СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛОГО САХАРА ИЗ БОРЩЕВИКА Российский патент 2012 года по МПК C13B50/00 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству сахара и различной сахаросодержащей продукции.

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].

Таблица Культура Урожайность, т/га Содержание веществ, % Выход сахара, кг/т Сахарный тростник (зеленая масса)¹ 65 Сахара 15% 140-150 Сахарная свекла (корнеплод) 46 Сахара 24% 210-220 Сахарное сорго (зеленая масса) 50 Сахара 18% 170-180 Топинамбур (зеленая масса) 60 Сахара 14% 130-140 Топинамбур (клубни) 40 Сахара 22% 200-210

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.

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.].

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.

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.

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.].

Изобретение относится к пищевой промышленности. Согласно предложенному способу получают белый сахар из борщевика. При этом используют борщевик, как дикорастущий, так и культивированный, содержащий сахарозу 17-31% от фазы бутонизации до фазы цветения. Способ позволяет решить такую проблему, как ограничение распространения и вредоносности борщевика как агрессивного инвазионного вида. 1 табл.

Способ получения белого сахара из борщевика, характеризующийся тем, что в качестве сырья для получения белого сахара используют борщевик как дикорастущий, так и культивируемый, содержащий сахарозу 17-31% от фазы бутонизации до фазы цветения.