300px|desno|mini|Šećerana na Havajima (šećerna trska). Šećerana je tvornica u kojoj se prerađuje odnosno rafinira sirovi šećer. Ulazne sirovine u šećeranama su šećerna trska ili šećerna repa. Kod šećerne trske rafiniranje se obično vrši u blizini polja i proizvodi se smeđi šećer koji se može poslati u šećeranu na preradu u bijeli šećer, ali ne obavezno jer smeđi šećer je u svom obliku dovoljan za korištenje u prehrani, dok se šećerna repa mora preraditi do bijelog šećera radi jakog mirisa i okusa repe.
Proizvodnja šećera iz šećerne repe 250x250px|mini|Šećerna repa. Tehnološki postupak proizvodnje šećera iz šećerne repe je neprekinuti postupak i odvija se po koracima, međusobno povezanim u tehnološku cjelinu. Pored osnovnog tehnološkog postupka proizvodnje šećera, tehnologija uključuje i pomoćne postupke i operacije u pogonima za proizvodnju energije, pomoćnih materijala i ostatka proizvodnje. Pomoćni pogoni vezani za postupak proizvodnje šećera su: pogon za proizvodnju pare i električne energije; pogon za proizvodnju vapnenog mlijeka i ugljikovog dioksida CO2, pogon za doradu izluženih rezanaca. "Tehnološki postupak proizvodnja šećera iz šećerne repe", www.secerana.com, 2012.
Osnovni tehnološki postupak proizvodnje šećera se može podijeliti u 7 koraka: Dovoz i vaganje šećerne repe, uzimanje uzorka; Mokri ili suhi istovar šećerne repe, pranje repe, rezanje repe na rezance; Ekstrakcija šećera difuzijom iz repnih rezanaca, izdvajanje soka i izluženih rezanaca; Čišćenje ekstrakcijskog soka; Koncentriranje i uparavanje soka; Kristalizacija šećera (saharoza); Dorada kristalnog šećera.
Dio tvornice u kojem se odvijaju prvih pet koraka postupka i dobiva međuproizvod (gusti sok), naziva se sirovara (sirovi dio). Drugi dio pogona u kojem se iz gustog soka dobiva konačni proizvod konzumni kristal, naziva se rafinerija. "Tehničko-tehnološko rješenje postojećeg postrojenja VIRO Tvornica šećera d.d.", www.mzoip.hr, 2011.
Dovoz i vaganje šećerne repe mini|center|500x500px|Istovar i priprema šećerne repe za ekstrakciju.
Proizvodnja šećera započinje prijemom šećerne repe, vaganjem i uzimanjem uzoraka za digestiju (postotak šećera u repi) i odgovarajućih elemenata (dušik, kalij, natrij), za određivanje prognoze iskorištenja, te za određivanje nečistoća koje dolaze s repom (zemlja, trava i kamen).
Sirovinski laboratorij Analiza i kontrola šećerne repe se vrši neprekidno 24 sata dnevno, ovisno o potrebnoj dinamici dopreme šećerne repe u tvornicu. Ovaj postupak je stalan tijekom cijele kampanje oko 4 mjeseca, dok traje doprema sirovine u tvornicu. Na prijemu šećerne repe se vrši kontrola i određuje nečistoća šećerne repe dopremljene u tvornicu kamionima i željezničkim vagonima. Uzorkovanje se vrši automatskom sondom, a daljnji postupak određivanja je poluautomatski, gdje je na kraju rezultat postotak nečistoće i repna kaša koja se analizira. Analizom dobivene repne kaše se određuje: digestija (postotak saharoze), količina kalija, natrija i alfa amino dušika, alkalitetni faktor, kvocijent gustog soka, iskorištenje. U 24 sata se obavlja oko 500 analiza, ovisno o stalnosti dopreme repe. Kontrola kvalitete kod prijema šećerne repe ima poseban značaj za postavljanje procesnih parametara za preradu, a time i ekonomično poslovanje tvornice.
Mokri ili suhi istovar šećerne repe Šećerna repa se u tvornicu dovozi kamionima ili željeznicom. Šećerna repa dovezena kamionskim prijevozom istovara se suhim istovarom. Prije istovara repe vrši se: vaganje repe, uzimanja uzoraka repe, istovar repe, odvajanje nečistoća (trava, kamen i zemlja), odlaganje repe na odlagališta. Šećerna repa dovezena željezničkim vagonima odlazi na vaganje, uzimanje uzoraka, te na istovar vodom. Kod vodenog istovara repa se u betonskim kanalima ispunjenima vodom ispire i doprema u tvornicu. Čišćenje repe od zemlje, kamenja, pijeska, lišća i slame vrši se pomoću strojeva za odvajanje nečistoća i bubnjeva za pranje repe. Korjenčići se iz repe odvajaju pomoću sita, nakon čega se voda i korjenčići pužnim transporterima odvode na separaciju (razdvajanje). Krupnija frakcija se odvaja i šalje u bunker za repu. Oprana repa odvozi se transportnim trakama do najvišeg kata u bunker iznad rezalica za repu.
