Сахар свекловичный и тростниковый*

I. Химия. II. Техническое производство. III. Статистика. IV. Акциз на сахар. V. Сахарная нормировка. VI Сахар в международной торговле.

I. С. (хим. С ₁₂ Н ₂₂ О ₁₁). Нахождение и добывание свекловичного и тростникового С. см. ниже. С. кристаллизуется в больших одноклиномерных, гемиэдричных призмах, не содержащих кристаллизационной воды; его удельн. в. d(17,5°/17,5°) = 1,58047 (Шрёдер, Герлах, Джоуль и Плейфейр). Он легко растворим в воде: насыщенный при 0° раствор заключает на 100 в. ч. воды 65 в. ч. С.; при 20° — 67 в. ч. и при 40° — 75,8 в. ч. (Шейблер). Следующие две таблицы (Баллинг, Шейблер) показывают изменение удельного веса раствора с содержанием С.

или иначе при содержании:

Насыщенные растворы С. кипят: содержащий 80 в. ч. С. при 112° и 90,8 в. ч. при 130° (Герлах). С. растворим в древесном и обыкновенном спиртах, в ацетоне и в глицерине постольку, поскольку в них содержится вода; во всех этих жидкостях, но безводных, он почти совершенно не растворим (Шейблер). Как растворы С., так и он сам в расплавленном состоянии, обладают оптической деятельностью, вращая плоскость поляризации вправо. Кристаллический С. оптически недеятелен. Для величины вращения Толленсом дана формула [α ]_D = 66,386 + 0,015035 с — 0,0003986 с ₂ [По Ландольту, эта формула может быть заменена формулой (α)_D = 66,67° — 0,0095c.], где с — % С. (в граммах), заключающегося в 100 куб. стм раствора; по Назини и Виллавеккия — [α ]_D = 66,438 + 0,010312 с — 0,00035449 с ₂ = 3% — 65%), что дает для 10% раствора (α)_D = 66,51°; в очень разбавленных растворах (c = 0,3% — 1%) величина вращения сильно возрастает и уже не может быть выражена предыдущей формулой (при с = 0,33% — (α)_D = 68,5°); впрочем, Пшибрам нашел, что очень разбавленные растворы обладают меньшим удельным вращением, чем 10%-ные. Понижение температуры уменьшает величину вращения только на 0,0114° на каждый ° C, т. е. очень незначительно (Дюбренфо, Андрьюс). Растворы С. в перечисленных растворителях обладают несколько большим вращением, каковое для растворов в этиловом спирте = + 66,83°, в метиловом + 68,63° и в ацетоне — 67,40° (Толленс). Расплавленный С. тоже оптически деятелен; величина вращения довольно быстро уменьшается, что должно быть приписано химическим процессами, происходящим в нем. В водных растворах оптическая деятельность уменьшается под влиянием щелочей и щелочных земель (Томсен, ф. Липпманн) и увеличивается под влиянием аммиака; уксусно-кислый свинец не имеет никакого влияния (Ост). При + 160°С С. плавится; охлажденная жидкость застывает в аморфную стеклообразную массу (ячменный С.). С течением времени эта масса начинает кристаллизоваться; кристаллизацию можно ускорить прибавлением небольшого количества воды. Если, однако, С. расплавить и продержать некоторое время в жидком состоянии, хотя бы и при + 160°С, то жидкость начинаеть желтеть, распадаясь на d- глюкозу и ловулозан (Желис):

С ₁₂ Н ₂₂ О ₁₁ = С ₆ Н ₁₂ О ₆ + С ₆ Н ₁₀ О ₅ (левулозан).

Продуктом продолжительного нагревания С. являются желтые растворимые в воде вещества, обладающие горьким вкусом, известные обыкновенно под названюм карамели; процесс, при этом происходящий, довольно сложен, так как диализом из карамели удается выделить вещество состава С ₁₂₅ Н ₁₈₈ О ₈₀ (Сабанеев и Антушевич), по ур.:

11C₁₂H₂₂O₁₁ = С ₁₂₅ Н ₁₈₈ О ₈₀ + 27Н ₂ О + 7CO ₂.

При сухой перегонке С., начинающейся уже при + 200°С, образуются: углекислота, окись углерода, болотный газ, этилен и ацетилен; вода, ацетон; муравьиная, уксусная и пропионовая кислоты; альдегид обыкновенный, фурфурол, акролеин, бензойный альдегид и некоторые кетоны с большим молекулярным весом. В остатке находится уголь (Фёлькель, Фреми, Шифф, Грэем, Пелиго). Водород, выделяемый амальгамой натрия с водой, превращает С. в смесь продуктов восстановления d- глюкозы и левулозы. Энергичные окислители, каковы: перекись свинца, азотно-кислый аммоний, бертолетова соль и т. д., с сухим порошком С. дают взрывчатые смеси. В водных растворах продукты окисления С. те же, что и для гексоз, его образующих; так, водная азотная кислота дает сахарную и щавелевую кислоты. Чистый С. не восстановляет, даже при кипячении Фелинговой жидкости (см. и Крахмал см.). С кислотами С., смотря по условиям, или дает эфиры, или продукты инверсии [Первоначально Био дал явлению инверсии название interversion, а смеси d- глюкозы и фруктозы — sucre intervertis.] (см.), сопровождаемые иногда продуктами реверсии (см.), или же левулиновую (см.) и муравьиную кислоты и гуминовые вещества (см.), между которыми нужно отметить гуминовую кислоту — С ₁₈ Н ₁₆ О ₇ (Бертело и Андрэ), получающуюся в виде ангидридного продукта. Так, при внесении мелкого порошка С. в смесь серной и азотной кислоты, охлажденную до 0°С, образуется тетраазотный эфир — C ₁₂H₁₈O₇(NO)₃)₄ (Шенбейн), представляющий в высшей степени мелкие, шелковистые иглы, взрывающие при нагревании (виксорит); октоазотный эеир — C ₁₂H₁₄O₃(NO₃) образуется (Элиот) при + 15°С и по свойствам напоминает предыдущий. Октоуксусный эфир — С ₁₂ Н ₁₄ О ₃ (С ₂ Н ₃ О ₂)₈ образующийся (Герцфельд) при действии на С. смеси уксусного ангидрида с уксусно-натриевой солью, представляет тонкие иглы, плавящиеся при + 67°С и почти не растворимые в воде. Хлористый бензоил дает гексабензоат C ₁₂H₁₆(C₇H₅O)₆O₁₁, пл. при 109°С (Бауманн, Скрауп). Известны еще эфиры, образованные С. с другими органическими летучими кислотами, но они мало изучены и в большинстве случаев трудно решить, не представляют ли они смеси эфиров d- глюкозы и левулозы. О действии водных растворов минеральных кислот см. Гидраты углерода, Глюкозы, Крахмал, Инверсия и Реверсия. В дополнение к сказанному там можно указать, что при нагревании в течение 10 мин. при 68°С 58 куб. стм раствора С., содержащего 8,175 г С. с 5 куб. стм крепкой соляной кислоты (Клерже), образуется раствор инвертированного С. (смеси декстрозы и левулозы:

C₁₂H₂₂O₁₁ + Н ₂ О = ₂ С ₆ Н ₁₂ О ₂)

вращательная деятельность которого тождественна с оптической деятельностью раствора С. одинаковой крепости, инвертированного при наиболее благоприятных условиях инвертином (см. ниже). Чистая вода, по-видимому, не инвертирует С. при обыкн. темп.; реакция вполне заметна при 120°С [Может быть она обусловлена небольшими количествами щелочи, извлекаемой водой из стекла приборов.]. Чистая серная кислота только при низкой температуре растворяот С. без потемнения; при обыкн, темп. в растворе происходит сильная реакция, сопровождающаяся выделением сернистого газа, смешанного с углекислотой и какими-то пахучими веществами; остается мелко раздробленное углистое вещество в виде объемистой пористой массы. О действии щелочей на С. см. Сахараты. Если пивные дрожжи растереть в ступке, остаток обработать водой и профильтровать, то получается раствор, осаждающий при действии спирта особое белковое (Бертело) тело, называемое инвертином (инвертазой), способное в малых количествах инвертировать С. в водных (нейтральных и слабо кислых) растворах при + 30° — 40°С и наиболее сильно при 55°С (Кьельдаль, О'Сюлливан). При + 65° — 70°С инвертин теряет свою инвертирующую способность; небольшие количества щелочей для него вредны. Кроме дрожжей, инвертин вырабатывается еще некоторыми тайнобрачными, каковы: Mucor racemosus, Penicillium glaucum, Aspergillus niger, A. orizae и т.д. Аналогичные с инвертином энзимы заключаются в плодах, благодаря чему в них тоже происходит инверсия С. Диастаз проросшего ячменя, панкреатин поджелудочной железы и глюкоза маиса не гидролизируют С. Вообще С. бродит только под влиянием. организмов, выделяющих инвертин, исключением являются Mano l ia candida и M. javanica (Ганзен), которые не вырабатывают инвертина, а тем не менее вызывают спиртовое брожение. В некоторых дрожжах, плохо до сих пор изученных, заключается особый фермент, вызывающий при брожении С. образование древесного спирта (Маркано), Ферменты молочного и масляного бpoжeний (ср. Масляные кислоты) действуют на С., как на заключающиеся в нем гексозы. Особенно легко С. подвергается слизистому брожению; слизистая консистенция продуктов брожения обусловлена образованием ангидридного вещества, состава (С ₆ Н ₁₀ О ₅)_n носящего название декстрана; а именно Micrococcus gelatinosus (Бинц), споры которого рассеяны в воздухе, и Leuconostoc mesenteroides образуют декстран наряду с молочной кислотой, Micrococcus gommosus, Bacillus gommosus, В. viscosus sacchari дают декстран, углекислоту, маннит и т. д. С. не дает с фенилгидразином ни гидразона, ни озазона, а это, в связи с отсутствием восстановительного действия на Фелингову жидкость, указывает на отсутствие в нем групп (СНО)', заключающейся в d- глюкозе, и (СО)", имеющейся в левулозе; образование октоуксусного эфира указывает. что в нем имеется 8 водных остатков. На основании этого Толленсом предложена для него формула строения:

а Э. Фишером:

А. И. Горбов. Δ

II. Сахар (техн. производство). Материалом для получения С. в фабричных размерах служит по преимуществу так наз. сахарная свекловица (главным образом в Европе и немного в Сев. Америке) и сахарный тростник (в Вест- и Ост-Индии, Америке, Египте и очень немного в Испании). Кроме того, некоторое количество С. добывается из сока С. клена в Сев. Америке (Канада); сахарное сорго служит также материалом для получения С. в некоторых штатах Сев. Америки (Иллинойс, Индиана и др.), но в настоящее время уже утратило экономическое значение.

