Сахарная промышленность

Приемка и хранение сахарной свеклы

Приемка сахарной свеклы

Правила приемки

Приемку сахарной свеклы, отбор образцов, определение загрязненности и сахаристости проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 17421 «Свекла сахарная для промышленной переработки», договора контрактации и Инструкции по приемке, хранению и учету сахарной свеклы.

К общей загрязненности  свеклы относят землю, камин, ботву, сухие листья, сорняки, боковые корешки и хвостики диаметром менее I см, зеленую массу (зеленые листья, черешки листьев, ростки и сорные растения).

Подвяленными корнеплодами считают те, у которых понижен тургор, нарушены естественная твердость и хрупкость, хвостики изгибаются без отламывания. К загнившим относят корнеплоды, пораженные грибами и бактериями, при этом весь корнеплод или отдельные места темнеют и изменяют структуру.

Сахарную свеклу принимают партиями. Партией считают любое количество свеклы, доставленное в одной транспортной единице и оформленное одним документом. До взвешивания свеклу осматривает контроль и, исходя из ее физического состояния. спелости, обшей загрязненности и данных предуборочного химико-фитопатологического обследования посевов, распределяет по срокам хранения.

Свеклу кондиционную, свежую, неподмороженную, содержащую не более 1 % цветущих корнеплодов и незначительное количество с сильными механическими повреждениями, а также свеклу с общей загрязненностью до 10 %, убранную в  сентября и в октябре, направляют в кагаты длительного хранения (более 2 мес). Свеклу кондиционную, неподмороженную, с сильными механическими повреждениями (не более 12%). убранную в более ранние сроки и в период массовой уборки, направляют в кагаты средних сроков хранения (менее 2 мес). Свеклу некондиционную, пониженного качества, направляют сразу в переработку или в кагаты кратковременного хранения (2—3 недели).

После осмотра партию свеклы взвешивают вместе с транспортом на автомобильных весах грузоподъемностью 40 или 60т (с дистанционной регистрацией результатов взвешивания). Из партии свеклы отбирают пробу массой не менее 12 кг и после отмывания и доочистки корнеплодов в них определяют общую загрязненность и сахаристость.

После выгрузки свеклы взвешивают транспортное средство и по разности между двумя взвешиваниями устанавливают массу свеклы.

Приемка и складирование

При существующих сроках уборки (45…50 сут) около 60 % свеклы хранится на призаводских и периферийных свеклоприемных пунктах. Для складирования свеклы используют грунтовые кагатные поля с продольными гидротранспортерами и склады с твердым покрытием п комплексной механизацией всех работ.

Современная прогрессивная технология приемки и хранения корнеплодов сахарной свеклы, убранной комбайном, предусматривает выполнение следующих важнейших мероприятий: пред­борочное массовое химико-фитопатологическое обследование посевов свеклы; приемку свеклы в строгом соответствии с требованиями ГОСТ 17421; распределение свеклы на категории по срокам хранения и переработки; доочистку свеклы от примесей перед укладкой в кагаты; применение химических препаратов для обработки свеклы, укладываемой на хранение; вентилирование кагатов увлажненным воздухом; использование автоматизированных средств контроля и регулирования температурного режима; защиту свеклы от увядания и подмораживания (нанесение на поверхность кагатов слоя известкового молока и укрытие их теплоизоляционными материалами); использование сплавных площадок, оборудованных системами активного вентилирования для краткосрочного хранения свеклы и подачи ее на переработку; применение механизмов для подачи свеклы из кагатов на переработку, обеспечивающих минимальные потери свекломассы и сахара.

Свекла, доставляемая с полей в автомашинах с бортами, разгружается и укладывается в кагаты: на кагатных нолях — с помощью мобильных свеклоукладчиков, на механизированных складах и площадках с твердым покрытием — с помощью фронтальных свеклоукладчиков на пневмоколесном ходу или рельсовых.

На всех свеклоукладчиках свеклу разгружают, сваливая ее через открытый борт кузова транспортной машины.

В поступающей с полей свекле кроме земли содержится много травы, ботвы и свекловичного боя. Свеклоукладчики с установленными на них серийными очистителями отделяют до 15 % примесей, остальные примеси попадают в кагат и заполняют межкорнеплодное пространство, препятствуя свободному прохождению воздуха; свекловичная мелочь быстро загнивает и создает в кагате очаги гниения. Для повышения эффективности отделения примесей от свеклы на свеклоукладочных машинах вместо серийных грохотов-землеогделителей устанавливают активизированные грохоты-очиститсли с увеличенным живым сечением до 20…25 мм для прохода отходов. Из полученных отходов на отделителе свекловичных отходов (ОСО) извлекают свекломассу и направляют ее на переработку в тот же день.

