Сахарное производство в конце 19 века.

WWW.HLEB.NET

Сырье, используемое для производства хлебобулочных изделий

§ 417. В этой статье мы будем говорить исключительно о так называемом кристаллическом сахаре, назывемом иначе тростниковым или свекловичным, в общежитии-же известном просто под названием "сахара". Сахар находится в растворенном виде, в смеси с другими веществами, в более или менее сладком соку стволов, стеблей, корней и плодов многих растений; вот некоторые: сахарный и китайский (сорго) тростник, сахарный клен, сахарная свекла, тыква, дыня. Но не во вех растениях количество сахара, в их соку, одинаково; и кроме того, в соку одних растений заключается менее, в соку других — более посторонних примесей, как-то: белковые вещества и минеральные соли; далее, во многих растениях кристаллический сахар (который мы имеем в виду в этой статье) находится в смеси с глюкозою, от которой его трудно отделить и которая мешает его извлечению. По всем этим причинам из большого числа растений, содержащих сахар, выбраны для его извлечения очень немногие, главным образом: сахарный тростник и сахарная свекла. Первый растет в тропическом поясе; вторая — в умеренном. Кроме, того, сахар, для местного употребления, извлекается из сорго или китайского сахарнаго тростника - в Китае, из некоторых видов пальм - в Ост-Индии и соседних островах и из сахарного клена - в Северной Америке. В Европе сахар извлекается исключительно из сахарной свеклы.

§ 418. Сахарный тростник был известен в очень отдаленные от нас времена. Индийцы и китайцы умели приготовлять из его сока сахар, который употреблялся, первоначально, как лакомство и как лекарство. В Европу сахар был ввезен во время крестовых походов. Сахарная свекла стала известна гораздо позднее. В 1747 г. немецкий ученый Марграф открыл присутствие сахара в корне свеклы; но им были произведены опыты только в лаборатории, а введение производства сахара из свеклы фабричным путем - дело его ученика Ахарда, который, получив пособие от правительства, устроил, в 1797 году, первый свеклосахарный завод в Силезии. Впрочем, в Германии свеклосахарное производство вводилось довольно медленно, и Франции принадлежит заслуга окончательного развития этой промышленности. В России первый свеклосахарный завод был устроен Бланкенгагелем, в Тульской губерне Чернскаго уезда, в селе, Алябьеве, в 1803 г. В настоящее время мы производим ежегодно больше 20 миллионов пудов сахара; колониальный-же песок, т. е. привозный, приготовленный из сахарнаго тростника, давно уже потерял у нас всякое значение. Сахарное дело представляет тепер у нас весьма важную отрасль промышленности, в которой мы, если и не стоим впереди, то нисколько не отстали от 3ападной Европы. Техники иностранцы, которые исключительно вели дело на наших сахарных заводах, вытеснены нашими русскими техниками.

§ 419. Сахарная свекловица (Beta vulgaris) есть двухлетнее корнеплодное растение, представляющее культурное видоизменение дикой свекловицы, растущей и теперь в южной Европе по берегам Средиземного моря. Так как она требует до 4 - 5 теплых мтесяцев в году со среднею температурою 18° Р., то мтеста ее разведения и в умеренном поясе ограничены; в России она не растет выше Курской губерни, главным-же образом в губернях: Киевской, Подольской, Харьковской и Полтавской; в них и средоточие сахарнаго производства.

