Spracovanie vylúhovaných rezkov z cukrovej repy: Od odpadu k hodnotnému produktu

Cukor je neodmysliteľnou súčasťou nášho stravovania a bežnou komoditou v Európe od polovice 19. storočia.

Výroba cukru z cukrovej repy má na Slovensku vyše 100-ročnú tradíciu.

Cukrová repa je plodina, z ktorej sa získava cukor, a jej spracovanie má na Slovensku dlhú tradíciu. Tento článok sa zameriava na proces spracovania cukrovej repy, so špeciálnym dôrazom na vylúhované rezky a ich ďalšie využitie, s prihliadnutím na historický kontext a súčasné trendy v cukrovarníckom priemysle.

Cukrová repa na poli

História cukrovarníctva na Slovensku

Cukrovary na Slovensku majú bohatú históriu.

Napríklad, Cukrovar v Trenčianskej Teplej bol založený už v roku 1900 rodinou Wolfovcov z Viedne. Títo obchodníci s vínom si uvedomili potenciál pestovania cukrovej repy a jej spracovania na "biele zlato", ako sa vtedy cukor nazýval. V roku 1998 sa majoritným akcionárom Považského cukru stala nemecká spoločnosť Nordzucker AG, čo viedlo k investíciám do rozvoja a modernizácie cukrovaru.

Podobne aj Cukrovary Sereď prešli transformáciou po roku 1990, keď sa zo štátneho podniku stali akciovou spoločnosťou. V roku 1998 vstúpila do spoločnosti rakúska spoločnosť Agrana, ktorá sa neskôr stala 100% vlastníkom cukrovaru.

Na pestovanie repy a jej spracovanie do podoby bielych kryštálikov je napojených viac ako 3000 pracovných miest najmä vo vidieckych oblastiach. Sektor pestovania repy a produkcie cukru prináša pre štátny rozpočet Slovenska každoročne okolo 42 miliónov eur.

Cukrová repa: Od pestovania po zber

Cukrová repa je dvojročná rastlina z čeľade amarantovitých, ktorá sa v našich podmienkach pestuje ako jednoročná plodina. Na výrobu cukru sa využíva po prvom roku, kedy obsahuje asi 18 % cukru (sacharózy). Pestuje sa jeden rok a zvyčajne sa každé tri roky strieda s pšenicou alebo jačmeňom.

Repu vysievame na jar a so zberom začíname v septembri, čo pre cukrovú repu znamená 180 dní vstrebávania slnečných lúčov. Zber repy je plne mechanizovaný.

Prioritou slovenských pestovateľov a producentov cukru je spracovať celú úrodu cukrovej repy. V tomto roku sa cukrová repa zbiera z plochy 19 579 ha. Odhaduje sa priemerná cukornatosť 16,11 % a celková produkcia 152 573 ton cukru.

Základnou surovinou vstupujúcou do výrobného závodu je cukrová repa. Poľnohospodári zabezpečujú vyorávanie dopestovanej cukrovej repy na dočasné skládky a zmluvný prepravca dováža cukrovú repu do výrobného závodu nepretržite 24 hodín. Poľnohospodári sú vyplácaní na základe hmotnosti, čistoty a cukornatosti dodanej cukrovej repy.

Cesta repy do cukrovaru

Po zbere sa repa dopravuje do cukrovaru. Nákladné autá prepravia repu do cukrovaru a vyložia ju v závode na repnom dvore, kde sa uskladňuje.

Dôležité je vytvoriť pre repu optimálne skladovacie podmienky, pretože v opačnom prípade sa v nej obsah cukru znižuje. Optimálna teplota skladovania je od -3 do 5 °C. Pri vyššej teplote sa zvyšuje metabolická aktivita, pri nižšej teplote repa zamrzne.

V cukrovare sa repa očistí od hliny, kameňov, zeliny a rôznych zvyškov pôdy.

Príprava rezkov:

Očistená repa sa reže na tenké rezky. Rezačky v závode narežú repu na tenké rezky.

