Сахар представляет собой чистый углевод. Он хорошо усваивается организмом, обладает высокой энергетической ценностью, используется как сырье в кондитерской, хлебопекарной, консервной и других отраслях промышленности. Из отходов производства получают этиловый и бутиловый спирты, хлебопекарные и кормовые дрожжи, лимонную кислоту, комбикорма и т. д.
Основным сырьем для производства сахара являются сахарная свекла, которая содержит 15-22 % сахарозы, и сахарный тростник.
Получение сахара-песка начинается с подготовки сахарной свеклы. Корнеплоды моют, очищают от примесей и измельчают в стружку. Затем проводят нагревание стружки с водой до 70- 75 °С. При этом происходит диффузия растворимых веществ в воду с образованием диффузионного сока темно-серого цвета, который, кроме сахарозы, содержит и другие вещества.
Очистка диффузионного сока заключается в обработке его известью, а затем углекислым газом. Первый процесс получил название дефекации, а второй - сатурации. При дефекации сахароза частично реагирует с известью, образуя сахараты, выпадающие в осадок. После дефекации сок становится светло-желтой окраски с хлопьевидным осадком. Затем сок подвергают сатурации - переводу извести в нерастворимый углекислый кальций и разложению сахаратов до сахарозы. После двойной сатурации сок фильтруют и обрабатывают сернистым газом (сульфитация). В результате такой обработки сок становится светло-желтым, прозрачным, содержащим около 14% сахарозы.
Из очищенного сока сахар выделяют кристаллизацией. Для этого сок выпаривают до содержания 65 % сухих веществ. Полученный сироп обрабатывают адсорбентами, фильтруют и снова сульфитируют. Прозрачный бесцветный сгущенный сироп поступает в вакуум-аппараты, где происходят дальнейшее выпаривание воды и кристаллизация сахара. В результате этого образуются густая масса (7,5 % воды) - утфель первой кристаллизации и межкристальная жидкость - зеленая патока. Для отделения последней утфель обрабатывают на центрифугах. Осевшие там кристаллы сахара промывают небольшим количеством воды, пропаривают и центрифугируют. При этом отделяется так называемая белая патока, содержащая растворимые в воде кристаллы сахара. Ее собирают и направляют в вакуум-аппараты для повторного уваривания.
Зеленую патоку также уваривают в вакуум-аппаратах и получают утфель второй кристаллизации. Если содержание сахара в патоке утфеля второй кристаллизации остается высоким, то из нее получают утфель третьей кристаллизации. Патоку утфеля последней кристаллизации - мелассу - используют для получения этилового спирта, лимонной кислоты, аминокислот и для других целей.
Полученный сахар из центрифуг поступает на сушку. Затем его пропускают через магнитный улавливатель, сортируют и упаковывают.
Получают сахар-рафинад из сахара-песка. Для производства используют чистый свекловичный сахар-песок и тростниковый сахар-сырец. Его растворяют в горячей воде до густоты сиропа. Затем обрабатывают адсорбентами, ионитами (искусственные смолы) и фильтруют. Профильтрованный сироп поступает в вакуум-аппараты, где его сгущают до утфеля и центрифугируют. Чтобы обеспечить белизну рафинадного утфеля, в него добавляют суспензию ультрамарина (краситель синего цвета).
Производят сахар-рафинад литой и прессованный. При получении литого сахара-рафинада горячий утфель заливают в конусообразные формы высотой 60 м, медленно охлаждают, сверху поливают клерсом (насыщенный раствор чистого сахара). При этом клере по мере вытекания из нижней части формы смывает с кристаллов сахарозы патоку и уносит ее остатки. Промывку клерсом проводят несколько раз. Затем сахар сушат, выбивают из форм и раскалывают на куски.
Процесс изготовления литого сахара-рафинада довольно трудоемкий. Чаще производят прессованный сахар-рафинад. При его производстве утфель пробеливают в центрифугах. Полученную рафинадную кашку (2 % влаги) прессуют. Спрессованные бруски высушивают и после охлаждения раскалывают на куски правильной формы. Путем регулирования влажности рафинадной кашки можно изменять прочность сахара.
Для получения рафинада прессованного со свойствами литого в рафинадной кашке оставляют больше влаги (3-3,5%), для быстрорастворимого, наоборот, меньше (1,5%).
Сахар-песок представляет собой сыпучий продукт, состоящий из кристаллов размером от 0,2 до 2,5 мм, с ясно выраженными гранями. Он должен быть нелипким и сухим на ощупь, белого цвета с блеском, сладкого вкуса, без посторонних привкусов и запахов.
Растворимость в воде полная, раствор должен быть прозрачным. Влажность сахара-песка должна быть не более 0,14 %, содержание сахарозы - не менее 99,75, редуцирующих веществ - не более 0,05 (на сухое вещество), золы - не более 0,03 %, цветность в единицах Штаммера - не более 0,8.
В сахаре, используемом для промышленной переработки, допускается содержание сахарозы (на сухое вещество) не менее 99,55 %, редуцирующих веществ - не более 0,065, золы - не более 0,05, влажность - не более 0,15 %.
Сахар-рафинад подразделяют на:
прессованный кусковой (колотый и колотый со свойствами литого) - кусочки в форме параллелепипеда, массой 5,5; 7,5 или 15 г, толщиной соответственно 11 или 22 мм;
прессованный быстрорастворимый - кусочки массой 5,5 и 5,9 г;
прессованный в мелкой расфасовке (дорожный) - кусочки правильной формы параллелепипеда, массой 7,5 г;
литой колотый - кусочки неправильной формы, массой от 5 до 60 г;
рафинированный сахар-песок - кристаллы сахарозы размером 0,2-4 мм;
рафинадная пудра - измельченные кристаллы размером не более 0,1 мм;
сахароза для шампанского - кристаллы размером 1,0-2,5 мм.
По органолептическим показателям сахар-рафинад должен соответствовать следующим требованиям: цвет белый, без пятен, допускается слегка голубоватый оттенок, вкус сухого сахара и водного раствора - сладкий, без посторонних вкусов и запахов, растворимость полная, раствор прозрачный, допускается едва уловимый голубоватый оттенок.
Физико-химические показатели в зависимости от вида сахара нормируются следующие: содержание влаги (0,1-0,4 %), сахарозы (не менее 99,9%), редуцирующих веществ (не более 0,03%), крошки (не более 1,0-2,5%), полная растворимость (не ранее 1-8 мин), крепость (не менее 15-40 в кг/см2).