На грунтовых площадках свеклу укладывают в кагаты, размер которых обеспечивает ее сохранность, минимальную потребность в земельной площади и укрывочных материалах. Отношение высоты кагата к ширине принимают (1:4)…(1:5) как оптимальное по воздухообмену и тепловлагообмену.

Свеклу, предназначенную для длительного хранения, укладывают в кагаты высотой 5м и более и шириной основания не менее 18м, обязательно применяя активное вентилирование; свеклу средних сроков хранения — в кагаты высотой 3…4 м и шириной основания 12…16 м.

Некондиционную свеклу ранних сроков уборки укладывают в  кагаты краткосрочного хранения высотой не более 2м и шириной основания 8… 12 м. При укладке свеклы с общей загрязненностью более 15 % размеры кагатов уменьшают на 10…20 %. Чем больше загрязненность, тем меньше размеры формируемых кагатов.

Предельные размеры кагатов (ширина и высота) зависят от системы применяемых свеклоукладочных машин, а длина кагатов — от размеров складской площадки, расположения дорог и гидравлических транспортеров. В поперечном сечении верх кагатов должен образовывать конек — подъем к средней продольной линии (5…8 см на 1м ширины кагата). Ширина проезда между длинными сторонами кагатов составляет 10м, между торцовыми сторонами — 6м. Угол наклона боковых сторон кагата 40°. Расчетная объемная масса свеклы 0,65 т/м3. На 1га кагатного поля в зависимости от размера кагатов размещается от 6 до 20 тыс. т свеклы.

Перед укладкой свеклы подкагатные земляные площадки выравнивают, поливают водой и для дезинфекции обрабатывают известковым молоком плотностью 1,03… 1,05 г/см3 (5 л на 1 м2).

Чтобы уменьшить интенсивность прорастания, корнеплоды свеклы перед укладкой в кагаты обрабатывают 1%-ным водным раствором гидразида малеиновой кислоты (ГМК-№) в количестве 3…4 л/т или смесью хлорной извести и фильтрационного осадка (ФХ-1). Свеклу, содержащую подвяленные и сильно механически поврежденные корнеплоды, обрабатывают пирокатехином.

Поверхность сформированных кагатов несколько раз опрыскивают известковым молоком плотностью 1,03…1,05 г/см3 до образования устойчивого белого покрова, что способствует отражению солнечных лучей и снижению интенсивности увядания корнеплодов. У каждого высокого кагата устанавливают лестницу с поручнями для осмотра свеклы на верхней площадке и проведения других работ по уходу за ней во время хранения.

Склады с комплексной механизацией всех работ и твердым покрытием вмещают в 2,5…3 раза больше свеклы, чем кагаты на грунтовых кагатных полях.

На рисунке 1 показан механизированный склад из трех секций.
На рисунке 1 показан механизированный склад из трех секций.

В каждой секции склада имеется два заглубленных лотка шириной по 24м, между которыми расположена дорога шириной 22м для проезда свеклоукладчиков и автомашин. Лоток в секции разделен на отсеки поперечными железобетонными воздуховодами диаметром 1м, расположенными через каждые 10м. На нижней поверхности воздуховодов имеются воздуховыпускные щели шириной 50мм. На одном конце воздуховода со стороны сборного гидротранспортера устанавливают осевой вентилятор, а второй конец заходит под дорогу.

Плиты, перекрывающие концы воздуховода на дороге, имеют отверстия для выхода воздуха.

Посредине отсеков (поперек лотка) проходят желоба гидротранспортеров, соединенные со сборными гидротранспортерами. Из отсеков в гидротранспортер свеклу смывают переносными водобоями. Уровень дна гидротранспортеров в отсеках выше уровня дна сборных гидротранспортеров на 0,5…0,6м, что предотвращает «подтапливание» корнеплодов на складе при случайном переполнении водой лотков сборных гидротранспортеров. Вокруг секций расположена дорога с твердым покрытием.

В секции склада можно укладывать два кагата шириной 30 м и высотой 8…10 м, оставляя дорогу между ними свободной, или один кагат шириной 70 м и высотой до 10 м (с заполнением дороги). В первом случае на 1м длины кагата вмешается  250…300 т свеклы, во втором —до 400 т. Чаще всего в секцииукладывают два кагата шириной 30 м, так как укладка одного кагата шириной 70 м с заполнением дороги сопряжена с трудностями разворота автопоездов после разгрузки в обратном направлении. В этом случае затруднены также подача свеклы с  дороги в гидротранспортеры отсеков и ее вентилирование.