Vstupom do výrobného procesu je pevný bod s automatizovaným splachovaním repy pomocou vodnej dýzy. Následne sa pomocou čerpadiel splavená repa presúva po tzv. repnej ceste, kde sa nachádzajú lapače nečistôt (kameňov a zeliny). Dopravníky takto očistenú repu transportujú do finálneho bodu čistenia - do práčky. Dôkladne opraná repa smeruje do tzv. Automatizované rezanie repy je dôležitý bod výrobného procesu.

Rezky musia mať určitý, vopred definovaný tvar, aby mohol nasledujúci difúzny proces prebehnúť správne.

Získavanie šťavy (Difúzia):

Cukor sa z rezkov vylúhuje pomocou horúcej vody v difúznych vežiach v protiprúdovom procese. Z rezkov sa tak získava šťava, ktorá ide na ďalšie spracovanie - čistenie. Sacharóza aj s ostatnými rozpustnými látkami prejde do vodného roztoku, čím sa získa difúzna šťava.

Difúzia slúži na extrahovanie cukrovej šťavy z repných rezkov. Celý difúzny proces zabezpečuje zariadenie difúzia DC12 pozostávajúca z vane a dvoch závitoviek. Rezky smerujú zdola nahor a voda zhora zariadenia nadol. Pri teplote vo vani okolo 74 °C dochádza k difúznemu procesu a začne sa tvoriť cukrová šťava, tzv. difúzna šťava. Vylúhované rezky sa pomocou závitovkových kolies presúvajú do tzv.

Čistenie šťavy (Epurácia):

Získaná surová difúzna šťava má hnedočiernu až čiernu farbu. Okrem cukru obsahuje aj necukrové látky, ktoré sa musia odstrániť. Necukrové látky v surovej šťave sa počas čistenia šťavy oddelia pomocou uhličitanu vápenatého a oxidu uhličitého. Odborný názov pre čistenie šťavy je epurácia, a prebieha v niekoľkých fázach ktorých výsledkom je získanie saturačných kalov, ktoré sa využívajú v poľnohospodárstve ako hnojivo pre pôdu a prostriedok na jej alkalizáciu.

Po druhej filtrácii dostaneme číru, svetlo žltú prečistenú šťavu.

Šťava z difúzie obsahuje cukor a necukry. Necukry a nečistoty sa odstraňujú v nádrži s protiprúdovými priehradkami, do ktorých sa pridáva vápno z ich vlastnej vápenky a takto na seba naviaže nečistoty. V dvoch stupňoch saturácie sa pridáva saturačný plyn odsatý z vápenky a dochádza k chemickej reakcii. Vznikajú vločky saturačného kalu, ktoré na seba viažu nečistoty a necukry z repy, ktoré sa v ďalšom výrobcom procese oddeľujú.

Zahusťovanie šťavy:

Po dôkladnom vyčistení sa difúzna šťava stane tzv. ľahkou, pretože má nízku hustou a získa zlatožltú farbu. Ľahká šťava sa zahusťuje v procese viacstupňového odparovania v odparke. Táto ťažká, zlato hnedá šťava sa potom ďalej zahusťuje vo varostrojoch.

Automatizovaný proces odparovania prebieha v piatich stupňoch, nazývaných odparky. Na vstup prichádza ľahká šťava, ktorá má 16 % sušiny. V tomto bode vstupuje do procesu tepelná energetická centrála (TEC), ktorá vyrába paru. „Odparka“ je zložená z piatich stupňov a ôsmich telies. Do prvého telesa sa vpúšťa redukovaná para z TEC. Voda z ľahkej šťavy sa odparí a vznikne brída. Brídou sa nahreje druhý stupeň, následne tretí stupeň atď. Vstup pary je iba do prvého telesa a v ďalších stupňoch odparovania sa používa už iba para - brída. Prebytočná brída nahrieva cez rúrkové výmenníky šťavu v surovárni aj v rafinérii. Po odparení sa z ľahkej šťavy stáva ťažká šťava smerujúca už do rafinérie. Brída končí v barometrickej kondenzácii, kde sa skvapalní a putuje do cukrovarskej čističky odpadových vôd.

