MINISTERUL EDUCATIEI NATIONALE

Localitatea Piatra Neamt, judetul Neamt

PROIECT

EXAMENUL DE ABSOLVIRE A SCOLII POSTLICEALECalificare profesionala: Tehnician in controlul produselor agroalimentare

Profesor indrumator: Absolvent:

2014

TEMA PROIECTULUI:

TEHNOLOGIA DE OBTINERE A ZAHARULUICuprins

Introducere31.Scurt istoric41.1.Producia mondial de zahr62.Materii prime82.1.Trestia de zahr82.2.Sfecla de zahr92.2.1.Compoziia chimic a sfeclei de zahr102.2.2.Factori care influieneaz calitatea sfeclei de zahr102.2.3. Indicatori de calitate ai sfeclei de zahr122.2.4. Carcteristici fizice i termofizice ale sfeclei de zahr142.2.5. Aprecierea calitii tehnologice a sfeclei prin randamentul n zahar al soiului153.Procesul tehnologic de obinerea a zahrului din sfecla de zahr173.1. Recoltarea si decolectarea173.2. Receptia, transportul si depozitarea193.3. Splarea sfeclei243.4.Cantarirea sfeclei de zahar253.5. Taierea sfeclei de zahr263.6.Difuziunea284. Sortimentul i indicii de calitate ai zahrului394.1. Sortimentul de zahr394.2. Caracteristicile de calitate ale zahrului39B I B L I O G R A F I E41

Introducere

Zahrul este una din cele mai vechi mrfuri (deopotriv cu bumbacul i grul) n istoria civilizaiei. Ca produs al prelucrrii trestiei de zahr, el era cunoscut n India mai bine de 2500 de ani n urm, avnd i rolul de valut n schimburile comerciale dintre ri. Actualmente producia mondial a zahrului constituie circa 130 mln tone anual, dintre care circa 70% se obine din trestie de zahr i 30% din sfecl de zahr. n prezent principalii productori mondiali de zahr sunt: Brazilia (20,1 mln. tone n anii 1999/2000), Uniunea European (19,55 mln. tone), India (20,11 mln. tone), S.U.A. (8,2 mln. tone), China (7,2 mln. tone), etc. Principalii productori i principalii consumatori de zahr: astfel pe primul loc se afl India (17,18 mln. tone n anii 1999/2000), Uniunea European (14,32 mln. tone), urmate de Brazilia, S.U.A., China, etc.n ultimii ani se observ o atitudine de cretere a consumului de zahr ntr-un ritm mai nalt fa de producerea zahrului. Dac n anii 1995/1996 producerea preleva cu 3,89 mln. tone asupra consumului, n sezonul 2000/2001 nivelul lor practic s-a egalat i a constituit circa 130,2 mln. tone. n perspectiv se preconizeaz o depire a consumului fa de producie, ceea ce poate determina creterea preurilor la aurul alb pe piaa mondial a zahrului.n ceea ce privete consumul zahrului, aproximativ 50% este destinat alimentaiei umane directe i 50% industriei alimentare pentru obinerea produselor zaharoase, conservelor, a buturilor rcoritoare i buturilor alcoolice, etc.

1. SCURT ISTORIC

Istoria culturii sfeclei de zahr este legat de numele lui A.Marggraf (1709 1782) i a lui F. C. Achard (1753 - 1821). Primul are meritul de a fi descoperit zahrul din sfecl (1747), iar al doilea de a fi dedicate ntreaga sa activitate valorificrii descoperirii realizate de Marggraf. n anul 1786 s-au efectuat n Germania primele cercetri cu culturile sfeclei de zahr de ctre Achard, care vedea n perspectiv o industrie de zahr proprie, pentru a uura astfel ara sa de importul zahrului din trestie. n anul 1799 Achard a iniiat n toate provinciile germane cmpuri cu sfecl de zahr, obinnd prin presare 3 kg de zahr din 100kg de rdcini. n anul 1802, Archard a construit n Silezia prima fabric de zahr din lume, a crei materie prim o constituia sfecla de zahr. n perioada aceasta cercettorii din Germania i Frana se ocupau intens cu selecia culturilor de sfecl i cu ridicarea coninutului acesteia n zahr. Alegndu-se sfeclele dup caracterele lor morfologice s-a putut nregistra un rapid progres n mrirea coninutului acesteia n zahr la sfecla de zahr, creindu-se n Germania faimosul soi Sfecla imperial, care coninea 13,8% zahr.Aproape 85 milioane de tone anual de zahr cristalizat se produc in prezent pe glob.Aceasta cantitate , raportat la cele peste 4 miliarde de locuitori ai planetei , arat c pentru fiecare om se produce in jur de 20 kilograme . Aceast cantitate nu ar fi asa de mic , numai c in unele tri consumul de zahr pe cap de locuitor trece de 60 kg pe an , n timp ce n altele consumul este aproape neglijabil. Iar dac facem comparaie ntre consumul de zahr al oranului i consumul de zahr al populatiei rurale, constatm c n multe zone pe glob sunt populaii care arareori ajung s guste din dulceata zahrului. Dar omul nu poate tri far zahr indiferent c acesta este zaharoz, adic zahrul obinuit, sau alt zahr mai simplu cum ar fi glucoza sau fructoza. Gustul i nevoia omului pentru alimente dulci au crescut cu timpul i necesitatea extragerii din plante a zahrului cristalizat devenea tot mai necesar.Prima plant care a furnizat omului materia prim pentru zahrul cristalizat a fosttrestia de zahr, din care, cu mai bine de 1800 de ani in urm, s-a putut obine de ctre populatii de pe teritoriul Indiei o substant dulce, pe jumtate ntrit, de culoare brun . i astfel apare n scurt timp zahrul cristalizat. Apoi trestia de zahr ,care se cultiva acolo de veacuri a fost adus de arabi in Egipt , Siria , Sicilia , insulele Canare , Azore i alte regiuni . n America trestia de zahr a ajuns o dat cu cea de-a doua cltorie a lui Columb pe insula La Espagnola ( azi insula Haiti ) , de unde a trecut n America Central si America de Sud . Extragerea zahrului cristalizat s-a perfecionat foarte repede i trestia de zahar a devenit una din cele mai rentabile culturi tehnice . Pe intinsele planttii de trestie de zahr , ca i pe intinsele plantaii de bumbac , milioane de sclavi ii pierdeau viaa n cea mai neagr mizerie , pentru monopolitii plantaiilor i ai fabricilor de zahr . Dar plantatiile de trestie de zahr din insula Haiti , care pn n anul 1791 deinea ntietate n comerul internaional al zahrului , au fost pustiite de rscoalele sclaviilor care nu au mai putut ndura foametea i mizeria . Cu timpul , trestia de zahr s-a extins n cultura n Brazilia i alte tri din America de Sud i Central , n Australia , n Asia ( China , Filipine ,Indonezia ) i n mai multe ri africane . Aceast plant este peren , o plantaie putnd fi exploatat 5 7 ani .n Cuba trestia de zahr a gsit condiii foarte bune de vegetaie i astzi , ca i cu 150 de ani n urm , aceast ar se situa n anul 1980 pe locurile fruntae n lume n producia de zahr din trestie . n anul 1970 producia de zahr a acestei tri a fost de 7,5 milioane de tone , iar anul 1974 de 6 milioane tone , n acel an fiind ntrecut numai de Brazilia , care a produs aproape 8 milioane tone . n Cuba , 252 fabrici extrag zahrul din trestie . Productia anuala de zahr pe cap de locuitor a Cubei estede 660 kg ( anul 1980 ) .Trestia de zahr constituia cea mai important bogtie a Cubei ( 1980 ) ,principal surs pentru dezvoltarea economic a trii . Azucar para crecer ( Zahr pentru dezvoltare ) st scris pe pancarte instalate de-a lungul oselelor , la intrarea n fabrici . Actualmente Cuba este cea de-a patra for mondial n producerea de zahr din trestie de zahr alturi de Brazilia , India , Mexic. Zahrul din sfecl a fost scos n evident cu mult timp naintea erei noastre,sucul dulce al sfeclei roii fiind recomandat n medicin n locul mierei de albine. Odat dezvoltat cultura sfeclei de zahr i industria zahrului din sfecl, a inceput i concurena ntre cele dou plante. n prezent productia de zahr a lumii se realizeaz n proportie de 59 % din trestie i 41 % din sfecl . n producia mondial de zahr , locul nti i va reveni ntotdeauna trestiei de zahr , care fa de sfecla de zahr prezint o serie de avantaje i care are largi posibilitti de extindere n cultur n zonele calde ale globului .Avantajele culturii de sfecl de zahr sunt att de mari nct un olandez meniona c n Olanda nu se concepe posibilitatea restabilizrii unei exploatri agricole fr cultura sfeclei de zahr , al crei randament mediu este cel mai ridicat din lume i care nu poate fi nlocuit mai avantajos cu alte plante . Sfecla de zahr este singura plant care furnizeaz materia prim pentru producerea zahrului n climatul continental ; trestia de zahr este singura plant cre furnizeaz materia prim pentru producerea zahrului in climatul tropical .Pe glob sfecla de zahr ( Beta vulgaris saccharifera ) se seamn pe circa 8,5milioane hectare, din care in Rusia, se cultiv circa 3,5 milioane hectare , iar n restul Europei 3 milioane hectare . Fa de media anilor 1948 1953, suprafaa cultivat cu sfecl de zahr a Rusiei ( i CSI ) se ridic la aproape 12 milioane tone .1.1. Producia mondial de zahrOrganizaia Internaional a Zahrului ISO (International Sugar Organisation) administreaz obinerea zahrului, avnd i funcii de control al preului. i are sediul la Londra, membri n 29 de ri i particip la ncheierea acordurilor internaionale. Piaa zahrului este completat cu date statistice ale companiilor de comer importante n acest domeniu: Ed & F . Man (Marea Britanie), Sucres et dentrees (Frana), Czamicow Ltd. (E. U. ), F. O. Licht (Germania), Glencore (Elveia), etc.Exporturile mondiale de zahr reprezinta 1/3 din producia mondial. Printre rile mari exportatoare se numr: Brazilia, CE, Australia, Thailanda i Cuba. Printre marii importatori se afl: Federaia Rus, CE, Japonia, Coreea, SUA, Malaiezia, Canada i Iran, precum i Egipt i China.Producia pe zonePopulaia pe mil. toneExporturi n milioaneMilioane de toneConsum pe cap de locuitor/kg

