مراحل تولید شکر از نیشکر

عنوان پروژه : مراحل تولید شکر از نیشکر

سال : ۱۳۸۹

۱مراحل توليد شكر از نيشكر

مراحل توليد شكر از نيشكرگرچه تا حدي مشابه مراحل توليد شكر از چغندر است، اما خوصوصيات اين صنعت به گونه اي است كه براي شناخت اصول آن نياز به كتابي جداگانه است با اين وجود، در اينجا به هدف آشنايي اوليه با صنعت مذكور به اختصار مطالبي بيان مي شود . اين صنعت را ميتوان در دو بخش مورد مطالعه قرار داد:

1-توليد شكر خام

2-تصفيه شكر خام و تهيه شكر سفيد از آن

برداشت و انبار كردن نيشكر

گياه نيشكر (sugar cane)در مناطق گرمسيري كشت مي شود، مقدار قند نيشكر اغلب در حد 15-10درصد و در مواردي تا 17 درصد مي باشد .برداشت نيشكر با روش دستي يا با دستگاههاي مخصوص امكان پذير است .در برخي موارد قبل از برداشت، برگهاي نيشكر را مي سوزانند .پس از برداشت، نيشكر به كارخانه حمل مي شود بر خلاف چغندر قند، نيشكر قابل انبار كردن و ذخيره سازي در كارخانه نيست و مواد قندي آن سريعا"در اثر نگهداري دچار تجزيه مي گردند و وزن نيشكر در اثر از دست دادن رطوبت كم مي شود . هرچه نيشكر به صورت تازه تر به مصرف كارخانه برسد، بهتر خواهد بود، لذا معمولا"كارخانه ها محلي براي نگهداري نيشكر به منظور مصرف در روزهاي بعد نداشته و نيشكر تحويلي، در همان روز به مصرف مي رسد . نيشكر وارد شده به كارخانه پس از توزين، روي دستگاه تفاله مخصوص تخليه مي گردد و به سمت محل فرآيند انتقال مي يابد .

شستشوي نيشكر

شستشوي نيشكر ساده بوده و در مقايسه با شستشوي چغندر به آب كمتري نياز دارد . ضمن حركت نيشكر توسط تفاله با پاشيدن آب بر روي آن شستشو انجام مي گيرد . آب گل آلود حاصل از شستشو، از طريق روزنه هاي نقاله خارج شده و به فاضلاب مي رود، در اين آب مقداري مواد قندي وجود دارد كه به عنوان ضايعات شستشوي نيشكر به حساب مي آيد. با استفاده از آهنرباي مخصوص قطعات كوچك آهني همراه با نيشكر نيز جدا سازي مي شوند.

عصاره گيري از نيشكر

براي عصاره گيري نيشكر را بايد آماده كرد، در عمليات آماده سازي نيشكر دستگاههاي متفاوتي مورد استفاده قرار مي گيرد . از جمله دستگاه برش نيشكر (cane cnife) دستگاه خرد كن (crusher) و دستگاه شريدر (shredder).

دستگاه برش نيشكر، شامل يك يا دو سري تيغه برنده است كه در بالاي نقاله نيشكر نصب شده ونيشكر را به قطعات كوچك برش مي دهند. پس از آن قطعات نيشكر وارد دستگاه خرد كن يا شريدر شده وكاملا"خرد و ساختمان آنها متلاشي مي شود .دستگاه خرد كن شامل دو غلتك پر قدرت است كه در سطح آنها شيارهاي عميق وجود دارد. قطعات نيشكر با عبور از بين دو غلتك مذكور كاملا" خرد شده آماده عصاره گيري مي شوند. در برخي از كارخانه ها از دستگاه شريدر براي متلاشي ساختن ساختمان اوليه قطعات نيشكر استفاده مي شود، اين دستگاه شامل پره هاي برنده گردان است كه با ورود قطعات نيشكر به آن كاملا" آنها را خرد و متلاشي مي سازند. مجموعه سيستم استخراج عصاره از نيشكر به نام تاندم (tandem)خوانده مي شود.