Первоначальным материалом для добывавия С. служил сахарный тростник (Индия), а также, может быть, сорго (Китай); в Европе С. стал известен еще до Р. Х. в качестве медицинского средства. При владычестве арабов в IX в. возделывание сахарного тростника установилось в Египте, Сицилии и южной Испании; в конце Х в. выработка С. в виде конических голов уже производилась в Венеции, но большее распространение С. получил в Евроне лишь в течение крестовых походов. В 1490 г. Колумб перенес сахарный тростник с Канарских о-вов на С.-Доминго (Гаити), и с этого времени культура его в Вест-Индии и Сред. Америке стала быстро развиваться и колониальный сахарный песок начал покрывать общую потребность в нем в Европе, в которой, начиная с XVI ст., появились для очищения его рафинадные заводы. Тем не менее, С. оставался предметом роскоши. В XVII ст. стали добывать С. из клена, но это не могло оказать существенного влияния на распространение и удешевление С., которое стало возможным лишь с того времени, когда материал для добывания С. в больших количествах был найден в числе растений, возделываемых в Европе.

1. Добывание С. из свекловицы, В 1747 г. А. Марграф опубликовал в мемуарах Берлинской академии наук свои наблюдения о возможности извлекать С. из свекловицы (beta alba) и указал даже порядок работы, который в существенных чертах сохранился и до сего времени. Честь устройства первого завода для добывания С. из свекловицы принадлежит ученику Марграфа Ахарду, но первые опыты в фабричном размере были неудачны и производство свекловичного С. поставлено было на твердую почву в 1806 г. Наполеоном (раздача земли для возделывания свекловицы, учреждение при фабриках школ, выдача премий), который видел в нем одно из средств к поддержанию континентальной системы. Высокая цена колониального С. (около 8 франк. килограмм) делала выгодным производство С., а вместе с тем введенные во Франции усовершенствования производства (терки, гидравлические прессы, процеживание через костяной уголь, нагревание и сгущение сока паром) повели за собой быстрое его развитие: в 1828 г. во Франции работали уже 103 завода и доставляли до 5 млн. кг С. Способы, выработанные во Франции, перешли затем в Германию и другие страны Европы. В России первый завод для добывания свекловичного сока, главным образом для переработки в спирт, основан ген.-майором Бланкенигелем в 1802 г. в Тульской губ., затем сахарный завод был устроен Мальцевым в 1809 г., дальнейшее развитие у нас свеклосахарного производства многим обязано семье графов Бобринских. В 1897 г. в России работали 236 заводов, производительность которых составляет до 45 млн. пуд. С. Производство С. тесно связано с сельским хозяйством, и успех его находится в полной зависимости от совершенства возделывания свекловицы. Тщательной культурой в настоящее время выработаны разновидности свекловицы, наиболее пригодные по содержанию в них С. и др. веществ (не С.) для производства, таковы французская и силезская свекловица с их подразновидностями (вильмареновская, кведлинбургская и мн. др.). На лучших плантациях всегда производится селекция, т. е. выбор наиболее богатых С. бураков для получения семян, которые собираются на второй год после посева. Материалом же для выработки С. служат свекловичные бураки, образующиеся в первое лето посева, который у нас в России производится в начале мая, а сбор (выкопка) бураков начинается обыкновенно с первых чисел сентября, при этом верхняя часть (головка) с ботвой отделяются. Урожай бураков составляет у нас в России от 80 до 160 берк. бураков с десятины; за границей, вследствие лучшего климата и культуры, урожаи в среднем значительно больше. Собранные бураки поступают на завод, который начинает работу (кампанию) одновременно с выкопкой бураков, и складываются в кучи или длинные гряды (бурты, ярусы, кагаты), которые прикрывают соломой и поверх нее землей для защиты от дождя и холода. Во время сохранения бураки сначала теряют часть воды, а затем, вследствие совершающихся физиологических процессов (дыхание) и под влиянием микроорганизмов, утрачивают часть содержащегося в них С.; поэтому заводы стараются переработать собранный запас бураков как можно скорее; так, в настоящее время кампания продолжается не более трех месяцев при непрерывной работе, круглые сутки, для чего рабочие разделяются на две смены — дневную и ночную. Выгоды переработки бураков прежде всего зависят от их состава или ближайшим образом от содержания С. Прежде содержание С. варьировало от 9 до 12%, в настоящее же время, вследствие улучшенной культуры, средним содержанием С. в бураках можно признать не менее 15%. Чтобы заранее определить условия работы и выход продукта, на свеклосахарных заводах имеются химические лаборатории, в которых постоянно, по крайней мере два раза по сменам, производятся наблюдения относительно состава бураков и содержания в них С. Данные этих анализов дают возможность контролировать общий ход и степень совершенства работы. Бураки состоят из твердых частей (мякоть) и жидких — сока, который, по отделении от мякоти, и составляет предмет переработки. В среднем бураки содержат 4,7% сухого вещества мякоти, 5% удерживающейся в ней (гидратной) воды и 90,3% — сока. Мякоть состоит из клетчатки, арабина, парарабина, пектиновых, нерастворимых белковых и минеральных веществ и жира. Сок представляет собой мутную жидкость желтоватого цвета (на воздухе краснеет — энзима оксидаз) с кислой реакцией. В состав сока, кроме воды, входят: 1) азотистые вещества: белковые, бетаин, аспарагин, глютамин и др. амиды; 2) углеводы: С., рафиноза, инвертированный С., декстрин, левулин, маннит, сорбит, дульцит и др.; также растворимые камедные и пектиновые вещества (пентозаны); 3) жир, холестерин, красящие вещества, ванилин, пирокатехин; 4) органические кислоты (преимущественно в виде кислых солей): щавелевая, янтарная, яблочная, винная, малоновая, лимонная, оксилимонная, аконитовая, трикарбалиловая, гликолевая, глиоксилевая и др.; 5) минеральные кислоты: серная, фосфорная, азотная, кремнезем и хлор; 6) основания: калий, натрий, рубидий, цезий, кальций, магний, железо, ванадий. В общем состав сока может быть выражен так: воды 80 — 82%, С. от 15 до 18%, не сахара от 2 до 3,5%. Так как выгодность извлечения С. зависит не только от его содержания в соке, но и количества сопровождающих его веществ (не сахар), то в заводских лабораториях производятся, во 1-х, непосредственные определения С. и, во 2-х, общее содержание веществ в соке, причем количество не сахара узнается по разности.

Сахариметрия. Определение С. производится посредством поляриметров (поляристробометров), причем основанием служит формула (α) = (100. α)/(l.p.d), в которой (α) — удельная способность вращения поляризованного света, α — найденный наблюдением угол вращения, l — длина слоя или трубки, наполненной раствором, p — искомое процентное содержание С., d — удельн. вес раствора. По определении угла вращения взятой навески данного сахарного раствора или сока посредством поляристробометра, можно по этой формуле вычислить искомое содержание С. в весовых процентах. Если достаточно знать концентрацию, т. е. весовое содержание в известном объеме, то формула упрощается (нет надобности иметь величину уд. в.) и получает следующий вид — (α) = (100. α)/(l.c). В первом случае решается уравнение — p = (100. α)/[(α).l.d ], а во втором — с = (100. α)/[(α).l]. Поляриметры, приспособленные исключительно для определений С., снабжаются шкалой, и показания прибора прямо выражают искомое содержание С. В поляриметре Солейля за основание шкалы взято, что 16,35 г чистого С. в 100 куб. стм водного раствора производят при длине в 200 мм трубки угол вращения поляризованных лучей равный углу вращения, производимому слоем кварца толщиной в 1 мм. Это вращение обозначено на раздвигающейся шкале прибора цифрой 100, нулевая же точка устанавливается при положении шкалы, когда трубка наполнена чистой водой. На этом основании для испытания в приборе Солейля нужно брать навеску в 16,35 г (или кратное этому число), и при наблюдении, когда раздвиганием линеек кварцевых клиновых пластинок получим переходный оттенок, положение шкалы прямо укажет процентное содержание С. в данном растворе или coке. В поляриметре Фенцке (фиг. 1, таблицы) основанием шкалы служит раствор чистого С., имеющий уд. вес 1,1 (при 17,5°С), который содержит 26,048 г чистого С. в 100 куб. стм; величина отклонения такого раствора, выраженная раздвиганием линеек шкалы, означается цифрой 100. Приемы определения С. с аппаратом Фенцке (и его видоизменениями Шмидта-Хенша) те же, что описаны относительно аппарата Солейля. В приборах с круговой шкалой также имеются деления для непосредственного отсчитывания содержания: С.; так, напр., в приборе Вильда (фиг. 2, таблицы) на одной из четвертей круга нанесены 400 делений, равные в сумме дуге в 53,134°; на такую дугу отклоняется плоскость поляризации, когда трубка прибора содержит раствор 40 г чистого С. в 100 куб. стм. Если подвергнуть наблюдению раствор, содержащий 10 г чистого С. в 100 куб. стм., то отклонение произойдет на 100 делений, и, след., каждое будет отвечать 1%; если будет взято 20 г в 100 куб. стм, то отклонение составит 200 делений, из коих каждое будет выражать 1/2% С. Определение С. в свекловичном соке затрудняется присутствием в нем, кроме С., других оптически активных веществ (рафиноза, декстран, инвертированный С., арабиновые соединения и мн. др.); количество их весьма незначительно и удалять их все было бы весьма затруднительно и хлопотно (способ Эйсфельд-Фойлениуса) и потому ограничиваются удалением лишь наиболее активных веществ (декстрина и др. камедеподобных) обыкновенно посредством свинцового уксуса (раствор основной уксусно-свинцовой соли), причем сок одновременно осветляется. Его процеживают через вату и в этом виде делают поляриметрическое определение, прибавляя к полученному результату 1/10 его величины, чтобы компенсировать разбавление сока свинцовым уксусом, которого берут обыкновенно 10 куб. стм на 100 куб. стм сока; напр., если показание сахариметра Фенцке составляет 53,9, то содержание С. будет (53, 9 + 5,39). 0,26048 = 15,4% объемн. Чтобы получить весовые проценты, следует полученное число разделить на удельный вес сока. Для упрощения перечислений на весовые проценты составлены таблицы Шмитцом. Чтобы определить в соке общее количество растворенных веществ (сухого вещества), в заводских лабораториях пользуются обыкновенно ареометрическим приемом, для чего употребляют так наз. сахарометр Баллинга (Bg) или Брикса (Br), с таблицей поправок на температуру. Так как сахарометры установлены по уд. в. сахарных растворов, а в соке, кроме С., содержатся и другие вещества, то найденный градус сахарометра не отвечает действительному содержанию растворенных веществ; но ввиду того, что С. составляет преобладающее вещество, довольствуются для скорости определения и называют полученное число видимым, или кажущимся содержанием сухого вещества, при помощи которого определяют приблизительно количество несахара; так, напр., поляриметром определено в соке 14,8% С., а показание сахарометра — 16,4°Вr, то количество в соке не сахара будет 16,4 — 14,8 = 1,6%. Чтобы выразить одной величиной взаимное отношение содержания С. к содержанию сухого вещества, пользуются цифрой, получаемой от деления первого на второе, и, умножая ее на 100, получают величину, называемую доброкачественностью сока, или степенью чистоты; так, из приведенных цифр доброкачественность сока выразится (14,8.100)/16,4 = 90,2. — Так как в бураках содержится сока 92 — 93%, то потому, умножая найденное содержание С. в соке на 0,92 или 0,93, получают величину, выражающую приблизительно содержание С. в бураках. Более точное определение производится посредством извлечения С. из истертых бураков спиртом (спиртовая дигестия) или водой (водная дигестия).