Australia5,5194,745

Brazilia14,5167648

UE183755,536

India149810,514

Africa de Sud2,5451,130

Thailanda662427

USA6,5269030

Principalele tri cultivatoare de sfecl de zahr din Europa sunt : Polonia ( 409.000 ha) Frana ( 409.000 ha ) , Germania ( 423.000 ha ) , Italia ( 281.000 ha ) , Marea Britanie 187.000 ha, Cehia + Slovacia ( 180.000 ha ), Spania ( 146.000 ha ), Ungaria ( 121.000 ha ), Iugoslavia ( 80.000 ha ), Bulgaria ( 66.000 ha ) , Belgia( 65.000 ha ), Romnia ( 240.000 ha ). n raport cu suprafata arabil , suprafee mari cu sfecl de zahr se mai cultiv n Danemarca, Olanda i Suedia . n America de Nord sfecla de zahr se seamn pa circa 600 mii hectare . Un hectar cultivat cu sfecl de zahr poate s produc peste 50 tone de rdcini . Produciile medii la hectar , care se obin pe suprafete mari , sunt ns mai mici de 50 de tone . Astfel n Belgia se produce circa 50 t , in Franta 44 t , n Germania 55 t , n Italia 37 t , n S.U.A. 40 t , n Olanda 48 t etc . Dac ne gndim c din 100 kg de rdcini se obin circa 14 kg de zahr cristalizat, deducem din productia de rdcini de sfecl de pe un hectar se obtin 7000 8100 kg zahr . Sunt multe situaii cnd sfecla de zahr a produs un vagon de zahr cristalizat la hectar .Prelucrarea zahrului n Europa este concentrat n urmtoarele companii: Sudzucker (Germania), Eridania (Italia), Tate and Lyle (Marea Britanie), Nordzucker (Germania), St. Louis Sucre (Italia), Danisco (Danemarca), Azucarera (Spania).Preurile de pe piaa mondial pentru zahrul brut actualmente sunt de 132 USD/tona, ceea ce indic faptul c piaa are dificulti n a potrivi creterea substanial de productori mari n acest an. ri c a Brazilia, Thailanda, China i India i-au crescut producia cu cel puin 1 milion de tone fa de anul trecut, au o provizie mai mare de zahr.Din 1999, Africa de Sud a exportat aproape 40.000 tone de zahr brut n fiecare an ctre aceste ri i aceast cretere n cerin de zahr brut mrea industria zahrului din Africa de Sud.n Romnia primele ncercri pentru cultivarea sfeclei de zahr s-au fcut n anul 1863 , de ctre cunoscutul agronom i economist P.S. Aurelian ( 1833 1909 ), la Scoala superioar de agricultur de la Herstru . n anul 1938 , de pild , an de vrf pentru economia romneasc din acel timp , suprafa semnat cu sfecla de zahr se ridic la numai 32,6 mii hectare . De pe aceast suprafat se recolta mult prea puin sfecl de zahr pentru a satisface consumul intern i pentru a exporta . n plus , nevoia de semine se asigur numai prin import , iar cultivatorii erau oprii s ngrae culturile de sfecl pe motiv c s-ar fi nrutit calitatea de fabricaie .Modificri radicale n cultura sfeclei de zahr n Romnia s-au produs dup anul 1958 , cnd s-a hotrt ca ntegul necesar de zahr al populatiei trii s se produc din culturi proprii ( o msur radical ) . n anul 1965 suprafaa semnat cu sfecl de zahr a crescut la 190 mii hectare , apoi la 234,4 mii hectare n anul 1977 .Iar productia medie la hectar a crescut de la 14 t n anul 1938 la 28 de tone n anul 1972 i la 29,4 n anul 1976 . n prezent funcioneaz n ar circa 15 fabrici de zahr , fa de cteva existente dup anul 1950 .

2. MATERII PRIME

Zahrul poate fi obinut din mai multe materii prime: Sfecl de zahr (coninutul de zaharoz n rdcini - 16 - 20%); Trestie de zahr (coninutul de zaharoz n tulpini 14 - 17%); Sorgo de zahr (coninutul de zaharoz n tulpini 11 - 12%); Arar de zahr (zaharoz n sucul arborelui 2,5 - 4,5%); Palmier de zahr (zaharoz n fructe )Principalele materii prime din care se obine zahrul n industrie este sfecla de zahr i trestia de zahr.

2.1. Trestia de zahr Trestia de zahr a fost descoperit acum 2000 ani n Insulele din Pacific unde vrejurile unei plante preau c conine un fluid dulce. Sfecla de zahr s-a descoperit mai trziu n secolul 17, cnd o alt plant gsit coninea un fluid dulce. Plantele au format zahrul ca un mod de pstrare a energiei nefolosite, aa cum animalele dau grsime. Zahrul este cunoscut datorit gustului dulce i energiei, aadar, plantele sunt cultivate comercial pentru a extrage zahrul.Trestia de zahr face parte din familia Gramineelor , se cheam tiintific Saccharum officinarum , crete nalt de 2 4 m i conine n mduva tulpinii n jur de 14 % zahr . Ocup pe glob circa 11,3milioane hectare .Trestia de zahr este o plant a regiunilor calde , tropicale i subtropicale ,unde nu exist iarn , iar temperatura medie anual nu scade sub 16 C (ri favorizate: Mexic , Cuba India , Brazilia ) . Pentru recolte mai este necesar o cantitate mare de precipitaii . Pe teritoriul Cubei plou anual nsumat circa 750 1900 l pe metro ptrat . La fel ca i trestia de zahr , sfecla a fost luat n cultur datorit gustului dulce al frunzelor , petiolilor i rdciniilor, iar acest lucru s-a intamplat cu 3500 4000 de ani n urm .