§ 420. Корень свекловицы (Рис. 96) имеет грушевидную или веретенообразную форму и мясо белого или розового цвета. Он заключает в себе 96 % сока и 4% твердых нерастворимых веществ; количество сахара в свекле от 8 - 18 %.
Разведением свекловицы занимаются большею частью сами свеклосахарные заводчики. Собирается свекла после перваго лета, так как именно в это время она содержит в себе запас сахара, заготовленный ею на будущий год, в который она должна дать семена; корни свекловицы, выкопанные из земли, называются бураками, они либо сейчас идут в завод на обработку, либо складываются для хранения тут-же в поле в так называемые ярусы или кагаты, т. е. гряды с треугольным поперечным сечением, закрываемые земляною покрышкою, в которой делаются отдушины для проветривания и управления температурою, иначе бураки начнут либо мерзнуть, либо проростать. Из этих кагатов свеклу и берут на обработку по мере надобности. Работа в свеклосахарных заводах не идет круглый год, по свойству самаго материала, который нельзя сохранять так долго; она продолжается с осени до весны; в каждом отдельном случае продолжительность работы сахарнаго завода определяется урожаем бураков.

§ 421. Всю техническую сторону свеклосахарнаго дела можно разделить на три части: извлечение сока из бураков, очищение этого сока, т. е. удаление из него по возможности всех посторонних веществ, наконец, выделение из этого очищенного свекловичнаго сока сахара путем его кристаллизации.

§ 422. Самый старый способ извлечения сока из свеклы есть прессование, ныне уже оставленное. По этому способу бураки растирали на терке в кашеобразную массу - мезгу, и затем эту мезгу, завернув в шерстяные мешки или салфетки, прессовали гидравлическими прессами, или же мезгу отжимали центробежными машинами (центрофугами), состоящими из двух стоячих цилиндров, из которых меньший сетчатый вставлен и вращается в большем (по диаметру) с глухими стенками. Или же свекловичную мезгу вымачивали в воде. 20 лет тому назад, настала новая эра в этой части свеклосахарнаго производства, а именно был предложен новый способ извлечения сока изъ свеклы, который оказался на столько удобнымъ и выгоднымъ, что вытеснилъ въ короткое время прежние способы. Это такъ называемый диффузионный способ, о сущности котораго мы и дадим краткое понятие.

§ 423. Этот способ основан на следующем: если две разнородныя жидкости, способные смешиваться между собою, как, например, спиртъ и вода, или два водныхъ раствора различныхъ солей поместить въ сосудъ, разделить какою-либо проницаемою перегородкою, напр., животнымъ пузыремъ или искусственнымъ пергаментомъ, на два отделения, то по прошествии некотораго времени произойдетъ полное смешение обеихъ жидкостей. Такое явление называется диффузию или осмозомъ. Все твердыя растворимыя тела по своему отношению къ способности къ диффузии разделяются на группы: на кристаллоиды (способныя кристаллизоваться), хорошо диффундирующее черезъ перепонки, и коллоиды—аморфные тела, какъ,напрпмеръ, клей, камедь, белковыя вещества,почти не способные диффундировать. Если сахарный растворъ смешать с раствором аравйской камеди и смесь поместить въ животный пузырь, который затемъ опустить въ сосудъ съ водою, то черезъ некоторое время почти весь сахаръ перейдетъ черезъ перепонку в воду; в пузыре-же останется растворъ аравийской камеди. Сокъ, заключающейся въ клеточкахъ бурака, представляетъ собою растворъ кристаллоидовъ (сахаръ и минеральныя вещества) и коллоидовъ (белковыя и некоторыя другие органические вещества); стенки растительныхъ клеточекъ соответствуютъ, относительно просачивания черезъ нихъ кристаллоидовъ и задерживания коллоидовъ, вышеупомянутымъ искусственному пергаменту или животному пузырю. Поэтому при помещении свеклы, разрезанной на кусочки, въ сосудъ съ водою, происходитъ явление диффузии, т. е. сахаръ и другие кристаллоиды переходятъ въ окружавшую воду, а коллоиды остаются главною массою внутри клеточекъ и въ сравнительно маломъ количестве переходятъ въ окружающую воду. Получится так называемый диффузионный свекловичный сокъ, который будетъ чище сока, заключавшаяся въ клеточкахъ бурака, и при томъ будетъ содержать сравнительно мало именно коллоидовъ. Последнее очень важно, потому что коллоиды не только сами не кристаллизуются, но и, находясь въ сахарномъ растворе, замедляютъ или даже вовсе прекращаютъ кристаллизацию сахара изъ сгущенныхъ растворовъ; а кристаллизация и есть тотъ приемъ, къ которому прибегают чтобы выделить сахаръ изъ очищеннаго и сгущеннаго свекловичнаго сока и получить его въ твердомъ виде.

