TEHNOLOGIJA

Za pridobivanje sladkorja iz sladkorne pese potrebujemo poleg surovine v prvi vrsti tovarno s primerno tehnologijo, energijo v obliki goriva, kamen, apnenec in veliko znanja ter izkušenj.

Svežo, zdravo in tehnološko zrelo, v tovarno pripeljano peso najprej operemo in jo očistimo primesi, ki se pojavljajo v obliki zemlje, kamenja, peska, listja pese in trave.

Čisto peso narežemo na rezance strehastega preseka, debeline nekaj mm in dolžine okrog 7 cm. Za rezanje pese uporabljamo rezalnike pese. Bistveni del rezalnikov so posebni noži, ki so v primeru rezalnikov z vrtečo ploščo vgrajeni v ploščo, pri bobnastih rezalnikih pa na rotirajoč boben.

V fazi ekstrakcije poteka proces difuzije. Gre za prehajanje snovi celičnega soka pese, torej sladkorja in nesladkorjev preko polpropustne celične membrane pese. Membrane postanejo polpropustne zato, ker rezance najprej poparimo z vročim sokom. Difuzija pa teče zato, ker je s protitokom rezancev in vode doseženo, da je v celicah vedno večja koncentracija celične vsebine kot v vodi.

Rezanci tako iz pod rezalnikov padajo najprej v protitočni parilnik, kjer jih poparimo z vročim sokom iz ekstracijskega stolpa, ki je ogret na okrog 75°C. Sok se tu ohladi, en del soka nadaljuje pot proti čiščenju ekstrakcijskega soka, večji del pa skupaj s poparjenimi rezanci pošiljamo od spodaj, v okrog 20 m visok ekstracijski stolp. Rezanci se dvigujejo po cilindričnem stolpu proti vrhu, kjer stolp odcejeni zapustijo. V stolp od zgoraj dovajamo svežo, ogreto in nakisano vodo, ki pa se pomika v stolpu proti dnu. Tukaj, skozi sita sok zapušča stolp in teče po ceveh proti parilniku. Celični sok iz rezancev na poti v stolpu prehaja v vodo, kjer na dnu stolpa doseže največjo koncentracijo in sicer okrog 14,5 % suhe snovi. Koncentracija celičnega soka v rezancih, na poti po stolpu navzgor pada in na vrhu stolpa rezanci skoraj več ne vsebujejo sladkorja.

Iz parilnika, v smeri tehnološke postaje čiščenja sokov izstopajoči sok, je sive barve, ni bister, diši po pesi in je kisel, vsebuje koloidne nesladkorje, zato ga vodimo na proces čiščenja.

V fazi čiščenja potekajo različni procesi, fizikalne, kemijske in fizikalno-kemijske narave. Ti odstranijo iz soka drobne delce rezancev, ga nevtralizirajo, nekatere nesladkorje razgradijo, druge oborijo, nekatere absorbirajo ali adsorbirajo na kristalih, v tej fazi nastalega kalcijevega karbonata, da jih je mogoče v fazi filtracije spraviti iz procesa. Ti procesi razbarvajo sok in ga naredijo stabilnega za nadalnje faze procesa.
Za čiščenje ekstracijskega soka se danes uporablja izključno kalcijev hidroksid in ogljikov dioksid, ki ju dobimo z žganjem kamna apnenca, ob zgorevanju koksa v apneni peči in gašenjem z vodo.

Ekstrakcijski sok pomešamo z apnenim mlekom, mešanico ogrejemo na preko 80°C. Nato v posodi I. karbonatacije v mešanico uvajamo ogljikov dioksid. Pri tem iz kalcijevega hidroksida nastanejo drobni kristali kalcijevega karbonata, ki jih v fazi filtracije, skupaj z oborjenimi nesladkorji izločimo. Pri filtraciji nastala pogača karbonatacijskega apna je odlično sredstvo za izboljšanje rodnih lastnosti zemlje in se v ta namen tudi ves porabi.
Fazi I. karbonatacije, kjer so bili optimalni pogoji za filtracijo, to je pH je bil okrog 11,4, temperatura pa okrog 80°C in filtraciji, sledi faza II. karbonatacije. Pri tej fazi želimo iz očiščenega soka odstraniti čim več kalcijevih ionov, da ti pozneje ne bi motili procesa zgoščevanja. To dosežemo z ponovnim uvajanjem ogljikovega dioksida v sok do optimalne pH vrednosti okrog 8.5 in temperaturo okrog 85°C. Tej fazi sledi ponovna filtracija soka, da se odstrani izločeni kalcijev karbonat.
Preostale kalcijeve soli pa odstranimo iz soka na ionskih izmenjalcih.

V fazi čiščenja odstranimo okrog ene tretjine nesladkorjev, ki so bili v ekstrakcijskem soku, ostali del ostane v raztopini in v fazi kristalizacije z melaso zapusti proces. Dobljeni sok, ki mu pravimo redki sok, je bister, svetlo rumene barve in vsebuje okrog 14% suhe snovi, od tega je okrog 92% sladkorja.

Z namenom, da bi iz redkega soka odstranili vodo in zgostili sok do koncentracije okrog 65% suhe snovi, vodimo redki sok v petstopenjsko odparjevalno postajo. Ta faza služi tudi razporeditvi pare za ogrevanje sokov v različnih fazah procesa.

