روشهای نوین بازیافت وکاربردهای جدید ضایعات کارخانجات قندوشکر

روشهای نوین بازیافت وکاربردهای جدید ضایعاتکارخانجات قندوشکر

طی دوره بهره برداری کارخانجات قند علاوه بر قند وشکر مقادیرفراوانی ملاس، گل صافی، تفاله
(درکارخانجات چغندری) وباگاس (درکارخانجات نیشکری) نیز تولیدمیشود.این مواد گرچه ضایعات
کارخانجات قندوشکر محسوب می شوندولی هریک به عنوان ماده اولیه تولیداتی نظیر آنزیم ها، اسیدهای
آلی، حلال ها ، ویتامین ها، آنتی بیوتیکها ، کاغذ، نئوپان، خوراک دام ،کمپوست، خمیرمایه، اتانول و....
کاربرد داشته و میتوان گفت ازنگاهی دیگر محصولات جانبی ارزشمندی برای این صنعت به حساب می
آیند. تجربه نشان داده است که بازیافت ضایعات کارخانجات قند علاوه برحفظ محیط زیست سود
سرشاری رانصیب این کارخانجات می نماید. امروزه کشورهای مختلف هریک به نوعی در تلاشند تا با توجه
به محدودیت منابع واستفاده مفید از این مواد مشکلات محیطی اقتصادی واجتماعی گریبانگیر صنعت
قندوسایر صنایع وابسته راتعدیل نمایندودر این راستا بسیاری از مجموعه های موفق تولیدی صنعت قند
دنیا اقدام به راه اندازی واحدهای مصرف کننده اینمواد نموده اند.کاردرزمینه استفاده بهینه از ضایعات تا
حدی پیش رفته است که حتی برخی کارخانجات قند با انتقال دی اکسیدکربن خروجی از دیگهای بخار
کارخانه و مصرف آن در گلخانه های جنبی زمینه بهبود عمل فتوسنتز جهت محصولات تولیدی این گلخانه
ها را فراهم آورده،از خاکستر کوره های بخار باگاس سوزکه املاح پتاسیم فراوانی دارد درکارخانجات
نیشکری به عنوان کود ،یا از آب شستشوی چغندر جهت آبیاری مزارع و ازرافینات (پس آب کارخانجات
چغندری )به عنوان کود مایع درکشاورزی ارگانیک وتلفیق باکودهای تناوب زراعی استفاده نموده اند.
در این مقاله سعی برآن است تا ضمن معرفی ضایعات کارخانجات قند، روشهای نوین بازیافت و کاربردهای
جدید ومتنوع آنها برای خوانندگان تشریح گردد.
تفاله چغندرقند
آنچه پس ازاستخراج قند ازخلال چغندرقند باقی میماندتفاله نامیده میشود.در کارخانجات قند چغندری
معمولا تفاله به صورتهای آبدار ( با ماده خشک 9 تا 11 % ) ، دو نم (پرس شده ) ( با ماده خشک 18 تا
%25 ) و خشک (پرک) (با ماده خشک 89 تا 91 درصد) تولید میشود. تفاله تر خروجی از دیفوزیون ، پس
75 % آب است که پس از گذشتن از تفاله خشک کن تبدیل به تفاله خشک با - از ایستگاه پرس حاوی 82
6 تن تفاله خشک با درصدهای قند - 9% میشود. معمولااز هر 100 تن خلال چغندرقند، 10 - رطوبت 11
متفاوت بدست می آید.
تفاله چغندرقند حاوی مقدار زیادی فیبر رژیمی کم انرژی وعاری از نشاسته وفیتات است. ظرفیت
نگهداری آب این فیبر بالاتر از فیبرهای غلات بوده ومیتوان از آن به عنوان ماده پرکننده در صنایع غذایی
استفاده کرد. لازم به ذکر است که جهت مصرف این ماده درصنایع غذایی لازم است آنرا رنگبری ، بوگیری ،
غربال و سپس مصرف نمود. به دلیل آنکه اسید فیتیک فیبر تفاله چغندرقند بسیار اندک است مصرف آن
در غذاهای رژیمی در جذب آهن اختلالی ایجاد نمی کند.
± 0/ برابر 5 PH محققان کشور سوئد ماده ای به نام فیبرکس از تفاله چغندرقند تولید کرده اندکه دارای
4/5 وطعم خنثی بوده ودر هر 100 گرم 73 گرم ماده غذایی پرکننده شامل 29 گرم همی سلولز، 22 گرم
0 گرم / 3 گرم مواد معدنی، 3 - 3 گرم قند، 4 - پکتین ، 18 گرم سلولز، 4 گرم لیگنین، 10 گرم پروتئین ، 4
چربی و 10 گرم آب دارد. این ماده هشت برابر وزن خود آب جذب نموده و با درجه بندی های مختلف در
غذاهای گوشتی نظیر سوسیس وکالباس ، کیک، نان وشیرینی و همچنین در تهیه سوپ وآب میوه مورد
استفاده قرار گرفته است. لازم به ذکر است که فیبرکس باید در جای خشک نگهداری شود و رطوبت بالای
%65 موجب فساد آن خواهد شد.
مقایسه فیبر چغندرقند با سبوس ها از نظر درصد مواد خشک