قسمت كمي از عصاره در قسمت كراشر جداسازي مي شود، اما بخش اصلي عصاره گيري در آسياب هاي (mills)مخصوص انجام مي گيرد، تعداد اين آسيابها بر حسب نوع دستگاه عصاره گير بين 3 تا 6 آسياب بوده و آسيابهاي مذكور سه غلتكي هستند. قطعات خرد شده نيشكر از آسيابي به آسياب بعدي رفته و ضمن فشرده شدن در بين غلتكها از آنها عصاره گيري مي شود. معمولا"عصاره گيري در آسياب اول تنها با فشرده سازي بين غلتكهاست، اما در عصاره گيري در آسيابها ي بعدي گذشته از فشرده سازي، استفاده از جريان محلول قندي يا آب نيز براي كمك به استخراج صورت مي گيرد. شربتي كه از كراشر و آسياب اول و آسياب دوم خارج مي شود با هم مخلوط شده و به عنوان شربت مخلوط mixedjuice) و به قسمت تصفيه منتقل مي گردد.براي استخراج قند از نيشكر در آسيابهاي بعدي جرياني غير هم جهت از آب (شربت)و نيشكر خرد شده برقرار مي شود، بدين ترتيب در آخرين آسياب، بر روي نيشكر قبل از قرار گرفتن در بين غلتكها، آب پاشيده مي شود تا با خيس شدن نيشكر امكان بهتري براي استخراج قند باقي مانده در آن فراهم گردد. شربت خروجي از آسياب آخر، بر روي نيشكري كه مي خواهد به آسياب قبلي وارد شود پاشيده مي شود و به همين ترتيب، شربت خروجي از آن آسياب نيز بر روي نيشكري كه مي خواهد به اسياب قبل از آن وارد شود، پاشيده مي شود. به اين ترتيب در نهايت در آخرين آسياب، نيشكر عصاره گيري شده يا باگاس (bagasse)خارج مي شود و شربت نيز در نهايت از آسياب دوم بيرون مي رود و با مخلوط شدن با شربت خروجي از آسياب اول و كراشر به مرحله تصفيه منتقل مي شود. در باگاس خروجي از آسياب آخر، مقدار كمي قند باقي مي ماند و پلاريزاسيون آن به حدود 4-5/1درصد مي رسد.در اين روش با توجه به خرد شدن نيشكر و پاره شدن سلولهاي آن به منظور كاهش ورود مواد صمغي و ناخالصيهاي نامطلوب به شربت، بهتر است كه آب ورودي به سيستم دماي بالاتر از 60 درجه سانتيگراد نداشته باشد. قسمت عمده تركيبات تشكيل دهنده باگاس الياف سلولزي (fiber) است. از جمله كاربردهاي اين ماده در صنايع كاغذ سازي، خوراك دام، تهيه تخته هاي نئوپان و به عنوان سوخت مي باشد. در برخي كارخانه ها باگاس خروجي از آسيابها را تحت تاثير پرس حلزوني قرار مي دهند تا باگاس با رطوبت كمتر و درصد قند (پلاريزاسيون) كمتر حاصل شود و ضايعات قندي آن كاهش يابد.

شربت خام نيشكر كه از عصاره گيري بدست مي آيد، رنگ سبز مايل به خاكستري يا سبز تيره داشته و ph آن غالبا" حدود 4/5-2/5 مي باشد. با توجه به متغير بودن تركيبات نيشكر، تركيبات تشكيل دهنده شربت خام نيز متغير است، براي مثال و به عنوان نمونه حدود 12-9درصد قند ساكاروز، حدود 4/3-2/1 درصد قند انورت و حدود1/2-1 درصد مواد معدني مانند فسفاتها، كلرورها، سيليكاتهاي سديم ، پتاسيم ، كلسيم و مواد ديگري مانند صمغها،آلبومين،واكس،مواد رنگي،ذرات بسيار ريز باگاس (bagacillo)،ذرات شن،ماسه،خاك و......مي تواند در آن وجود داشته باشد. همچنين اغلب درجه خلوص آن 85-81ودرصد آب آن 88-85 (بريكس 15-12)مي باشد.

استفاده از فرايند انتشار براي عصاره گيري از نيشكر (Diffusion process)

اين روش به عنوان روشي نسبتا" جديد براي استخراج قند از نيشكر به جای استفاده از آسيابها مطرح شده است. روش مذكور نسبت به كاربرد آسيابها، به هزينه و سرمايه گذاري كمتري نياز دارد. شيوه كار تقريبا" مشابه ديفيوزرهاي مداوم دي.دي.اس (D.d.s)،بي.ام.آ(B.m.a)،دي اسميت (De Smet)،ساتورن (saturne)و اف.اس. (F.s. )ميتوان اشاره كرد.

در ديفيوزرهاي مذكور جرياني غير هم جهت از آب گرم و قطعات نيشكر برقرار مي شود و با استفاده از خاصيت انتشار در اثر اختلاف غلظت داخل و خارج سلولهاي نيشكر و فشار اسمزي بوجود آمده ،قند موجود در نيشكر استخراج مي شود. در اين روش لزومي ندارد كه نيشكر به قطعات خيلي ريز و متلاشي شده تبديل شود،بلكه كافي است به قطعات كوچك يا حداكثر 4 اينچ تبديل شده و به ديفيوزر وارد شود. براي استخراج بهتر قند از قطعات نيشكر،دماي آب ورودي به ديفيوزر را حدود 75-65 درجه سانتيگراد در نظر مي گيرند،اين دما موجب كشتن سلولهاي زنده و غير فعال شدن ديواره سلولهاي نيشكر شده و استخراج قند به سهولت انجام مي شود،در دماهاي كمتر از 65 درجه سانتيگراد گذشته از نامطلوب بودن عمل استخراج قند و ضايعات قندي حاصل از باقي مانده قند در باگاس، احتمال فعاليتهاي ميكروبي فزوني مي يابد. با استفاده از فرآيند مذكور بيش از 97 درصد قند موجود در نيشكر استخراج ميشود،كه در روش اشتفاده از آسيابها،كمتر قابل دستيابي است. درجه خلوص شربت حاصل در اين روش نيز بيشتر است. البته با توجه به استفاده از دماي بالا،حل شدن و ورود مواد صمغي و مومي نيشكر به شربت بيشتر مي شود كه از عوامل افزايش ويسكوزيته شربت و پختها هستند.