(количество С. в бураках)/(количество С. в соке) = (содержание сока в бураках)/100

Собранные бураки поступают из кагатов в магазин, или в бурачную, в котором вмещается обыкновенно количество их, перерабатываемое в две смены или в сутки. Отсюда бураки доставляются в собственно заводское здание всего чаще водяным транспортером, состоящим из цементного или железного желоба, по которому протекает вода; реже для этого служат бесконечные полотна или пассы, еще реже вагончики. Бураки в водяном траспортере отчасти обмываются; окончательное обмывание их от грязи и приставшей земли производится в мойках. На таблице фиг. 3 изображена кулачная мойка, состоящая из полуцилиндрического резервуара, наполненного проточной водой, в котором вращается горизонтальный вал с кулаками, которые передвигают бураки к выходному концу, где они выбрасываются на наклонную плоскость раковинообразными ковшами, укрепленными на том же вале. Обмытые бураки подаются посредством ковшевого элеватора к резальной машине, устройство которой указано в ст. Диффузия в сахарном производстве (см.). Полученные пластинки служат для извлечения сока посредством диффузии (см. указанную статью). Сдаваемый с диффузоров сок проходит через мерники, причем обыкновенно из 100 кг бураков получается 120 кг сока, который, для отделения от увлеченных частичек мякоти, пропускают через фильтры из древесных стружек или грубой ткани или через металлические сита. После того сок, имеющий плотность от 10 до 12° Вr, подогревается до 60°С в решоферах, т. е. в котлах, снабженных трубками, через которые проходит сок, а в пространство между трубками пускается пар; после этого сок подвергается очищению посредством извести (дефекация) и затем угольной кислоты (сатурация). В прежнее время эти операции производились в отдельных сосудах: в дефекационных котлах (см. табл. фиг. 4) и сатураторах (фиг. 5). В настоящее время обе операции совершаются в одном и том же котле, который снабжается змеевиком для нагревания, трубой для впускания сатурационного газа, пробным краном и трубой для отвода наружу не поглощенных газов. Таким котлам придают вышину до 5 — 7 м при площади основания в 2 — 3 кв. м, чтобы избежать перебрасывания пены, образующейся при впускании углекислоты. Работа ведется наичаще с двойной сатурацией: в котел набирают сока до половины, подогревают до 85°С, прибавляют извести (от 1,5 до 2% по весу бураков) в виде известкового молока и начинают пускать сатурационный газ, испытывая щелочность посредством титрованного раствора кислоты. Когда щелочность достигнет 0,10 — 0,1 2, то останавливают приток газа и направляют жидкость, с осадком под давлением от насоса до 1,5 и 2 атмосфер, в фильтр-пресс, в камерах которого остается осадок, так наз, сатурационная грязь, а фильтрат снова собирают в сатураторах, прибавляют еще около 0, 5 % (по весу бураков) извести и снова газуют до щелочности 0,04 — 0,06%, после чего опять пропускают через фильтр-прессы. На многих заводах делают теперь и третью сатурацию без прибавления извести и доводят щелочность 0,02%; третья сатурация производится также посредством сернистого ангидрида, получаемого сжиганием серы. Сатурационный же газ получается или из топок паровых котлов (содержит в этом случае около 12% угольного ангидрида), или из известково-обжигательных печей (содержание угольного ангидрида составляет 27 — 30%), откуда он забирается насосами, промывается водой, при чем охлаждается и гонится в сатураторы. Химический процесс дефекации и сатурации состоит в том, что известь при нагревании вытесняет слабые основания в осадок дает с двуосновными органическими кислотами нерастворимые соли, разлагает инвертированный С., дает нерастворимые соединения с легуминовыми белковыми веществами и, наконец, избыток ее увлекает в осадок, имеющийся в соке суспенс; при этом щелочные основания, освободившись из солей органических кислот, вступают в соединение с С., образуя щелочные сахараты, а избыток извести дает одновременно известковый сахарат; вместе с тем азотистые вещества частью начинают разлагаться с выделением аммиака. Следующая затем обработка дефекованного сока угольным ангидридом имеет целью, главным образом, удалить избыток извести, которая, осаждаясь в виде углекислой, производит дальнейшее осветление и обесцвечивание сока, а равно, разложить щелочные и известковые сахараты; сатурацию останавливают при известной щелочности сока (часть щелочности зависит от присутствия углекислых щелочных солей), чтобы этим предохранить сок от разложения под действием микроорганизмов. Вообще должно заметить, что химические процессы, совершающиеся при дефекации и сатурации, еще далеко не вполне исследованы. Из новейших усовершенствований в очищении сока следует упомянуть, во-1-х, о приборах для непрерывной дефекации и сатурации, в которых сок, протекая струей, подвергается этим операциям, и во-2-х, об очищении сока при действии электрического тока, причем электродами служат металлы, дающие соединения с щелочами (цинк, алюминий); обработка электрическим током сокращает значительно расход извести для дефекации. Кроме того, предложено весьма большое число средств и способов для очищения сока в замену извести и угольной кислоты, но все эти предложения не приобрели практического значения. Другим общеупотребительным приемом очищения сока служит процеживание через костяной уголь (крупка, сподий), который, как и вообще пористые тела, обладает способностью поглощать из растворов различные вещества и удерживать их в порах силой поверхностного притяжения. Костяной уголь готовится или при свеклосахарных заводах, или на отдельных посредством обугливания костей сухой перегонкой, после чего измельчается до величины зерен боба и в этом виде служит фильтрующим материалом, наполняя высокие клепанные из железа цилиндры (диам. от 0,5 до 1 м, вышиной от 4 до 10 м), которые называются угольными фильтрами (фиг. 6 табл.): над внешним дном, от которого выходит труба, отводящая фильтрат, внутри имеется вставное решетчатое дно, покрываемое холстом, на него и насыпается уголь почти до верхней горловины; сбоку над решетчатым дном находится выгрузной лаз, а сверху входит труба с несколькими кранами для впуска воды, пара и фильтруемого сока. По наполнении цилиндра углем в него пропускают пар для вытеснения сгущенных в порах угля газов, которые могли бы препятствовать поглощению; после пропаривания пускают горячий сок, который выходит по трубке от дна совершенно бесцветным. Так как уголь наиболее жадно поглощает красящие вещества, то обыкновению определяют насыщение поглотительной способности угля по появляющемуся окрашиванию выходящего фильтрата; тогда, оставляя первый фильтр для предварительного, чисто механического процеживания, соединяют выводную трубу с впускной трубой следующого фильтра и ведут работу, как сказано, до появления окрашивания в фильтрате из второго фильтра; тогда соединяют его с третьим и т. д., а первый отделяют и промывают горячей водой; затем отработавший уголь подвергают очищению (оживлению), т. е. удаляют из него поглощенные им вещества, из которых первое место занимает углекислая известь, затем красящие и др. органические соединения. Так как уголь содержит в нормальном составе своем углекислую известь (костяной уголь состоит из собственно угля около 9,5%, фосфорно-кислой извести около 78% и углекислой извести около 8,5%), то при оживлении следует удалить из него лишь поглощенную, оставляя конституционную не тронутой, в противном случае уголь потеряет до некоторой степени пористость и рассыплется в порошок, процеживание через который будет затруднительно. Поэтому определяют в отработавшем угле все количество содержащейся в нем углекислой извести по количеству выделяющегося при действии соляной кисл. угольного ангидрида и затем, определив, сколько должно остаться конституционной углекислой соли, расчитывают количество соляной кислоты для того, чтобы удалить поглощенную углекислую известь в виде хлористого кальция. Определенное количество кислоты разводят водой, чтобы жидкость равномерно могла пропитать массу угля, и оставляют действовать несколько часов. Обыкновенно после окончания действия кислоты жидкость оставляют стоять с углем, причем остававшийся в порах С., перейдя в раствор, подвергается брожению (сперва спиртовому, затем молочно- и масляно-кислому); при этом подвергаются разложению красящие и другие органические вещества с образованием газов и растворимых в воде соединений. По окончании брожения уголь вываривают в воде, иногда с прибавлением соды для удаления избытка серно-кислой извести, затем промывают водой в особых угольиых мойках разнообразного устройства, пропаривают паром для вытеснения воды и, постепенно просушив, прокаливают в вертикальных ретортах (патронах), в которые уголь поступает сверху и периодически выпускается снизу, предварительно охладившись в трубах, составляющих продолжение реторты; если выпустить раскаленный, даже лишь нагретый выше 100° уголь, то он, поглощая кислород воздуха, может загореться. Прокаленный уголь снова служит для фильтрации, но поглощающая способность его при повторенном оживлении ослабляется; кроме того, часть угля при этом теряется и рассыпается в порошок, который отсеивается; вследствие этого появляется необходимость возобновлять запасы угля приобретением свежего в количестве до 30% за каждую кампанию. Расходы, сопряженные с употреблением и оживлением, уже давно (лет 15 тому назад) побудили сахарные заводы искать способы обходиться без употребления костяного угля. Вследствие этого стали применять усиленное очищение дефекацией и сатурацией (3-я сатурация), производить сатурацию сернистым ангидридом и, в особенности, начали пользоваться так наз. механической фильтрацией, т. е. процеживанием через гравий и др. индифферентные мелко раздробленные вещества, а главным образом через плотные ткани, заставляя сок процеживаться под некоторым давлением. Фильтры из мешков, ткани на металлических остовах действительно принесли значительную пользу, удерживая вещества, находящиеся в суспенсе, но ни они, ни сатурация сернистым ангидридом не могут заменить специфического действия костяного угля. И если в настоящее время и существуют заводы, обходящиеся без применения его и получающие хорошие результаты, то это следует в значительной степени приписать возвышению, вследствие улучшения культуры бураков, доброкачественности перерабатываемого сока. Большинство заводов, пользуясь мешочными механическими фильтрами, сохранило употребление костяного угля, но сократив его расход. В прежнее время костяного угля применялось для фильтрации от 10 и даже до 16% по весу бураков, ныне же обыкновенно не больше 7%, и притом в прежнее время подвергали фильтрации сок после сатурации и затем, по сгущении его в сироп, процеживали последний снова через костяной уголь на отдельных или на свежезагруженных фильтрах, ныне же многие заводы для сока употребляют только механические фильтры, а через уголь процеживают только сироп; при этом расход угля понижают даже до 3% по весу бураков.