2.2. Sfecla de zahr

Sfecla de zahr este o cultur bianual din familia Chenopodiaceae, genul Beta Vulgaris Saccharifera, cu masa medie a rdcinilor 0,3 - 0,5 kg pe solurile neirigate i 0,6 - 0,8 kg pe solurile irigate. Rdcinile de sfecl conin 75 - 77% de ap i 23 - 25% de substane uscate, dintre care 16 - 20 % de zaharoz i 5 - 6% de substane nezaharate (celuloz, substane pectinice, acizi organici, sruri minerale, grsimi, substane azotate, saponine, etc. ). Cantitatea i natura substanelor nezaharate influeneaz direct randamentul de fabricaie (de exemplu substanele azotate mpiedic cristalizarea total a zahrului, care se gsete n final sub form de melas). Dup recoltare rdcinile de sfecl se cur de sol, se taie frunzele i coletele i se depoziteaz n grmezi (silozuri) sub form de trapez cu baza de 10 - 12 m i nlimea de 4 - 5 m. Silozurile sunt acoperite lateral cu un strat de pmnt (15 - 25 cm), iar partea de sus cu un strat de paie (30 - 40cm). Astfel sfecla se conserveaz pentru a micora pierderile de zahr ce au loc datorit fenomenelor de respiraie (ce conduc la descompunerea zaharozei pn la dioxid de carbon i ap) i datorit fenomenelor de fermentaie sub aciunea unor microorganisme consumatoare de zahr. Pierderile la depozitare constituie 0,01 - 0,04% zahr/zi. Sezonul de prelucrare a zahrului dureaz 110 - 150 de zile. n cazul pstrrii incorecte a rdcinilor pierderile de zahr pn la finele sezonului de prelucrare pot atinge 10% din tot zahrul coninut iniial n sfecl.

2.2.1. Compoziia chimic a sfeclei de zahrSfecla de zahr, matur, sntoas, cu o mas de 300-1000 g i chiar mai mult, conine ap, zaharoz, substane pectice (protopectin), celuloz i hemiceluloz, subatane proteice, substane neproteice cu azot i fr azot i cenu (substane minerale). Dac raportrile se fac la 100 kg sfecl repartizarea componentelor chimice este urmtoarea (fig. 1.).

Fig. 1. Repartizarea componentelor chimice n suc i pulp.

2.2.2. Factori care influieneaz calitatea sfeclei de zahrAceti factori sunt reprezentai de:a) Factorii genetici care determin forma i dimensiunea corpului rdcinii, gradul de ramificare a rdcinii, masa corpului rdcinii. n categoria factorilor genetici intr calitatea seminei, caracteristicile soiului sau hibridului de sfecl cultivat.b) Factorii pedoclimatici care sunt determinai de caracteristicile soiului i particularitile climei din aria de cultivare. Aceti factori determin producia de sfecl i starea ei de sntate.c) Factorii fitotehnici, respectiv tehnologia de cultivare i ntreinere a culturii. Aceti factori determin, deasemenea, producia de sfecl i starea de sntate a acesteia.d) Factorii care se refer la modul de recoltare ce determin:- gradul de rnire mecanic a sfeclei;- coninutul de impuriti de pe sfecl care la rndul su este dependent de starea vremii de recoltare i modul de recoltare.e) Condiiile de depozitare ce influeneaz:- starea de vestejire a sfeclei;- gradul de alterare, sub aciunea microorganismelor sau a altor factori cum ar fi ngheul/desgheul;- gradul de degradare ca o consecin a unei depozitri ndelungate.Durata de depozitare a sfeclei va fi influenat de modul cum a fost recoltat sfecla i cantitatea de impuriti din sfecl.Din punct de vedere tehnologic intereseaz n principal urmtoarele caracteristici: Coninutul de zahr exprimat n procente din greutatea sfeclei, coninut dependent de:- perioada n care se face recoltarea;- regimul de fertilizare aplicat soiului;- agrotehnica aplicat la semnarea, ntreinerea, recoltarea, condiiile de manipulare i depozitare de la recoltare pn la prelucrare. Puritatea sucului intracelular exprimat n procente de zahr raportat la substana uscat a sucului. Coeficientul de puritate al sucului este influenat de aceiai factori care determin coninutul de zahr, determinant fiind ns soiul de sfecl. Coeficientul de puritate este de:- 86 - 88% pentru sfecla de bun calitate;- 83 85% pentru sfecla de calitate mijlocie;- 81 83% pentru sfecla de calitate mediocr. Coninutul de marc (pulp al sfeclei). Rezistena la tiere a sfeclei. Elasticitatea tieeilor de sfecl. Compoziia cantitativ i calitativ a nezahrului din sucul de sfecl, ce va fi influenat de:- soiul de sfecl;- condiiile pedoclimatice n care crete sfecla;- modul de fertilizare a solului;- perioada de recoltare.

2.2.3. Indicatori de calitate ai sfeclei de zahrAceti indicatori se impart n dou categorii: indicatori ai aspectului exterior; indicatori de calitate tehnologic.A. Indicatorii aspectului exteriora) Indicatorul coletului:

unde: Mc masa coletului,g; Mt masa total a sfeclei necoletate, g.b) Indicatorul de form:

Unde: d este diametrul rdcinii msurat la 1/2 din lungimea sfeclei;D diametrul cel mare al sfeclei.Dup acest indicator sfecla poate fi clasificat n:

- sfecl groas cu If 65%;

- sfecl normal cu If 60%;

- sfecl fuziform cu If 55%;

- sfecl subire cu If 50%.

c) Indicatorul de diametru:

unde: Lt este lungimea total, mm; Dm diametrul maxim al sfeclei, mm.B. Indicatori de calitate tehnologic a sfecleia) Coninutul n zahr al sfeclei, determinat polarimetric, i exprimat n kg/100 kg sfecl.b) Puritatea sucului celular, calculat ca procent de zahr fa de substana uscat a sucului celular.

Puritatea sucului c) Coninutul de marc (pulp) al sfeclei, care reprezint, coninutul de substan insolubil n ap i exprimat n kg/100 kg sfecl.d) Coninutul de substan reductoare, exprimat n kg/100 kg sfecl.e) Coninutul de rafinoz din sfecl, exprimat n kg/100 kg sfecl.f) Factorul Mz, care exprim kg de melas, tip 50, ce se obine la 100 kg zahr cristal.Mz poate fi calculat cu relaia:

unde: K coninutul de cenu conductometric, %; D coninutul de zaharoz din sfecl, %; Pt pierderi tehnologice de zahr, kg/100 kg sfecl.Valorile Mz, n funcie de calitatea sfeclei sunt urmtoarele:- sfecl de calitate superioar Mz < 30;- sfecl de calitate normal Mz = 30 - 40;- sfecl de calitate inferioar Mz = 50 - 65;- sfecl necorespunztoare Mz = 65 80.g) Randamentul teoretic de zahr cristal, care va depinde de zahrul rmas n melas (Zm) i coninutul de zahr din sfecl (D).Zm = D R [kg/100kg sfgecl]unde: Zm zahr rmas n melasa, %; D coninutul de zahr din sfecl, %;R randamentul estimat de zahr determinat prin calcul, kg/100 kg sfecl.

[kg/100 kg sfecl]Unde: Q este puritatea zemii subiri obinut n laborator, %; m coeficient melasigen al nezahrului calculat n funcie de puritatea melasei

unde: Qm este puritatea melasei determinat statistic, %.

2.2.4. Carcteristici fizice i termofizice ale sfeclei de zahr

a) Masa specific = [g/cm3]n care SUs substana uscat a sfeclei.b) Suprafaa specific a sfeclei, n funcie de mas (M):- pentru M = 200 g, S = 1 cm2/g;- pentru M = 750 g, S = 0,6 cm2/g.c) Presiunea osmotic, care este de 20...30 bari, pentru un coninut de zahr din sfecl de 18%.

d) Capacitatea termic masic

[ kj/kggrad]Cs = 3,390-3,60 kj/kggrad.e) Conductivitatea termic a sfeclei = 0,374 0,406 kcal/mhgradsau = 0,434396 0,47222 W/mgrad.f) Temperatura de nghe = 2,4 4,1oC.g) Valoarea de nutre a sfeclei cu 17,5 % zahr este de 15,4 uniti de amidon.