В период массовой уборки свеклы механизированный склад работает как сплавная площадка, т. е. в оборотном режиме, с неоднократным заполнением и опорожнением секций. За время уборки свеклы (45…50 сут) через склад проходит около половины всей заготовляемой свеклы. При необходимости свеклу можно брать из любого места секции склада с помощью переносных водобоев или передвижного гидромонитора (с проезжей части).

При использовании механизированных складов потери свеклы по сравнению с кагатными полями снижаются на 20…30 %, исключаются раздавливание ее машинами и загрязнение землей.

Потери свекломассы

При уборке, погрузочно-разгрузочных работах, транспортировании и хранении сахарной свеклы, содержащей большое количество травмированных корнеплодов и примесей, потери свекломассы и сахара довольно высокие. Они начинаются еще в поле — при выкапывании и полевом хранении, а затем при перевозке и погрузочно-разгрузочных работах, на очистных устройствах свеклоукладчиков, при подаче свеклы из кагатов в гидротранспортеры (раздавливается свекл о подавателем) и т. п.

Например, нормативные потери свекломассы (% к массе свеклы) составляют: погрузка свеклы из кагата в кузов автомашины — 0,6 %, подача свеклы из кагата в гидротранспортер свеклоподавателем — 0,4 %, подъем свеклы в завод насосом — 0,4 % и т. д.

Условия хранения сахарной свеклы в кагатах

Защита свеклы от увядания и подмораживания

Оптимальными параметрами хранения свеклы считают температуру 0…2 °С, относительную влажность воздуха в кагате 90…95 %, содержание диоксида углерода 0,18…0,20 % и кислорода 18…20 %.

Сахарная свекла при хранении чувствительна к неблагоприятным погодным условиям: резкому изменению температуры окружающего воздуха, сильным ветрам, обильным осадкам и солнечной радиации. Поэтому в сухую и теплую погоду дороги, межкагатные промежутки и примыкающие к кагатному полю участки регулярно- поливают водой. В результате испарения влаги и охлаждения свеклы создаются благоприятный искусственный микроклимат и беспыльный режим хранения.

Боковые поверхности кагатов периодически (2…3 раза в день)  орошают водой [не более 0,7 л/(м2ч)| так, чтобы внутрь кагатовне попадала лишняя влага, способствующая усилению жизнедеятельности микроорганизмов. Следят за сохранением слоя известковой побелки на поверхности кагатов. На ряде сахарных заводов увлажнение и побелку проводят по уложенным на боковые поверхности кагатов камышитовым или соломенным матам. В этом случае в кагатах удается поддерживать более низкую температуру и реже увлажнять их поверхность. Ночью для проветривания кагатов маты частично сворачивают.

Для уменьшения воздействия прямых солнечных лучей и потери влаги кагаты формируют по длине с юга на север и затемняют зелеными насаждениями.

Чтобы предохранить свеклу от подмораживания, боковые поверхности кагатов среднего и длительного сроков хранения укрывают термо- и гидрозащитными материалами. У основания через каждые 3…4 м оставляют открытые участки («окна») размером 1… 1,2 м2 для естественной вентиляции, которые обильно известкуют до образования белого покрова. Перед наступлением сильных морозов их закрывают матами.

Иногда используют стабилизированную пленку из полиэтилена высокого давления толщиной 0,2…0,5 мм, которая не пропускает влагу, но пропускает кислород и диоксид углерода, рассеивает прямые солнечные лучи.

Имеется опыт применения перфорированной пленки (с отверстиями диаметром 7…8 см и шагом отверстий около 50 см). Через отверстия легко удаляется теплота, свекла меньше прорастает и плесневеет. Поверхность кагатов укрывают пленкой только с наветренной стороны и закрепляют с помощью деревянных брусьев, старых автомобильных шин. Для механизации укрывочно-раскрывочных работ создана технология защиты свеклы в кагатах от подмораживания с помощью затвердевающих карбамидоформальдегидных пенопластов.

Пенопласт получают и наносят на поверхность кагатов с помощью пеногенерирующей установки Ш1-ППУ-200 или ПЗУ-1 толщиной 6…8 см в верхней и 15…20 см в нижней части. Исходным материалом для приготовления затвердевающего пенопласта служат карбамидоформальдегидная смола и пенообразователь. Для предотвращения возможных ожогов перед нанесением пенопласта всю поверхность кагата обрабатывают известковым молоком.

