Сахар и заменители сахара

Для получения кристаллического сахара из очищенного сока необ­ходимо удалить из него большое количество воды. При этом образует­ся пересыщенный сахаром раствор.

На сахарных заводах удаление воды из сока осуществляется в два приема. Сначала в выпарных аппаратах, обогреваемых паром, концен­трация сока доводится, с 14-15 до 65-70% сухих веществ (при этом выпаривается около 95-100% воды к массе свеклы). Затем из полу­ченного сиропа в вакуум-аппаратах выпаривается еще около 15-20% воды к массе свеклы. При таком уваривании выделяются кристаллы сахара и сироп превращается в утфель I кристаллизации (смесь кри­сталлов сахарозы и межкристальной жидкости), содержащий около 93% сухих веществ.

Выпаривание воды из сока в два приема необходимо по следующим причинам.

Во-первых, при нагревании сок темнеет и из него выделяется оса­док. Поэтому перед вторым увариванием сироп подвергается допол­нительной очистке (сульфитация, фильтрование). Такая очистка си­ропа может быть проведена при концентрации не более 70% сухих веществ. Во-вторых, за короткое время (2-3 ч) сформировать хоро­ший кристалл сахара при уваривании можно только при достаточ­ной концентрации сиропа. Наиболее подходящая концентрация — 65-70% сухих веществ.

Готовый утфель I кристаллизации (утфель I) центрифугируется с отбором двух оттеков: первого (межкристального раствора утфеля), называемого зеленой патокой, и второго, полученного в результате про­мывания (пробеливания) кристаллов сахара горячей водой, называе­мого белой патокой. Пробеленный сахар влажностью 0,8-1,2% выгру­жается из центрифуг и транспортерами направляется на сушку. Таким образом получают товарный сахар-песок.

Белая и зеленая патоки, полученные при центрифугировании утфе­ля I, поступают на уваривание утфеля II кристаллизации. При центри­фугировании утфеля II получают также два оттека (белая и зеленая пато­ка) и сахар II кристаллизации. Он удерживает на своей поверхности пленку межкристального раствора, поэтому интенсивно окрашен в жел­тый цвет. Сахар II кристаллизации растворяют в фильтрованном соке 2-й сатурации и полученный раствор называют клеровкой. Клеровка I [дет на сульфитацию, а затем на уваривание утфеля I кристаллизации.

При уваривании утфеля III кристаллизации в вакуум-аппараты последовательно забирают второй и первый оттеки утфеля II кри­сталлизации. Содержание сухих веществ в готовом утфеле доводят до 93,5-94,0%, спускают его в кристаллизационную установку. Здесь в течение 24-28 ч происходит дополнительная кристаллизация са­хара охлаждением от 63-67 до 35-40 °С. Утфель III кристаллизации поступает в центрифуги, в которых сахар не пробеливается водой. Оттек, отбираемый из этих центрифуг, называется мелассой, она яв­ляется отходом производства.

Сахар III кристаллизации необходимо аффинировать, т. е. удалить маточную пленку с поверхности кристаллов сахарозы, заменяя ее на бо­лее чистую, без растворения кристаллов. Для этого сахар III кристалли­зации смешивается с зеленой патокой утфеля I кристаллизации, разбав­ленной очищенным соком. При этом образуется аффинационный утфель с содержанием 89-90% сухих веществ. В процессе перемешивания утфе­ля (в течение 20 мин.) часть несахаров из пленки на кристаллах сахара переходит (диффундирует) в более чистый межкристальный раствор. После аффинации утфель центрифугируется вместе с утфелем П.

После этого сахар II и III кристаллизации растворяется (клерует­ся) в соке II сатурации до содержания 65-70% сухих веществ. Образу­ющаяся при этом клеровка вместе с сиропом из выпарной установки направляется на сульфитацию.

Меласса представляет собой коричневое вязкое вещество, содержащее ощутимое количество сахара, которое.не может быть легко кристаллизи­ровано. Однако меласса может быть представлена в виде порошка.

Свеклосахарная меласса (или кормовая патока) сама по себе обычно не пригодна в пищу, но некоторые рафинированные фракции мелассы сахарного тростника и кукурузной мелассы пригодны для употребле­ния в пищу человеком и поступают в продажу в виде патоки или столо­вого сиропа. Меласса используется главным образом как крахмалсо-держащее сырье, из которого получают спирт и спиртные напитки (например, ром из мелассы сахарного тростинка), при приготовлении корма для крупного рогатого скота и заменителей кофе. Иногда ее так­же используют для экстракции сахара.

3.1.3. Требования к качеству сахара-песка

Качество сахара-песка определяют по ГОСТ 21-94. Сахар-песок на сорта не подразделяют. В стандарте указываются требования к каче­ству сахара-песка и сахара-песка, пригодного только для промышлен­ной переработки, — получения рафинированного сахара и других пи­щевых продуктов, для которых в стандартах не оговорены требования к сахару как сырью. Сахар-песок вырабатывается с размерами кри­сталлов 0,2-2,5 мм. Допускаются отклонения от нижнего и верхнего пределов указанных размеров до 5% к массе сахара-песка.

