испарения.
- Варить в течение одного часа. После остывания свеклу очищают от кожицы.
- Нарезать мякоть тонкими пластинками толщиной до 1 миллиметра.
- Полученные пластинки нарезаются поперёк тонкой соломкой. Затем соломку оборачивают в кусок ткани и кладут под пресс.
- Жмых снова помещается в кастрюлю и заливается водой в соотношении объема свеклы к воде 2:1.
- Варить еще 30 минут. Жидкость из кастрюли сливается к полученной из-под пресса.
- Жмых помещают в ткань и повторно отправляют под пресс.
- Получившийся сок переливают в кастрюлю и нагревают до температуры 70-80 градусов.
- Сок следует процедить через сложенную в несколько слоев марлю.
- Процеженный сок выливают в широкую невысокую ёмкость и варят на медленном огне до загустения. В это время лишняя влага выпаривается.
- Помещаем сироп в морозильную камеру.
- Замерзший сироп измельчается в кофемолке или нарезается на кубики, как сахар-рафинад.
Способ третий, технологичный:
- Корнеплоды тщательно вымыть, очистить от кожуры и поместить в автоклав.
- Распаривать свеклу при давлении 1,5 атм до размягчения мякоти.
- Плоды измельчаются и проходят процесс прессования дважды, как во втором способе.
- Отжатую жидкость выпаривают до образования густого сиропа.
- Процесс завершает заморозка и измельчение.
Сорта сахарной свеклы для переработки
На сегодня существует множество сортов и гибридов сахарной свеклы, каждый из которых обладает уникальными свойствами. Эти свойства включают содержание сахарозы, устойчивость к различным заболеваниям и вредителям, а также адаптируемость к различным климатическим условиям. Правильный выбор сорта прямо влияет на эффективность и рентабельность производства.
При выборе сорта следует учитывать агрономические рекомендации, климатические условия региона и целевые показатели по урожайности. При грамотном подходе к выбору сортов можно добиться высокой эффективности и устойчивости в сельскохозяйственном производстве.
Подготовка корнеплодов перед переработкой
На этапе подготовки корнеплодов выполняются различные операции, которые обеспечивают высокое качество конечного продукта. Эти мероприятия направлены на очистку, сортировку и измельчение сырья, что позволяет значительно повысить эффективность последующих этапов обработки.
Первым шагом в этом процессе служит механическая очистка от загрязнений. Сырьё поступает на специальные моечные установки, где остатки почвы и прочие примеси удаляются с помощью воды и специальных щеток. Эта процедура позволяет обеспечить чистоту и улучшить качество конечного продукта.
После этого корнеплоды проходят через сортировочные машины, которые отбирают экземпляры, не соответствующие установленным стандартам. Это важно, поскольку удаление повреждённых, недозрелых или перезрелых корнеплодов позволяет избежать ухудшения качества окончательного продукта.
| Этап | Описание |
|---|---|
| Очистка | Удаление загрязнений, остатков почвы и примесей |
| Сортировка | Отбор качественного сырья и удаление непригодных корнеплодов |
| Измельчение | Механическое измельчение для дальнейшей обработки |
Следующий важный этап — измельчение сырья. Для этого используются специальные машины, которые дробят корнеплоды на мелкие части. Это гораздо увеличивает площадь контакта сырья с экстрагентом, что способствует улучшению извлечения полезных компонентов на последующих этапах.
Таким образом, тщательная подготовка корнеплодов является важным условием для успешного проведения дальнейших технологических операций. Все эти этапы обеспечивают повышение эффективности и качества конечного продукта, что является залогом успешной переработки.
Сколько продукта добывают из 1 тонны овощей?
Выход готового продукта из 1 тонны свеклы зависит от нескольких факторов:
- Сорт сырья.
- Качество и степень зрелости корнеплодов.
- Состояние оборудования.
Можно подсчитать, что из 1 тонны сахарной свеклы можно получить в среднем около 40% сахара в жидком состоянии и 10-15% сахара-песка.
Пошаговая инструкция: как получить в домашних условиях?
Сахар из свеклы можно производить и в домашних условиях. Для этого нужно подготовить необходимое оборудование, соблюдать технологию и проявить терпение.
Инвентарь
Для того чтобы получить сахар из корнеплодов дома, потребуются:
- Плита. Любая, которую вы обычно используете на кухне.
- Духовка. Желательно, чтобы это была электрическая духовка с равномерным распределением температуры.
- Кастрюля. Объем кастрюли выбирается в зависимости от количества сырья.
- Пресс. Это может быть какой-то тяжёлый предмет или емкость, наполненная водой.
- Широкая емкость. Высота бортов должна составлять не более 15 см. Наиболее удобно использовать тазик или невысокий сотейник.
Процесс приготовления: как делать?
Рассмотрим процесс получения как твердого сахара, так и жидкого сиропа.
Твердый
- Выбранные корнеплоды необходимо тщательно промыть теплой водой и очистить.
- Нарезать свеклу тонкими слайсами. Это можно сделать с помощью специализированного слайсера, устройства для тонкой нарезки или обычным острым ножом.
- Подсушить свеклу бумажными полотенцами.
- Поместить в глиняную теплоемкую посуду, которую нужно поставить в духовку. Температура должна быть не выше 160 градусов. Необхідно запекать до мягкости.
- После этого следует противень снова поместить в духовку, но уже с сверху, для сушки. На этом этапе, если имеется, можно использовать дегидратор.
- После охлаждения свекольные чипсы необходимо превратить в муку с помощью блендера, кофемолки или миксера. Если измельчение неравномерное, после просеивания можно повторно переработать.
Важно! Следите, чтобы свекла не подгорела.
Как изготавливают жидкий сироп?
- Для получения сиропа свеклу также необходимо промыть, но не очищать от кожуры.
- В кастрюле довести воду до закипания и поместить в нее корнеплоды. Варить свеклу до готовности в течение приблизительно 1-1,5 часа. Следите за уровнем воды: в процессе варки она должна полностью покрывать свеклу.
- После остывания очищаем свеклу от кожицы.
- Нарезать тонкими слайсами, как в предыдущем способе.
- Затем нарезанные заготовки нарезаются на тонкую соломку и заворачиваются в натуральную ткань или марлю.
- Поместить под пресс на 30-40 минут для удаления излишков жидкости.
- Далее, отжатую свеклу снова отваривают в большом количестве воды (соотношение 2:1) около 30-40 минут.
- Слить жидкость из кастрюли к той, что получили после пресса.
- Повторить 5-й и 6-й пункты.
- Жидкость, полученную после этих этапов, выливаем в кастрюлю и нагреваем до 70-80 градусов, не доводя до кипения.
- Процеживаем через мелкое сито или марлю.
- На медленном огне выпариваем до загустения.
- Сироп из свеклы готов. При желании можно остудить, заморозить и нарезать в виде сахара.