Čišćenje repe Prije prerade, repa se mora osloboditi primjesa (pijesak, kamenje, lišće i trava). Čistoća repe utječe na rad rezalica i kvalitetu repnih rezanaca, a time i na kvalitetu soka i daljnju preradu. Repa koja istovarena iz kamiona na pretovarnoj rampi prelazi preko uređaja konstruiranog za odvajanje zemlje, korjenčića repe, trave i drugih repnih nečistoća. Korjenčići se, zajedno s nečistoćama, dodatno odvajaju pomoću separatora korjenčića. Sitniji korjenčići i nečistoće se sakupljaju i odvoze, a krupniji korjenčići i repa trakastim transporterom dopremaju na deponijska polja s kojih se vrši tzv. “plavljenje“ ili transport repe u pogon.
Pranje repe Priprema šećerne repe za proces proizvodnje šećera započinje izdvajanjem trave, lišća i ostalih nečistoća na tzv. donjem hvataču trave, postavljenim ispred repnih crpki. Plivajuće nečistoće se odvajaju pomoću grablji uronjenih u vodu s repom. Grablje se kreću suprotno od kretanja smjese vode i repe. Smjesa vode i repe iz donje kinete (središnji kanal pomoću repnih crpki) se diže u gornju limenu kinetu, gdje je ugrađen hvatač kamena i metala, te još dva hvatača trave. Smjesa repe i vode se uvodi na pralicu, gdje se na rotirajućim valjcima odvaja voda, korjenčići i ulomci repe koja se pere mlaznicama. Tako pripremljena repa ide transporterom u spremnik (bunker za repu) i spremna je za rezanje.
Rezanje repe Pravilan rad rezalica za šećernu repu je jedan od ključnih trenutaka za dobru proizvodnju. Repa se reže sa šest rezalica (dvije bubnjaste i četiri stolne) u rezance krovnog oblika, koji osiguravaju maksimalnu površinu i tehnološki najpovoljnije uvjete za ekstrakciju šećera. Laboratorij prati kvalitetu rezanca za dogovorene vrijednosti. Vrši se izmjena oštećenih noževa, vrsta noževa, visina podešavanja noža i redovno čišćenje noževa od nakupljene trave. Rabljeni noževi se oštre i pripremaju za kvalitetan rad. U pričuvi mora biti određena količina svih noževa koji se koriste.
Pogonski laboratorij Pogonski laboratorij stalno prati parametre neophodne za uspješno vođenje tehnološkog procesa. Analize se provode neprestano tijekom 24 sata dnevno. Ovaj režim rada je aktivan tijekom kampanje, oko 4 mjeseca. Vrste uzoraka koje se analiziraju su: slatki rezanac, difuzni sok, izluženi repni rezanac, svježa voda, rijetki sok, gusti sok, stanica čišćenja, standardni sirup, sirovi repni rezanac, šećerovina-A, šećerovina-B, šećerovina-C, miješana šećerovina, zrnjenje, šećer-C, karbonatni mulj, sirovi vlažni rezanac. Parametri koji se određuju su: Bx-stupnjevi, polarizacija, pH vrijednost, tip boje, boja u otopini (IU), postotak pepela, postotak sumporovog dioksida SO2, invertni šećer, postotak kalcijevog oksida CaO, kalcijeve soli, Be-stupnjevi, postotak kisika O2, postotak ugljikovog monoksida CO, postotak ugljikovog dioksida CO2, postotak saharoze.
Mikrobiološki odjel Mikrobiološki odjel prati mikrobiološke pokazatelje neophodne za uspješno vođenje tehnološkog procesa i dnevno praćenje gotovih proizvoda. Parametri koji se određuju su: temperatura, Anderson test pH-vrijednosti, Resazurin test, nitritni test, formalin test, određivanje koncentracije mliječne kiseline, ukupan broj aerobnih mezofila, dokazivanje enterobakterija, dokazivanje salmonele, određivanje broja kvasaca i plijesni, određivanje broja bakterije Leuconostoc mesenteroides (za melasu).
Laboratorij za kontrolu vode Laboratorij za kontrolu tehnološke pripreme vode i za kontrolu vode u energani ima zadatak provjeravati napojnu vodu koja se uzima iz rijeke, provjeravati izlaznu vodu nakon tehnološke priprave i provjeravati vodu koja se koristi u energani. Parametri koji se određuju su: ukupna tvrdoća vode, p-vrijednost, m-vrijednost, pH-vrijednost, karbonatna tvrdoća, kalcijeva tvrdoća, magnezijeva tvrdoća, organske tvari, električna provodljivost.