2.2.5. Aprecierea calitii tehnologice a sfeclei prin randamentul n zahar al soiului

Un rol important asupra randamentului n zahr l au condiiile de depozitare a sfeclei nante de procesare. Aceasta, de obicei se depoziteaz n grmezi pe camp, sau n silozuri, dar ntotdeauna trebuie ferit de inghe. Prin depozitare, n decurs de 5 zile, sfecla pierde 0,66 % din zahar i 4,12 % din greutate, iar coeficientul de puritate se reduce cu 2,4 %. Pierderea de zahar prin respiraie la depozitare este influenat de starea sfeclei i de condiiile din siloz (temperatura, umiditate , gradul de infestare). Alturi de pierderile de zahr i de transformrile nezahrului, care sunt inevitabile, n timpul depozitrii sfeclei aproape ntotdeauna au loc procese microbiologice care determin pe de o parte pierderi de zahr, iar pe de alt parte modificri ale nezahrului, cu urmri negative pentru procesul de obinere a zahrului.n timpul pstrrii , asupra sfeclei pot aciona mucegaiurile ( Botrytis cinerea, PhomaBetae, Rhizopus betavora) i bacteriile (Bacterium betae, Viscozum, Bacterium betaeflavum). Temperatura optim de dezvoltare a mucegaiurilor i bacteriilor este cuprins ntre25 30 oC. Cu ct temperatura este mai redus, dezvoltarea microorganismelor este maipuin intens. De aceea, sfecla se pastreaz la temperaturi ct mai reduse, n jur de 0 oC.Deci, factorii biologici i microbiologici impun respectarea condiiilor de depozitare a sfeclei. n plus, la depozitare se produc i transformri enzimatice ale zaharului, care se reflect n compoziia chimica i n comportamentul zemii de extracie, n timpul procesului de obinere a zahrului. Datorit acestor procese biochimice i microbiologice, la unitile prelucatoare ale sfeclei de zahr, stocul tampon de sfecla necesar prelucrrii continue depinde de condiiile concrete, dar n timpul clduros nu va depi capacitatea fabricii pe 3 zile. Capacitatea unui siloz de fabric trebuie astfel aleasa ncat s nu depeasc capacitatea de prelucrare a fabricii pentru 24 ore. Aceasta, pentru a fi posibil controlul pierderilor de sfecl la depozitare, transport i splare.

3.PROCESUL TEHNOLOGIC DEOBTINERE A ZAHARULUI

Procesul tehnologic de obtinere a zaharului se realizeaza dupa schema tehnologica prezentata in figura 1, care cuprinde urmatoarele etape principale:1. Obtinerea solutiei brute de zahar, respectiv a zemii de difuziune;2. Purificarea zemii de difuziune;3. Obtinerea zaharului cristalizat;4. Rafinarea zaharului brut.3.1. Obtinerea solutiei brute de zahar, respectiv a zemii de difuziuneCuprinde urmatoarele operatii: recoltarea si decoletarea, receptia, trensportul si depozitarea, spalarea, cantarirea, taierea sfeclei, difuziunea.3.1. Recoltarea si decoletareaRecoltarea sfeclei trebuie sa se faca la maturitate, in caz contrar au loc pierderi de zahar. Acest stadiu al maturitatii se observa atunci cand frunzele dintr-un verde stralucitor se transforma intr-un verde deschis, iar frunzele de pe margine se ingalbenesc si cad ramanand verzi doar cele din mijlocul aparatului foliar.Incepand cu acest stadiu de vegetatie sfecla nu mai acumuleaza zahar, iar daca este recoltata dupa aceasta perioada sfecla incepe sa consume din substantele nutritive inclusiv din zahar. Din aceasta cauza este important ca sfecla sa se recolteze in acest stadiu de vegetatie si pana la aparitia primului inghet de toamna.Recoltarea sfeclei se face manual sau mecanizat cu ajutorul plugului sau a combinei pentru sfecla. Pe masura ce este recoltata se indeparteaza pamantul si se decoleteaza (indepartarea coletului impreuna cu aparatul foliar).

Fig. 1: Schma tehnologica de obtinere a zaharului

3.2 Receptia, transportul, depozitareaReceptia cantitativase face prin cantarirea pe cantare pod bascul auto sau C.F.Receptia cantitativa: Pentru efectuarea analizelor se recolteaza o proba de sfecla cat mai reprezentativa, din mijloacele de transport sau din canalele de depozitare.Principalele analize care se efectueaza in laboratorul intreprinderii sunt urmatoarele:a. Determinarea continutului de impuritati din sfecla;b. Determinarea zaharului polarizabil (digestia). Digestia este continutul de zahar al sfeclei exprimat in procente;c. Determinarea continutului de zahar invertit;d. Determinarea continutului de marc (pulpa) din sfecla;e. Determinarea continutului de cenusa solubila;f. Determinarea substantei uscate (bixul) cu ajutorul refractometrului exprimata in s Brix.Dupa decoletare sfecla se sorteaza pe trei categorii in functie de marime si calitate. Pana la transportul la bazele de receptie sfecla se depoziteaza in gramezi acoperite cu rogojini, frunze pentru a micsora pierderile de zahar si vestejirea sfeclei. Din camp sfecla este transportata cu carute, camioane la bazele de receptie, fiecare intreprindere de prelucrare a sfeclei avand organizate baze de receptie situate de regula in apropierea liniilor de cale ferata.La bazele de receptie are loc receptia sfeclei prin cantarire. Se determina continutul de impuritati care se scade din greutatea sfeclei, si se verifica modul de decoletare. Daca acesta este necorespunzator se procedeaza la decoletarea corecta scazandu-se de asemenea din greutatea sfeclei, procentul mediu de scazaminte fiind de 7%.Avand in vedere ca sfecla se prelucreaza intr-un timp mai lung decat are loc recoltarea apare necesitatea depozitarii sfeclei pe perioada mai lunga. Depozitarea se face la bazele de receptie in gramezi de sectiune triunghiulara sau trapezoidala, sfecla asezandu-se pe platforme betonate stropite cu solutie de var. Platformele sunt prevazute cu canale de scurgere si din loc in loc cu tevi pentru aerisirea sfeclei si care dau posibilitatea sa se poata masura temperatura din gramada.Sfecla din gramezi este acoperita de la baza pana la un sfert din gramada cu pamant, iar restul cu rogojini si diverse folii de protectie. Intimpul depozitarii au loc procese biochimice de respiratie si transpiratiecare pot sa duca la pierderi in greutate a sfeclei si in zahar. Din aceasta cauza este necesara verificarea periodica a temperaturii in siloz, aceasta trebuind sa se situeze intre 0 si max. 5C. La temperatura mai mare de 4C este necesara aerisirea sfeclei din siloz prin tevi de aerisire deoarece poate sa apara fenomenul de fermentare.De la bazele de receptie, sfecla de zahar se transporta in camioane sau vagoane la fabrica, unde se depoziteaza in canale de sfecla a caror capacitate trebuie sa asigure desfasurarea procesului tehnologic pe 2-3 zile.Descarcarea sfeclei in canale se poate face manual, cu benzi, macarale cu graifar sau hidraulic cu ajutorul unor jeturi de apa la presiunea de 4 at. Canalele sunt de suprafata cand inclinarea peretilor este foarte mica 12-15s sau de adancime cand peretii au o inclinatie de 45s fata de verticala (fig.2).