Kryštalizácia:

Pri istej koncentrácii sa začínajú tvoriť kryštály cukru. Ťažká šťava sa ďalej zahusťuje vo varostrojoch za pôsobenia vákua. Kryštalizácia sa spúšťa pridaním jemne zomletého cukru. Ďalším zahusťovaním narastajú kryštály do požadovanej veľkosti zŕn. Hustú zmes, známu ako cukrovina, tvoria kryštály a sirup.

Odstreďovanie:

Cukrovina putuje z premiešavacích nádrží do odstrediviek, kde odstredivá sila oddelí kryštály od sirupu. Na oddelenie kryštálov a materského sirupu z vykryštalizovanej cukroviny sa využíva odstredivá sila v troch filtračných odstredivkách.

Sušenie, triedenie a balenie:

Vznikne biely cukor. Hotový cukor sa vysuší, schladí a prevezie do sila, kde je dočasne uložený. Z konečných operácií v rafinérii ešte nasleduje sušenie, triedenie, balenie a skladovanie cukru. Cukor sa plne automaticky balí do spotrebiteľských balení.

Ak tento cukor rozpustíme a znova necháme skryštalizovať, vznikne veľmi čistý a vysoko kvalitný cukor - rafinovaný cukor.

Vedľajšie produkty

Po odstredení popri cukru vzniká vedľajší produkt - melasa (hustý tmavý sirup). Melasa obsahuje cukor, ktorý už nemôže vykryštalizovať (6 až 9 percent cukru z repy) a rozpustné necukrové látky pochádzajúce z repy. Okrem repy, ktorá sa spracováva v cukrovarníckom priemysle, sa využívajú aj sekundárne produkty spracovania a to vylisované cukrovarnícke rezky ako krmivo alebo na výrobu elektrickej energie, melasa v liehovarníckom a droždiarskom priemysle, saturačný kal ako hnojivo sa vracia späť na polia.

Vylúhované rezy sa po úpravách stávajú potravou pre dobytok.

Rôzne druhy cukru (hnedý, napr. turbinado, demerara alebo muscovado, biely kryštálový, kockový, práškový…) sú výsledkom rôznych štádií spracovania a ďalších úprav cukru.

Cukor v minulosti a dnes Už v dávnych dobách, okolo roku 6000 p.n.l. poznali ľudia vo východnej Ázii cukrovú trstinu. Z Indie pochádzajú aj prvé zmienky o varení sladkej šťavy z tejto byliny. V čase križiackych výprav sa o cukre dozvedela aj západná Európa. Prešlo niekoľko storočí, kým sa surovinou na výrobu cukru stala cukrová repa. V roku 1747 berlínsky chemik A. S. Marggraf zistil, že v cukrovej repe je rovnaký obsah cukru ako v cukrovej trstine, a koncom 19. storočia prevážila produkcia repného cukru nad trstinovým. Prvý cukor z repy na Slovensku vyrobil v roku 1801 v Prešove lekárnik S. J. Gertinger.V súčasnosti sa cukor stal neodmysliteľnou súčasťou nášho stolovania a patrí k základným potravinárskym tovarom. Spotreba cukru bola na Slovensku dlho pomerne nízka, no zvyšovala sa postupne, najmä v druhej polovici 20. storočia, a významne zasiahla do charakteru stravovania obyvateľov Slovenska.

Vplyv na ekonomiku Na pestovanie repy a jej spracovanie do podoby bielych kryštálikov je napojených viac ako 3000 pracovných miest najmä vo vidieckych oblastiach. Sektor pestovania repy a produkcie cukru prináša pre štátny rozpočet Slovenska každoročne okolo 42 miliónov eur.

Z histórie cukrovaru v Trenčianskej Teplej Cukrovar v Trenčianskej Teplej založila v roku 1900 rodina Wolfovcov z Viedne. Stavba cukrovaru trvala necelý rok a už v roku 1901 bola realizovaná prvá kampaň, kde sa spracovalo 700 ton cukrovej repy za deň, pričom pre podnik pracovalo 700 zamestnancov. V roku 1998 sa majoritným akcionárom Považského cukru stala nemecká spoločnosť Nordzucker AG, ktorá začala investovať do rozvoja cukrovaru.