% فیبر رژیمی % فیبر محلول
3-7 42- سبوس گندم 47
5-7 12- سبوس جو 19
10-25 78- فیبرتفاله چغندرقند 81
در همسایگی کشور ما نیز کشور ترکیه طی سالهای اخیر تحقیقات گسترده ای را جهت استفاده از این ماده
در صنایع غذایی مختلف صورت داده که نتایج این تحقیقات در نشریات تخصصی معتبر به چاپ رسیده
است. محققان این کشورتوانسته اند سایز ومقدار مناسب فیبر مصرفی جهت مواد غذایی مختلف را شناسایی
و در نهایت دستور مصرفی مناسب که سبب افزایش ارزش تغذیه ای بدون تغییر در خصوصیات مشتری
پسند محصولات میشود را ارائه نمایند. در برخی کشورها فیبر محلول در آب تفاله چغندرقند را نیز مجددا
به شکر سفید اضافه وارزش آن را به عنوان ماده ای غنی از فیبر سالم بالا می برند. شکر تهیه شده به این
صورت عموما همراه چای وقهوه داغ مصرف میشود.
تفاله چغندرقند به سبب دارا بودن مقادیر زیادی سلولز، همی سلولز و لیگنین مورد توجه تولیدکنندگان
کاغذ نیز قرار گرفته و در ایتالیا طی پروژه ای تحقیقاتی کاغذی به نام کاغذ اکولوژیک باکاربرد تفاله
میکرونیزه به میزان 5 تا 15 % تهیه شده است. استفاده از تفاله در تولیداین کاغذ سبب اصلاح مقاومت
وخاصیت مکانیکی کاغذ شده است بدون آنکه در خواص اپتیکی آن تغییری ایجاد کند.
مطالعاتی در زمینه مصرف تفاله در سالم سازی فاضلابهای صنعتی حاوی فلزات سنگین نیز صورت پذیرفته
و از پکتین موجود در تفاله به عنوان تثبیت کننده کاتیونها استفاده شده است. تفاله چغندرقند غنی از
اسید فنولیک نیز هست ومحققان توانسته اند با آزاد کردن اسید فرولیک که 90 درصد اسید فنولیک
بر روی تفاله pycnoporous cinnalarinous موجود در تفاله را تشکیل میدهد وکشت قارچ
چغندرقند از آن وانیل تولید کنند.
تفاله چغندرقند به عنوان منبعی غنی از آرابینان وجانشین خوبی برای صمغ عربی نیز شناخته شده است.
امروزه از این ماده جهت اختلاط با سیمان به منظور جذب صدا نیز استفاده نموده اند. دکتر معظمی و
همکارانشان درایران طی تحقیقاتی برروی این ماده و استفاده از سویه ای از آسپرژیلوس در سیستم های
تخمیری با بستر جامد ونیمه جامد موفق به تولید آنزیم پکتیناز (پلی گالاکتوروناز) که مصرف فراوانی در
براساس وزن ماده خشک ) g/lit صنایع تولید آب میوه وکنسانتره دارد شده اند. در صورتی که تفاله با 122
اتانول تولید میشود. در این g/lit 0/1 از آنزیم پکتیناز و سلولاز تخمیر شود بیش از 40 v/v تفاله) و
تخمیرها از سه باکتری اشیرشیاکلی - کلبسیلا اکسی توکا و اروینیاکرسانتمی جهت کشت استفاده
میشود.بحرینی وهمکاران نیز در دانشگاه فردوسی مشهد با کشت آسپرژیلوس نیجر و تریکودرماویریده بر
روی تفاله چغندرقند واستفاده از تخمیر بستر ثابت موفق به تولید اسید سیتریک از تفاله شدند.
باگاس
آنچه پس از استخراج قند در دستگاههای پرس از نیشکر باقی می ماند تفاله نیشکر یا باگاس نامیده میشود.
- 300 کیلوگرم باگاس (تفاله نیشکر) با رطوبت 55 - به طور معمول از هرتن نیشکر ورودی به آسیا 320
%50 بدست می آید.این ماده ارزشمند موارد مصرف فراوانی دارد که از جمله آنها می توان به استفاده در
صنایع کاغذ سازی، تولید نئوپان ، تخته ، فورفورال و .... اشاره کرد.
هزینه چوب مورد نیاز جهت تولید یک تن خمیر کاغذ چاپ وتحریر حدود یک میلیون ودویست هزارریال
وهزینه تامین باگاس برای تولید مقدار مشابه کاغذ فقط صدوچهل هزارریال می باشد بنابراین هزینه تامین
چوب حدود هشت ونیم برابر باگاس است. با توجه به محدودیت منابع و لزوم تامین کاغذ مناسب چاپ
وتحریر، باگاس منبع بسیار مناسب وارزان قیمتی جهت تولید کاغذ به حساب می آید. در ادامه ویژگیها
وخصوصیات الیاف وترکیبات شیمیایی باگاس و چوب پهن برگان را مشاهده می نمائید.
ویژگیها وخصوصیات الیاف وترکیبات شیمیایی باگاس و چوب پهن برگان