توزين شربت خام

نيشكر براي كنترل دقيق ميزان قند وارد شده به فرآيند و محاسبه ضایعات و كنترل فرايندهاي بعدي، اين نياز وجود دارد كه شربت خام حاصل از مرحله شربت گيري، قبل از انتقال به مرحله تصفيه، توزين شود. عمل توزين معمولا"به حالت غير مداوم انجام نمي شود، بلكه با استفاده از ترازوهاي خودكار مانند ترازوي ماكسول (Maxwell-Boulgene Weigher)و يا ترازوي هو –ريچاردسون (Howe-Richardson scale)انجام مي شود.

آهك زني به شربت خام نيشكر (Liminig of cane juice)

با توجه به ناخالصيهاي موجود در شربت خام نيشكر،يكي از راه هاي جدا سازي اين مواد از روش آهك زني است. در اثر آهك زني كه به صورت افزودن شير آهك انجام مي شود، ضمن خنثي شدن حالت اسيدي شربت،بسياري از ناخالصيها، آماده رسوب كردن مي شوند. در برخي از كارخانه ها به جاي مقداري از آهك و يا كل آن از منيزيم يا تركيبات منيزيم و در برخي موارد از ساكارات براي تصفيه شربت خام استفاده مي شود. روشهاي آهك زني نيز متفاوت است و آهك زني به صورت سرد،گرم،آهك زني مرحله به مرحله و دو بار گرم كردن fractional Liming and double heating)انجام مي گيرد، اما به نظر مي رسد روش آهك زني سرد (cold liming)در اين مورد مناسب تر باشد. مقدار شير آهك مصرفي براي آهك زني به شربت خام نيشكر،بسيار كمتر از آهك مصرفي براي شربت خام چغندر قند است. علت آن است كه ميزان قند انورت در شربت خام نيشكر بالا است و اگر در شربت پس از آهك زني،آهك اضافي باقي بماند با قندهاي انورت واكنش داده و ايجاد نمكهاي محلول مي كند كه در افزايش رنگ و ويسكوزيته شربت مؤثر هستند و از طرف ديگر چنانچه دماي چنين شربتي بالا رود وجود حالت قليايي زياد، موجب تشديد انورسيون در شربت نيز مي شود. به همین دلیل مقدار شیر آهک که با بومه حدود 15تهیه می شود،در حدی به شربت خام زده می شود که ph شربت را از حدود 5/4-5/2به حدود 8/5-8 برساند وphبالاترنرود. در روش آهک زنی سرد، پس از افزودن شیر آهک به شربت حدود 15تا20 دقیقه زمان داده می شود سپس شربت را با عبور دادن از مبدلهای حرارتی به دمای حدود 107-104 درجه سانتیگراد می رسانند و به قسمت ته نشین سازی ناخالصیها منتقل می کنند.گرم کردن شربت،ویسکوزیته آنرا کاهش داده و موجب تسریع ته نشینی ناخالصیهامی شود.

ته نشین سازی ناخالصیها و زلال سازی شربت نیشکر Clarification of cane juice)

برای ته نشینی مناسب مواد غیر قندی و حفظ حداکثر ساکاروز در شربت و کاهش قند وارد شده به گلهای ته نشین شده، وجود انیدرید فسفریک (P2O5) در شربت اهمیت زیادی دارد. چنانچه این ماده در شربت نیشکر کمتر از 300 (ppm) باشد، ته نشینی ناخالصیها بخوبی صورت نمی گیرد. به عبارت دیگر ماده فوق می تواند در شربت ایجاد فسفات کلسیم نامحلول (tri-clacium phosphate) کرده که دارای جذب سطحی مناسب است و ضمن رسوب کردن، ناخالصیهای زیادی را به خود جذب کرده ورسوب می دهد. معمولا" در صورتی که در شربت مقدار کافی (P2O5) نباشد، قبل از مرحله آهک زنی به شربت اضافه می شود. ترکیب مذکور به صورت اسید فسفریک (55درصد P2O5 )یا به صورت منو کلسیم فسفات (48درصدP2O5 ) به شربت اضافه می شود که می تواند در شربت ایجاد تری کلسیم فسفات کنند. در برخی موارد مستقیما"تری کلسیم فسفات به صورت کود فسفات به شربت اضافه شود. گذشته از روشهای فوق به منظور تسریع ته نشین شدن ناخالصیها ممکن است قبل از ورود شربت به دستگاه ته نشین کننده یا کلاریفایر، مواد شیمیایی فعال سطحی با نام تجاری سپاران (Separan.A.P.30) یا هداگ Hodag Flocculants) به شربت افزوده می شود.پس از ته نشینی ناخالصیهای شربت در کلاریفایر، شربت زلال جدا شده به مرحله بعد می رود و گل ته نشین شده نیز غالبا" توسط صافیهای خلا گردان (rotary vacuum filter) صاف شده و شربت باقی مانده در آن تا حد امکان جدا سازی می شود. همان طور که ملاحظه شد، تصفیه شربت خام نیشکر کامل نیست، بلکه سعی می شود که تصفیه و جدا سازی ناخالصیهای در این مرحله در حدی انجام می شود که بتوان از شربت حاصل، طی مرحله کریستالیزاسیون،شکر خام بدست آورد.