САХАРНОЕ ПРОИЗВОДСТВО.

Фиг. 1. Сахариметр Солейля-Фенцке. Фиг. 2. Сахариметр Вильда. Фиг. 4. Дефекационный котел. Фиг. 5. Сатуратор. Фиг. 6. Угольный фильтр. Фиг. 7. Стоячий трехкорпусный выпарной аппарат для очищения сока. Фиг. 8. Лежачий трехкорпусный выпарный аппарат. Фиг. 9. Вакуум-аппарат. Фиг. 10. Утфилемешатель. Фиг. 11. Осможен: а — сбоку, b — спереди.

Очищенный указанными средствами сок настолько освобождается от не сахара, что его можно простым выпариванием довести до такой концентрации, при которой из уваренной массы будут осаждаться кристаллы С. Но до этой степени сгущения сок доводится не сразу; сперва выпаривают его до плотности от 30 до 50° Вr, подвергают полученный сироп фильтрации через костяной уголь или через механические фильтры и затем направляют в уварочные аппараты, где он сгущается до состояния едва текучей, вследствие выделившихся кристаллов, массы, называемой утфилем (Hutfü llmasse). В прежнее время выпаривание производилось на голом огне, затем паром, но густые растворы С. имеют довольно высокую температуру кипения (напр., 80% раствор кипит при 113°, а 90% — при 130°С), при которой в присутствия воды С. подвергается инверсии. Поэтому уже с 1812 г. было применено Говардом уваривание сиропа на утфиль в разреженном пространстве, а в 1830 г. Рильё ввел под уменьшенным давлением и сгущение сока с повторенной утилизацией пара. Этот способ выпаривания, при котором, кроме предохранения С. от инверсии, достигается еще и значительное сбережение топлива, состоит существенно в том, что два, три и более котла соединяются в одну систему; первый из котлов, наполненный соком, нагревается посредством змеевиков или пролетных трубок паром, обыкновенно уже отработавшим в машинах (темп. приблизительно 112°С); пар, образовавшийся в нем из сока, который с концентрацией в 10% кипит при 100,5°С, направляется в нагревное приспособление второго котла или корпуса и передает тепло наполняющей его жидкости (несколько сгущенному соку), пары от которой подобным же образом проводятся в третий котел и нагревают его в свою очередь; если имеется трехкорпусный аппарат, то последний, третий, корпус соединен с конденсатором и разрежающим воздух насосом. Последний вытягивает воздух, пар же сгущается в конденсаторе посредством вбрызгивания холодной воды, вследствие чего в третьем (или вообще в последнем) корпусе устанавливается уменьшенное давление (обыкновенно остается приблизительно 1/5 атмосферного давления), при котором кипение водной жидкости совершается при 60°С. Так как нагревное пространство третьего корпуса, имеющого эту температуру, питается паром из второго корпуса, то оно служит как бы конденсатором, вследствие чего и во втором корпусе понижается давление; точно так же действует нагревное пространство второго корпуса относительно пара из первого корпуса, так что и в нем понижается давление, а следовательно, и точка кипения. Если допустить, что уменьшение давления распределится одинаково во всех трех корпусах, то и разность температур между испаряемым и испаряющим веществом будет в них равной. Так что при температуре отработавшего пара в 112° разность температур сравнительно с 3-м корпусом будет 52 (112 — 60°) и, если в 3-м кипение совершается при 60°, то во 2-м корпусе жидкость будет кипеть при 77°, в 1-м при 94°. Если предположим, что поверхность нагрева всех трех корпусов равнялась бы поверхности нагрева одного большого котла, то при той же общей разности температур и одинаковой теплопроводности в одно и то же время испарилось бы одинаковое количество как в одном большом корпусе, так и в трех малых. Но при трех корпусах в каждом из них испаряется лишь 1/3 того, что испаряется в одном большом котле, поэтому количество пара, приводимое в 1-й корпус, будет составлять тоже только 1/3 того количества пара, которое потребуется в одном большом корпусе; равным образом количество пара из 3-го корпуса, которое нужно будет конденсировать, будет также в три раза меньше того, которое вступает в конденсатор из одного большого корпуса. Таким образом, преимущества употребления многокорпусных аппаратов очевидны, но увеличение их числа больше 5 оказывается неудобным в том отношении, что разность температур и понижение давления распределяется крайне неравномерно, хотя для увеличения разности температур первый корпус при этом обогревается или всецело, или частью острым паром прямо из паровиков. Поэтому наиболее употребительными остаются двукорпусные (double effet) и трехкорпусные аппараты (triple effet); на многих заводах установлены четырехкорпусные и реже пятикорпусные аппараты. По Елинеку, 1 кг пара, вступающего в 1-й корпус с температурой в 112°С при разрежении в 608 мм, испаряет в однокорпусном аппарате (simple effet) 0,9 кг, в двукорпусном — 1,96 кг, в трехкорпусном — 2,85 кг, в четырехкорпусном — 3,79 кг и в пятикорпусном — 4,72 кг при одинаковых остальных условиях. При установившемся ходе выпаривания сок поступает непрерывной струей в 1-й корп., из него также непрерывно уже несколько сгущенный идет во 2-й, из последнего, достигнув дальнейшего сгущения, переходит в 3-й, и наконец, будучи доведен здесь до желаемой степени концентрации, выпускается также постоянной струей, попеременно, в один из двух приемников, в которых поддерживается та же степень разрежения, как и в последнем корпусе. Как уже замечено выше, полученный сироп подвергается фильтрации через костяной уголь или в механических фильтрах, после чего поступает для окончательной концентрации в вакуум-аппараты. Корпусы выпарных аппаратов различаются по конструкции на вертикальные (стоячие) и горизонтальные (лежачие). В первых нагревное приспособление состоит из вертикально расположенных в нижней половине котла (фиг. 7) трубок, обыкновенно латунных, открытых с обоих концов, которыми они укреплены в двух параллельных перегородках котла. Таким образом, отделения его сообщаются между собой этими трубками, из которых находящейся в центре придают больший диаметр для облегчения циркуляции сока; нагревающий пар впускается в пространство между трубками, ограниченное сверху и снизу указанными перегородками. При таком устройстве в вертикальных корпусах сок циркулирует по трубкам, наполняя пространство над верхней и нижней перегородками или днищами, в которых закреплены концы трубок. В горизонтальных выпарных аппаратах (фиг. 8) для нагревания служат пролетные трубки, вставленные горизонтально в боковые поперечные стенки корпуса и открывающиеся в паровые коробки: в одну из них вступает пар, проходит по трубкам и выходит в коробку на противоположном конце; сок наполняет корпус и занимает пространство между трубками, т. е. обратно тому, что имеет место в вертикальных аппаратах. Заслуживает упоминания конструкция аппарата Симиренко, отличающаяся тем, что пролетные нагревные трубки располагаются в перекрещивающихся под прямым углом рядах, так что аппарат, относясь к типу горизонтальных, имеет квадратное основание (a не прямоугольника), вследствие чего трубы короче и обмен тепла происходит энергичнее. Кроме того, предложено много других систем выпарных аппаратов, напр. Ярьяна, в которой нагревание сока происходит в трубках, заключенных в горизонтальные кожухи, а отделение пара производится в отдельных коробках, расположенных от различных кожухов или корпусов одна над другой, в особой колонне. В настоящее время существует много конструкций, в которых, для облегчения испарения, сок разливается внутри корпусов тонкими струйками. Наконец, для той же цели устраивают в корпусах размешивающие приспособления. Выпарные корпуса снабжаются арматурой: вакуометром, термометром, очками или окнами с толстыми стеклами для наблюдения за ходом кипения, пробным и воздушным кранами; чтобы предупредить застаивание сконденсировавшейся воды в нагревных приспособлениях при каждом корпусе имеются автоматические водоудалители (автоматы, ватер-боксы) чрезвычайно разнообразных конструкций, принцип устройства которых состоит в том, что конденсационная вода стекает в сосуд, где отделяет пар; последний, по достижении известного давления, сообразованного с давлением в корпусе, отводится, вода же, по накоплении, забирается насосом; эти насосы называются аммиачными на том основании, что пар, выделяющийся из сока, всегда содержит аммиак, образующийся из азотистых соединений под влиянием сохраняющейся щелочности сока. Весьма простым и целесообразным устройством отличается ватер-бокс, предложенный Симиренко. Так как образующийся пар всегда увлекает с собой мелкие частички жидкости, которые, переходя в нагревное пространство следующего корпуса, были бы потеряны вместе с содержащимся в них сахаром, то трубки, проводящие пар из одного корпуса в другой, снабжаются ловушками, состоящими или из колпаков над отверстиями труб, так что пар принужден совершать зигзагообразный путь, или из ситчатых перегородок в расширенной части трубы (ловушка Годека), которые задерживают капельно-жидкие частицы, причем они отводятся в тот же корпус, откуда были увлечены. Следует еще сказать об устройстве конденсаторов и насосов, которыми производится уменьшение давления в выпарных аппаратах. Конденсаторы состоят из цилиндров (3 — 4 м вышины и до 0,5 м диам.), в которые сбоку поступает по трубе пар из последнего корпуса выпарного аппарата; сверху по трубке в цилиндры вбрызгивается холодная вода, пар сгущается и забирается вместе с воздухом и конденсационной водой насосом, который в этом случае называется мокрым; если же конденсатор расположен так, что отводная труба для вбрызгиваемой и сгущаемой воды может иметь высоту по вертикальной линии немного более 10 м (34 фт.), т. е. выше столба воды, уравновешивающегося давлением атмосферы, то вода стекает отдельно по этой трубе в особый резервуар, а насос, соединенный с верхней частью конденсатора, будет забирать только воздух; в этом случае он называется сухим, а конденсатор — барометрическим. Расход воды в конденсаторах весьма значителен, что можно видеть из следующего расчета: если температура вбрызгиваемой воды будет 10°С, то для обращения одного кг пара с темп. 60° в воду той же температуры, т. е. чтобы отнять лишь скрытую теплоту пара, потребуется 565/50° = 11,3 кг холодной воды. Но так как обыкновенно вода из конденсатора выходит с темп. не выше 35°, то на 1 кг сгущаемого пара приходится не менее 20 кг воды. А так как из 100 кг бураков получается до 150 кг поступающего на выпарку сока, который сгущается до содержания не больше 10% воды, то на каждые 100 кг бураков приходится выпарить 135 кг воды, для сгущения которых потребуется, по указанному расчету, 2700 кг холодной воды. Если принять, что средней величины завод у нас в России перерабатывает около 2000 берковцев (в 12 пуд.) бураков в сутки, или около 350000 кг, то расход воды для конденсатора определится приблизительно в 9,5 млн. кг, или около 700000 ведер в сутки. Чтобы сократить такой огромный расход воды, на многих заводах полученную из конденсаторов воду охлаждают и снова употребляют для той же цели; некоторую часть этой воды утилизируют в водяных транспортерах, также для обмывания бураков, костяного угля; для паровых котлов вода эта непригодна, потому что содержит ничтожные количества увлеченного С., присутствие которого способствует разъеданию стенок котлов.