بسیاری از کارخانجات تولید کننده شکر نیشکری مقداری از باگاس تولیدی خود را جهت تولید نیرو و به
عنوان سوخت مصرف می کنند. این کارخانجات اغلب از این ماده جهت تولید برق اضافی وصدور آن به
شبکه سراسری برق استفاده می نمایند. لازم به ذکر است که با سوزاندن باگاس در کوره بخار میتوان
نسبت به هر تن نیشکر مصرفی 112 کیلووات ساعت برق تولید کرد. البته رطوبت باگاس قبل از مصرف در
50 % کاهش یابد. - کوره های بخار باید به 45
استفاده از باگاس در تولید مواد عایق کننده جهت خانه سازی نیز اولین بار در سال 1922 در ایالت
لویزیانای امریکا متداول شد وسپس گسترش پیدا کرد.از این ماده در تولید خوراک دام، کود باغبانی، تهیه
بستر دامداریها ومرغداریهای صنعتی و نیز به عنوان جاذب مواد محترقه در مهمات سازی نیز استفاده شده
است. این ماده بعنوان بستر مناسبی جهت تولید قارچ خوراکی نیز شناخته می شود.
به دلیل آنکه این ماده غنی از مواد آلی است ماده اولیه مناسبی جهت فرآیند تولید متان به طریق زیستی و
30-40 ودارای % CO 60 % متان، 2 - تولید شده از باگاس حاوی 70 Biofuel . بی هوازی نیز می باشد

4000 وراندمان سوختی حدود 60 % می باشد.

اسید، جیبرلیک اسید، آلکانوئیدها وآنتی بیوتیک هایی نظیر پنی سیلین، ترکیبات معطر، L-glutamic
اسیدهای آلی، آنزیم ها و پیگمانهای زیادی از باگاس نیشکر تولید شده اند. با استفاده از روشهای تخمیری
از این ماده آنزیم هایی نظیر سلولاز، پراکسیداز، زایلاتاز و... نیز تولید شده، به عنوان مثال باکشت SSF
بر روی باگاس وروش Aspergillus.SP و Trichoderma.SP و Penicillium.SP قارچهای
میتوان به خوبی آنزیم زایلاناز را تولید کرد. این آنزیم از جمله آنزیم های مهم تخریب مواد SSF تخمیری
گیاهی نظیر سلولز است.
محققان همچنین در تحقیقی به این نتیجه مهم دست یافتند که میتوان از باگاس نیشکر بعنوان یک ماده
حمایتی جهت رشد درختان سیب استفاده کرد. در این تحقیق استفاده از این ماده سبب بهبود کیفیت در
زمان رشد و کاهش هزینه های تولید شد.
ذغال فعال که ماده مصرفی بسیار مهمی است نیز از باگاس نیشکر تولید شده است. تولید آن از باگاس
مقرون به صرفه ودرجه رنگبری آن با ذغال فعال تهیه شده از ذغال سنگ مشابه است.
فیلتر کیک (گل کربنات کلسیم )
در کارخانجات قند چغندری ونیشکری از آهک به عنوان یک ماده واسطه ارزانقیمت ودردسترس جهت
به صورت کربنات کلسیم در CO جداسازی مواد غیرقندی استفاده می کنند. این آهک با تزریق گاز 2
صافی ها ازشربت جدا می شود.
فیلتر کیک (گل کربنات کلسیم) در کارخانجات نیشکری حاوی ذرات ریز فیبرنیشکر، آهک، ذرات خاک؛
فسفات ، واکس چربی وپروتئین به همراه سایر مواد غیرقندی است. به طور متوسط از هر 100 تن نیشکر
3 تن از این ماده بدست می آید.این ماده نیز موارد مصرف گوناگونی دارد. در تحقیقی که در - برداشتی 4
74 در استان خوزستان صورت گرفت چنین نتیجه گیری شد که کاربرد فیلتر کیک - سال زراعی 75
وباگاس در اراضی سنگین زیرکشت نیشکر سبب ارتقاء کمی وکیفی محصول میشود. استفاده از این ماده در
مقایسه با باگاس افزایش عملکرد بیشتر نیشکر در هکتار را در پی دارد.
این ماده فسفر ونیتروژن فراوان داشته وحاوی روی، منگنز ومس قابل استفاده برای گیاهان وماده اولیه خوبی جهت تولید
کود آلی میکروبی است. در جدول زیر مواد غذایی موجود در گل صافی ومخلوط گل صافی وخاکستر دیگهای بخار قابل