Из органолептических показателей оценивают: вкус и запах — слад­кий, без посторонних привкусов и запахов — как сухого сахара, так и его растворов; сыпучесть — без комков, сыпучий (в сахаре-песке для про­мышленной переработки допускаются комки, разваливающиеся при легком нажатии); цвет товарного сахара-песка — белый, для промыш­ленной переработки — белый с желтоватым оттенком; чистота раство­ра — раствор сахара прозрачный или слабо опалесцирующий, без не­растворимого осадка, механических или других посторонних примесей.

По физико-химическим показателям (в пересчете на сухое вещество) сахар-песок должен соответствовать следующим требованиям (%): массовая доля сахарозы — не менее 99,75, для промышленной перера­ботки — не менее 99,65; массовая доля редуцирующих веществ — не бо­лее 0,050, для промышленной переработки — не более 0,065; массовая доля золы — не более 0,04, для промышленной переработки — не более 0,05; массовая доля влаги — не более 0,14, для промышленной перера­ботки — 0,15; массовая доля ферропримесей — не более 0,0003; цвет­ность (в условных единицах оптической плотности) — не более 0,8, для промышленной переработки — не более 1,5.

Сахар-песок для производства молочных консервов, продуктов дет­ского питания и биофармацевтической промышленности должен со­ответствовать требованиям, указанным для сахара-песка.

Для промышленной переработки на рафинадных заводах допуска­ется сахар цветностью не более 1,3 условной ед. или 234 ед. оптичес­кой плотности.

Величина отдельных частиц ферропримесей не должна превышать 0,5 мм в наибольшем линейном измерении.

В сахаре-песке для промышленной переработки на рафинадных за­водах массовая доля ферропримесей не регламентируется.

Массовая доля влаги сахара-песка, упакованного в мягкие специа­лизированные контейнеры, и сахара-песка, предназначенного для длительного хранения, при отгрузке должна быть не более 0,10%.

Влажность сахара-песка тесно связана с содержанием в нем примесей. Сахароза как кристаллоид не связывает влагу. Часть влаги сахара вклю­чена в виде пузырьков в деформированные кристаллы (окклюдирован­ная влага) и освобождается только при их разрушении. Основная влага нязывается примесями в пленке, обволакивающей кристаллы. Такая влага при хранении сахара способна переходить в свободную влагу и уве­личивать влагосодержание воздуха в емкостях, заполненных сахаром. Наиболее часто встречающиеся дефекты сахара-песка — увлажнение, потеря сыпучести, наличие нерассыпающихся комочков. Это является результатом хранения при высокой относительной влажности и резких перепадах температуры воздуха. При появлении свободной влаги в саха­ре кристаллы растворяются с поверхности, становятся липкими, утрачи­вают блеск. При нарушении технологии производства сахара появляются нехарактерный желтоватый или сероватый цвет и комочки не пробелен­ного сахара. Посторонние вкус и запах образуются при упаковке в новые мешки, обработанные эмульсией с запахом, а также при несоблюдении товарного соседства; посторонние примеси (окалина, ворс и костра) — ре­зультат плохой очистки сахара на электромагнитах и использования для упаковки мешков из плохо обработанной мешковины.

Микробиологические показатели, нормативы по содержанию токсич­ных элементов и пестицидов в сахаре-песке приведены в приложении 1.

3.2. Сахар-рафинад

Сахар-рафинад — продукт, состоящий из кристаллической дополни­тельно очищенной (рафинированной) сахарозы, выпускаемой в виде кусков и кристаллов. Цель рафинации сахара-песка или тростниково­го сахара-сырца заключается в том, чтобы в результате последователь­ного выполнения технологических операций максимально удалить примеси и получить практически чистую сахарозу. По действующему стандарту содержание примесей в сахаре-рафинаде — не более 0,1%. Рафинация — это отделение сахарозы от несахаров путем ее кристал­лизации в растворах.

В зависимости от способа выработки сахар-рафинад подразделяет­ся на: прессованный; рафинированный сахар-песок, рафинадную пудру.

Сахар-рафинад вырабатывается в следующем ассортименте: прессо­ванный; прессованный колотый насыпью в мешках, пачках и коробках; прессованный быстрорастворимый в пачках и коробках; прессованный в мелкой фасовке; рафинированный сахар-песок насыпью в мешках и пакетах; рафинированный сахар-песок в мелкой фасовке; сахароза для шампанского; рафинадная пудра насыпью в мешках и пакетах.