§ 424. Сущность технической стороны диффузинного способа состоитъ въ следующемъ: свеклу, разрезанную на мелкие ломтики, называемые резкою, грузятъ въ т. н. диффузоры, т. е. большихъ размъровъ цилиндры, сделанные изъ железа, герметически закрывающиеся и сообщающиеся между собою посредствомъ трубъ; все диффузоры наливаются водою, и затемъ пускается вода или воздухъ подъ большимъ давлениемъ на поверхность жидкости въ первомъ диффузоре; вследствие этого вода, налитая въ диффузор на резку, постепенно переходитъ изъ одного диффузора въ следующий, останавливаясь въ каждомъ на короткое время, и, пройдя весь рядъ диффузоровъ, выходитъ изъ последнего съ содержатемъ сахара приблизительно темъ-же, что и въ свекловичномъ соку. Вода берется теплая. Вымоченная, или, какъ ее называютъ, выщелоченная резка выгружается изъ диффузоровъ и составляетъ кормъ для скота.

§ 425. После извлечения сока тем или другимъ способомъ наступаетъ вторая стадия работы, а именно — очищение извлеченнаго сока. Этотъ сокъ представляетъ собою водный растворъ сахара и постороннихъ органическихъ, въ томъ числъ и белковыхъ, веществъ и минеральныхъ солей. Для удаления белковыхъ веществъ, свекловичный сокъ нагреваютъ: такъ какъ белковыя вещества свекловичнаго сока растворимы только въ холодномъ соку, то при нагревании они и выделяются изъ раствора въ твердомъ виде. Для удаления минеральныхъ солей въ сокъ вливаютъ известковаго молока (известь, разболтанная въ воде): известь вступаетъ въ обменное разложение съ солями свекловичнаго сока и превращает ихъ въ нерастворимыя вещества, которыя выделяются изъ раствора. Эта обработка называется дефекациею.

§ 426. Для того, чтобы удалить избытокъ извести, остающейся въ соку послъ дефекации, пускаютъ въ сокъ струю углекислаго газа. Углекислый газъ соединяется съ известью и образуетъ нерастворимое вещество, подобное мелу, которое и выделяется изъ сока въ твердомъ виде. Последняя обработка называется сатурациею (отъ слова saturer - насыщать).

§ 427. Дефекованный сатурированный сокъ процъживаютъ черезъ костяной уголь, который извлекаете изъ него красящие и некоторыя иныя вещества, неудаленныя предыдущими обработками*). После этого свекловичный сокъ считается достаточно очищеннымъ, и тогда приступаютъ къ выделению изъ него сахара путемъ кристаллизащи.

§ 428. Кристаллизация сахара достигается посредствомъ выпаривания; при этомъ сокъ, который представляетъ собою более или менее чистый растворъ сахара, становится насыщеннымъ и, при дальнъйшем выпаривании воды, начнет выделять кристаллы сахара. Такое выпаривание свекловичнаго сока до начала кристаллизации из него сахара называется варкою на кристалле и производится в разреженном пространстве, в т. н. вакуум-аппаратах (Vacuum - пустота). Рис. 97 представляет вакуум-аппарат, части которого суть: тгруба, по которой сироп впускают в аппарат, отворивъ кран е, q кран, чрез который выпускаютъ утфель (уваренный сироп); о - рычаг с ручкою p, для открывания и закрывания крана q, а труба, b кранъ, чрез которые впускают в лежащий на дне аппарата змеевик пары для нагревания и выпаривания сиропа; t термометр, для наблюдения за температурою сиропа; h окошечко, для наблюдения за кипением его; i чашечка, для наливания масла в увариваемый сироп, когда кипение его идет неспокойно, толчками. Труба m, выходящая из верхней части вакуум-аппарата, отводит пары, которые развиваются при выпаривании свекловичного сока, в прибор, называемый конденсатором (сгуститель); в конденсаторе пары охлаждаются и обращаются в воду, которая и выкачивается воздушным насосом. Благодаря постоянному удалению паров по мере выделения их из выпариваемой жидкости, выпаривание в вакуум-аппарате происходит в разреженном пространстве, под давдешем меньшим атмосфернаго. Вследствие этого выпариваемый сок кипит при более низкой температуре, а самое выпаривание совершается быстрее.