На некоторых заводах применяют американский способ механизированного укрытия кагатов свеклы измельченной соломой. Последняя загружается в бункер кормоизмельчительной машины ИРТ-Ф-80, которая передвигается с помощью трактора вдоль кагата и воздушным потоком набрасывает измельченную солому на его боковые поверхности. При толщине слоя измельченной соломы 10см расход ее на 1000т свеклы в кагате составляет 1т.

Для облегчения раскрытия кагата перед укрывкой на его боковые поверхности укладывают крупноячеистую капроновую сетку.

Вентилирование свеклы в кагатах

Для поддержания оптимальных условий хранения свеклы в кагатах применяют принудительное вентилирование, используя поперечную и продольную схемы вентилирования.

Поперечная схема (рисунок 2) обеспечивает равномерное распределение воздуха в кагате через отверстия 3 воздуховодов 1  дает возможность вентилировать свеклу на отдельных участках, расходуя меньше электроэнергии, чем при продольном вентилировании.

Рисунок 2 - Схема поперечного вентилирования свеклы в кагате
Рисунок 2 — Схема поперечного вентилирования свеклы в кагате

В каждом воздуховоде устанавливают центробежный или осевой вентилятор 2. Отношение суммарной площади воздуховыпускных отверстий к площади сечения воздуховода должно быть 4…6.

Для кагатов шириной до 18 м и длиной не более 50 м применяют продольную схему вентилирования, когда воздуховоды размещают параллельно оси кагатов. В качестве воздуховодов часто используют желоб гидротранспортера.

Скорость движения воздуха в воздуховодах при поперечном вентилировании принимают равной 10м/с, при продольном вентилировании — 18м/с. Скорость движения воздуха в межкорнеплодном пространстве составляет 0,05…0,1 м/с.

Гидравлическое сопротивление слоя корнеплодов загрязненностью 7…9 % в кагате высотой 5м составляет примерно 90… 100Па. В конце хранения в результате уплотнения массы корнеплодов в кагате и уменьшения пористости слоя гидравлическое сопротивление слоя возрастает. При этом основное сопротивление массы корнеплодов приходится на нижний слой кагата толщиной около 1 м из-за засорения межкорнеплодного пространства землей. В зависимости от географического района на вентилирование 1 т свеклы расходуют 25…30 м3/ч воздуха.   Для свеклы с повышенной загрязненностью интенсивность вентилирования повышают в 1,5…2 раза.

Принудительное вентилирование кагатов проводят с увлажнением воздуха, особенно в первоначальный период хранения, когда свекла интенсивно дышит. При этом лучше сохраняется тургор корнеплодов, на травмированных участках быстрее образуется суберинизированный слой. Среднесуточные потери свекломассы при хранении свеклы-в кагатах, вентилируемых увлажненным воздухом, по сравнению с неувлажненныы примерно в 5 раз меньше. Воздух увлажняют при относительной влажности окружающего воздуха ниже 80 %. Для этого на лопасти каждого вентилятора тонкой струйкой лыот известковую воду (около 40 кг/ч).

Кагаты вентилируют, когда температура наружного воздуха на несколько градусов ниже, чем в кагате. При равенстве температур окружающего воздуха и свеклы или при минусовой температуре воздуха кагаты не вентилируют. Свеклу вялую, пораженную болезнями и кагатной гнилью не вентилируют. Вентилирование корнеплодов в кагатах дает возможность значительно снизить потери сахарозы и свекломассы при хранении.

Для автоматического дистанционного контроля и управления температурно-влажностным режимом хранения сахарной свеклы в кагатах с применением активного вентилирования и увлажнения вентиляционного воздуха применяют приборно-аналитический комплекс Г1АК-201. Один комплекс обеспечивает контроль 8 кагатов вместимостью до 60 тыс. т свеклы.

На некоторых сахарных заводах применяют естественную вентиляцию кагатов, используя крупногабаритные решетчатые воздуховоды треугольного сечения (1,5×1,5×1,5м) с длиной одной секции 1,5…3 м, изготовленные из стальных металлических труб или уголковой стали. Это позволяет увеличить площадь поперечного сечения воздуховодов в несколько раз и резко повысить интенсивность вентилирования. Такие воздуховоды применяют в кагатах высотой до 5 м при средних и коротких сроках хранения.

Подобные воздуховоды обеспечивают интенсивность вентилирования 10… 15 м3/(тч), что достаточно для протекания раневых реакций в механически поврежденных корнеплодах. Внутри воздуховодов устанавливают устройства для увлажнения воздуха (форсунки для распыления воды, поддоны). Недостатком такой вентиляции является то, что при низкой относительной влажности наружного воздуха система не регулируется, а с наступлением заморозков возможно подмораживание свеклы.