Сгущенный сок, или сироп, при процеживании подвергается окончательному увариванию в вакуум-аппаратах, состоящих обыкновенно из одного корпуса (simple effet). Эти аппараты делаются медные или шаровой формы (фиг. 9) и в этом случае нагреваются змеевиками (не менее двух), или в виде вертикальных и горизонтальных корпусов того же устройства, как и в выпарных аппаратах. Вакуум-аппарат снабжается всегда ловушкой (на фиг. 9: Годека), конденсатором и насосом и имеет ту же самую арматуру. Иногда употребляются вакуум-аппараты, состоящие из двух корпусов, при этом первый имеет значение последнего корпуса выпарного аппарата и называется подварочным. Уваривание производится или до такой степени концентрации, что С. выделяется уже в вакууме, причем масса (утфиль) получает консистенцию густой кашицы — такому увариванно подвергаются сиропы высшей доброкачественности, обыкновенно сироп, полученный, как описано, и это называется увариванием на кристалл или на зерно, — или уваривание доводят лишь до известной концентрации (80°Br), которая определяется пробой на волос или нитью (уваривание до пробы нитью или на волос), причем масса выпускается из аппарата в виде сиропа и застывает в кристаллическую массу в особых сосудах. Увариванию до пробы подвергаются сиропы низшей сравнительно доброкачественности, обыкновенно маточный раствор или патока от утфиля, уваренного на кристалл. Уваривание до пробы ведется таким образом, что, пустив в ход насос, забирают в аппарат сироп и пускают пар в змеевики или нагревные трубы; когда жидкость закипит, то отворяют кран для впуска пара, регулируя его приток сообразно с быстротой испарения; когда жидкость наполнит аппарат до верхнего очка, то прекращают приток сиропа и продолжают уваривать, вынимая посредством зонда пробу увариваемой жидкости, которую испытывают, беря каплю па большой палец, и, прикоснувшись к нему указательным, разводят небыстро пальцы: при недостаточном уваривании капля только смачивает пальцы, при надлежащей концентрации при разведении пальцев жидкость тянется в виде нити или волоса и разрывается, достигнув длины приблизительно 2 — 3 стм; при более значительном уваривания волос разрывается только при большей длине, причем концы ее закручиваются (проба крючком). Достигнув желаемой степени уваривания массу выпускают, прекратив работу конденсатора и насоса и отворив воздушный кран. При уваривании на кристалл забирают сразу в аппарат от 40 до 60% всего сиропа, назначенного на варю, и, доведя до пробы нитью, впускают некоторое количество сиропа (делают подкачку) около 2% количества, находящегося в аппарате, и продолжают уваривание опять до пробы, после снова дают подкачку и т. д. Обыкновенно при второй или третьей подкачке (редко при первой) концентрация уже становится такова, что весь С. не может удержаться в растворе и выделяется в виде кристаллов (кристалл завязывается); продолжая таким же образом варку, делают последнюю подкачку и после нее, беря пробу, окончательно доваривают аппарат и выпускают готовый утфиль.

Отделение кристаллов от маточного раствора или патоки производится в настоящее время исключительно при помощи центрифуг, пуская во вращающийся барабан центрифуги или горячий, только что выпущенный утфиль (горячее пробеливание), или дают ему охладиться (холодное пробеливание), причем он застывает в твердую массу, которую необходимо для придания ей однородности, с целью равномерной нагрузки центрифуги, размешать, что производится в приборах — утфилемешателях (фиг. 10), состоящих из корытообразного сосуда, над которым в приемной воронке вращается пара зубчатых валков (на рисунке представлены вынутыми отдельно), а под ними в самом сосуде проходит вращающийся вал со спирально насаженными ножами или мешалками. Для придания массе надлежащей текучести в утфилемешатель прибавляют патоки или клерса (очищенного сиропа). Наполненный утфилем барабан центрифуги выбрасывает через сетчатые стенки патоку (первый оттек) и удерживает кристаллы С., которые пробеливают или сначала клерсом, или прямо паром, обмывающим удержавшуюся на кристаллах патоку; эту часть стекающей жидкости обыкновенно собирают отдельно (второй оттек). По окончании пробелки кристаллы С., составляющего так назыв. белый песок, или первый продукт, вынимают из центрифуги и высушивают (содержит влаги около 2,5 — 3%), или расстилая тонким слоем, или пропуская через вращающиеся цилиндры, через которые проходит струя нагретого воздуха. При горячем пробеливании из 100 ч. утфиля получается до 50% первого продукта, при холодном до 5 3 —55%, хотя уже несколько менее чистого. Белый песок (содержит С. 99—99,8%) обыкновенно упаковывается в мешки (по 5 пуд.), причем взвешивается, и по весу его у нас взимается акциз 1 р. 75 к. с пуда. Полученные с первого продукта оттеки (из них второй употребляется часто для пробелки или заливки первого продукта), или патока, уваривается в отдельных (паточных) вакуум-аппаратах, причем уваривание доводят только до пробы на волос; затем выпускают в кристаллизационные ящики, где оставляют при темп. 30—40°С до застывания в кристаллическую массу, обыкновенно в продолжение 7—10 дней; тогда массу пропускают через утфилемешатель и распределяют по центрифугам, для отделения от патоки. Таким образом получается второй продукт, или первый желтый песок, содержащий С. 90—95%. Патока, отделенная от второго продукта, снова уваривается также на волос и кристаллизуется в продолжение 1,5—2 месяцев; полученная масса опять перерабатывается на центрифугах и дает третий продукт, с содержанием С. от 85 до 90%. Иногда таким же образом из третьей патоки получают 4-й продукт, который кристаллизуется в продолжение нескольких месяцев. Но обыкновенно уже после выделения кристаллов третьего продукта получается патока, содержащая так много не сахара (доброкачественность не выше 57), что при сгущении ее нельзя получить кристаллов С.; она называется черной, или кормовой, и идет в большом количестве как материал для винокурения, а также в корм скоту; извлечение из нее С. может быть достигнуто только посредством особых приемов, о чем будет сказано ниже. Русские заводы выпускают на рынок только белый песок (I продукт), желтые же пески перерабатывают на тех же заводах, или распуская их в соке, или отдельно в воде (переварка песков) и подвергая полученные сиропы очищению, а затем уваривая на первый продукт. В переработке получаемой от него патоки в последние годы введена так наз. кристаллизация в движении, для чего уваренную до пробы патоку спускают в котлы с медленно двигающимися мешалками (котлы Бока) и оставляют в них несколько дней (5 — 7), наблюдая, чтобы остывание массы совершалось последовательно и раствор, по мере выделения из него кристаллов, постоянно оставался бы насыщенным. Таким способом достигают значительно более полного выделения кристаллов, так что становится возможным ограничиваться только увариванием второй патоки, т. е. получением второго желтого песка, причем от него отделяется прямо уже кормовая патока. Как на дальнейшее усовершенствование в выработке желтых песков следует указать на способ Закса (Киселевского завода), состоящий в том, что патоку уваривают на кристалл, и когда аппарат наполнится, то выпускают из него не весь утфиль и к оставшемуся в аппарате делают вновь подкачки и таким образом ведут варку несколько дней, подвергая выпускаемый утфиль кристаллизации в котлах Бока. Кроме того, на некоторых заводах применяются вакуум-аппараты, снабженные для более полного выделения кристаллов размешивающими приспособлениями (аппараты Хуха, Гроссе и др.).