Fig.2.Sectiune transversala printr-uncanal de sfecla;1.-patul silozului; 2-pereti laterali;3.-canalul transportor; 4.-gratar

Prin canale, sfecla se transporta in fabrica cu ajutorul apei la presiune ridicata, trimisa prin hidranti speciali. In canalele de adancime sfecla este depozitata pe gratare asezate deasupra canalului transportor in care se trimite apa. Prin ridicarea capacelor, sfecla cade in canal si este antrenata de curentul de apa. Canalele au o inclinare de 10-12 mm/m de lungime, in directia fabricii.Pe canale sunt montate prinzatoare de pietre (fig.3) si prinzatoare de paie (fig.4).Prinzatorul de pietreeste format din injectorul de apa 1, care trimite apa sub presiune in canalul transportor. Impuritatile grele (pietre, pamant etc.) cad gravitational in registrul 2, iar deschiderea si inchiderea clapetei registrului se face cu ajutorul contragreutatii 3.Prinzatorul de paieeste alcatuit din lantul cu greble cu partea ascendenta 1 si partea descendenta 3, cand greblele capata pozitia verticala antrenand impuritatile in special paie, iar pe partea ascendenta capata pozitie orizontala realizand astfel transportul paielor spre evacuare. Lantul este antrenat de tamburul de comanda 2.

Fig.3.Prinzator de pietre;1.-injector de apa;2.-registru pt. evacuarea impuritatilor grele;3.-contragreutate

Fig.4.Prinzator de paie;1,3.-lant cu greble2.-tambur de actionare

La capatul canalului este fixat un dozator, care regleaza cantitatea de sfecla ce intra in fabrica.Din canal pana la intreprindere sfecla este ridicata cu ajutorul transportoarelor elicoidale inclinate, cu ajutorul rotii elevatoare, a pompei mamut sau cu pompe centrifuge.Transportorul elicoidalridica sfecla pana la inaltimea de maximum 3 m. Are o inclinatie de 34-40, iar turatia axului este de maximum 30 rot/min, pentru a nu zdrobi sfecla.Roata elevatoareridica sfecla pana la inaltimea de 8 m (fig.5). Se compune dintr-un ax orizontal 1, pe care este prins corpul rotii 2 fixat pe spite, cu un diametru de 6-10 m. De corpul rotii sunt fixate prin intermediul profilelor din tabla 5 si a tablelor sudate 3 si 4, cupele 6 din tabla perforata. Prin invartirea rotii, cuplele se incarca la partea inferioara din canalul transportor si se descarca la partea superioara in masina de spalat sfecla .

Fig.5.Roata elevatoare;1.-ax; 2.-corpul rotii;3,4.-table sudate;5.-profile din tabla; 6.-cupe.

Pompa Mamuteste formata dint-un tub in forma de U, cu dimatru de 300 500 mm, care are un brat de doua ori mai lung decat celalalt. Acest brat este prevazut la partea inferioara cu un manson prin care se introduce aer comprimat.Sfecla impreuna cu apa cad in bratul scurt si se ridica in bratul lung pe principiul vaselor comunicante si datorita aerului comprimat cu care formeaza un amestec de densitate mai scazuta decat aceea a amestecului din primul bratPompele centrifugeridica sfecla pana la o inaltime de 12 m. Sunt pompe cu dimensiuni mari si turatie mica. Rotorul acestor pompe are o constructie speciala ca sa nu zdrobeasca sfecla.Atat pompa mamut cat si centrifuga sunt instalatii costisitoare avand nevoie de constructii speciale si un consum mare de energie.3.3. Spalarea sfeclei de zaharPrin spalare se urmareste indepartarea pietrelor si a paielor care nu s-au separat in canalul transportor, precum si curatirea pamantului aderent la suprafata. Se evita astfel, pe de o parte, uzura utilajelor (a masinilor de taiat) iar pe de alta parte, odata cu pamantul, se indeparteaza microorganismele ce pot produce neajunsuri in procesul de fabricatie.Spalarea se realizeaza cu ajutorul masinilor de spalat. Masina cea mai des folosita este cea cu trei compartimente (fig.6). Masina se compune dintr-o cuva metalica 1, impartita in trei compartimente 2,3,4, care se termina la partea inferioara cu cate un colector in forma de trunchi de piramida.Primul compartiment este separat de colector printr-unperete orizontal perforat. In acest compartiment se separa namolul care trece prin colector. Al doilea compartiment este prevazut cu un gratar (8). Acest gratar se poate rabate in plan vertical. Cand gratarul este asezat orizontal, prin orificiile sale trec pietre de dimensiuni mici. Dupa ce sfecla este trecuta in al treilea compartiment, gratarul se rabate si cad pietrele mari in colector. Al treilea compartiment este asemanator cu primul. Apa de spalare circula in contracurent cu sfecla, asa incat la iesirea din masina sfecla este spalata mereu cu apa curata. Transportul si agitarea sfeclei in masina se realizeaza cu ajutorul a doua axe 5, prevazute cu palete 6, in compartimentele 1 si 3. Axele se rotesc in sens contrar. Din compartimentul al doilea, sfecla este transportata in ultimul compartiment cu ajutorul unui curent ascendent de apa, ce se trimite printr-un dispozitiv special. Namolul, pietrele, paiele, coditele si alte impuritati care se aduna in colectoare se elimina prin niste capace 7, actionate pneumatic prin reductorul 9 si motorul 10.Sfecla spalata se stropeste cu apa de clor, pentru a preveni dezvoltarea microorganismelor care mai raman dupa spalare.Fig.6.Masina de spalat sfeclaApele de transport si spalareApele de la transportul hidraulic si de la spalarea sfeclei sunt puternic infectate cu microorganisme, continand pe mililitru 1,2 108 9,5 108microorganisme mezofile si 2,0 104 9,0 108microorganisme termofile. Pentru a se recircula in procesul de trensport hidraulic si spalare, apa se purifica prin decantare si se dezinfecteaza prin clorinare, doza de clor activ folosita fiind de 5 mg la litru de apa decantata.Prin actiunea oxidanta a clorului se elimina circa 90% din numarul de microorganisme existente.Ridicarea sfeclei de la masina de spalat la masinile de taiatDe la masina de spalat, sfecla este ridicata la o inaltime de 15 20 metri, pentru a asigura in operatiile urmatoare un transport prin cadere libera, fara consum energetic. Ridicarea sfeclei se face cu un elevator cu cupe prinse in lanturi. Elevatorul de sfecla este o constructie foarte solida fiind supus la eforturi mari datorita cantitatilor mari de sfecla transportate. Angenajul fixat pe tamburul superior este prevazut cu un dispozitiv de siguranta cu clichete, care in cazul opririi accidentale nu permite miscarea in sens invers al cupelor. Viteza de inaintare a cupelor este de 0,65 1 m/s. Diametrul tamburelor este 1 1,5 m.3.4. Cantarirea sfeclei de zaharOperatia de cantarire a sfeclei ce intra in fabricatie este foarte importanta. Pe baza cantitatii inregistrate la cantarire se calculeaza decadal bilantul zaharului. Pentru cantarire se folosesc cantare automate tip Chronos. Un cantar se compune dintr-un sistem de parghii si o cupa echilibrata de o contragreutate. Capacitatea cupei este de 400 kg, 500 kg, 600kg.Principiul de cantarire este urmatorul: cand cupa este goala, centrul ei de greutate se gaseste in dreptul punctului de sprijin, iar cand s-a umplut cu cantitatea de sfecla corespunzatore capacitatii ei, centrul de greutate al cupei se muta in stanga si se rastoarna. In momentul rasturnarii se inregistreaza automat pe un contor cantitatea de sfecla. Dispozitivul de inregistrare are doua scale: una superioara pe care se inregistreaza cantitatea corespunzatoare capacitatii cupei si una inferioara, pe care se inregistreaza plusul de sfecla ce intra in cupa cantarului. Suma celor doua cifrereprezinta totalul sfeclei cantarite.Verificarea cantarului se face cel putin o data pe saptamana cu ajutorul unui cantar decimal. Se compara cantitatea inregistrata la o rasturnare cu cea gasita la cantarirea sfeclei din cupa plina pe cantarul decimal. Diferenta inregistrata se raporteaza la 100 kg sfecla rezultand un coeficient de corectie. Daca acesta este mai mic de 0,97 inseamna ca exista o defectiune la cantar care trebuie remediata imediat.3.5.Taierea sfeclei de zaharIn vederea executarii operatiei de difuziune, sfecla se taie in taitei, care sunt niste fasii cu sectiunea in forma de V. Aceasta forma a taiteilor permite o buna circulatie a apei si a zemii in interiorul aparatelor de difuziune, facand posibila extractia zaharului in cantitate cat mai mare. Taiteii au o latime de 3-5 mm si o grosime de circa 1 mm. Taiteii mai subtiri nu sunt indicati, deoarece se taseaza; din taiteii prea grosi nu se poate extrage zaharul in cantitate mare.Cele mai folosite tipuri de masini de taiat sfecla sunt masinile cu disc si masinile centrifuge.Masina cu disc(fig.7)se compune dintr-o placa circulara orizontala prevazuta cu niste alveole 3, dispuse radial, in care se introduc rame cu cutite speciale. Partea centrala este acoperita cu o constructie de tabla 4, care dirijeaza sfecla catre cutite. Discul 2 este montat intr-o manta cilindrica 1, de tabla, in care se introduce sfecla.Discul trebuie sa fie montat perfect orizontal si sa nu oscileze in timpul functionarii, deoarece se obtin taiteideformati. Datorita greutatii stratului de sfecla, aceasta este apasata la suprafata cutitelor si prin rotirea discului este taiata.Turatia discului este de 60-107 rot/min. Numarul de alveole este de 10-22. Productivitatea masinii: 300-800 t/24h. Inaltimea stratului de sfecla trebuie sa fie de 1,5-2 m, pentru ca sfecla sa fie imobilizata prin apasare si sa nu se roteasca odata cu discul.