مشاهده است :

از فیلتر کیک جهت تهیه کمپوست (کود آلی میکروبی) نیز استفاده میشود. عموما کمپوست تهیه شده از
بقایای نیشکر به چهار طریق زیر تولید می گردد:
یک قسمت باگاس / 2 قسمت فیلتر کیک / 1 قسمت کود حیوانی
1 قسمت برگ وسرشاخه نی / 2 قسمت فیلترکیک / 1 قسمت کود حیوانی
3 قسمت فیلتر کیک/ 1 قسمت کود حیوانی
0 قسمت برگهای حاوی ازت / 2 قسمت باگاس / 1 قسمت فیاتر کیک/ 3قسمت کودحیوانی / 15
استفاده از کمپوست در خاکهای سنگین دانه بندی وتخلخل خاک را بهتر و نفوذپذیری وتهویه خاک را
بهبود می بخشد. این ماده حالت چسبندگی خاک و مقاومت آن در برابر ماشین آلات را کاهش می دهد و
به این ترتیب عملیات زراعی با انرژی کمتری روی خاک انجام میشود. این ماده علاوه بر آنکه سبب جذب
حرارت وگرم نگه داشتن خاک میشود به حاصلخیزی خاک کمک نموده و مصرف آن در خاکهای بکر
وکویری سبب احیاء واصلاح خاک وافزایش مقاومت گیاهان به امراض مختلف می شود.
و تولید پودر آهک میکرونیزه مصرفی صنایع مختلف نظیر SSF از گل صافی به عنوان ماده اولیه تخمیر
کابل سازی و.... نیز استفاده میشود. از این ماده در جیره خوراک دام نیز استفاده ، PVC ، لاستیک سازی
شده است.
گل کربنات کلسیم حاصل از کارخانجات قند چغندری نیز به عنوان کود در اراضی کشاورزی به مصرف
رسیده است. مقدار عناصر غذایی گل کربناته برحسب نوع چغندر وسنگ آهک مصرفی متفاوت است.
جدول زیر عناصر موجود در یک تن گل صافی به صورت تازه را نشان میدهد.

کم از افزایش اسیدی شدن زمین جلوگیری وتاثیر عناصر مضری PH کود دهی کلسیمی بر روی زمین با
نظیر آلومینیوم ومنگنز را کمتر می کند و به عبارتی قابلیت دسترسی به عناصر لازم نظیر فسفر وبر در مواد
غذایی افزایش یافته وخصوصیات فیزیکی زمین بهبود می یابد. شرکت کشت وصنعت جوین در ایران از این
ماده در اراضی کشت خود استفاده نمود که نمونه ای از نتایج حاصله را در جدول زیر مشاهده می کنید.

