Виробництво цукру для вживання його в їжу сягає своїм корінням в глибину століть.
Початковим сировиною для отримання цукру був цукровий очерет, батьківщиною якого вважається Індія. Воїни Олександра Македонського, які беруть участь в поході до Індії в IV ст. до н.е. першими з європейців познайомилися з цією рослиною. Після повернення з Індії вони із захопленням розповідали про очереті, з якого можна отримувати мед без допомоги бджіл, а зброджених напій вживати як міцне вино. Поступово з Індії цукрова тростина поширюється в сусідні країни з теплим кліматом.
У стародавніх рукописах зустрічаються відомості про вирощування цукрового очерету в Китаї в ІІ ст. до н.е. а в І ст. до н.е. цукрова тростина вже почали вирощувати на Яві, Суматрі і інших островах Індонезії. Про вирощування тростини і виробництві з нього цукру в Аравії згадує римський вчений Пліній - старший в І ст. н.е. Араби культуру вирощування і обробки цукрової тростини принесли під час завоювання Палестини, Сирії, Месопотамії, Єгипту, Іспанії, Сицилії в VII-IX ст а в IX ст. цукром з тростини почала торгувати Венеція.
Хрестові походи сприяли поширенню використання цукрової тростини для отримання цукру в країнах Європи, в тому числі і в Київській Русі.
У Росії для виготовлення солодких сиропів, напоїв та настоянок використовували не цукровий очерет, а в'ялені або сушені коренеплоди буряка, брукви, ріпи. Культивувалася буряк з давніх часів. У стародавніх Ассирії та Вавилоні буряк вирощувалася вже за 1,5 тис. Років до н.е. Окультурені форми буряка відомі на Близькому Сході з VIII-VI ст. до н.е. А в Єгипті буряк служила головною їжею рабів. Так, з диких форм буряка, завдяки відповідній селекції, поступово були створені сорти кормової, їдальнею і білої буряка. З білих сортів столового буряку були виведені перші сорти цукрового буряка.
Поява нового альтернативного очерету, сахароносов історики науки пов'язують з епохальним відкриттям німецького вченого-хіміка, члена Прусської академії наук А. С. Маргграф (1705-1782). У доповіді на засіданні Берлінської академії наук в 1747 р він виклав результати дослідів по отриманню кристалічного цукру з буряка. Отриманий цукор, як стверджував Маргграф, за своїми смаковими якостями не поступався тростинному. Однак Маргграф не бачив широких перспектив практичного застосування свого відкриття. Далі в дослідженні і вивченні даного відкриття пішов учень Маргграф - Ф. К. Ахард (1753-1821). Він з 1784года активно взявся за вдосконалення, подальшу розробку та впровадження в практику відкриття свого вчителя.
Ахард прекрасно розумів, що одним з найважливіших умов успіху нового, вельми перспективної справи, є поліпшення сировини-буряка, тобто підвищення її цукристості. Уже в 1799 році праці Ахард увінчалися успіхом. З'явилася нова гілка культурної буряків - цукрова. У 1801 році в своєму маєтку в Кюцерне (Сілезія) Ахард побудував один з перших цукрових заводів в Європі, на якому освоїв отримання цукру з буряка. Комісія, спрямована Паризької академією наук, провела обстеження ахардовского заводу і прийшла до висновку, що вироблення цукру з буряка нерентабельна.
Лише єдині на той час англійські промисловці, які були монополістами з виробництва і продажу тростинного цукру, угледіли в цукровому буряку серйозного конкурента і кілька разів пропонували Ахард великі суми за умови, що він відмовиться від проведення своїх робіт і публічно заявить про безперспективність виробництва цукру з буряка .
Але Ахард, свято вірив у перспективність нового сахароносов, на компроміс не йшов. З 1806 року, Франція відмовляється від виробництва цукру з тростини і переходить на цукробурякове, яке з часом отримувало все більшого поширення. Наполеон надавав велику підтримку тим, хто виявляв бажання вирощувати буряк і виробляти з неї цукор, тому що побачив в розвитку нової галузі можливість одночасного розвитку сільського господарства і промисловості.
Слід зазначити, що у Франції, поряд з розвитком виробництва цукру з буряка, велика увага приділялася поліпшенню якості буряка як сировини для цукрової промисловості.