Fig.7.Schema masinii de taiat cu disc;1.-manta; 2.-disc; 3.-alveole pentru cutite;4.-capac de tablaMasina centrifuga(fig.8), se compune dintr-un cilindru vertical fix 2 cu diametrul de 1200 mm. La partea inferioara a cilindrului se gasesc deschideri in care se introduc cutitele in pozitie verticala,in port cutitele 3. Sfecla se alimenteaza prin palnia de alimentare 4 si datorita miscarii de rotatie a rotorului 1 (turatia de 1500 rot/min.) sfecla este proiectata pe partea activa a cutitelor avand loc taierea acestora sub forma de taitei. Taiteii rezultati se evacueaza prin spatiile de scurgere 5. Rotorul este actionat in miscarea de rotatie de catre sistemul de actionare cu roti dintate 6.

Fig.8.Masina centrifuga de taiat;1.-rotor; 2.-carcasa verticala; 3.-portcutite;4.-palnie de alimentare;5.-spatii de scurgere a taiteilor;6.-sistem de actionare

Calitatea taiteilorse verifica cu ajutorul urmatorilor indici de calitate:-cifra SILIN are valori cuprinse intre 7 - 20 si reprezinta lungimea in m, a 100 g de taitei din care s-au indepartat taiteii mai scurti de 1 cm, taiteii foarte subtiri, transparenti etc.- sfaramaturile se determina prin cantarirea taiteilor indepartati de la determinarea cifrei Silin si care se raporteaza la intreaga cantitate de taitei; sfaramaturile trebuie sa se cifreze la mai putin de 3%.-cifra suedeza reprezinta raportul dintre masa taiteilor mai lungi de 5 cm si masa taiteilor mai scurti de 1 cm alesi dintr-o proba de 50 g taitei. Cifra suedeza trebuiesa aiba valoarea mai mare de cifra 10. Valoarea cuprinsa intre 15 30 este considerata satisfacatoare. La valori mai reduse scade rapid permeabilitatea masei de taitei.3.6. DifuziuneaExtragerea zaharului din taitei se face cu ajutorul apei de difuziune. Zaharul se gaseste dizolvat in sucul celular. Sucul celular la randul sau se afla in vacuolele celulelor tesutului parenchimatic. Vacuolele cu suc sunt inconjurate in interiorul celulei de protoplasma, care este semipermeabila si nu permite moleculelor de zahar sa treaca. Pentru a face posibila difuzia, taiteii se incalzesc la temperatura de 70-80sC, temperatura la care protoplasma se strange spre interior prin coagularea proteinelor, iar sucul vine in contact cu membrana celulei, care este permeabila si prin care zaharul poate trece. Difuziunea zaharului in exteriorul celulei este posibila atata timp cat exista o diferenta de concentratie intre sucul din interiorul celulei si lichidul din exterior. Pentru realizarea acestei conditii fara a fi nevoie de o cantitate prea mare de apa, se foloseste procedeul de extractie in contracurent. In acest fel, taiteii de sfecla cand intra in instalatia de difuziune vin in contact cu zeama de concentratie cea mai ridicata, iar cand parasesc instalatia, vin in contact cu apa curata, deci cu concentratia zero. Silin, interpretand teoria lui Fick referitoare la difuzie, a dat urmatoarea relatie din care se pot desprinde factorii ce influenteaza cantitatea de substanta dizolvata ce trece printr-un strat anumit de dizolvant:incare:G=cantitatea de substanta care difuzeaza, in kg;D=coeficientul de difuziune, in kg /m.s;S=suprafata stratului, in m2;C=concentratia solutiei in stratul cu concentratia mai mare,in %;c=concentratia solutiei in stratul de concentratie mai mica, in %;=timpul de difuziune, in s;x=grosimea stratului, in m.Coeficientul de difuziune D difera de la o substanta la alta, marimea lui fiind, in general, invers proportionala cu raza particulei care difuzeaza. Din aceasta cauza, compusii macromoleculari si coloizii au un coeficient de difuziune mic, deci difuzeaza greu.Coeficientul de difuziune creste cu temperatura datorita faptului ca, odata cu cresterea temperaturii se mareste viteza de miscare a moleculelor din solutie si scade vascozitatea acesteia.Dupa Einstein, intre coeficientul de difuziune D, temperatura de difuziune si vascozitate exista urmatoarea relatie:in care:K=constanta ce depinde de marimea particulelor dizolvate;sT=temperatura absoluta;=vascozitatea dizolvantului.Analizand cele doua relatii se pot trage urmatoarele concluzii in legatura cu difuziunea zaharului:- cantitatea de zahar care difuzeaza va fi cu atat mai mare, cu cat suprafata taiteilor va fi mai mare si grosimea lor maimica, cu cat va creste temperatura si timpul de difuziune si cu cat sutirajul va fi mai mare, deci valoarea lui c va fi mai mica (sutirajul reprezinta cantitatea de zeama de difuziune care se obtine din 100 kg sfecla prelucrata).- varierea factorilor in sensul aratat mai sus, nu se poate face decat in cadrul anumitor limite. Prin depasirea acestor limite se pot obtine efecte negative. Astfel, daca se mareste prea mult lungimea taiteilor, pentru a se obtine o suprafata mai mare, taiteii obtinuti se rup usor si se taseaza impiedicand trecerea zemii. Acelasi efect se produce daca taiteii sunt prea subtiri. Crescand temperatura peste 80-90s, in zeama va trece o cantitate mare de substante pectice care ingreuneaza procesul de productie, iar taiteii se inmoaie si se taseaza.- timpul de difuziune nu trebuie sa depaseasca 70-80 min., deoarece la o durata mai mare trec in zeama cantitati mari de nezahar, care influenteaza negativ calitatea si randamentul in zahar cristalizat.-un sutiraj prea mare, peste 130%, micsoreaza capacitatea de prelucrare a fabricii.Pe langa factorii enumerati mai sus, procesul de difuzie este influentat si de calitatea sfeclei de zahar, calitatea apei folosite pentru extractie, gradul de incarcare al difuzoarelor, precum si de prezenta microorganismelor in instalatia de difuziune.- calitatea necorespunzatoare a sfeclei duce la scaderea capacitatii de prelucrare a fabricii, la obtinerea unui produs de calitate necorespunzatoare, la scaderea randamentului in zahar, ceea ce se reflecta negativ in pretul de cost.- calitatea apei are o mare influenta asupra procesului de difuzie: un continut ridicat de saruri minerale, in special de sodiu si potasiu, conduc la cresterea continutului de zahar in melasa; pH-ul apei este de asemenea un factor important care trebuie mentinut la o valoare cuprinsa intre 5,8 si 6,3 prin tratarea apei cu bioxid de sulf sau acid sulfuric. Tratarea cu bioxid de sulf prezinta avantajul ca realizeaza si o sterilizare a apei. Daca pH-ul apei este mai ridicat, in timpul difuziunii trece in zeama, odata cu zaharul, si o cantitate mare de substante pectice si alte substante care constituie nezaharul, care influenteaza negativ calitatea zemii, ingreunind purificarea acesteia.- gradul de incarcare al aparatelor de difuziune cu taitei determina viteza de trecere a zemii prin masa de taitei, precum si valoarea pierderilor de zahar in borhot.- actiunea microorganismelor conduce la aparitia de pierderi de zahar nedeterminate la difuziune. Valoarea acestor pierderi poate ajunge de la 0,1-0,2%, pana la 0,40% zahar, calculat la greutatea sfeclei. In afara acestor pierderi prezenta microorganismelor produce greutati in procesul tehnologic cum sunt spumarile abundente, cresterea vascozitatii zemii, inchiderea la culoare a zemii, obtinerea unui zahar de calitate inferioara. Pentru reducerea pierderilor provocate de microorganisme trebuie dusa o lupta sustinuta pe toata durata campaniei de lucru. In vederea preintampinarii patrunderii microorganismelor in instalatia de difuziune sfecla trebuie foarte bine spalata si dezinfectata. Apele de difuziune in special cele care se recircula de la presele de borhot trebuie tratate corespunzator. Se va evita ramanerea taiteilor timp mai indelungat pe transportoare sau pe jgheaburile de alimentare, deoarece se infecteaza si patrund in instalatie cu microorganisme. Temperaturile sub 70sC in instalatia de difuzie favorizeaza dezvoltarea microorganismelor. De aceea este necesar ca cel putin odata pe schimb masinile de taiat sfecla sa se abureasca si sa se introduca in instalatie preventiv, dezinfectanti. Pentru detectarea activitatii microbiene in instalatia de difuzie, se determina cu curba Wemann. Principiul acestei determinari se bazeaza pe faptul ca, in procesul de difuzie, daca nu se produce nici o fermentatie aciditatea zemii creste proportional cu cresterea concentratiei, pH-ul avand o variatie regulata. Daca in instalatie are loc o activitate microbiana, in punctul in care s-a produs infectia, aciditatea zemii creste brusc, iar pH-ul scade brusc fata de concentratie. Variatia acestor factori reprezentati intr-un sistem de coordonate in care pe ordonata se noteaza aciditatea exprimata in ml sol.NaOH 1,1 n, iar pe abscisa se noteaza numarul sectoarelor din care se iau probe, duce la obtinerea unui grafic numit curba Wemann, care indica variatia aciditatii in instalatie. Daca se constata aparitia unei infectii, se trateaza instalatia cu o solutie concentrata de formol in proportie de circa 0,1% fata de cantitatea de zeama de difuziune sutirata pe ora.