§ 429. Такъ как ёмкость вакуум-аппарата не позволяет ввести в него разом все количество сока, назначенное для одной «вари», т. е. для варки на кристал за один разъ, то сок вводят, «подкачивают», в аппарат постепенно, порциями, но мере того, как вода испаряется и в аппарате освобождается место. Но при таком способе постоянной подкачки и последующего сгущения подкаченнаго сока, в том малом объекте сгущенной жидкости, которую может вместить в себе вакуум-аппарат, скопляется очень много посторонних веществ. Вследствие этого жидкость становится чрезвычайно густою и вязкою, и кристаллизация сильно затрудняется. По этой причине ее никогда и не ведутъ до конца, а прекращают варку в.то время, когда часть сахара еще растворена в той сгущенной жидкости, которая находится в аппарате. В этот момент содержимое аппарата представляет густую, вязкую массу темножелтаго цвета, состоящую из кристаллов сахара, довольно равномерно распределенных в названной жидкости. Эта масса называется утфелем, а жидкая ея часть - междукристальною жидкостью или первою патокою. Утфель выпускается из вакуум-аппарата.

§ 430. Когда утфель выпущен из аппарата, остается отделить в нем сахарные кристаллы от патоки. Это достигается помощью центрофугов (§ 208). Из центрофугов сахар вынимается в виде кусков, которые и разбиваются. Полученный сахар представляет собою песочный сахар или сахарный песок (первый продукт); он насыпается в бочки и поступаетъ прямо на потребление, или на переделку в раффинад на раффинадные заводы. Высокие сорта сахарнаго песку, которые по содержанию сахара почти равняются раффинаду, приготовляют, пуская, во время обработки на центрофугах, на песок, расположившийся по стенке центрофуга, струю сухого водяного пара; пар обмывает кристаллы, уноситъ с собою патоку, и песок получается в тех чистеньких прозрачных кристаллах, в которых мы имеем в продаже высокие сорта сахарного песка.

§ 431. Патока, которая выделяется изъ утфеля во время описанной пробелки, т. е. обработки на центрофугах, наливается в большие ящики въ особом отделении завода. Здесь она спокойно стоит и из нея мало-по-малу выкристаллизовывается некоторая часть сахара. Этот сахар отделяют от патоки с помощью центрофугов и таким образом получают сахарный песок второй сорт и вторую патоку, с которою поступаютъ так же, как с первою. Такое постепенное выделение сахара повторяют еще один или два раза. Последняя патока составляет уже побочный продукт производства. Она представляет черную с зеленоватым отливом, густую, вязкую жидкость противнаго запаха и сладкосоленаго вкуса. Она содержитъ около 50% сахара, но этот сахар кристаллизуется так медленно, что извлечение его путем кристаллизации является невыгодным. По этому свекловичная патока идетъ на корм скоту или на винокурение. В настоящее время впрочем, из нее извлекают сахар, но не кристаллизациею, а иными способами.