Ekstrakcija šećera difuzijom iz repnih rezanaca mini|center|500x500px|Ekstrakcija šećera i rezanaca iz šećerne repe. Osnovni cilj ekstrakcije je izvlačenje najveće moguće količine saharoze iz sirovine. Procesom ekstrakcije, u protustrujnom toku (difuzor), rezanaca šećerne repe i vode, ekstrahira se šećer iz repnog tkiva. Uobičajen naziv za ovu fazu u industriji šećera je ekstrakcija, a uređaji ekstraktori. Voda ide u suprotnom smjeru od rezanca, kako bi se rezanac što bolje izlužio. Na gornju se stranu ekstraktora dovodi voda i presna voda od prešanja (tiještenja) rezanca. Rezanac se postupno izlužuje. Na donjoj strani tornja su sita za razdvajanje soka od rezanca. Ispod tornja se nalaze crpke koje izvlače difuzni sok iz ekstraktora. Na gornjem dijelu ekstraktora je tzv. “izgrtač”, koji kupi izluženi rezanac iz istog i prevozi ga na pužni transporter za raspoređivanje izluženog rezanca na preše rezanca. Rezanac nakon prešanja ide u sušaru rezanca, a presna voda natrag u ekstraktor. Svaki ekstraktor posjeduje tračnu vagu za mjerenje količine izrezanog rezanca. Ekstraktori se griju tehnološkom parom. Kondenzat odlazi u toplinski izolirane zbirnike kondenzata.
Optimalna svojstva vode za ekstrakciju su temperatura 65 °C, pH 5,5, tvrdoća 80° NJ. U ekstraktore pored vode za ekstrakciju dovodi se i presna voda, koja se dobiva od prešanja izluženog rezanca. Presna voda se vraća u ekstraktor. Temperatura presne vode je oko 65 °C. Difuzni sok iz ekstraktora prolazi preko odvajača mrva i takav pročišćen sok ide na čišćenje. Mrvice s odvajača mrvica odlaze na trakaste transportere u jamu rezanca. Odvajače mrva čistimo pranjem vodom i steriliziranjem parom, u cilju smanjenja djelovanja mikroorganizama. Sterilizacija se vrši približno pola sata. Odvajači mrva se mijenjaju svakih 8 sati ili po potrebi. Obično postoje tri odvajača mrva, kapaciteta oko 400 m3. Jedan odvajač mrva je uvijek čist i u pričuvi, dok druga dva rade. Kada se jedan “zanese”, pristupa se čišćenju, sterilizaciji, a drugi se pušta u rad. Kontrolu odvajača mrva analizira mikrobiološki laboratorij u ovisnosti o djelovanju mikroorganizama.
Čišćenje ekstrakcijskog soka mini|center|500x500px|Čišćenje ekstrakcijskog soka. Cilj čišćenja ekstrakcijskog soka je uklanjanje svih otopljenih nešećera i suspendiranih nečistoća i dobivanje termostabilnog soka, koji se pri daljnjoj toplinskoj obradi (uparavanju i kristalizaciji) ne mijenja. Zadaci čišćenja su: potpuno uklanjanje preostalih suspendiranih čestica, koagulacija proteina i pektina, maksimalno uklanjanje nešećera iz soka (kalij i natrij soli), neutralizacija kiselina, povećanje pH, razgradnja reducirajućih šećera, uklanjanje saponina koji uzrokuju pjenjenje soka što otežava uparavanje i kristalizaciju. Za čišćenje difuznog soka koristi se kalcijev hidroksid (vapneno mlijeko Ca(OH)2) i ugljikov dioksid (CO2), koji se proizvode u posebnom pogonu u sklopu tvornice (vapnari). Dodatkom vapnenog mlijeka u difuzni sok dolazi do taloženja teško topivih kalcijevih soli, koagulacije koloida i razgradnje organskih nešećera, a uvođenjem CO2 plina u takav sok, taloži se višak kalcijevog hidroksida u obliku karbonata.
Mehaničko čišćenje ekstrakcijskog soka Ekstrakcijski sok se prvo čisti mehanički, kako bi se odstranile nečistoće prije procesa čišćenja difuznog soka. Mehaničko čišćenje ekstrakcijskog soka se vrši propuštanjem soka preko odvajača mrva.
Kemijsko čišćenje ekstrakcijskog soka Kemijsko čišćenje ekstrakcijskog soka obuhvaća predlučenje (predalkalizacija), lučenje (alkalizacija) – hladno i toplo lučenje, prva karbonatacija, dekantiranje, druga karbonatacija, završna filtracija.
Predlučenje ili predalkalizacija