تغلیظ شربت

شربت در تبخیر کننده های چند مرحله ای (مثلا"اواپراتورهای 3یا4یا5 مرحله ای ) متصل به خلا تغلیظ می شود، بهتر است که قبل از ورود شربت در بدنه اول، آنرا تا دمای جوش پیش گرم کرد. معمولا"بریکس شربت در تبخیر کننده های مذکور به حدود 65-55 درصد رسانده شود.از نکات مهم در مرحله تبخیر ،افت pH شربت است که معمولا" درصد0/3 می باشد، اما نباید که از ۰.۵ بیشتر شود.

طباخي براي توليد شكر خام

شربت غليظ حاصل شده در مرحله به ديگهاي پخت تحت خلا منتقل مي شد. به طور بسيار خلاصه عمليات طباخي به صورت چند مرحله اي براي مثال سه مرحله اي انجام مي شود. در هر مرحله پس از طي مراحل كيريستاليزاسيون، مخلوطي از كريستال و پسآب به نام ماسكويت خواهيم داشت. با سانتريفوژ كردن ماسكويت در دستگاه سانتريفوژ مربوط به همان پخت، شكر مربوط به آن پخت و پسآب جداسازي مي شوند. براي مثال در سيستم سه پختي، شكر درجه (A) ،شكر درجه (B) و شكر درجه (C) و پسآب (A)،پسآب (B) و پسآب (C) يا پسآب پخت آخر را خواهيم داشت كه به پسآب پخت آخر ملاس نهايي (final molasses) مي گويند. معمولا"شكر حاصل از پخت يك (A)يعني شكر درجه (A) به نام شكر خام (raw sugar) نيشكر خوانده مي شود. شكر خام، شكري است كه هنوز بطور كامل تصفيه نشده و مقداري مواد رنگي و ناخالصي با آن است و درجه خلوص آن اغلب حدود 98-96 مي باشد. شكر خام را مي توان طي عمليات خاصي تصفيه كرد واز آن شكر سفيد بدست آورد.

در صورتي كه بخواهيم شكر خام را نگهداري كنيم(حتي به مدت كوتاه) به منظور جلو گيري از فعاليتهاي ميكروبي درآن، بايد رطوبت آن را در حد قابل اطميناني كاهش داد و به 25/0درصد يا كمتر از آن رسانيد. معمولا" در سيستم سه پختي، پخت دو (B) از پسآب ضعيف پخت يك (A) و پخت سه (C) از پسآب ضعيف پخت دو (B) تهيه مي شود. شكر درجه (B) به صورت كلرس در پخت يك(A) قابل استفاده است و شكر درجه (C) بصورت آفينه يا ماگما در پخت يك (A) يا پخت دو (B) مي تواند مورد استفاده قرار گيرد. ملاس نهايي از مواد الي و معدني و آب تشكيل شده و قند كل (مجموع ساكاروز، دكستروز و لوولز ) در آن به حدود 52 درصد مي رسد و بيش از 10 درصد نمكهاي معدني در آن وجود داشته و حدود 10 تا 20 در صد نيز آب دارد.

تصفيه شكر خام

تصفيه خانه هاي (refineries) شكر خام دو دسته هستند، برخي از آنها متصل به قسمت توليد شكر خام مي باشند، اما برخي ديگر به عنوان تصفيه خانه اي مستقل بوده و شكر خام مربوط به ساير كارخانه ها يا شكر خام وارداتي از ساير كشور ها را تصفيه مي كنند. هدف از تصفيه شكر خام آن است كه كه مواد ناخالصي و مواد رنگي باقي مانده در آنرا تا حد ممكن جداسازي كرده بطوري كه با طباخي و كريستاليزاسيون مجدد بتوان شكر سفيد با درجه خلوص نزديك به ۱۰۰ را بدست آورد. روشهاي مختلفي براي تصفيه شكر خام معمول است و مراحل مختلفي براي تهيه شربت تصفيه شده اي از شكر خام كه بتوان از آن شكر سفيد توليد كرد، طي مي شود. مراحل مذكور به عنوان نمونه و به طور خلاصه ميتوانند شامل : آفيناسيون شكر خام، حل كردن شكر خام آفينه شده، تصفيه شيميايي شربت شكر خام و صاف كردن باشد.