§ 432. Для извлечения сахара из сахарнаго тростника (содержит до 17 % сахара), стебли тростника разрезают на части, связывают в пучки и выжимают из них сок, пропуская их между железными рифленами (продольно-желобчатыми) цилиндрами. Сущность дальнейшей обработки выжатого сока - та-же, что и свекловичного, но так как тростниковый сок чище, то и удаление из него посторонних веществ достигается легче. Тростниковая патока имтеет ароматный запах и приятный сладкий вкус; она употребляется для приготовления рома.

§ 433. Раффинирование сахарного песка производится на особыхъ заводах, называемыхъ раффинадными. Раффинадные заводы устраиваются в таких центрах, из которых удобен сбыт сахара. Раффинирование имтеетъ целью дальнейшее очищение сахарного песка и сообщение ему формы т. наз. голов. Оно состоит в слевдующем: сахарный песок растворяют в горячей воде и фильтруют через костяной уголь; очищенный такимъ образом сахарный раствор поступает в вакуум-аппарат. В тех случаях, когда песок очень нечист и дает при растворении в воде мутную жидкость, эту последнюю раньше фильтрации очищают альбумином (белком). Для этого в нее вливают водный раствор альбумина и нагревают альбумин, который не растворим в горячей воде, выделяется из раствора в твердом виде, свертывается, как говорят, и при этом обволакивает и увлекает за собою все. взвешенные посторонние вещества, которыя делали жидкость мутною. Уваривание в вакуум-аппарате производится так же, как в свекло-сахарных заводах. Ради белизны сахара, прибавляют в аппарат немного ультрамарина (5 граммов на 10 т. килограммов утфеля). Эта прибавка не оказывает никакого влияния на здоровье потребителей сахара; она введена обычаем повоеместно и не должна считаться фальсификацию.

§ 434. Новый утфель выпускается из аппарата и разливается в желъзныя формы, имеющие вид сахарной головы. В этих формах утфель постепенно остываетъ, при чем кристаллизация сахара из междукристальной жидкости продолжается: старые кристаллы, образовавшиеся еще в аппаратте, наростают, а между ними образуются еще новые, которые связывают их между собою, и в форме получается цельная сахарная масса. При этом надо заметить следующее: для того, чтобы образовалось количество новыхъ кристалловъ, достаточное для связи старых между собою, надо, конечно, иметь в между кристальной жидкости достаточный запас раствореннаго сахара; но количество сахара и междукристальной жидкости будетъ тмъ более, чемъ выше была та температура, при которой утфель был выпущен из аппарата, так как количество растворяющагося сахара тем больше, чем выше температура растворяющей жидкости. Отсюда вытекает следующее правило: если мы хотим получить сахар в виде цельной связной массы, то должны выпускать утфель из аппарата при более высокой температуре; если желаем иметь рязсыпной сахар (песок), то при менее высокой. Раффинадный утфель и выпускают из аппарата при высшей температуре, чем песочный; это и составляетъ существенное различие между варкою сахарнаго песка и раффинада.

§ 435. Когда кристаллизация сахара в формах окончена и сахар обратился в твердую связную массу, из форм выпускают междукристальную жидкость, черезъ отверстие, имеющееся в вершине конуса формы и до этого времени закрытое. Междукристальная жидкость выходит через это отверстие частью свободным стеканием, частью под давлением чистого насыщенного сахарнаго раствора, который наливают в формы на пяту, т. е. на широкий конецъ сахарной головы.

§ 436. После этого обтачиваютъ на т. н. обрезной машине пяту сахарных голов и высасывают из них, с помощью воздушного насоса, остаток влажности; затем обтачивают вершинки голов и ставят головки в сушильни для окончательной просушки.

§ 437. Просушенные раффинадные головки сортируют для отделения брака, т. е. головок с пятнами, поломаных, с пустотою внутри, а затем завертывают в бумагу, обвязывают веревками и упаковывают в бочки.