Vylúhované rezky: Vedľajší produkt s potenciálom

Počas procesu extrakcie cukru z repy vznikajú vylúhované rezky, ktoré predstavujú vedľajší produkt s významným potenciálom. Tieto rezky, zbavené väčšiny cukru, sú cenným zdrojom vlákniny a živín.

Vylúhované rezky

Využitie vylúhovaných rezkov

• Krmivo pre zvieratá: Vylúhované rezky sa často používajú ako krmivo pre hospodárske zvieratá. Sú výživné a dobre stráviteľné, čo z nich robí vhodný doplnok stravy pre hovädzí dobytok, ošípané a ďalšie zvieratá. Môžu sa podávať čerstvé, sušené alebo silážované. Sušené repné rezky, prípadne repná drvina, sú koncentrované krmivá.
• Výroba bioetanolu: Vylúhované rezky môžu byť použité na výrobu bioetanolu, ktorý sa používa ako biopalivo. Tento proces prispieva k znižovaniu emisií skleníkových plynov a zvyšuje energetickú nezávislosť.
• Hnojivo: Vylúhované rezky môžu byť spracované na organické hnojivo.
• Výroba bioplynu: Vylúhované rezky môžu byť použité na výrobu bioplynu prostredníctvom anaeróbnej digescie. Bioplyn sa môže využiť na výrobu elektrickej energie a tepla.

Legislatíva a podpora pestovateľov

Európska únia venuje pozornosť sektoru cukru a záujmom všetkých strán. Komisia má právomoc prijímať akty týkajúce sa zmlúv o nákupe a dodávaní cukrovej repy, najmä pokiaľ ide o podmienky nákupu, dodávania, preberania a platieb za ňu.

Členské štáty, ktoré sa rozhodli uplatňovať režim jednotnej platby na plochu, majú možnosť poskytovať podporu príjmov pestovateľom cukrovej repy formou osobitných platieb. Na tlmenie účinkov procesu reštrukturalizácie v členských štátoch sa zachováva pomoc stanovená pre producentov cukrovej repy a cukrovej trstiny na najviac päť po sebe nasledujúcich rokov.

Automatizácia a inovácie v cukrovarníctve

Moderné cukrovary využívajú rozsiahlu automatizáciu a riadiace systémy na optimalizáciu výrobných procesov. Napríklad, Cukrovary Sereď využívajú decentralizovaný riadiaci systém Delta V od spoločnosti Emerson. Tento systém umožňuje efektívne riadenie výrobného procesu a dosahovanie vyššej efektivity.

V závode sa komunikuje vo väčšine prípadov cez HART, no v niektorých prípadoch sa používajú aj zariadenia s PLC pripojené cez Profibus. Rýchlosť systému sa pohybuje od 100 ms do 5 s, čo je dostatočné pre procesy vo výrobe. Veľa procesov z výroby funguje kaskádovo, čo znamená, že ak sa začne nejaký proces, zvyšné prispôsobí riadiaci systém automaticky.

V rámci riadiaceho systému Delta V používajú aj systém AMS. Prístroje HART z prevádzky hlásia svoj stav a vyhodnocujú odchýlku od bežnej hodnoty. Na základe týchto informácií už údržba vopred vie, kedy bude potrebné zariadenie vymeniť.

Súčasťou modernizácie jednotlivých prvkov v závode je aj implementácia modulov CHARM pre DeltaV, takzvaný elektronický Marshalling.

Prehľad procesov spracovania cukrovej repy

tags: #vyluhovane #rezky #z #repy #spracovanie

Populárne príspevky:

• Rýchly a zdravý recept
• Rýchly recept na špenátové muffiny
• Tradičné svadobné koláče
• Za Tento Chlieb Každodenný
• Thajská polievka vo vašej kuchyni