В настоящее время на наших заводах средним числом (данные за 1896 г.) получается песка от 11 до 12% по весу бураков (или до 46 фун. на 10-пудовый берковец) и 3,6% черной патоки. Заграничные заводы (германские) дают больший выход песка и меньше патоки (около 2%). Но первый продукт их уступает по чистоте белому песку наших заводов.

Черная патока, получаемая как отброс свеклосахарных заводов, имеет в среднем следующий состав: С. 46%, не сахара 34% и воды 20%. Несмотря на столь значительное содержание С., черная патока сбывается по весьма низкой цене (около 20 коп. пуд), вследствие того, что извлечение из нее С. по обыкновенному способу, сгущением и выкристаллизованием, оказывается невозможным. Это объясняется тем, что С. удерживается от кристаллизации присутствием в патоке большого количества коллоидальных веществ (декстриновых, арабиновых, пектиновых), но скоро было доказано, что по удалении из патоки некоторой части кристаллоидов посредством диализа (осмоза), причем количество коллоидальных веществ относительно С. увеличивается, она, по уваривании, получает свойство выделять кристаллы С. В общем выводе из всех подобных исследований должно признать, что наиболее задерживающими кристаллизацию С. из патоки являются щелочные основания, сахараты которых образуют с солями органических кислот двойные некристаллизующиеся соединения; но это лишь одна из причин, общим же объяснением может служить заключение, что все частицы содержащихся в патоке веществ находятся в таком относительно устойчивом равновесии, что оно не нарушается изменением лишь физических условий (разбавление, сгущение, охлаждение, нагревание) и для отделения С. представляется необходимым или изменить количественные отношения между растворенными веществами, или применить химические средства. Соответственно этому предложено много способов извлечения С. из патоки. Простейший из них и первый по времени предложения есть способ осмоза, состоящий в том, что нагретую патоку (1 часть) подвергают диализу с горячей водой (5 ч.) через пергаментную бумагу. Употребляемые для этого приборы называются осможенами и состоят из целого ряда стянутых в одно целое рамок (51, 101), между которыми проложены листы растительного пергамента (фиг. 11). При этом из патоки переходят в воду (осмозная вода) преимущественно щелочные соли органических и минеральных кислот, а также некоторое количество С. и др. соединений, а патока разбавляется водой (осмозированная патока), причем она, по уваривании, дает кристаллизацию С.; по отделении его, патоку снова подвергают осмозу и опять получают некоторое количество кристаллов С.; при двукратном осмозе из 100 кг взятой патоки получают до 24 кг, т. е. около половины содержавшегося в ней С. Осмозная вода, по сгущении и при охлаждении, выделяет осадок (в количестве 3% переработанной патоки), состоящий преимущественно из калиевой селитры и хлористого калия, которые отделяются кристаллизацией. Истощенная патока и маточный раствор осмозной воды могут служить как удобрительное средство, а также для получения поташа, аммиачных солей, метилового спирта и др. — Химические способы извлечения С. из патоки основаны на свойстве его давать с щелочно-земельными и с некоторыми металлическими (свинец) основаниями нерастворимые сахараты. Наибольшее значение имеют известковые сахараты. Если смешать патоку с негашенной известью, то с обильным выделением тепла и паров образуется жесткая ноздреватая масса, содержащая трехосновный кальциевый сахарат. Массу разбивают на куски величиной в лесной орех и выщелачивают некрепким спиртом (около 40°Тр.), который растворяет все вещества, оставляя в осадке почти чистый сахарат, который или разлагают отдельно сатурационным газом, или прибавляют вместо известкового молока к соку при дефекации. Этот способ элюции посредством спирта применяется в различных видоизменениях (по Манури, на Балаклеевском заводе гр. Бобринских). Большее распространение получил способ сепарации (Стеффена), при котором исключается употребление спирта: в разбавленную патоку на холоде (не выше 15°С) вносят небольшими порциями весьма тонко измельченную (в виде пыли) негашенную известь, причем происходит образование сперва растворимых одно- и двуизвестковых сахаратов, а затем нерастворимого трехизвесткового, который отделяют в фильтр-прессах и употребляют для дефекации. Образование нерастворимого трехизвесткового сахарата можно достигнуть нагреванием до кипения растворимых, которые при этом разлагаются с освобождением С., но этот прием (положенный в основу способа субституции) не приобрел практического значения. Подобными же свойствами владеют и стронциановые сахараты, и К. Шейблером были выработаны практические приемы их применения. По одному видоизменению приготовляют раствор стронциана в патоке и нагревают до кипения, при этом в присутствии избытка стронциана или другого растворимого основания осаждается двуосновный стронциановый сахарат, который при охлаждении распадается, выделяя кристаллы водного стронциана (снова идущего для той же цели) и давая раствор полуторостронцианового сахарата; последний разлагают угольным или сернистым ангидридом, полученную в осадке стронциановую соль превращают снова в стронциан, а раствор С. сгущают до кристаллизации. По другому видоизменению (применяется на Житынском заводе Волынской губ.) приготовляют раствор стронциана в патоке, который при охлаждении выделяет кристаллы одностронционового сахарата, в виде которого отделяется до 80% С., содержавшегося в патоке. Остальное количество его осаждается при нагревании в виде двустронционового сахарата. Подобным же образом можно выделять С. при помощи барита, который дает непосредственно не растворимый одноосновный сахарат; при этом вместо едкого барита можно применять срнистый (Leplay) или гидрооксисернистый барий (Feldt).

2. Добывание С. из сахарного тростника. Известно большое число разновидностей сахарного тростника (Arundo saccharifera, Saccharum officinarum), который разводится обыкновенно черенками и достигает зрелости в 10 — 16 месяцев, признаком чему служит отпадение нижних листьев, причем вышина его варьирует от 2 до 5 м при диам. 3 — 5 стм. При наступлении сбора стебли срезываются у земли, и остающийся корень обыкновенно дает еще 4 — 5 урожаев (при благоприятных условиях живет до 30 лет), после чего делают новые посадки, для чего употребляются верхние части стебля; его разрезают на куски около 1 м длиной и связывают в пучки, в которых и доставляют с плантаций на завод (фактория). Один акр (= 0,4 гектара, около 960 кв. саж.) доставляет от 20000 до 30000 кг тростника, который содержит около 71% воды, 18% сахара, 9,5% клетчатки, около 1% белковых и др. органических соединений и около 0,5% минеральных веществ. Собранный тростник не может быть сохраняем и потому немедленно же поступает в переработку для извлечения сока, для чего он или прямо поступает в вальцевые прессы, состоящие из трех соприкасающихся вальцов, так что тростник проходит сперва между 1-м и 2-м вальцами, затем между 2-м и 3-м, или предварительно измельчается дефибраторами, работающим органом которых служит вал со спирально укрепленными на поверхности ножами, а также терками, составленными из стальных пилок, и после измельчения подвергается прессованию или вымачиванию; способ диффузии, применяемый в свеклосахарном производстве мало употребляется для сахарного тростника, вследствие большого содержания древесины; кроме того, непосредственное прессование имеет то преимуществно, что дает раздробленные, отжатые стебли (the begass), которые служат топливом на тех же заводах. Отжиманием получается относительно веса тростника от 60 до 78% сока, который содержит около 81% воды и 18% С. и отличается от сока свекловицы значительным содержанием некристаллизующегося С. (глюкоз, преимущественно декстрозы). Очищение сока производится теми же приемами, как и в свеклосахарном производстве, отличаясь, между прочим, меньшим употреблением извести, так что дефекационная грязь собирается сверху; далее, первое сгущение (выпаривание) обыкновенно ведут в открытых котлах, иногда даже на голом огне, но чаще паром (эвапораторы, конкреторы); для окончательной же концентрации (уваривания) служат вакуум-аппараты, причем вырабатываются последовательным отделением кристаллов и увариванием патоки три продукта, между которыми в торговле известны: кассонад — белый песок, московад — бурый песок; более употребительны обозначения по №№ голландских стандартов: до № 7 — бурый, до № 16 — желтый и выше белый. На рынок в Америке поступает также меладо — уваренный и очищенный тростниковый сок, в виде сиропа. В среднем получается по весу тростника от 6 до 10% кристаллического С. и от 3 до 5% патоки. Последняя перерабатывается на ром. Вообще должно заметить, что оборудование факторий значительно уступает европейским свеклосахарным заводам и только в посдеднее время стали вводить на них усовершенствованные приемы и аппараты. Песок из сахарного тростника обыкновенно уступает по белизне свекловичному, но благодаря приятному запаху предпочитается ему при некоторых применениях (приготовление конфет, напитков и т. п.). Что касается других материалов, как-то: сахарного клена, пальм, также сорго, то в настоящее время производство из них С. имеет кустарный характер и не играет никакой роли на мировом рынке. Получаемые весьма несовершенными приемами продукты по чистоте значительно уступают не только свекловичному, но и тростниковому сахарному песку.