Цьому сприяла успішна діяльність однієї з перших в Європі великих селекційно-насінницьких фірм «Вільморен-Андрие», заснованої Ф. В. Вильморенов. Фірма придбала світову популярність і успішно працює ось уже близько двохсот років, поставляючи насіння різних сільськогосподарських культур власної селекції в багато країн світу.
ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ ЦУКРОВОГО ВИРОБНИЦТВА В РОСІЇ І НА УКРАЇНІ.
Перша згадка в історичних документах про появу в древньої Русі кристалічного цукру, ввезеного «із заморськими товарами» з'явилося в 1273 році, але для населення він ще тривалий час був недоступним продуктом. Більш широко цукор став надходити на ринки Росії та України, починаючи з XVII ст. через порти Чорного та Балтійського морів з різних колоніальних країн. Спочатку цукор був делікатесної їжею і використовувався як дорогі ліки. Але з часом кількість вживання цукру розширилося. На початку XVIII в. в зв'язку з появою таких екзотичних напоїв як чай і кава споживання цукру значно збільшилася. Введення мита на ввезення цукру змусило руських купців по-новому подивитися на торгівлю цукром. Багато з них стали розуміти, що набагато вигідніше налагодити власне виробництво цукру на основі завезеного цукру-сирцю. В1718 році з'являється перший урядовий документ про організацію цукрового виробництва в Росії. Їм був Указ Петра I про те, щоб «московському купцеві Павлу Вістова в Москві цукровий завод заводити своїм коштом», тобто за свій рахунок, при цьому він отримував привілеї на 10 років і право на ввезення цукру-сирцю, а також «в Москві з нього варити головний цукор і продавати його безмитно протягом трьох років».
У 1723 році Павло Вестов закінчив будівництво цукрорафінадних заводів в Москві і Калузі. Попит на цукор продовжував збільшуватися і це спонукало цукрозаводчиків до збільшення його виробництва з ввезеного сирцю. З'являються нові цукрові заводи. У числі найбільших з них, на той час, був московський завод Владимирова. До кінця XVIII в. в Росії було побудовано і запущено у виробництво 20 заводів, що працюють на привізній цукор-сирець. Інтерес до цукрового виробництва зростав з кожним роком. Багатьох вчених того часу хвилювало питання, з якого місцевої сировини можна було б отримувати цукор. Пошук йшов в різних напрямках. У книзі академіка Петербурзької Академії наук П. С. Паллас «Опис рослин Російської держави з їх зображенням» вперше вказувалося на те, що з «кленового соку ..., з буряка ... тощо. Може бути настільки ж багато цукру добувати можна, настільки і з індійського цукрової тростини ». У 1786 році була зроблена спроба «варити цукор» з «тростини Каспійського моря», тобто з цукрового сорго. 1799 рік ознаменувався тим, що майже одночасно викладач Московського університету І.Я.Біндгейм і академік
Петербурзької академії наук Т.Е.Ловіц отримали цукор з буряка. У той же час центр бурякоцукрового виробництва починає зміщуватися на Україну, де було більше родючих земель, придатних для вирощування цукрових буряків грунтів, більш м'який клімат і досить робочої сили.
Видатний український вчений-економіст академік Всеукраїнської академії наук К.Г.Воблій встановив, що перший цукровий завод в Україні був побудований в 1824 році в селі Макошин Чернігівської губернії Сосницького повіту.
Потрібно відзначити, що влада цілком сприяли розвитку буряківництва та цукрової промисловості на родючих українських землях. Будівництво перших цукрових заводів і ті прекрасні перспективи, які обіцяло виробництво цукру, викликало серед перших цукрозаводчиків справжній бум.
Найпопулярнішою темою, яка з цікавістю обговорювалася на балах і в фойє театрів, в салонах і на дворянських зборах, було виробництво цукру.
У 30-50-е г.г.XIX в. кількість цукроварень істотно збільшилася. У багатьох періодичних виданнях широко пропагувалося цукробурякове виробництво як найбільш ефективний спосіб підвищення прибутковості сільського господарства.
Справа в тому, що середній за мірками того часу цукровий завод в 50-х роках XIX ст. щорічно давав до 20% прибутку на вкладений в підприємство капітал (основний і оборотний). Така висока рентабельність і зумовила швидке зростання цукрової промисловості.