آفيناسيون شكر خام (Affination of raw sugar)

در برخي از كارخانه ها به منظور جدا سازي قشري از مواد رنگي و ناخالصي مه معمولا" سطح كريستالهاي شكر خام را پوشانده است، عمل آفيناسيون بر روي آن انجام مي شود و شكر خام با درجه خلوص بالاتر بدست مي آيد. در اين روش شكر خام با شربتي داراي غلظت بالا مانند پسآب سبز (green syrup) مخلوط مي شود و ماگاي خاصي بدست مي آيد. براي مثال نسبت تقريبي مخلوط شدن، حدود 75 درصد شكر خام و25 درصد پسآب سبز مي باشد. اين عمل چندان موجب حل شدن شكر خام نمي شود، چون شرايط فوق اشباع است، اما سطح كريستالهاي شكر خام مرطوب شده وسبب سست شدن قشر مواد رنگي و ناخالصي سطح كريستال شكر خام مي گردد. در مرحله بعد ماگماي بدست آمده در سانتريفوژ مداوم يا غير مداوم وارد شده و مواد رنگي و نا خالصيهاي سطحي به همراه پسآب سبز از سانتريفوژ بيرون مي رود و شكر خام پس از سانتريفوژ درجه خلوص بالاتري خواهد داشت. پس از اعمال فر آيند آفيناسيون، شكر خام بدست آمده را شكر آفينه (affined sugar) يا شكر شسته شده (washed sugar) مي خوانند. در برخي موارد به جاي پسآب سبز از پسآب حاصل از سانتريفوژ ماسكويت شكر سفيد نيز مي توان براي آفيناسيون استفاده كرد. در صورتي كه درجه خلوص شربت سبز كم شود، از آن در آفيناسيون شكر خام استفاده نمي شود، بلكه به مصارف ديگر مي رسد، مثلا" به قسمت توليد شكر خام ارسال شده و در طباخي و كريستاليزاسيون در آن قسمت مجددا" بكار مي رود.

حل كردن شكر خام(Melting)

قبل از اعمال هر گونه فر آيند براي تصفيه شيميايي شكر خام يا شكر آفينه شده، بايد آنرا حل كرد. براي اين منظور شكر خام را وارد دستگاه حل كننده مجهز به همزن كرده و به آن آب كندانس گرم و آب گرم محتوي مواد قندي (sweet water) اضافه مي كنند، تا حل شود. بريكس شكر خام حل شده يا شربت شكر خام (raw sugar syrup) اغلب نزديك 60 درصد در نظر گرفته مي شود و پس از حل شدن آنرا صاف مي كنند.

تصفيه شربت شكر خام

در اين مورد نيز روشهاي متنوعي وجود دارد و هر كارخانه بر حسب طراحي خطوط توليد و نوع دستگاه به يكي از روشها كار تصفيه را انجام مي دهد كه در اينجا براي نمونه به دو روش اشاره مي شود:

1-تصفيه با استفاده از تركيبات فسفات دار و شير آهك

در اين روش ابتدا شكر خام را در آب كندانس حل كرده و شربت شكر خام تهيه مي شود. غالبا" بريكس شربت مذكور در حدود 66-58 درصد تنظيم مي گردد. آنگاه به شربت شكر خام، اسيد فسفريك يا منو كلسيم فسفات اضافه مي شود تا در شربت(P2O5) بوجود آيد. مواد مذكور در حدي به شربت اضافه مي شود كه مقدار (P2O5) در شربت به حدود 006/0تا 150/0 درصد برسد. سپس به شربت، شير آهك زده مي شود به طوري كه pH شربت تا حدود 4/7-2/7 افزايش يابد. آهك زني در دماي حدود 70 درجه سانتيگراد اعمال مي شود در برخي موارد اين عمل در دماي 85 درجه سانتيگراد صورت مي گيرد، اگر چنين باشد بهتر است كه pH شربت نيز به حد بالاتري (مثلا" حدود 6/7) رسانده شود. پس از آهك زني دماي شربت را تا حدود 90 درجه افزايش داده و نزديك 20 تا 30 دقيقه زمان داده مي شود تا عمل بهم چسبيدن و تجمع ناخالصيها (floc formation) با مركزيت تري كلسيم فسفات بخوبي صورت گيرد. در مرحله بعد به شربت ماده كمك صافي خاك دياتومه افزوده مي شود، آنگاه شربت صاف مي شود ( با صافي فشار). شربت تصفيه شده اي كه در نهايت حاصل مي شود، چون بريكس بالايي دارد معمولا" نيازي به تغليظ نداشته و مستقيما" به قسمت طباخي منتقل مي گردد.

2 -تصفيه شكر خام با شير آهك و گاز كربنيك

در اين روش نيز ابتدا شكر خام را در آب كندانس حل كرده و به بريكس حدود 65 درصد مي رسانند. آنگاه به شربت شير آهك و گاز كربنيك افزوده مي شود، عمل آهك زني و گاز زني غالبا" بصورت همزمان صورت مي گيرد تا افزايش pH شربت ناگهاني و زياد نباشد. عمل مذكور در دماي حدود 85 درجه سانتيكراد انجام مي شود و pH نهايي شربت به حدود 1/9 مي رسد. سپس شربت در صفايهاي فشار صاف مي شود.