3. Сахарорафинадное производство имеет целью возможно полнее очистить сахарный песок и, главным образом, придать продукту, так наз. С.-сырцу, известный внешний вид, требуемый рынком, хотя песок, в особенности русских заводов, представляет почти чистый С. (99,6 — 99,8%), но содержащиеся в нем примеси придают ему не вполне белый цвет, часто неприятный запах и посторонний вкусовой отзыв; кроме того, присутствие даже следов инвертированного С. делает песок весьма гигроскопичным. На рафинадных заводах песок подвергается сперва растворению — колировке — в котлах, обогреваемых паром, причем температура доводится до 100° и плотность получаемого раствора при этой температуре равняется 66°Вr. При колировке для очищения прибавляют обыкновенно известь, главным образом для разложения инвертированного С. Прежде для осаждения мути употребляли разведенную водой кровь и порошковатый костяной уголь, впоследствии для той же цели применялся кровяной альбумин; в том и другом случае образовывался сверток и сгусток, который, обволакивая муть, собирался на поверхности жидкости и счерпывался. Но эти средства ныне вышли из употребления: кровь, потому что с ней вместе вводились посторонние вещества, а альбумин — по его большой стоимости. В настоящее время достигают осветления посредством процеживания полученного клерса через мешочные механические фильтры, а надлежащая степень обесцвечивания получается процеживанием через костяной уголь, который имеет главное значение в рафикации С. и расходуется в количестве до 50% С., поступившего в переработку. Фильтры костяного угля в рафинадном производстве отличаются лишь большими размерами от употребляемых в свеклосахарном, и для усиления действия уголь берется в более мелких зернах. По пропаривании фильтра с углем пускают в него так наз. заливочный клерс (самый чистый), служащий для пробеливания С. (см. ниже), а после того идет рафинадный клерс. По ослаблении обесцвечивающего действия костяного угля фильтр промывают водой, причем промои присоединяются к менее чистым сиропам. Совершенно бесцветный рафинадный клерс, содержащий не более 0,2 — 0,3% не сахара, подвергают увариванию в вакуум-аппарате до состояния едва подвижной массы, которая по выпуске из аппарата и по охлаждении промывается заливочным клерсом, который и уносит вместе с патокой большую часть удержавшегося не сахара. Уваривание рафинадного утфиля производится точно так же, как уваривание на кристалл, с тем различием, что для получения плотного жесткого товара, который особенно ценится в России, температуру уваривания доводят под конец до 106°С. Впрочем, иногда для более мягкого товара (мелиса) уваривание заканчивают при 88 — 90°С. Для придания более чистого белого цвета в аппарат вводят разболтанный в воде самый лучший ультрамарин (от 5 до 10 г на 100 кг готового рафинада). Готовый утфиль распределяется посредством особой трубы по коническим формам, снабженным на остром конце отверстием, которое запирается перед наполнением форм штопкой, т. е. гвоздем с широкой шляпкой, служащей опорой для формы; для предупреждения просачивания патоки на стержень гвоздя надевается каучуковая прокладка или он обматывается у шляпки мягкой веревкой. Формы на тележках подводятся под отверстия разливной трубы, наполняются утфилем и отвозятся в особое помещение, где при темп. 35 — 40°С остаются до застывания, причем сверху массу перемешивают (рулевание). Верхний слой донышка (широкого конца) застывшей головки соскабливают и выравнивают или ручной работой посредством кривого ножа, или на особых станках и, по вынимании штопки, вставляют острым концом вниз в круглые отверстая заливочиых столов, причем патока стекает в ящики с покатым дном и удаляется затем в приемник. Сверху на донышко накладывают слой не больше 1 стм влажного измельченного рафинада (кашка), и когда патока спустится в головке приблизительно на 1/3 ее высоты, начинают наливать на кашку заливочный клерс, который готовится из наиболее чистого рафинадного песка (лумпа), сильно фильтруется через уголь и представляет собой насыщенный раствор соответственно температуре головок. Иногда употребляют молочного вида заливочный клерс, содержащий нерастворенную сахарную муку; при таком клерсе нет необходимости в кашковании головок. По вытекании налитой порции клерса делают через 6 — 12 часов новую заливку и повторяют их несколько (4 — 8) раз. Пробеливание продолжается от 72 до 96 часов и оканчивается, когда вынутая для пробы головка будет иметь однородный синеватый цвет. Стекающая патока вместе с заливочным клерсом разделяется на две части: первая, зеленая, патока с доброкачественностью в среднем 98,5, вторая — белая — с доброкачественностью 99,5 — 99,7. Головки, хорошо отстоявшиеся на столах, содержат 3 — 4% влаги, для удаления которой переносят формы на так наз. нутш-аппарат, состоящий из горизонтальных труб с мундштуками, направленными вверх, в которые вставляются формы на резиновых прокладках; из труб вытягивается насосом воздух, причем вследствие разрежения его (до 250 мм) удержавшийся сироп стекает в трубы. Нутшевание продолжается от 5 до 10 часов, затем головки выталкивают из форм, выравнивают, обрезают им донышки и, накрыв бумажными колпаками, оставляют на некоторое время вершиной вверх для того, чтобы остаток сиропа распределился по всей массе. Отнутшеванные головки содержат от 1,5 до 2% влаги и в этом состоянии переносятся в сушки (камеры), в которых температура весьма медленно доводится до 55°; окончательное высушивание длится от 5 до 8 дней. Для ускорения работы пробеливания головок предложено было много способов (пробеливание под давлением или разрежением, пробеливание в центрифугах), но все они не получили сколько-нибудь значительного распространения. Но различные способы ускоренного высушивания нашли себе в рафинадном деле почти всеобщее распространение. Первоначальные предложения для этого представляли лишь измененные нутш-аппараты, которые располагались в обогреваемых камерах; при этом выяснилось, что вытягивание воздуха посредством разрежения несравненно выгоднее, чем нагнетание его. При такой сушке, напр. по системе Рынина, головки располагаются так, чтобы струя засасываемого воздуха была направлена (от донышка к носку) прямо навстречу стеканию последних следов сиропа (от носка к донышку). Наибольшее распространение получила теперь сушка Пасбурга, которая ведется таким образом, что пробеленные головки носком вверх помещаются в камеры, где нагреваются до 85 — 90°С, затем из камер высасывается воздух, происходит быстрое испарение влаги, и сушка оканчивается за 12 часов. Вышедший из сушек С. постепенно охлаждается под колпаками, затем головки очищают с поверхности, обравнивают донышки и, завернув в бумагу, обвязывают веревкой (шпагатом). Бракованные головки (до 10% всего количества) подвергаются распиловке на особых станках (сперва на кружки, потом в полоски, а последние раскалываются на кусочки) в кусочный С., причем правильных кусков получается до 50% по весу. Отброс идет на приготовление кашки и заливочного клерса. В настоящее время значительное количество рафинада выделывается в виде кусков не распиловкой головок, а отливкой утфиля в формы, разделенные перегородками на ячейки квадратного сечения; по застывании утфиля он пробеливается в тех же формах (часто в центрифугах); по разборке формы сахарные бруски высушиваются и раскалываются на куски. Наконец, в виде кусков рафинад выделывается прессованием из порошковатого очищенного С., причем для получения хорошего фабриката требуется известная влажность (около 2%) прессуемой массы. Для отливки брусков утфиль уваривается не так крепко, как для головок, и пробелка его не столь совершенна. За границей рафинад также уваривается и пробеливается слабее, чем у нас; кроме того, там в большом распространении изготовление рафинада из песка (Konsumzucker), который только более тщательно пробеливают в центрифугах и затем прессуют в куски. Особый вид рафинада изготовляется и на наших заводах для восточных стран в виде маленьких головок (марсельские головки). Получаемые при пробелке головок зеленая и белая патока перерабатываются снова на рафинад. Белая патока чаще всего колируется вместе с сахарным песком и подвергается дальше описанной обработке. На некоторых заводах белую патоку уваривают отдельно, заливают в формы и пробеливают; полученный таким образом мелис идет для приготовления заливочного клерса, редко в продажу. Зеленая патока колируется отдельно, фильтруется через костяной уголь и уваривается на утфиль, известный под названием лумпа, который пробеливается как песок и идет на приготовление заливочного клерса или же, с меньшей пробелкой, колируется на рафинадный сироп. Патока, стекающая с лумпа, перерабатывается как зеленая, утфиль из нее — бастр 1 -й или подлумп 1 -й — колируется вместе со свеклосахарным песком. Из оттека от бастра 1-го получается бастр 2-й, также идущий на рафинадный сироп. Затем С получается бастр 3-й, колируемый с зеленой патокой. Оттек от бастра 3-го уваривается уже на кристалл и до пробы и кристаллизуется в ящиках. Работая таким порядком, получают, наконец, патоку, которая при сгущении уже не выделяет кристаллов; ее подвергают весьма сильной фильтрации через уголь, уваривают и в этом виде (слегка желтоватого цвета) пускают в продажу. Таким образом из сахарорафинадного завода поступают на рынок только рафинад и рафинадная патока. Выход рафинада относительно взятого песка составляет 97,7%; с оберткой в бумагу и обвязкой получается 101,5 — 102%; около 0,9% выходит в виде патоки, около 0,6% теряется в угольных фильтрах и около 0,5% — в виде неопределенных потерь, что вместе составляет 99,7%, т. е. равняется содержанию С. в белом песке.

Н. И. Тавилдаров. Δ

III. Статистика свеклосахарного производства. Наполеон I, желая посредством континентальной системы (см.) ослабить могущество Англии, старался уменьшить потребление в Европе колониальных товаров, главнейшим поставщиком которых была именно Англия: декретом 5 августа 1810 г. была назначена пошлина в 300 фр. за 100 кг С. Печать государственной поддержки, созданной таким образом, свеклосахарная промышленность носит до сих пор; но если в первые годы ее существования эта поддержка была направлена к развитию и расширению производства, то в конце XIX в. она имеет ввиду главным образом предупреждение перепроизводства. Вначале свеклосахарное производство развивалось довольно медленно: еще в конце 50-х годов во Франции приготовлялось свекловичного С. ок. 9 млн. пуд., в Германии — около 7 млн. пуд. 25 лет спустя во всех европейских странах производство свекловичного С. возросло до весьма значительных размеров — свыше 100 млн. пуд. Еще более значительный рост этого производства произошел в самое недавнее время, как это видно из следующей таблицы, показывающей (в млн. пуд.) производство свекловичного С. — в главнейших государствах Европы, и тростникового — во всех странах, где оно может быть учтено:

За 14 лет производство тростникового С едва возрасло в 1,5 раза, производство свекловичного С. — с лишком в 2,5 раза. В общем за этот период времени производство и потребление С. удвоилось. Относительная роль каждого из выше указанных государства в общеевропейском производстве выясняется из следующей таблицы, где показаны %% вырабатываемого в каждой стране С. к общей его сумме по всей Европе.

Итак, с середины 80-х годов Германия приобрела первенствующее значение в производстве свекловичного С. и сохраняет его до сих пор. Производство Австрии обнаруживает заметную тенденцию к увеличению, между тем как участие России и Франции в общеевропейском производстве с годами несколько сокращается. Быстрее всего — как в абсолютных, так и в относительных цифрах — возрастает производство С. во второстепенных европейских государствах (Бельгия, Дания, Испании, Италии и др.). Сведения о размерах душевого потребления С. в разных европейских государствах и Сев.-Америк. Соед. Штатах приводятся в нижеследующей таблице (в фунтах на душу).