3.2.1. Основные стадии производства сахара-рафинада

Сахар-песок растворяют в воде. Полученный сироп очищают, приме­няя адсорбенты — аниониты и угли (костяной, активные угли типа «порите или «карборафин», гранулированный активированный уголь). Аниониты, содержащие в составе активные аминогруппы, представляют собой твердые полиоснования, способные обменивать содержащиеся в них анионы на анионы красящих веществ, содержащихся в продуктах сахарного производства; при этом красящие вещества обесцвечиваются. Рафинадные сиропы дополнительно обесцвечиваются путем перевода красящих веществ в менее окрашенные или бесцветные соединения при помощи химического реагента — гидросульфита натрия.

В рафинадном производстве проводят несколько циклов кристал­лизации. Сахар-рафинад получают на первых двух или трех циклах, на последующих трех-четырех циклах из паток получают желтый сахар, который возвращают на переработку. Из последнего цикла вы­водят рафинадную патоку как отход производства. Для снижения ин­версии сахарозы поддерживают слабощелочную реакцию сахарных растворов, а для маскировки желтого оттенка рафинада применяют краситель синего цвета ультрамарин марки УС (ультрамарин сахар­ный). Его добавляют в виде суспензии в рафинадный утфель или в центрифугу при промывке кристаллов сахара. Сахароза для шампан­ского вырабатывается без подкраски.

Сахар-песок рафинированный получают из утфеля с однородными по величине и строению кристаллами сахарозы. Сахар отделяют от патоки на центрифугах, пробеливают водой, сушат и разделяют на си­тах на фракции по размерам кристаллов.

Сахар-рафинад прессованный получают, удаляя на центрифугах патоку из утфеля и промывая кристаллы клерсом (чистым раствором сахара-рафинада). Влажные кристаллы образуют рафинадную кашку. Их грани покрыты тонкой пленкой сахарного раствора. Из кашки прессуют отдельные кусочки сахара-рафинада или бруски, которые раскалывают после сушки на кусочки. Рафинадная кашка должна со­держать кристаллы определенной величины, так как крупные кристал­лы образуют прессованные кусочки с неровной поверхностью прессо­ванных кусков, а мелкие, обладая большой площадью поверхности, удерживают лишнюю влагу. Крепость получаемого сахара-рафинада зависит от влажности кашки, которую регулируют количеством остав­шегося в ней клерса. Влажность кашки для получения быстрораствори­мого сахара-рафинада должна быть 1,6-1,8%, прессованного колотого — 1,8-2,3%. Бруски сахара-рафинада обладают капиллярно-пористой структурой, что способствует их высушиванию. Удаление влаги в про­цессе сушки вызывает дополнительную кристаллизацию сахарозы, которая была в ней растворена. Чем больше клерса находится в брус­ке или кусочке прессованного сахара-рафинада, а следовательно, и растворенной сахарозы, тем более прочно она соединяет кристаллы в конгломерат, и сахар-рафинад получается более крепким.

3.2.2. Требования к качеству сахара-рафинада

Качество сахара-рафинада оценивают по ГОСТ 22-94. Кусковой прессованный сахар-рафинад вырабатывается в виде отдельных ку­сочков, имеющих форму параллелепипеда. Толщина кусочка сахара-рафинада прессованного колотого может быть 11 и 22 мм. Допускают­ся отклонения от толщины по месту раскола кусочков ±3 мм.

Рафинированный сахар-песок вырабатывают со следующими раз­мерами кристаллов в миллиметрах: 0,2-0,8 — мелкий; от 0,5-1,2 — средний; от 1,0-2,5 — крупный.

Сахарозу для шампанского вырабатывают в виде кристаллов раз­мерами 1,0-2,5 мм. Рафинадная пудра вырабатывается в виде измель­ченных кристаллов размером не более 0,2 мм.

Для рафинированного сахара-песка и сахарозы для шампанского допускаются отклонения от верхнего предела указанных размеров на 20% и от нижнего — на 5% от массы кристаллов сахара.

По органолептическим показателям сахар-рафинад должен со­ответствовать следующим требованиям: вкус и запах — сладкие, без посторонних привкуса и запаха как сухого сахара, так и его водного раствора; цвет — белый, чистый, без посторонних примесей, допу­скается голубоватый оттенок; сыпучесть — рафинированный сахар-песок сыпучий, без комков; чистота раствора — раствор сахара про­зрачный или слабо опалесцирующий, допускается едва уловимый опалесцирующий оттенок.

В сахаре-рафинаде должно содержаться сахарозы не менее 99,9% (в пересчете на сухое вещество). Массовая доля редуцирующих веществ (в пересчете на сухое вещество) — не более 0,03%. Влажность рафини­рованного сахара-песка и сахарозы для шампанского не должна пре­вышать 0,10%, прессованного колотого сахара-рафинада и рафинад­ной пудры — 0,20%, прессованного быстрорастворимого рафинада — 0,25%, рафинада в мелкой расфасовке — 0,30%.