Instalatii de difuziunePentru extragerea zaharului din sfecla se folosesc 2 tipuri de instalatii de difuziune:-cu functionare discontinua sistem Robert;-cu functionare continua.Instalatia de difuziune cu functionare discontinuaeste formata dintr-o baterie cuprinzand 8-16 difuzoare (fig.9).

Fig 9.Schema bateriei de difuziuneDifuzorul este un recipient vertical de forma cilindrica 1(fig.10), terminat la partea superioara si la cea inferioara cu cate o portiune tronconica 2 s si 2 i, inchisa cu capac. Capacul superior 3 este captusit in interior cu o sita 5 si este prevazut cu o garnitura de etansare si cu un robinet pentru evacuarea gazelor 7.Capacul de jos 4 este basculant. Pentru etansare este prevazut cu un furtun circular 8, in care se introduce apa la presiunea de 3,5-4 at.Partea tronconica inferioara este captusita cu tabla perforata 6. Fiecare difuzor este prevazut cu trei ventile, prin care se asigura legatura sa cu conducta de apa, cu celelalte difuzoare si cu vasul masurator de zeama. Intre difuzoare se gasesc calorizatoarele (preancalzitoare tubulare), care mentin temperatura zemii la nivelul indicat. Bateria este deservita de doua conducte principale, una de apasi alta de zeama, care au legatura cu fiecare difuzor. Zeama de difuziune extrasa din baterie (sutirata) se colecteaza prin conducta principala de zeama intr-un vas masurator.

Fig.10.DifuzorInstalatii de difuziune cu functionare continua. Aceste instalatii prezinta o serie de avantaje:- in instalatie circula in sens contrar atat apa cat si taiteii;- eliminarea borhotului se face fara apa de golire deci consumul de apa este mai mic ;- pierderile de zahar sunt mai mici;- exploatarea instalatiei este mai simpla si se poate automatiza.Instalatia de difuziune RT. Schema acestei instalatii este reprezentata in figura 11. De pe banda 1, taiteii cad in oparitorul 2, unde sunt incalziti la ts = 75sC cu zeama de circulatie din rezervorul 5. Aceasta zeama este trimisa in oparitor cu pompa 6 si prin conducta 3, prin colorizatoarele 9, unde este incalzita la ts = 85sC. Amestecul de zeama si taitei intra in capul difuzorului, unde zeama se separa si se scurge prin conducta 4 in rezervorul 5. Din acest rezervor, cantitatea de zeama corespunzatoare sutirajului fixat este trimisain prinzatorul de pulpa 7 si de aici la purificare. Resturile de pulpa se introduc in difuzor prin conducta 8. Taiteii strabat difuzorul 11, in contracurent cu apa, care se introduce pe la capatul opus prin dozatoarele 16 si sistemul de alimentare 15. Instalatia este prevazuta cu dispozitive de injectare a aburului direct in tambur, pentru a se mentine ts = 74sC. Difuzorul se compune dintr-un tambur orizontal, prevazut in exterior cu 2 bandaje 12, sprijinite pe rolele 13 si cu o coroana dintata 14, care antreneaza tamburul in miscare de rotatie. Pe peretele interior al tamburului sunt sudate 2 spire cu inceputurile decalate la 180sC (fig.12). Sectiunea centrala a tamburului are o forma de patrat pe toata lungimea, tamburul este impartit in 2 parti printr-un perete de tabla de otel, compacta in partea centrala si perforata in portiunea dintre spire, 5. De partea compacta sunt prinse table inclinate 7, care dirijeaza taiteii la trecerea dintr-un compartiment in altul. Prin rotirea cilindrului zeama trece dintr-un compartiment in altul datorita spirelor, iar taiteii trec in sens contrar, datorita inclinatiei tablelor sudate pe peretele despartitor. Capatul prin care se introduc taiteii este prevazut cu o manta perforata, prin care se elimina zeama concentrata.

Fig.11.Instalatia de difuziune RT.

Fig.12.Interiorul tamburului RT.Durata de deplasare a taiteilor este de 100 min., iar a zemii de 50 min. Turatia tamburului este de 18- 20 rot/h. Sutirajul este de 110-115%, iar capacitatea de prelucrare de la 600 - 6500 tone sfecla in 24 h.In functionarea instalatiei se regleaza automat viteza de rotatie a tamburului, nivelul zemii in rezervorul de circulatie, temperatura zemii si a apei, debitul de apa calda si apa rece.Instalatia de difuziune B.M.A. Schema de functionare a acestei instalatii este redata in fig.13. Aparatul de difuziune este o coloana cu melc, ale carui spire, fixate pe axul central, sunt strabatute de canalele radiale pentru trecerea zemii. Durata de difuziune in aceasta instalatie este de 80 min. Sutirajul zemii este de 120-130%. Productivitatea este in functie de diametrul aparatului.

Fig.13.Instalatia de difuziune B.M.A.;1.-alimentarea cu taitei a preancalzitorului;2.-sita; 3.-preancalzitor de taitei; 4.-oparitor;5.-pompa; 6.-melc; 7,8.-conducte de apa;9.-snec pentru evacuarea borhotului;10.-zeama pentru prelucrare;11.-zeama de recirculatie.