Але всьому приходить час. З багатьох причин, до яких в першу чергу слід віднести сировинні (малі площі поміщицьких земель, відведених під буряк, низька врожайність і цукристість), технічним і технологічним, бум почав повільно спадати. Рожеві мрії не збулися. Маленькі примітивні цукроварні замість очікуваних прибутків почали приносити тільки збитки. Кількість заводів початок катастрофічно зменшуватися. У 1887 році кількість цукрових заводів зменшилася до 218 проти 380, які працювали на кінець дореформеного часу.
Розпочався перший криза в цукровій промисловості.
Важко сказати, скільки б тривала ця криза, якби за відродження цукрової промисловості не взявся граф Олексій Олексійович Бобринський
стали вирощувати в перші століття нашої ери. На не дуже витончений смак рафінований тростинний і буряковий цукор практично неможливо розрізнити. Інша річ цукор-сирець, проміжний продукт виробництва, що містить домішки рослинного соку. Тут різниця дуже відчутна: тростинний цукор-сирець цілком придатний до вживання (якщо, звичайно, отриманий в адекватних санітарних умов), тоді як буряковий цукор на смак неприємний. Різниться за смаком і меляса (кормова патока) - важливий побічний продукт цукрового виробництва: очеретяну в Англії охоче їдять, а бурякова в їжу не годиться.
Якщо рафінування бурякового цукру здійснюється безпосередньо на цукрових заводах, то очищення тростинного цукру, в якому лише 96-97% сахарози, вимагає спеціальних рафінадних підприємств, де від кристалів цукру-сирцю відокремлюють забруднюючі домішки: золу, воду і компоненти, що об'єднуються загальним поняттям "несахара ". До останніх відносяться обривки рослинних волокон, віск, що покривав стебло очерету, білок, невеликі кількості целюлози, солей і жирів. Тільки завдяки величезним масштабу
м виробництва рафінованої тростинного і бурякового цукру цей продукт коштує сьогодні так дешево.
За старих часів, користуючись дешевизною рабської праці, плантатори вважали за потрібне механізувати працю на цукрових заводах. І сік з подрібнених очеретяних трісок вичавлювали вручну - це була каторжна праця. Тепер працю рабів взяли на себе машини, в яких очерет віджимається як в пральній машині - білизна. Вичавки йдуть на паливо, хоча дивно уявити собі, що в тропічних країнах треба щось обігрівати. А солодкий сік нагрівають і видаляють домішки. Таким чином, випливає з агрегату чистий цукровий сік. Його довго обережно випарюють, поки рідина не досягне необхідної густоти, і запускають процес кристалізації. Він може відбуватися в три етапи, завдяки чому ми маємо цукор різного кольору і фактури.
Судячи зі статистичних даних, споживання рафінованого цукру в країні прямо пропорційно доходу на душу населення. До лідерів тут ставляться, наприклад, Австралія, Ірландія і Данія, де на людину припадає в рік понад 45 кг рафінованого цукру, тоді як в Китаї - всього 6,1 кг. У багатьох тропічних країнах, де вирощують цукрову тростину, цей показник значно нижче, ніж в США (41,3 кг), але люди там мають можливість споживати сахарозу не в чистому вигляді, а в іншій формі, зазвичай у складі фруктів і солодких напоїв.
Історія тростинного цукру.
Право вважатися батьківщиною цукрової тростини оскаржують два регіони - родючі долини на північному сході Індії і острова Полінезії в південній частині Тихого океану. Однак ботанічні дослідження, стародавні літературні джерела і етимологічні дані говорять на користь Індії. Багато зустрічаються там дерев'янисті дикорослі
культури в Південну Америку було потрібно все більше робочих рук для його вирощування і переробки. Тубільці, які пережили вторгнення перших завойовників, виявилися мало придатними для експлуатації, і плантатори знайшли вихід в завезенні рабів з Африки. Зрештою, виробництво цукру виявилося нерозривно пов'язаним з рабовласницької системою і породжуються нею кривавими бунтами, приголомшливий острова Вест-Індії в 18 і 19 ст. Спочатку преси для віджиму цукрової тростини наводилися в рух волами або кіньми. Пізніше, в місцях, що продуваються пасатами, їх змінили більш ефективні вітряні двигуни. Однак виробництво в цілому все ще залишалося досить примітивним. Після віджимання сирого тростини отриманий сік очищали за допомогою вапна, глини або золи, а потім випарювали в мідних або залізних чанах, під якими розводили багаття. Рафінування зводилося до розчинення кристалів, кип'ятіння суміші і подальшої повторної кристалізації. Ще й в наш час залишки кам'яних жорен і кинуті мідні чани нагадують в Вест-Індії про минулі господарів островів, які зробили стану на цьому прибутковому промислі. До середини 17 ст. головними виробниками цукру в світі стали Санто-Домінго і Бразилія. На території сучасних США цукрова тростина вперше з'явився в 1791 в Луїзіані, куди його завезли єзуїти з Санто-Домінго. Правда, вирощували його тут спочатку головним чином для того, щоб жувати солодкі стебла. Однак сорок років по тому два підприємливих колоніста, Антоніо Мендес і Етьєн де Борі, заклали його плантації на місці нинішнього Нового Орлеана, маючи на меті виробляти рафінований цукор на продаж. Після того, як у де Борі це справа пішла успішно, його приклад наслідували інші землевласники, і цукрова тростина стали обробляти по всій Луїзіані. Надалі головні події в історії тростинного цукру зводяться до важливих удосконалень в технології його культивування, механічної переробки і кінцевої очистки продукту.