Данные этой таблицы не вполне совпадают с данными таблицы, показывающей производство сахара. Оъбясняется это тем, что для определения размеров душевого потребления сумма годового производства делится на число населения; годовое же производство — величина колеблющаяся в зависимости, прежде всего, от урожая и качества свекловицы, а затем и от условий обложения и выпуска С. на внутренний и внешний рынки. Так, напр., в России, в годы, предшествующие увеличению акциза, производство возрастает, потому что заводчики стараются выпустить с заводов возможно большее количество С., оплачиваемого меньшим акцизом. Кроме того степень точности учета населения в разных странах весьма различна.

В России первый рафинадный завод был учрежден купцом Вестовым, в начале XVIII стол., в Москве. Ему выдана была 10-летняя привилегия и дозволены беспошлинный привоз сырца (тростникового) и продажа рафинада в течение 3 лет. Обещано было также совершенное запрещение привоза рафинада из-за моря, "когда завод умножится". Такое запрещение действительно и последовало, но вскоре затем оно было отменено и установлена пошлина в 15% с объявленной цены (в 5 р. и 8 р.), т. е. от 75 к. до 1 р. 20 к. Разрешено было открывать рафинадные заводы всем, но с уплатой полной пошлины. Первое законоположение о свекловичном С. относится к 1801 г., когда московский аптекарь Биндгейм представил правительству проект выделки С. из белой свеклы. Выделанный им С. найден был безвредным, и когда он изъявил желание открыть школу для обучения сахароварению, постановлено было отводить ему и другим желающим земли в южной России, без всякого платежа в казну, но с тем, чтобы земли эти были отбираемы, если плантации не будут в течение года заведены. Первый русский свеклосахарный завод был открыт ген.-майором Бланкеннагелем в конце XVIII стол., в с. Алябьеве Чернского у., Тульской губ. Ему была выдана ссуда в 50 тыс. р. на 20 лет и дано право на вольную продажу 1000 вед. спирта, с уплатой лишь установленной пошлины откупщикам. Последующие поощрения других заводчиков состояли в дозволении выкуривать из остатков спирт, в размере не более 2 вед. на пуд очищенного рафинада или 1 вед. на пуд С.-сырца. С 1811 г. эта льгота предоставлена всем помещикам, с тем лишь, чтобы они объявляли об открытии заводов и подчинялись откупным правилам относительно продажи питей. Пошлина с пуда привозного песка, составлявшая в 1819 г. 75 к., в 1821 г. возвышена до 1 р., в 1822 г. до 1 р. 50 к., в 1823 г. до 2 р. 50 к., в 1831 г. до 2 р. 80 к., в 1841 г. до 3 р. 80 к., в 1856 г. уменьшена до 3 р. Из частных лиц особенно большие услуги были оказаны сахарному делу гр. А. А. Бобринским, в 1837—38 гг. перенесшим свою деятельность из Тульской в Киевскую губ. Сахарное производство развилось здесь до размеров, превосходящих все прочие губернии. Возрастание числа свеклосахарных заводов видно из следующей таблицы:

С 1848 г., когда установлен был акциз С. и свеклосахарная промышленность была подвергнута особому надзору, имеются более подробные и точные сведения, хотя также с некоторыми пробелами и противоречиями. Из сведений за период 1848—61 гг. до некоторой степени можно заключить и о прогрессе техники.

Исчисление акциза производилось по нормам, т. е. по заранее установленному выходу (3%) С. из свекловицы. Нормы выхода С. были установлены на основании сведений, собранных в 1846 и 1847 гг. по показаниям заводчиков и потому заведомо преуменьшенных; нормы эти, однако, действовали в течение 23 лет. С успехами сельскохозяйственной, механической и химической техники нормы выхода далеко отстали от действительности. Устав 1863 г., не изменяя принципов обложения, значительно повысил нормы выхода С. и суточной работы сокодобывательных снарядов; так, для вакуум-аппаратов выход песка был определен в 6%, для выпаривания парами — в 5%, голым огнем — в 4,5% веса свекловицы. Для каждого вида сокодобывательных снарядов, в зависимости от способа работы, повышены были нормы суточной переработки свекловицы. Все эти возвышения норм были, однако, до известной степени парализованы понижением акцизной ставки: 60-копеечный акциз понижен до 30 к. (а с 1864 г. по 1866 г. — даже до 20 коп.). В 1867 г. акцизная ставка была повышена до 50 к., а в 1870 г. — до 70 к. Дальнейшие усовершенствования в технике взимания сахарного акциза до 1881 г. состояли исключительно в повышении учетных норм и в придании им большей применительности к местным условиям. Так, законом 10-го июня 1872 г. нормы выхода С. из свекловицы были установлены в зависимости от экономических условий заводов и средней годичной температуры местности. Тогда же были впервые установлены нормы для суточпой работы только что введенных в России диффузоров. Ввиду опасений за поступление акциза, министру финансов было предоставлено повышать акциз до 90 к. в случае недобора по сахарному налогу до установленной в законе нормы. Несмотря на повышение учетных норм, техника производства делала столь быстрые шаги, что 80-копеечный акциз в действительности уплачивался в размере не более 35 к. с пуда (в среднем), а для некоторых заводов падал до 20 к. с пуда действительно выделанного С. Это послужило поводом к дальнейшему пересмотру и повышению учетных норм (закон 15 мая 1879 г.). Беспрерывные успехи техники приводили к чрезвычайно неравномерному распределению акциза среди заводчиков. Благодаря переходу большей части заводов от прессования к диффузии, усовершенствованиям в диффузорах и в способах резки свекловицы, а также улучшениям в общей организации работ, акциз настолько понижался, что возникли опасения за возможность больших недоборов. Изучение способов обложения С., принятых в европейских государствах, привело к убеждению, что наиболее равномерный и необременительный для заводчиков, а также наиболее выгодный для казны способ обложения С. — акциз с окончательно приготовленного продукта. Законом 13-го февраля 1881 г. установлен был действующий ныне порядов взимания акциза, по взвешенному С., причем для периодов 1881—1883 гг. был определен акциз в 50 к., а для 1883—1886 гг. — в 56 коп. с пуда. С этого же времени является возможность более точного учета С. и вообще всех элементов свеклосахарного производства, а за последние годы, вследствие издания закона о сахарной нормировке, становится разрешимым и вопрос о стоимости выработки сахара.

Нижеследующие цифры дают довольно полное представление как о результатах свекловичного хозяйства, так и о размерах свеклосахарного производства в связи с некоторыми общими условиями (таможенным и акцизным обложением, размерами привоза и вывоза и внутренним потреблением):

Отсюда видно, что число заводов осталось почти то же, но производительность их более чем учетверилась. С 1862—63 гг. до 1880—81 гг. площадь посевов увеличилась с 44,1 тыс. дес. до 197,9 тыс. дес., т. е. только на 123,8 тыс. дес., а с 1880—81 гг. до 1898—99 гг. — с 197,0 тыс. дес. до 401,8 тыс. дес. (в 1899 г. эта площадь была уже 455,7 тыс. дес.), т. е. на 203,9 тыс. дес. Далеко не в такой степени возрастала урожайность свекловицы: в первый период она колебалась в пределах от 60 до 80 берк., во второй — от 81,1 до 116,0 берк. с десятины. Несомненное и притом довольно значительное улучшение произошло в качестве свекловицы. Оно достигнуто, главным образом, усилиями заводчиков, стремящихся ввести рациональное производство семян по подбору высадок; так, в 1893—94 гг. в 65 лабораториях, устроенных при заводах, отобрано было (селекция) до 76 тыс. берковц. свеклы для высадок. Этими семенами засеваются не только заводские плантации, но и плантаторские; заводчики обязывают плантаторов употреблять улучшенные семена, которыми их и снабжают. Некоторые заводы, в поощрение плантаторов, назначают пропорциональную надбавку к цене за свеклу высшего качества. Свеклу, сеянную по навозному удобрению и притом на низменных землях, где она рождалась в большом количестве но дурного качества, заводчики перестали принимать. Значительнее всего увеличился в течение рассматриваемого периода выход С. из свекловицы, который зависит, с одной стороны, от качества свекловицы, а с другой — от сокращения потерь С. как при извлечении сока из свекловицы, так и при выпаривании сока. Прессовое извлечение сока из свекловицы исчезло очень недавно (в 1895—96 гг.); оно было столь несовершенно, что из свекловицы не получалось и 80% сока (теперь 94% считается нормальным). Отделение грязи из сока производилось ранее при помощи прессов и в отжатой грязи много оставалось С., как в виде сока, так и в виде сахарата. Введение сатурации по способу Еллинека, равно как и применение фильтр-прессов, значительно уменьшили эти потери С. Затем, применение аппаратов Годека и Симиренко сократило потерю при выпаривания сока и сгущении сиропа. Расход костяного угля на фильтрацию сокращен введением механической фильтрации, а на многих заводах — применением сернистой кислоты для очищения сока. Затем, введено множество приборов, сокращающих потерю С. от разливок, утечек и т. п., ускоряющих различные операции, предотвращающих переход кристаллического С. в патоку и т. д.; применены также различные способы для добывания С. из патоки (осмоз. сепарация и т. п.). Все это содействовало повышению выхода сахара из свекловицы. Результат всех этих технических усовершенствований лучше всего выражается цифрой выработки С. на одного рабочего. В 1862—63 гг. на одного рабочего вырабатывалось 33,5 пуда С.; к концу периода (1880—81 гг.) эта цифра возвысилась уже до 177,1 пуд. на 1 рабочего. Период взимания акциза по весу готового продукта начался с 223,4 пуд. на 1 рабочего (1881—82 гг.); цифра эта почти непрерывно возрастала и достигает в настоящее время почти 500 пуд. на 1-го рабочего (1895—96 гг.). Таким образом производительность труда увеличилась раз в 12 — 15. За весь 30-летний период число рабочих на свеклосахарных заводах, несмотря на огромное увеличение производства, не возрастает, а колеблется (между 75 и 95 тыс.) почти вне зависимости от размеров производства. Постепенный процесс технического усовершенствования заводов, насколько он уловим в массовых цифрах, представляется в нижеследующих таблицах. Прежде всего техническое совершенство какого-либо производства измеряется степенью применения механической силы вместо ручной или конной. Последнего рода двигатели исчезли уже довольно давно; за последние годы можно только наблюдать рост применения паровой силы, о чем свидетельствуют следующие данные о числе и силе паровиков: