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.
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.
Spracovanie cukrovej repy v modernom cukrovare
Základnou surovinou pre výrobu cukru je cukrová repa. Poľnohospodári zabezpečujú jej vyorávanie a zmluvný prepravca ju nepretržite dováža do výrobného závodu. Poľnohospodári sú vyplácaní na základe hmotnosti, čistoty a cukornatosti dodanej cukrovej repy.
Cukor sa získava z domácej cukrovej repy. Po zbere na jeseň sa repa z poľa priváža na spracovanie do cukrovarov AGRANA.
Cukrová repa je dvojročná rastlina z čeľade amarantovitých. Rastlina repy pozostáva z repných listov (tieto ostávajú po zbere na repnom poli), hlavy repy (je základňou listov a pri zbere sa odstraňuje) a koreňa repy, resp. buľvy (táto obsahuje cukor).
V prvom roku rastovej fázy sa vytvára buľva, takzvaná "repa", ktorá sa používa na výrobu cukru. Po prvej vegetačnej fáze je dosiahnuté maximum hromadenia cukru. Spomedzi rastlín obsahujúcich cukor (cukrová repa a cukrová trstina) je cukrová repa s obsahom cukru 16-20% výnosnejšia. Obsah vody u nej dosahuje okolo 75%.
Cukrová repa je dvojročná kultúrna rastlina, najvyšší obsah cukru dosahuje na jeseň (október) v prvom roku vegetácie. V tomto období sa zberá a cukor obsiahnutý v bunkách cukrovej repy sa extrahuje a kryštalizuje. V priebehu skladovania po zbere obsah cukru klesá, preto sa musí repa rýchlo spracovať, aby sa dosiahla čo najvyššia výťažnosť cukru.
Po zbere cukrovej repy zhromažďujú pestovatelia pozberanú repu na skládkach cukrovej repy (vonkajšie skládky) alebo ju dopravujú priamo do cukrovaru. Pri preberaní vo fabrickom sklade sa repa odváži a pomocou naklápacích plošín (vozidlo sa vyklopí) sa vyloží. Následne sa pomocou výkyvných a výškovo nastaviteľných pásových dopravníkov repa hromadí na kopy do výšky. Tam ostáva až do spracovania.
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°. Pri vyššej teplote sa zvyšuje metabolická aktivita, pri nižšej teplote repa zamrzne. Spracovanie zamrznutej repy je síce bezproblémové, repa by však počas skladovania nemala aj rozmrznúť, pretože neskoršie rozmrznutie vedie k rýchlemu rozkladu. Po prvom praní a medziskladovaní v zásobníkoch sa repa napokon privádza na spracovanie.
Čistenie a rezanie repy
Vstupom do výrobného procesu je automatizované splachovanie repy vodnými dýzami. Splavená repa sa následne presúva po tzv. repnej ceste, kde sa nachádzajú lapače nečistôt. Dopravníky transportujú očistenú repu do práčky. Dôkladne opraná repa smeruje do rezačky. Automatizované rezanie repy je dôležitý bod výrobného procesu.
Príprava rezkov: Rezačkami sa repa nareže na „rezky“ v tvare prúžkov, ktoré vykazujú obsah cukru medzi 16 až 20 percentami.
Difúzia a získavanie cukrovej šťavy
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 ďalšej fázy spracovania.
Získavanie šťavy: Cukor sa z rezkov vylúhuje pomocou horúcej vody (cca 70 stupňov Celzia) v protiprúdovom procese - rezky sa dopravujú proti prúdu vody zdola nahor - (extrakcia). Vzniká surová šťava. Táto obsahuje približne 98 percent cukru obsiahnutého v repe ako aj organické a anorganické látky (takzvané „necukrové látky“) z repy.
Čistenie šťavy a odparovanie
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.
Čistenie šťavy: Necukrové látky nachádzajúce sa v surovej šťave sa pridaním prírodných látok vápenného mlieka a oxidu uhličitého, ktoré sa vyrábajú vo vlastnej vápenke, viažu a vyzrážajú.
Filtrácia: Vyzrážané nerozpustné necukrové látky a vápno sa odfiltrujú vo filtračných zariadeniach. Filtrát sa označuje ako ľaká šťava, zvyšok na filtri je saturačný kal. Tento predstavuje cennú zúrodňujúcu látku, ktorá sa používa na hnojenie pôdy.
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.
Zahusťovanie šťavy: Ľahká šťava sa zahusťuje v procese viacstupňového odparovania. Tým vzniká ťažká šťava. Na výrobu cukru je potrebné veľké množstvo energie, ktoré je pokryté prevádzkou vlastnej elektrárne. Para vyrobená vo vysokotlakových kotloch slúži na výrobu vlastnej elektriny v turbogenerátoroch. Odpadová para z turbín sa používa ako procesná para (kogenerácia) na ohrev odparky.
Rafinácia a varenie cukru
Ťažká šťava sa po procese odparovania dostáva do rafinérie a začína sa najzložitejšia časť výrobného cyklu - rafinovanie a varenie cukru. Pracuje sa s tromi produktmi A, B, a C. Produkt A je biely cukor. Produkt B je medziprodukt, ktorý sa varí zo sirupu produktu A. Podobne produkt C sa zase varí zo sirupu produktu B. Rafinácia sa začína na produkte C. Vzniká hmota - cukrovina obsahujúca zrno a sirup. Po odstredení na cukrovarníckych odstredivkách sa odstráni melasa a cukor smeruje do rozpúšťacej panvy, kde sa pripravuje sirup štandard. Takto rozpustený produkt je pripravený na ďalší krok - varenie. Dodržanie podmienok varenia je dôležité pre výsledný cukor a jeho vlastnosti. Celé varenie prebieha automaticky podľa algoritmu v riadiacom systéme, ktorý si v cukrovare vytvárali sami.
Jednou z najdôležitejších vlastností cukru, laicky povedané, je biela farba cukru. Čím má cukor lepšiu farbu, tým menej vody je potrebnej na ostrekovanie cukroviny v odstredivke. Získaný cukor je vo forme kryštálov a je vlhký, preto ho treba vysušiť. Pomocou dopravníkov sa transportuje do sušiaceho bubna súčasne so studeným a teplým filtrovaným vzduchom.
Kryštalizácia: Ťažká šťava sa ďalej zahusťuje vo varostrojoch za pôsobenia vákua. Kryštalizácia sa spúšťa pridaním („očkovanie“) jemne zomletého cukru. Ďalším zahusťovaním narastajú kryštály do požadovanej veľkosti zŕn.
Odstreďovanie: Kryštály cukru sa oddelia od sirupu odstreďovaním. Odlúčený sirup sa ešte podrobí ďalším dvom stupňom kryštalizácie.
Cukor: Takto získaný krištáľovo čistý cukor sa pri rozptyle svetla v kryštáloch javí ako biely. Biely cukor vykazuje obsah sacharózy minimálne 99,7 percent. Zvyšok je de facto vlhkosť.
Sušenie cukru: Biely cukor sa suší prúdom vzduchu, ochladí sa a uskladní v silách. V rozličných formách, v balení pre domácnosti alebo priemysel, sa ako dôležitá potravina a pochutina vydáva na cestu k spotrebiteľovi.
Melasa: Odstredený sirup, ktorý vznikne pri poslednom stupni kryštalizácie sa nazýva melasa. Melasa obsahuje cukor, ktorý už nemôže vykryštalizovať (6 až 9 percent cukru z repy) a rozpustné necukrové látky pochádzajúce z repy.
Skladovanie a kontrola kvality
Na ploche výrobného závodu sa nachádzajú dve silá. Do týchto síl sa cukor dostáva tzv. cukrovými dopravníkmi. V sile cukor ešte potrebuje určitý čas na ochladenie, dosušenie a prevetranie. Cukor môže mať na prvý pohľad bielu farbu, ale to mu automaticky nepridáva na kvalite. Až rozbor ukáže pravdu. Testy vzoriek prebiehajú na všetkých dôležitých bodoch vo výrobe každú hodinu, na menej dôležitých bodoch každé dve hodiny.
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.
Lisované rezky sú vedľajším produktom spracovania cukrovej repy. Je to čisté dietetické energeticky bohaté krmivo pre hovädzí dobytok, ošípané, ovce. Pestovateľ vyprodukovaním cukrovej repy získa financie z tržnej plodiny a zároveň nahrádza plochy krmovín.
SLOVENSKÉ CUKROVARY, s.r.o. predávajú vysladené lisované cukrovarnícke rezky, ktoré získavame pri výrobe cukru z cukrovej repy. Horúcou vodou sa uvoľní cukor z porezanej cukrovej repy. Časť šťavy (cukru) sa oddelí od rezkov lisovaním. Naša spoločnosť produkuje vylisované vysladené rezky s obsahom sušiny 20 - 22% . Z rezkolisov sa rezky dopravujú dopravným pásom na úložisko rezkov.
Vysladené sušené rezky peletované sú ten istý vedľajší produkt spracovania cukrovej repy, len pre lepšiu skladovateľnosť sa sušia a peletujú. Ideálna sušina rezkov pre sušenie je 28% a viac.
BOSKOP cukrovarské rezky granulované sú vedľajším produktom spracovania cukrovej repy, spracované do granulovanej formy pre jednoduchšie dávkovanie a manipuláciu. Rezky granulované môžu byť podávané samostatne alebo ako súčasť zmesi s inými krmivami. Odporúča sa namočiť vodou pred podávaním, čím sa zvýši objem a stráviteľnosť. Skladujte na suchom a chladnom mieste mimo priameho slnečného žiarenia a vlhkosti.
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.
Cukrovarské rezky sú výborným doplnkom kŕmnej dávky pre mnohé druhy hospodárskych zvierat. Sú výživné, cenovo dostupné a podporujú trávenie. Pri správnom používaní a dávkovaní môžu pomôcť udržiavať dobrú kondíciu zvierat a zároveň optimalizovať náklady na kŕmenie.
Repné rezky sú obľúbeným doplnkom kŕmnej dávky koní. Sú bohaté na vlákninu, podporujú trávenie a dodávajú energiu bez zbytočného cukru. Denná kŕmna dávka koňa by sa mala skladať prevažne z objemového krmiva (seno, tráva) s doplnením koncentrátov (müsli, granule). Objemové krmivo je hlavným zdrojom vlákniny, ktorá je dôležitým zdrojom pomaly sa uvoľňujúcej energie. Jej rozklad prebieha v hrubom čreve, procesom, ktorý sa nazýva fermentácia.
Repné rezky obsahujú vysoký podiel zdravej vlákniny, ktorá pozitívne vplýva na črevá. Keďže je potravou pre užitočné baktérie, ktoré žijú v črevách, má prebiotický účinok. Okrem prebiotického účinku v črevách, pomáhajú repné rezky chrániť žalúdok. Obsahujú pektín, ktorý vytvára ochranný film na sliznici a zabraňuje priamemu kontaktu s agresívnou žalúdočnou kyselinou.
Nízky obsah cukru robí z repných rezkov ideálne krmivo pre kone s metabolickými problémami (EMS alebo PPID), laminitídou alebo inzulínovou rezistenciou. Majitelia koní, ktoré sú v športovom tréningu, ocenia repné rezky ako zdroj pomaly sa uvoľňujúcej energie. Sú vhodné aj pre staršie kone, ktoré majú problém so zubami. Nesmú sa totiž kŕmiť suché.
Repné rezky sú vedľajší produkt cukrovarského priemyslu, ktorý vzniká po extrakcii šťavy z buniek cukrovej repy. Zo šťavy sa po zahustení a varení získava melasa a cukor. Melasa sa následne používa najmä v potravinárskom priemysle a v krmivách pre zvieratá ako spojivo.
Repné rezky je nevyhnutné pred podávaním namočiť na približne 12 hodín. Obsah vlhkosti majú len 5 %. Ak ich nenamočíte, hrozí, že krmivo upchá pažerák. Vždy sa uistite, že ich skladujete dobre zatvorené na mieste, ku ktorému sa kôň nemôže ľahko dostať!
Keďže mnohí majitelia koní nemajú čas ani priestor na dlhé namáčanie, vyvinula spoločnosť Pavo špeciálne upravené repné rezky, ktoré stačí namočiť na niekoľko minút. SpeediBeet Pavo - 100 % čisté odsladené repné rezky, bez ďalších prísad. Sú ideálne ako bezpečný dodatočný zdroj vlákniny a energie, podporujú zdravie čriev a obsahujú pektín. Fibre Beet Pavo - tvoria speedibeet obohatené o bielkoviny z lucerny. Sú skvelé ako dodatočný zdroj energie a bielkovín bez toho, aby mali kone „horúcu hlavu“. Toto krmivo bolo špeciálne vyvinuté pre kone so zlou kondíciou a športové kone so slabým osvalením.
Repné rezky sa pred ďalším spracovaním na krmivo pre kone preplachujú. V Holandsku je štandardom dvojité prepláchnutie. Pavo však dováža špeciálne repné rezky z Anglicka, kde sa preplachujú až 4-krát.
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.
Technická špecifikácia zloženia na 1kg pri sušine 22%:
- Vlákninu: 210 g
- Proteíny: 110 g
- Bezdusíkaté látky: 600 g
- Vápnik: 11 g
- Fosfor: 0,9 g
Na výrobu cukru sa týmto spôsobom zozbiera 36 miliónov ton cukrovej repy | Dokument o poľnohospodárstve
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.
