Výroba cukru

Cukrová řepa, ze které se cukr vyrábí, se sklízí na podzim. Sklizeň zpravidla začíná koncem září a končí koncem listopadu. Kořen cukrové řepy má průměrnou hmotnost ¾ kilogramu a obsahuje průměrně 16 % sacharózy. Po vyorání se cukrovka nechává na okrajích polí a do cukrovaru se naváží postupně. Z hektaru sklidí zemědělci obvykle 50 - 60 tun řepy bez chrástu.

Příjem řepy, praní a řezání řepy, difuze

Fotogalerie: Příjem řepy, praní a řezání řepy, difuze

Cukrovka se po dopravení do cukrovaru velkoprostorovými nákladními auty váží, berou se z ní vzorky pro stanovení obsahu cukru a hlíny a poté se uloží na skládku. Údaje o obsahu cukru a hlíny ze vzorků řepy jsou důležité pro stanovení konečné ceny placené pěstitelům.

Ze skládky se cukrovka vodním plavením dopraví do vlastního cukrovaru, přičemž se zbaví hlíny, písku, kamenů, volného chrástu a trávy.

Na začátku výrobního procesu se povrch řepy opere v řepné pračce, což je koryto s vodou a otáčejícími se lopatami. Prací voda s obsaženou opranou hlínou je odváděna na usazovací rybníky, kde se hlína usadí a voda se znovu vrací na plavení a praní. Po kampani se hlína vytěží a vrací se zpět na pole zemědělcům. Nakumulovaná prací a plavící voda se postupně odvádí na čistírnu odpadních vod.

Po odseparování prací vody se cukrovka pořeže na tzv. řepné řízky, které svým tvarem připomínají tenké bramborové hranolky. Z těchto řepných řízků je třeba cukr získat extrakcí, tedy vycukerněním pomocí horké vody. Řízky jsou po vstupu do tzv. difuze, což je velká válcová nádoba usazená mírně šikmo, hrnuty v difuzi nahoru proti shora postupující teplé vodě. Za těchto podmínek se většina cukru vylouží do této teplé vody a vzniká tzv. difúzní šťáva, která má asi 16 % cukru.

Řepné řízky, ze kterých byl vylouhován cukr, vystupují z difuze ve formě vodnaté kaše. Postupují do tzv. řízkolisů, ve kterých je snížen jejich obsah vody na 80%, což stačí pro jejich využití jako krmiva pro hospodářská zvířata a to budˇ přímo nebo až po silážování.

Čištění šťávy

Fotogalerie: Čištění šťávy

Kromě cukru se do difúzní šťávy vylouží mnoho další látek jako jsou různé soli a složité organické látky, z nichž některé jsou velmi barevné. Těmto organickým látkám říkáme necukry. Všechny tyto látky pak komplikují získávání cukru v pevné čisté krystalické podobě. Hlavní čistící proces v cukrovaru je totiž odpařovací krystalizace, tedy proces, kdy se šťávy zahřívají a odpařují až cukr samovolně krystalizuje. Při tomto procesu je přítomnost necukrů velmi nežádoucí, protože jednak zabraňují samotné krystalizaci a snižují tak výtěžnost procesu, a jednak barví cukr, protože vstupují do jeho krystalové mřížky. Proto je nutné co nejvíce těchto anorganických solí a organických látek před krystalizací odstranit. Hlavní čistící metodou je přidání vápna ve formě vápenného mléka a následně pak po navázání necukrů toto vápno už ve formě uhličitanu vápenatého odstranit filtrací.

Pro výrobu vápenného mléka má každý cukrovar svoji vápenku, ve které si pálí pálené vápno z vápence a koksu a toto vápno pak smícháním s vodou přemění na vápenné mléko. Toto vápenné mléko se smíchá s difúzní šťávou. Tím se vysráží velká část necukrů a spojí se s nimi do sraženiny, která je však velmi špatně filtrovatelná. Proto se používá oxid uhličitý, který vzniká pálením vápence. Tento oxid uhličitý se vhání do šťávy s obsaženým vápenným mlékem a tím se vytvoří velmi jemná sraženina uhličitanu vápenatého, který na sebe naváže sražené necukry. Tato sraženina už je dobře filtrovatelná a odděluje se od šťávy na dekantéru, kalolisech a zahušťovacích filtrech. Vzniká tak tzv. lehká šťáva, která má zhruba stejný obsah cukru jako původní šťáva difúzní. Proto je třeba tuto šťávu podrobit odpařování na odparce.

Odparka, výroba páry a elektrické energie

Fotogalerie: Odparka

Odparka v cukrovaru je soustava velkých stojatých válcových nádob, kde se lehká šťáva odpařuje v pěti po sobě jdoucích stupních. Tento zvláštní, chytrý a velmi dávno vymyšlený způsob zajišťuje, že s pomocí jedné tuny páry se odpaří ze šťávy až pět tun vody. Z odparky pak odchází tzv. těžká šťáva, která se pak už zpracovává na cukr, a zároveň z jednotlivých těles odparky odchází odpařená voda ve formě několika druhů par s různými tlaky a teplotami. Tyto páry, tzv. brýdy, se pak dále využívají pro náhřevy šťáv v čistícím procesu a při vaření cukru v zrničích. Tento několikanásobný způsob využití páry je velmi efektivní.

Pára vstupující do odparky se vyrábí v kotelně cukrovaru, kde jsou tři kotle. Pára po opuštění kotlů vstupuje do parní turbíny, která pohání generátor na výrobu elektrické energie. Teprve po opuštění turbíny je pak pára vedena do odparky. Veškerá vyrobená elektřina je spotřebována v cukrovaru.

Vaření bílého cukru

Fotogalerie: Vaření bílého cukru

V těžké šťávě vycházející z odparky je asi 63 % cukru, což stále nestačí na krystalizaci cukru. Pro zvýšení obsahu cukru se proto v této těžké šťávě rozpouští další druhy cukrů získávané v dalších fázích výroby a jejichž vznik bude vysvětlen dále. Vzniká tak tzv. jednotný nátah, což je silně koncentrovaný roztok cukru, který ale stále není schopný samovolné krystalizace . Proto se tento jednotný nátah znovu brýdami, čili párami vycházejícími z odparky, zahřívá a odpařuje na tzv. zrničích, což jsou velké nádoby o objemu asi 40 - 45 000 litrů. Odpařování probíhá za mírného podtlaku, aby se snížil bod varu, protože jinak by docházelo k hnědnutí cukru. Po zvýšení obsahu cukru odpařením vody cukr začíná krystalizovat, obsah zrniče se stále zahřívá, přidává se k němu další jednotný nátah až je zrnič plný směsi šťávy a krystalů cukru. Této směsi se říká cukrovina, což je směs krystalů cukru a sirobu. Sirob je zbytková šťáva ve které je cukr rozptýlen. Pak se proces zahřívání cukroviny přeruší a cukrovina se vypustí do velkých nádob zvaných krystalizátory. Z těchto krystalizátorů natéká cukrovina na filtrační odstředivky, na kterých se z cukru oddělí sirob, cukr se v odstředivce opláchne horkou vodou a mírně předsuší párou. Pak se z odstředivek cukr vyhrne, vysuší se v sušárně cukru a putuje do sila jako hotový bílý cukr. Silo je sklad cukru ve formě stojaté válcové stavby, do které cukr shora volně padá. Ze dna sila se pak cukr vybírá soustavou výsypných otvorů a dále se zpracovává balením na výrobky od 5 g do jedné tuny.

Meziprodukt a zadiny

Fotogalerie: Meziprodukt a zadiny

V sirobu odcházejícím z odstředivek na bílý cukr je stále velké množství cukru a proto se znovu vaří v dalším stupni na dalších zrničích, kde dochází opět ke krystalizaci. Z těchto zrničů se po odstředění na odstředivkách získává tzv. meziproduktový cukr, který není tak bílý jako cukr získaný v prvním stupni a proto se vrací zpět do výroby. Rozpouští se v těžké šťávě a stává se tak součástí jednotného nátahu popsaného v předchozí části popisu výroby bílého cukru.

Z odstředivek po odstředění meziproduktového cukru odcházejí další siroby, které stále obsahují velké množství cukru, který lze získat krystalizací a odstředěním. Toto se děje ve třetím stupni vaření na dalších zrničích a odstředivkách a získává se tak tzv. zadinový cukr. Ten se po promytí a dalším odstředění také rozpouští spolu s meziproduktovým cukrem v těžké šťávě a je tak obsažen v již zmíněném jednotném nátahu. Tímto postupem se maximalizuje výtěžek cukru z původní těžké šťávy. Sirob odcházející z třetí, zadinové řady odstředivek, se nazývá melasa. Má stále vysoký obsah cukru, kolem padesáti procent, ale zároveň obsahuje všechny soli a necukry, které procházely výrobním procesem a byly odděleny od sacharózy krystalizací a odstředěním. Tyto necukry a soli zabraňují další krystalizaci a další cukr se z melasy dá získat jen speciálními postupy. Z našeho cukrovaru se melasa prodává jako surovina pro lihovary a také se používá v krmivech pro hospodářská zvířata.