Redki sok vodimo v prvo stopnjo, ki jo ogrevamo s svežo paro iz kotlovnice. Paro pridobivamo v parnih kotlih, ogrevanih z mazutom ali zemeljskim plinom. Ostro paro najprej vodimo preko parne turbine, ki poganja generator, ta pa proizvaja električno energijo in pokrije potrebe celotne tovarne, nato pa ohlajeno vodimo do omenjene prve stopnje odparjevalne postaje. Tukaj kondenzira in odda toploto soku. Nad sokom, ki vre v prvi stopnji uparjevalne postaje nastaja para, ki pa jo vodimo v drugo stopnjo uparjevalne postaje, da jo ogreva in do drugih porabnikov pare za ogrevanje. Isto se dogaja v naslednjih stopnjah, vse do pete. Največji porabniki tako nastale pare so kuhalniki različnih faz kristalizacije sladkorja, ki sledi uparjevanju.

V prvi stopnji sok vre pri temperaturi okrog 130°C. Ta temperatura po stopnjah pada in v peti stopnji sok vre pri temperaturi okrog 95°C in podtlaku.

Naloga kristalizacije je, da se v gostem soku raztopljeni sladkor v čim večji meri izloči v obliki belega kristalnega sladkorja.
S procesi kristalizacije se iz prezasičenih raztopin sladkorja izločajo kristali, a v zasičenih matičnih sirupih ostajajo nesladkorji.

Procesi kristalizacije se dogajajo v posebnih uparjalnikih, pod vakuumom, v treh stopnjah, A, B in C, kjer nastanejo sladovine. Na centrifugah iz sladovin, to je iz mešanic kristalov in matičnih sirupov ločimo kristale od sirupov.
Po prvi stopnji, A- kuhanju, dobimo na centrifugah beli sladkor, po zadnji, C-kuhanju pa je odločeni matični sirup melasa, v katerem so poleg raztopljenega sladkorja še vsi, po fazi čiščenja v soku preostali nesladkorji.
V gostem soku raztapljamo B-sladkor in oprani C-sladkor. Dobljeni standardni sirup ogrejemo na preko 90°C in ga prefiltriramo. Iz njega kuhamo v kuhalnikih A-stopnje A-sladovino. Na A-centrifugah od belega sladkorja obločeni matični sirup pa ponovno kuhamo na kuhalnikih B-stopnje. Pri centrifugiranju B- sladovine dobljeni B- sladkor,
kot že rečeno v gostem soku skupaj z opranim C-sladkorjem raztapljamo in iz njega po filtraciji kuhamo A-, torej beli sladkor. B- matični sirup pa ponovno kuhamo v kuhalnikih C-stopnje. Po daljšem ohlajanju C- sladovino centrifugiramo, dobljeni C- sladkor operemo in skupaj z B- sladkorjem pošljemo proti kuhanju A-sladovine. Nastali matični sirup je melasa.

Melasa je gosta, viskozna, temno rjava tekočina, ki vsebuje okrog 82% suhe snovi, od tega okrog 48% sladkorja.
C- sladkor sestavljajo fini, svetlo rjavi, vlažni kristali, umazani z melaso.
B- sladkor sestavljajo precej fini kristali, bež barve.
A- sladkor je končni produkt, beli kristalni sladkor, ki ga vodimo v sušilno - hladilni boben, od tod pa preko sita za ločevanje grud in prahu v silose.

Sladkor je v silosih skladiščen pri kontrolirani temperaturi in vlažnosti zraka. Iz silosov sladkor najprej peljemo na ločevanje po granulacijah, nato pa na pakiranje v 50 kg vreče. Za industrijsko porabo odpremljamo sladkor tudi v avto-cisternah. Z namenom porabe v široki potrošnji pakiramo sladkor v enokilogramske in dvokilogramske pakete.

Naša tovarna je prilagojena, da v posebnih primerih lahko rafinira surovi, to je rjavi trsni sladkor v beli kristalni sladkor.

Pripeljani suhi trsni sladkor z namenom, da ga operemo najprej pomešamo z enim od sirupov iz procesa. Dobljeno mešanico na centrifugah ponovno ločimo na sirup, ki ga kuhamo na tretji stopnji in dobimo tretji sladkor, ki ga raztapljamo skupaj z opranim trsnim sladkorjem. Dobljeni sirup, ki vsebuje okrog 65% suhe snovi ogrejemo in mu primešamo apneno mleko. Tega obrimo s ogljikovim dioksidom, nesladkorje in nastali karbonat odfiltriramo.
Dobljeno bistro raztopino ponovno zgostimo iz 62% na 65% suhe snovi in ponovno filtriramo.

Bistri sirup kuhamo na prvi stopnji. Sladkor pošiljamo na sušenje in proti silosom. Matični sirup kuhamo na drugi stopnji. Dobljeni sladkor tudi pošiljamo na sušenje in proti silosom. Matični sirup pošiljamo na tretje kuhanje. Tretji sladkor, kot je bilo že rečeno nadaljuje pot z opranim surovim sladkorjem na čiščenje. Tretji sirup pošiljamo na četrto kuhanje. Od tukaj pa četrti sirup peljemo na peto kuhanje. Peti sirup je melasa. Peti sladkor pa skupaj z četrtim sladkorjem raztapljamo v kondenzatu, dobljeni sirup pa pošiljamo na tretje kuhanje.

V obeh primerih je govora o 99,8% saharozi, s kemijsko formulo C₁₂H₂₂O₁₁.
Ker pa vsaka še tako čista snov vsebuje določene primesi jih tudi sladkor. In ravno v primeseh je razlika. Primesi v pesnem sladkorju so minimalni ostanki pesne melase, v trsnem sladkorju pa minimalni ostanki trsne melase.
Tako imata sladkorja vsak svoje specifične snovi, ki pa jih je mogoče ločiti le z posebnimi analitskimi metodami, kot je na primer plinska kromatografija.