Переробка цукрового очерету.
Очерет спочатку подрібнюють, щоб полегшити подальше отжатие з нього соку. Потім він надходить на трьохвальцьові віджимний прес. Зазвичай очерет віджимають двічі, змочуючи між першим і другим разом водою, щоб розбавити міститься в жомі солодку рідину (цей процес називається мацерацією). Отриманий в результаті т.зв. "Дифузійний сік" (зазвичай сірого або темно-зеленого кольору) містить сахарозу, глюкозу, камедь, пектинові речовини, кислоти і різного роду забруднення. Способи його очищення за століття змінилися слабо. Раніше сік нагрівали у великих чанах над відкритим вогнем, а
видалення "несахаров" додавали в нього золу; Зараз, щоб осадити домішки, використовують вапняне молоко. Там, де цукор виробляється в розрахунку на місцеве споживання, дифузний сік безпосередньо перед додаванням вапна обробляють діоксидом сірки (сірчистим газом) - для прискорення відбілювання та очищення. Цукор виходить жовтуватим, тобто не до кінця очищеним, але досить приємним на смак. В обох випадках після додавання вапна сік переливають у відстійник-освітлювач і витримують там при 110-116 ° С під тиском. Наступний важливий етап у виробництві цукру-сирцю - випарювання. Сік надходить по трубах в випарніапарати, де його нагрівають паром, який проходить по замкнутій системі труб. Коли концентрація сухої речовини досягає 40-50%, випарювання продовжують в вакуум-апаратах. В результаті виходить маса з кристаликів цукру, зважених в густий мелясі, т.зв. утфель. Утфель центрифугируют, видаляючи мелясу через сітчасті стінки центрифуги, в якій залишаються тільки кристали сахарози. Ступінь чистоти цього цукру-сирцю 96-97%. Вилучену мелясу (набряк утфелю) знову кип'ятять, кристалізують і центрифугують. Отримана друга порція цукру-сирцю кілька менш чиста. Потім проводять ще одну кристалізацію. У що залишається набряк нерідко ще міститься до 50% сахарози, але вона вже не здатна кристалізуватися через великої кількості домішок. Цей продукт ( "чорна меляса") йде в США головним чином на корм худобі. У деяких країнах, наприклад в Індії, де грунт має гостру потребу в добривах, набряк утфелю просто заорюють в землю. Рафінування його коротко зводиться до наступного. Спочатку цукор-сирець змішують з цукровим сиропом, щоб розчинити залишки меляси, що огортає кристали. Отриману суміш (аффінаціонні утфель) центрифугують. Відцентрифуговувати кристали промивають паром, отримуючи майже білий продукт. Його розчиняють, перетворюючи в густий сироп, додають туди вапно і фосфорну кислоту, щоб домішки спливли у вигляді пластівців, а потім фільтрують через кісткове вугілля (чорний гранульований матеріал, що отримується з кісток тварин). Головне завдання на цьому етапі - повне знебарвлення і обеззоліванія продукту. На рафінування 45 кг розчиненого цукру-сирцю витрачається від 4,5 до 27 кг кістяного вугілля. Точне співвідношення не встановлюється, оскільки поглощательная здатність фільтра у міру його використання знижується. Отриману білу масу випарюють і після кристалізації центрифугують, тобто надходять з нею приблизно так само, як з соком цукрової тростини, після чого рафінований цукор сушать, видаляючи з нього залишки (бл. 1%) води. Виробництво.