براي بهبود رنگ شربت در روشهاي فوق عمل سولفيتاسيون (زدن گاز SO2) نيز اعمال مي شود و براي تكميل رنگبري شربت از زغال فعال و مواد كمكي صافي مانند خاك دياتومه نيز استفاده شده و سپس شربت در صافيهاي فشار شمعي صاف مي گردد.

در برخي از كارخانه ها ممكن است عمل آهك زدن و زدن گاز كربنيك بطور جداگانه بر روي شربت شكر خام صورت مي گيرد و آهك زني نيز به صورت دو مرحله اي شامل آهك زني مقدماتي و آهك زني اصلي اعمال گردد.

همان طور كه بيان شد شربت تصفيه شده بدست آمده اغلب از بريكس بالايي برخوردار است، لذا مي تواند مستقيما" به مرحله طباخي انتقال يابد، اما در برخي از كارخانه ها ممكن است با كاربرد تبخير كننده هاي چند مرحله اي، شربت مذكور را بيشتر تغليظ كرده و براي مثال بريكس آنرا به 78-72 رسانده، سپس آنرا به مرحله طباخي انتقال دهند.

طباخي براي توليد شكر سفيد

شربت تصفيه شده غليظ كه از مراحل قبل بدست آمده به آپارات (ديگ) پخت وارد شده و مراحل طباخي يا كريستاليزاسيون در مورد آن طي شود. در نهايت ماسكويت شكر سفيد حاصل شده كه به سانتريفوژهاي غير مداوم منتقل مي گردد. نتيجه مرحله سانتريفوژ كردن، شكر سفيد و پسآب مي باشد. شكر سفيد كمي رطوبت دارد، لذا در خشك كن شكر، خشك شده و سپس آماده بسته بندي، انبار كردن و توزيع براي مصرف خواهد بود.

پسآب خروجي از سانتريفوژ در اين مرحله را به صورتهاي مختلفي مورد استفاده قرار مي دهند، مثلا" مي توان آنرا به روشهايي مانند كاربرد زغال فعال، رنگبري كرده و سپس در همان ديگ پخت شكر سفيد مورد استفاده قرار داد. در برخي از كارخانه ها از پسآب مذكور در آفيناسيون شكر خام و براي مخلوط كردن با شكر خام استفاده مي كنند. همچنين در مواردي ممكن است در حل كردن شكر خام بكار برده شده و بدين ترتيب مجددا" وارد فرآيند طباخي شود.

به طور تقريبي براي توليد هر 100 تن شكر سفيد تصفيه شده، حدود 129 تن شكر خام بايد وارد فرآيند شود. در صورتي كه شكر خام آفينه شده در نظر گرفته شود براي توليد هر 100 تن شكر سفيد تصفيه شده، به حدود 111 تن شكر خام آفينه شده نياز است

صنايع جانبي نيشكر

نيشكر و صنايع جانبي

شكر

شكر يكي از مهمترين مواد غذايي مورد نياز است كه در بدن ايجاد انرژي مي كند. قيمت بسيار ارزان نيشكر در مقايسه با مقدار كالري كه ايجاد مي كند اين محصول را به صورت منبعي اساسي در تامين انرژي مبدل كرده است. به عقيده بسياري از محققان در قرن بيست و يكم بزرگترين و اساسي ترين مشكل و بحراني كه بشريت با آن روبروست – بحران غذا و مشكل گرسنگي است و به اين ترتيب غذا به عنوان موثرترين سلاح استراتژيك قرن در جهان مطرح خواهد بود . صنعت قندسازي و توليد شكر داراي اين امتياز اساسي است كه هم محصول شكر و ملاس باقيمانده از استحصال آن و هم تفاله نيشكر قابل تبديل به انرژي و محصولات با ارزش است و به اين دليل كارشناسان اعتقاد دارند كه بشر آينده بايد كشت محصولاتي را بيشتر مورد توجه قرار دهد كه حاصل بيشتر در واحد سطح داشته باشد.