Замораживание свеклы перед хранением

Один из наиболее эффективных способов снижения потерь сахарозы при хранении свеклы  и увеличения длительности периода производства сахара — замораживание корнеплодов естественным холодом. При этом биохимические процессы в тканях свеклы и жизнедеятельность микроорганизмов почти полностью подавляются, что способствует сохранению сахарозы в корнеплодах.

Свеклу замораживают одновременно во всем объеме кагата, продувая холодный воздух температурой не выше минус 10°С через поперечные вентиляционные каналы. При среднесуточной температуре наружного воздуха минус 11 °С (температура ночью до минус 25 °С) и интенсивности вентилирования 65 м3/(тч) продолжительность замораживания свеклы до минус 13 °С составляет 14 сут. После замораживания свеклу в кагатах укрывают слоем снега толщиной не менее 0,7 м, который затем уплотняют и сверху накрывают матами или полиэтиленовой пленкой.

Вымораживание воды в тканях свеклы влечет за собой разрыв клеточных структур кристалликами льда и увеличение концентрации солей, кислот, дубильных веществ в соке, что также способствует разрушению протоплазмы и делает стенки клеток проницаемыми для сахарозы. Нарушение целостности клеточных стенок приводит к повышенным потерям сахарозы в транспортерно-моечной воде при гидравлической подаче замороженной свеклы в завод.

При правильно проведенном замораживании свеклы дыхание и все процессы обмена в корнеплодах прекращаются. Химический состав и технологические качества замороженной и свежей свеклы практически одинаковы.

Ферменты при замораживании не инактивируются. При оттаивании же корнеплодов их активность восстанавливается, что подтверждается почернением свекловичной ткани и быстрым гидролизом сахарозы.

Среднесуточные потери сахарозы в замороженной свекле при длительном хранении не превышают 0,004 % к массе свеклы. При доведении температуры свеклы в кагатах до —10…—12 °С норма потерь свекломассы на вымораживание воды за весь период замораживания принимается 0,6 % к массе свеклы.

При —6…—12 °С замороженная свекла удовлетворительно изрезывается в стружку на обычных свеклорезках. При более глубоком замораживании перед изрезыванием ее необходимо подогреть до этих температур. Для сокращения потерь сахара замороженную свеклу следует направлять на переработку сухим способом.

Замораживание сахарной свеклы при хранении дает возможность увеличить продолжительность сезона ее переработки до 200 сут и более и обеспечить эффективное использование основных производственных фондов.

Мойка свеклы перед хранением

При укладке свеклы в кагаты примеси и мелкие корнеплоды распределяются неравномерно, значительная их часть скапливается в нижней части кагата, заполняя межкорнеплодное пространство на высоте до 1 м от земли. В процессе хранения происходят дальнейшее уплотнение массы и усадка кагатов по высоте. Например, за 70…90 сут хранения усадка кагата высотой 6 м составляет 0,4…0,5 м. При этом пористость массы корнеплодов снижается и возникает опасность анаэробного дыхания. В корнеплодах повышается температура, и они быстро загнивают.

Чтобы удалить из массы корнеплодов примеси и улучшить условия их хранения, на ряде зарубежных сахарных заводов свеклу моют и хранят в вентилируемых кагатах. Пористость слоя мытой свеклы выше, а потери сахарозы на дыхание и с транспортерно-моечной водой меньше.

Такую свеклу можно транспортировать в завод и «сухим» способом без повторной мойки, так как ее загрязненность не превышает 3 %. При этом сокращается бой свеклы при доочистке и ликвидируются потери сахарозы с транспортерно-моечной водой. В кагатах, где хранят мытую свеклу, почти в 2 раза меньше расход воздуха на охлаждение и поддержание заданной температуры по сравнению с кагатами, где хранят немытую свеклу.

Свеклу моют, добавляя в воду дезинфектанты, а после отмывания ополаскивают чистой холодной водой с добавлением извести, что предохраняет ее от прорастания, плесневения и гниения. Перед хранением свеклу целесообразно мыть в струйных или барабанных моечных машинах, но не в кулачных, так как в последних кулаки машины сильно повреждают корнеплоды, вследствие чего они хранятся даже хуже, чем немытые.

Установлено также, что хорошо хранится свежевыкопанная, неподвяленная мытая свекла с содержанием сильно травмированных корнеплодов не более 15 % и зеленой массы не более 3 %. Подвяленные корнеплоды после мойки хранятся хуже, чем немытые.