Acest aparat prezinta unele dezavantaje: este constructie complexa cu elemente in miscare, care necesita o coaxialitate perfecta intre coloana si melc, in aparat exista zone in care taiteii circula cu viteza mica, din care cauza trebuie mentinuta o temperatura ridicata, pentru a se evita cresterea aciditatii zemii.De la masinile de taiat sfecla, taiteii trec pe o banda transportoare 1, prin cantarul banda, cad in preoparitorul 3 (preincalzitor), unde sunt preincalziti in zeama provenita din turn (rezervorul 11) in proportie de 120% fata de greutatea taiteilor pentru a ridica temperatura amestecului la temperatura de 45sC. Din preoparitor, zeama folosita pentru preincalzirea taiteilor se separa prin intermediul unei site 2 si patrunde in rezervorul de zeama 10. Din acest rezervor zeama este pompata prin separatorul de nisip la un separator de pulpa si intra in fabricatie. Din preoparitor taiteii cu 45sC sunt trecuti in oparitorul 4. Aici taiteii se oparesc cu zeama recirculata in proportie de 230 250% fata de greutatea taiteilor. Inainte de a patrunde in oparitor zeama de recirculare se incalzeste in preincalzitoare la 85 90sC. In oparitor are loc plasmoliza, adica coagularea proteinelor si strangerea membranei celulare facand astfel posibila difuzia zaharului in exteriorul celulei. Timpul de stationare a amestecului in oparitor este de trei minute. Amestecul de taitei zeama din oparitor ajunge la temperatura de 70 - 80sC si cu pompa speciala 5 se introduce in turn. Cu ajutorul unor prize amplasate la baza turnului se extrage zeama de difuzie in rezervorul 10. Aceasta trece prin prinzatorul de nisip, de unde o parte se trimite la preoparire constituind zeama sutirata iar o parte trece prin preincalzitoare unde se aduce la temperatura de 85 90sC si apoi se trimite la oparitor. O parte din zeama de la oparire se intoarce in preincalzitor.Amestecul de taitei si zeama din oparitor contine un procent de zeama care-i permite sa fie pompat la baza turnului, deasupra sitei.Taiteii intrati in turn sunt preluati de paletele 6 montate elicoidal pe arborele aparatului si transportati pe verticala, in sus. Apa de difuzie se introduce pe la partea de sus a turnului si circula in sensul de miscare invers taiteilor. In momentul cand taiteii au ajuns la partea superioara a turnului sunt epuizati in zahar si sunt evacuati din aparat prin intermediul a doua snecuri 9 de unde sunt distribuitila presele de borhot.Pentru extractie se foloseste apa proaspata alimentata prin prizele 8 si apa provenita de la presarea borhotului prin prizele 7.Apa proaspata este pompata dintr-un rezervor prin preincalzitor unde i se aduce temperatura la valoarea necesara. Aceasta apa se introduce la partea superioara a turnului de difuzie in interiorul lui la distanta de 50 cm sub punctul de evacuare al borhotului, printr-un dispozitiv special care o repartizeaza pe toata sectiunea aparatului.Apa rezultata de la presarea borhotului impreuna cu apa ce se separa din transportorul de borhot, se depulpeaza in depulpator, iar de aici intra intr-un rezervor si este dezinfectata cu clor sau bioxid de sulf. Cu o pompa din acest rezervor se trece printr-un preincalzitor unde i se ridica temperatura la valoarea necesara si se introduce in turn in punctul unde concentratia in zahar a zemii din turn este egala cu cea a apei de presa. Aceasta pozitie se gaseste de obicei la 1,5 m sub gura de evacuare a borhotului, unde se introduce prin patru ramificatii, cu dispozitive speciale, care o distribuie uniform pe toata sectiunea aparatului de difuzie.Temperatura apei proaspete si apei de presa ca si cantitatea ce se adauga, se aleg in asa fel incat sa asigure in turn o temperatura de 70 74sC. Apa de difuzie trebuie sa aiba un PH de 5,8 6,4.Aparatul de difuzie D.d.s. este format dintr-un jgheab inclinat 1 (fig.14), format din doi semicilindri si inclinat cu 8 fata de orizontala. La capatul de jos al jgheabului se afla gura de alimentare 2, o sita pentru separarea zemii de taitei 3 si conducta de evacuare a zemii de difuzie 4. In interior se afla doua transportoare elicoidale 5, ai caror arbori sunt sustinuti pe palierele 7, iar in peretii laterali sunt prinsi prin intermediul cuzinetilor de etansare 6. La capatul de sus se afla roata elevatoare pentru evacuarea borhotului 8, plasata in carcasa 9. Tot aici se afla priza de apa rece 10 si priza de apa de la presele de borhot 11. In partea inferioara a jgheabului se afla mantalele duble 12, in care se trimite abur pentru incalzire. Functionarea difuzorului este in intregime automata.

Fig.14. Aparatul de difuziune D.d.s.

Produsele si controlul operatiei de difuziuneProdusele operatiei de difuziune sunt:-zeama de difuziunecare este egala cu sutirajul si reprezinta intre 110 - 130% fata de sfecla prelucrata;-borhotulreprezinta taiteii epuizati in zahar, cantitativ reprezentand circa 80 - 90% din greutatea sfeclei prelucrate;-apele de golire, numai in cazul instalatiei cu functionare discontinua, reprezinta circa 120%.Compozitia acestor produse se prezinta in tabelul urmator:SubstantecomponenteSfeclaZeama de difuziuneBorhotApa de golire

Zaharoza, %17,5150,20,14

Substante pectice, %2,50,12,6-

Celuloza si hemiceluloza, %2,5-2,50,04

Substante azotoase, %1,10,70,60,01

Substante neazotoase, %

0,90,80,10,01

Cenusa (pura), %0,50,40,20,01

Total s.u., %25176,20,21

Apa, %758393,899,79

Controlul analitic al operatiei de difuziuneAnaliza produselor care intra si ies din procesul de difuziune da indicatii asupra modului in care se desfasoara procesul in instalatie, asupra pierderilor de zahar ce se produc prin borhot si in apele de golire si ajuta la determinarea conditiilor de reglare a procesului de purificare.La controlul operatiei de difuziune se fac urmatoarele analize:a) controlul taiteilor proaspetiprin indicii de calitate (cifra SILIN, sfarmaturilecifra suedeza) si se mai determina continutul de zahar polarizabil din taitei pentru a putea avea o evidenta a cantitatii de zahar ce intra in procesul de productie.Continutul de zahar, se determina prin metoda digestiei care consta in modul de pregatire a probei pentru citirea la polarimetru, la zaharimetru a continutului de zahar polarizabil.b) analiza apei care intra la difuziune, prin determinarea pH-ul apei (5,8-6) cu ajutorul hartiei indicatoare de pH sau pe cale potentiometrica.c) analiza zemii de difuziunela care se determina:-continutul in substanta uscata cu ajutorul refractometrului sau la etuva, in grade Brix (Bx):-continutul de zahar respectiv polarizatia (P) prin metoda polarimetrica, in procente (%);-puritatea (Q) se determina pe baza rezultatelor obtinute de la polarizatie si substanta uscata.[%]-continutul de nezahar ca fiind diferenta intre Brix (Bx) si polarizatie (P)-continutul de substante coloidale si aciditatea zemii de difuziune. Aciditatea zemii de difuziune se determina prin titrare cu o solutie de NaOH;-pH ul cu hartia indicatoare de pH sau pe cale potentiometrica.d) analiza borhotului presat(la difuziunea continua) se determina:-continutul de zahar pentru a stabili pierderile de zahar in borhot;-continutul de substanta uscata prin metoda uscarii la etuva la temperatura de 105 - 110C timp de 6 - 8 ore.In cazul instalatiei cu functionare discontinua de tip Robert se face analiza borhotului umed si analiza apei de golire, cand se determina:-continutul de zahar pentru stabilirea pierderilor in borhot, respectiv ape de golire, folosind metoda polarizatiei;

4. SORTIMENTUL SI INDICII DE CALITATE AI ZAHARULUI

4.1. Sortimentul de zahrZahrul poate fi fabricat n urmtorul sortiment: Zahr tos, cu mrimea cristalelor 0,5 - 2,5mm; Zahr pulbere, cu mrimea cristalelor