خوراك دام

جمعيت دامي كشور بر اساس آمارهاي موجود بالغ بر 120 ميليون واحد دامي است . بنا به معيارهاي موجود در تغذيه دام براي اينكه دامها فقط سالم باقي بمانند و افزايش يا كاهش وزن و توليد نداشته باشند روزانه به مقداري انرژي و مواد مغذي نياز دارند كه به آن جيره نگهداري مي گو يند. همچنين دامها براي توليدات خود نياز به مقداري انرژي و مواد مغذي تحت عنوان جيره توليد دارند و تامين نيازهاي اين جمعيت فزاينده به مواد خوراكي دام سبب خروج سالانه ميليونها دلار ارز كشور مي شود . براي تغذيه و تعليف دامهاي كشور دست كم به حدود 39.4 ميليون تن T.D.N ( مجموع مواد مغذي قابل هضم ) و يا معادل 51.8 ميليارد واحد علوفه اي نيازمنديم. بر آوردهاي صورت گرفته وابستگي جمعيت دامي كشور را به ميزان 25 درصد به مراتع و 75 درصد به ساير منابع نشان مي دهد كه كارخانه هاي تهيه كننده خوراك دام و طيور از اين جمله اند. در حال حاضر حدود 170 واحد فعال و نيمه فعال در اين زمينه در كشور وجود دارند كه مجموع توليد آنها تكافوي نيازهاي جمعيت دامي كشور را نمي كند ضايعات و فرآورده هاي جانبي نيشكر (سرني- باگاس) (پوسته ني) – پيت (مغزني) – ملاس و گل صافي (كيك صافي) مي تواند براي 6.5 ميليون واحد دامي به منظور توليد غير مستقيم سالانه 80 هزار تن گوشت قرمز خوراك كافي تامين كند. ايجاد 7 كارخانه توليد خوراك دام با مجموع ظرفيت 700 هزار تن در اولويت دوم اجراي طرح توسعه نيشكر و صنايع جانبي قرار دارد كه محصول آنها از نظر ارزش غذايي متناسب با نوع مصرف براي دامهاي شيري – پرواري و.. متغير خواهد بود . غني سازي مواد سلولزي ( پيت و باگاس ) با هدف بالا بردن ضريب هضمي مواد- به روش فيزيكي پخت توسط بخار آب در فشار بالا صورت خواهد گرفت. اين فن آوري براي اولين بار در ايران توسط شركت توسعه نيشكر و صنايع جانبي به اجرا در آمده است. در فرآيند توليد شكر از نيشكر بخشي از مواد باقي مانده كه آميزه اي از الياف گياهي ساقه نيشكر است پيت نام دارد . بخشي از پيت ( مغزني) به جا مانده از استحصال نيشكر پس از فرآوري و غني سازي ماده بسيار براي خوراك دام به شمار مي رود. افزون بر استفاده از ملاس بازمانده از نيشكر براي تامين خوراك دام از سر شاخه و برگ نيشكر كه تا كنون به عنوان كاه و كلش كاربرد چنداني نداشته است ميتوان به عنوان يكي از منابع مهم و با ارزش تامين علوفه به ميزان يك ميليون و دويست هزار تن علوفه مغذي بهره جست.

کاغذ

مصرف کاغذ در ایران به میزان بسیار زیادی ( بیش از 60%) به واردات بستگی دارد و میزان تولید سالانه انواع کاغذ و محصولات کاغذی واحدهای در دست بهره برداری کشور شامل کاغذ تحریر و چاپ – مقوا – کرافت و کاغذهای بهداشتی جمعا به کمتر از 400 هزار تن می رسد.تولید داخلی یا با استفاده از آخال کاغذ(کاغذهای باطله) و تبدیل مجدد آن به خمیر کاغذ صورت می گیرد یا با برداشت چوب از جنگل از سطح صدها هزار هکتار بدست می آید و یا از طریق استفاده از باگاس نیشکر حاصل می شود. تقریبا 32% نیشکر را باگاس خام تشکیل می دهد که با وجود امکان استفاده از آن به عنوان سوخت بهره گیری از آن در صنایع سلولزی در ایران اولویت دارد. یکی از پروژه های مهم طرح توسعه نیشکر و صنایع جانبی پروژه احداث 4 کارخانه تولید خمیر و کاغذ چاپ و تحریر هر کدام با ظرفیت تولید سالانه 88500 تن با استفاده از باگاس خام در چهار واحد کشت و صنعت امیر کبیر- سلمان فارسی- فارابی و میرزا کوچک خان است. همین شرکت با فراهم آوردن امکانات زیر بنایی در کشت و صنعت دهخدا با بخش خصوصی وارد مذاکره شده و به زودی عملیات احداث یک واحد کارخانه تولید کاغذ با ظرفیت سالانه 6000 تن توسط سرمایه گذار بخش خصوصی در واحد دهخدا آغاز خواهد شد.

خمیر مایه

در ارتباط با تولید خمیر مایه باید گفت سالانه میلیاردها تومان صرف پرداخت یارانه به صنعت کشور می شود که به علت کمبود نیروی متخصص و حرفه ای و عدم آگاهی از چگونگی تولید نان سالم موجب ضایعات نان شده و هزینه های سنگینی را به دولت تحمیل می کند هزینه هایی که می تواند در بخشهای عمرانی و آموزشی کشور صرف ارتقا سلامت و رفاه جامعه گردد. مضافا اینکه مصرف جوش شیرین به جای خمیر مایه موجب ایجاد مشکلات تغذیه ای و همچنین کمبود آهن و کم خونی،کاهش قدرت یادگیری ، احساس خستگی و عدم تمرکز و..می گردد.بنابراین مصرف خمیرمایه به جای جوش شیرین موجب بهبود کیفیت نان و افزایش زمان ماندگاری و نیز جلوگیری از ضایعات آن می گردد.

