Potravinářské a biochemické technologie část Technologie cukru P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 1
P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 2
VÝROBA CUKRU V ČR A VE SVĚTĚ Počátky průmyslové výroby cukru u nás - rok 1831 Výroba cukru v ČR - ročně 370-500 tis. t - tuzemská spotřeba cukru 400 tis. t za rok Výrobní náklady - 16.000 Kč/t Rozhodující nákladové položky: cena cukrovky 53 % doprava a příjem cukrovky 7 % výrobní náklady cukrovaru 36 % skladování cukru 4 % P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 3
(mil. t) Světová výroba cukru pouze 20 % je z cukrovky 180 160 celkem 178,5 mil t 140 120 100 80 60 40 20 0 2000/01 2001/02 2002/03 2003/04 2004/05 2005/06 2006/07 2008/09 ze řepy: 35 mil. t odhad 2013/14 P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 4
Světové ceny cukru nejsou odrazem výrobních nákladů - řídí se tržním mechanismem nabídky a poptávky - stavem světových zásob cukru 2003 185 244 USD/t 2007 330 387 USD/t 2004 202 241 USD/t 2008 330 395 USD/t 2005 258 330 USD/t 2009 379 383 USD/t 2006 378 481 USD/t 2010/2011 Vývo světových cen bílého cukru USD/t 600 Ney York, surový cukr, cent/lb 2011/2012 500 400 300 200 100 0 I-03 III-03 V-03 VII-03 IX-03 XI-03 I-04 III-04 V-04 VII-04 IX-04 XI-04 I-05 III-05 V-05 VII-05 IX-05 XI-05 I-06 III-06 V-06 VII-06 IX-06 XI-06 I-07 III-07 V-07 VII-07 IX-07 XI-07 P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 5
P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 6
Charakteristické ukazatele řepařství a cukrovarnictví ČR výnos cukrovky (t/ha) 60-70 80 * plocha na pěstitele (ha) 75-80 10 cukernatost P (%) 17-18 19* výtěžnost (%) 90,5 výnos polar. cukru (t/ha) 11-12 13,4 * výnos bílého cukru (t/ha) 10-11 11,7 * zprac. kapacita (t/d) 5300 10000 (nejlepší) * EU výnos PC P x výnos řepy /100 výnos RC x výnos PC /100 P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 7
CUKR A JEHO POUŽITÍ v lidské výživě k chemickým a biochemickým transformacím Dlouhodobá skladovatelnost Relativně nízká cena CUKR zajišťuje podstatnou dávku celkového příjmu energie široká nabídka průmyslově a dílensky vyráběných potravin přímá spotřeba v domácnostech funkce cukru: sladidlo ochucovadlo konzervační činidlo látka dodávající potravinám objem látka upravující texturu potravin fermentační substrát Spotřeba cukru v ČR - 40 kg na osobu a rok Základní výživový směr - snížení spotřeby cukru asi o 30 % Vyšší spotřeba cukru a výskyt různých onemocnění P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 11
CUKR JAKO SUROVINA PRO CHEMICKÉ A BIOCHEMICKÉ TECHNOLOGIE pouze 5 % světové produkce cukru se využívá k nepotravinářským účelům produkty chemické či biochemické transformace sacharosy jsou biologicky odbouratelné a nejsou toxické Možnosti výrob, vycházející ze sacharosy: fermentační zpracování na bioetanol, následné využití jako palivo nebo přísada do pohonných směsí klasické kvasné výroby - líh, droždí, organická rozpouštědla a kyseliny (citronová) produkty chemické transformace sacharosy (sorbit, vitamin C, kyselina glukonová, 5-hydroxymethylfurfural aj.) P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 12
ZÁKLADNÍ ANALYTICKÉ POJMY P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 13
dřeň 5 % SLOŽENÍ CUKROVKY sušina 23 25 % sacharosa rozpustné necukry 16 18 % 2,5 % P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 14
surovinové laboratoře stanovení obsahu minerálních a rostlinných příměsí analytické stanovení obsahu cukru sodíku a draslíku amidického dusíku výpočet předpokládané výtěžnosti rafinovaného cukru, resp. ztrát cukru ve vyrobené melase podle složení cukrovky P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 15
Schéma výroby cukru P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 16
teplota < 80 C, doba < 120 min ph 5,8 P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 17
Čištění šťávy - epurace Hlavní cíl: 1) odstranit maximální podíl necukrů (30-40 %) 2) neutralizovat kyselou reakci surové šťávy 3) minimalizovat rozklad sacharosy 4) dezinfikovat šťávu 5) odstranit částice pevných látek K epuračnímu procesu se používá: vápenné mléko (suspenze Ca(OH) 2 a CaO ve vodě) saturační plyn (obsahující 30 % obj. CO 2 ) P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 18
P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 19
Epurace/čištění surové šťávy P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 20
P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 21
Schémata filtrace P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 22
Odpařování šťáv Hlavní úkoly odparky: 1. zahustit šťávu na 60-65 % 2. zásobit provoz cukrovaru topnou párou na zahřívání 15 % 65 % P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 23
Krystalizační proces: 1) nukleace (vznik zárodků) 2) růst krystalů podmínkou je existence přesyceného cukerného roztoku při průmyslové krystalizaci cukru se pracuje v tzv. metastabilní oblasti nedochází zde k tvorbě nových zárodků, pouze k růstu krystalů oblast přesycení vhodná pro odpařovací i chladicí krystalizaci Pracovní operace při svařování a zpracování cukrovin jsou: zahušťování sirobu, odpařovací krystalizace, chladicí P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 24 krystalizace
Q=60-65 % P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 25
Druhy cukru podle Zákona o potravinách Skupina podskupina Cukr extra bílý Cukr bílý Cukr polobílý krystal směs krystalů stejnoměrného zrnění, volně sypká krupice směs menších nebo rozdrcených krystalů, stejnoměrného zrnění, volně sypká moučka volně sypaná směs jemně mletých drcených krystalů krystal krupice moučka krystal krupice moučka Cukr moučka s obsahem protihrudkujících látek (nejvýše 3 %) Tvarovaný cukr (kostky, bridž, homole) Cukr s přísadami Přírodní cukr Kandys Tekuté výrobky sypký, zrnitý, světle žlutý krystal směs velkých krystalů a srostlic, žluté až hnědé barvy invertovaný sirob karamel P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 27
výukové materiály internetové stránky ústavu 321 P.Kadlec, E. Šárka - PTB-cukr 40