§ 438. Все временные отбросы раффинаднаго производства, как то: бракованные головки, патока, вытекающая из форм, соскребки застывшаго утфеля, разлитаго на полу, т. н. сладкая вода, получаемая при промывке форм, - все перерабатывается, смотря по степени чистоты, прямо в раффинад или в лумп (менее чистый головчатый сахар), или сначала в сахарный песок, а этот последний - в раффинад. Патока, которая получается при этом последнею, фильтруется через костяной уголь и идет в продажу, как дешевый суррогат сахара, под названием рафинадной патоки. Ломаныя головки раффинада идут иногда в продажу в мелкоизмолотом виде под названием сахарной пудры или муки; они же приготовляются и из остатков оъ колотого сахара.
Мелисом называется головчатый сахар, приготовленный прямо из свекловичнаго сока.

§ 43 9. Из двухъ видов сахара, - свекловичнаго и тростникового, оба в чистом виде представляют собою одно и то-же сахаристое вещество. Разница между ними замечается только в менее чистых сортах и зависит от того, что патока, содержащаяся в этих продуктах, имеет, как сказано выше, в этих обоих видах сахара очень различные свойства: тростниковая патока сообщает низшим сортам сахара свой аромат, свекловичная - свой неприятый запах и солоноватый вкус. Распространено мнение, что твердость сахара есть необходимое условие его достоинства и что мягкий сахаръ хуже крепкого. Действительно, более рыхлые сорта сахара, (напр., вышеупомянутый мелис) бывают часто и менее чистыми, что и понятно, такъ как они труднее кристаллизуются при застывании в формах, а потому в них и остается, более промежутков, незанятых сахарными кристаллами. Но, с другой стороны, не надо забывать, что на свойствах продажнаго сахара могутъ отражаться местные обычаи; так, напр., у насъ в России в большом ходу крепкий сахар, потому что у нас распространен обычай пить чай «в прикуску»; за границею нет этого обычая, потому и тамошний сахар значительно мягче нашего. Таким образом, в обоих случаях сахарные заводы удовлетворяют требованию потребителей, приготовляя более или менее крепкий сахар. Что касается до мнения, тоже распространеннаго, будто мягкий сахар менее выгоден в употреблении, чем крепкий, что он, как говорят, «менее сладок», ибо приходится, хотя бы на станок чая, брать большее число кусков мягкаго сахара, чем крепкого, - то, конечно, это мнение не имеет основания, так как сахар продается на вес, а не на объем.

§ 440. Обыкновенный сахар принято считать скоромным, потому что при его приготовлении применяется осветление раствором альбумина, извлекаемаго из крови, и процеживание через костяной уголь. Так называемый постный сахар приготовляется из этого же скоромнаго сахара. Для этого берут обыкновенный раффинад, растворяют его в воде, уваривают до консистенции утфеля, прибавляя, при варке, красящих или душистых веществъ, а затем разливают в соответственныя формочки, в которых он и затвердевает. Прежде приготовляли постный сахар из картофельной патоки, непроцеживаемой через костяной уголь и неосветляемой альбумином.

§ 441. Леденец приготовляют из того же материала и подобным же способом, как и постный сахар, с тою лишь разницею, что, во первых, кристаллизацию ведут медленно, так как сахар должен получиться в больших кристаллах- во вторых, кристаллизационными сосудами служат горшки или котелки, в которых протягивают поперек от стенки до стенки нитки; на эти нитки, а также и на дно и на стенки горшка и садятся кристаллы. Цветные сорта леденца приготовляют, подкрашивая раствор жженым сахаром или какою либо безвредною краскою. Таким же способом фабрикуется и бергамский сахар.

§ 442. Кленовый сахар извлекается из клена в Северной Америке. Для этого в стволе дерева просверливают отверстие, вставляют в него тростниковую трубочку и собирают в подставленные сосуды вытекающий сок. Собранный сок уваривают и дают кристаллизоваться. Когда сахаръ готов, туземцы употребляютъ его в пищу не раффинированным.