خمیر مایه یکی از فرآورده های حاصل از ملاس در جهان بوده که به واسطه نیاز به ماده بیوتین در فرآیند تولید خمیر مایه و وجود این ماده در ملاس نیشکر تولید این محصول از ملاس نیشکر بسیار مناسبتر از ملاس چغندر قند است.صرفنظر از مزایای مستقیم بهداشتی مصرف خمیر مایه( و حذف اثرات سوء مصرف جوش شیرین در نان) و تاثیر آن در حفظ سلامت جامعه، مزایای غیر مستقیم اقتصادی و سهم مصرف خمیر مایه در کاهش ضایعات نان و در نتیجه صرفه جویی ارزی در واردات گندم قابل توجه است

الکل

گر چه بشر از دیر باز با چگونگی تخمیر الکلی انواع میوه ها و سبزیجات و استفاده از آن در انواع نوشیدنی ها آشنا بوده، ولی طی قرن گذشته کاربردهای وسیع دانش تخمیر در صنعت شناسایی و مورد بهره برداری گسترده قرار گرفته است.تکنولژی تخمیر و تولید الکل بر مبنای مکانیسم خاص خود استوار بوده و با توجه به تحقیقات وسیع انجام شده ، موفقیتهای فراوانی در جهت تکامل آن حاصل گردیده است.کشورهای بسیاری در حال حاضر در این زمینه صاحب نظر و دارنده تکنولژی هستند که از این میان فرانسه، آلمان، اتریش و آمریکا در صدر قرار دارند.در تولید الکل علاوه بر روش تخمیر، روشهای دیگر شیمیایی نیز وجود دارد، ولی به دلیل افزایش مصارف آن در صنایع دارویی، طبی ، غذایی، بهداشتی و... عدم استفاده الکل تولید شده از روشهای شیمیایی درمصارف مذکور، تولید آن به روش تخمیری در مقایسه با روشهای شیمیایی رشد چشمگیری داشته است.طرح تولید الکل طبی با ظرفیت سالانه 30000000 لیتر در سال از ملاس نیشکر واحدهای هفتگانه شرکت، از ظرفیتهای قابل توجه در خاورمیانه بوده و تا کنون در کشور، کارخانه ای با این ظرفیت ساخته نشده است.تکنولژی به کار رفته شده در طراحی خط تولید بر خلاف سایر کارخانجات موجود در کشور، به صورت مداوم است که علاوه بر کاهش هزینه های سرمایه اولیه، نیروی بهره برداری کاهش قیمت تمام شده و.. در افزایش راندمان تولیدی و بالا بردن کیفیت محصول نیز نقش به سزایی دارند. مضافا اینکه با طراحی خاص انجام شده در بخش تقطیر میزان مصرف بخار به میزان قابل توجهی کاهش یافته است.

گاز کربنیک مایع و یخ خشک

دی اکسید حاصل از فرآیند تخمیر الکل که در صنایع مشابه در هوا منتشر می شود در این مجتمع قابل جمع آوری است که پس از طی مراحل مختلف فرآیندی ، به دی اکسید کربن مایع و جامد تبدیل می گردد از یخ خشک یا دی اکسید کربن جامد در صنایع غذایی بیمارستانها،آزمایشگاهها و همچنین برای ایجاد سرما در صنایع برودتی و سردخانه ها استفاده می شود و بستگی به نوع مصرف می توان آن را به سه شکل مختلف برک، حبه و حبه و پودر تولید کرد گاز کربنیک مایع نیز در صنایع الکترونیک،نوشابه سازی،کربونیزه کردن نوشابه های غیر الکلی،محافظت مواد غذایی در برابر قارچها و باکتریها،استخراج مواد شیمیایی از ترکیبات مختلف وبالاخره در صنایع بسته بندی و جوشکاری کاربرد دارد.شایان ذکر است دی اکسید کربن مایع و جامد برای اولین بار در ایران به روش تخمیری در این ومجتمع تولید خواهد شد. در حال حاضر تامین گاز مورد مصرف در صنایع خوراکی کشور از سوزاندن موادی با منشا فسیلی حاصل می شود.

پساب تخمیر

از تغلیظ پساب صنعتی کارخانجات مجتمع بیو تکنولوژی محصول به عنوان ماده مکمل در تهیه خوراک دام قابل تولید است و با ادغام پساب دو کارخانه خمیر مایه و الکل می توان از آن به عنوان کود بار آور به جای کودهای شیمیایی در مزارع استفاده کرد. درآمد ارزی حاصل از صدور الکل و خمیر مایه در ظرفیت کامل سالانه بیش از 50 میلیون دلار خواهد بود.

منبع :http://padida.ir

مراحل تولید شکر از نیشکر

مطالب مشابه :

آگهی های استخدامی اهواز و خوزستان در 29 مهر 92

آگهی های استخدام استان خوزستان – ۶ اسفند ماه ۹۱

آگهي دعوت به همكاري شركت توسعه نيشكر و صنايع جانبي در سال ۱۳۹۲

مراحل تولید شکر از نیشکر

حسابداری صنعتی

تحقیق در مورد برنج