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.
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. Rezky musia mať určitý, vopred definovaný tvar, aby mohol nasledujúci difúzny proces prebehnúť správne.
Prečítajte si tiež: Chutný koláč z červenej repy
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.
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.
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.
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. Výstupom je cukor s potrebnou sušinou na skladovanie.
Prečítajte si tiež: Domáci sirup z červenej 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.
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.
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. Obsahujú živiny, ktoré sú prospešné pre rastliny a zlepšujú kvalitu pôdy.
Prečítajte si tiež: Varená červená repa v šalátoch
Výroba bioplynu: Vylúhované rezky môžu byť použité na výrobu bioplynu prostredníctvom anaeróbnej digescie. Bioplyn sa môže využiť na výrobu elektrickej energie a tepla.
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. Na základe týchto informácií už údržba vopred vie, kedy bude potrebné zariadenie vymeniť.
Súčasťou modernizácie jednotlivých prvkov v závode je aj implementácia modulov CHARM pre DeltaV, takzvaný elektronický Marshalling. Moduly CHARM odstraňujú zložité prepájanie káblov z prepojovacieho panela do I/O karty bez ohľadu na typ signálu.
V budúcnosti sa plánuje vyskúšať roboty v rámci automatizácie.