ملاس:
ملاس از جمله دیگر محصولات فرعی صنعت قند است که ماده اولیه تولیدات ارزشمند فراوانی است . این ماده
شربت غلیظی است که در جریان طبخ وتبلور به عنوان آخرین پساب خط تولید، تولید میشود و به آسانی نمی
4% وزن چغندرمصرفی - توان قند موجود در آن را استخراج کرد. میزان ملاس تولیدی در کارخانجات چغندری 7
2 وزن نیشکر مصرفی است. ملاس برحسب مبداء تولید ونوع ماده اولیه چغندر /7-3/ ودر کارخانجات نیشکری% 7
یا نیشکر دارای مشخصات متفاوتی است. ملاس نیشکر قند انورت ، سدیم وکلسیم زیادتر وطعم مطلوبتری دارد.
در جدول زیر ترکیبات اصلی ملاس چغندرقند ونیشکر را ملاحظه می نمائید:

عموما بدلیل آنکه ملاس تولیدی کارخانجات قندوشکر یک ماده تامین کننده انرژی تکمیلی وپروتئین خام و
دارای ویتامین ها واملاحهای مختلف می باشد منبع بسیار خوبی برای تامین خوراک دام به حساب می آید. این
ماده یا به صورت مستقیم به مصرف خوراک دام می رسد ویا آنرا با ترکیب با سایر محصولات نظیر تفاله، باگاس،
پیت، کاه، گندم وجو به مصرف دام می رسانند.

است که خود به عنوان ماده غذایی یا افزودنی (SCP) این ماده هم چنین منبع خوبی جهت تولید پروتئین تک یاخته ای
خوراک دام مصرف میشود.
اسید استیک ، اسید سیتریک ( دارای کاربرد درصنایع غذایی)، اسید فوماریک (کاربرد در تولید رزین)، ایتاکونیک اسید
(کاربرد درصنایع پلاستیک) ، اسید گلوکونیک، لاکتیک اسید (انتقال دهنده) وکوجیک اسید (مورد استفاده در ساخت قارچ
و حشره کش) از جمله اسیدهای آلی هستند که به طریق تخمیری ا زهرا عباسی
ز ملاس چغندرقند حاصل میشوند.
نیز بسیار موفقیت آمیز بوده است. همچنین S.Cervisiae تولید شربت فروکتوز غلیظ با استفاده از واسطه ملاس و
واستفاده از ملاس بعنوان واسطه R.glutinis نظیر Rhodotorula.sp محققان توانسته اند با کشت بعضی از انواع
تغذیه؛ بتاکاروتن تولید کنند.
امکان پذیر propionbacterium نیز از طریق تخمیر دو مرحله ای ملاس واستفاده از B اسید پروپیونیک و ویتامین 12
است.
بتائین نیز که ماده ای موثر برسطوح باکتریهاست وبه عنوان قارچ کش ، حشره کش ، ضد زنگ وحلال در صنایع نساجی
کاربرد دارد باروش تبادل یونی بصورت کلرهیدرات بتائین از فاضلاب آبهای قندگیری از ملاس وصنایع تخمیری مصرف
کننده ملاس جداسازی شده است.
نیز از تولیدات ارزشمند حاصل از تخمیر هوازی دومرحله ای ملاس (Saccharomycess Cervisiae) خمیر مایه
است.برای استفاده از ملاس در عملیات تخمیر لازم است در ابتدا ناخالصی های آن کاهش یابد. الکل (اتانول) از دیگر
محصولات جنبی تولید ملاس است. میتوان گفت تقریبا از هر هکتار چغندرقند یا نیشکر 3000 تا 8500 لیتر الکل بدست
می آید.
به دلیل افزایش قیمت سوختهایی نظیر نفت واهمیت مساله آلودگی هوا و قراردادهای به امضا رسیده جهت همکاری در
امروزه اتانول به عنوان سوخت مورد CO اجرای مفاد پروتکل کیوتو و نیز جلوگیری از اشاعه گازهای گلخانه ای مخصوصا 2
توجه قرار گرفته است. کشورهایی نظیر برزیل برنامه تولید اتانول از نیشکر را از سال 1975 به اجرا درآورده اند. درسال
1975 از هر هکتار نیشکر 2000 لیتر الکل تولید می کردند. این رقم در سال 1999 به 5500 لیتر الکل در هر هکتار
0 میلیارد لیتر اتانول صادر می کند وبسته به نیاز خود و با برنامه ریزی جهت تولید این /5- رسید. اکنون برزیل سالانه 1
محصول اثرات بسیار مهمی بر قیمت شکر وبازار جهانی محصول می گذارد.
جمع بندی
همانگونه که دراین مختصر اشاره شد، امروزه محصولات جانبی کارخانجات قندوشکر نه به عنوان ضایعات بلکه به عنوان
مواد ارزشمند مورد استفاده در صنایع مختلف شناخته شده و کاربرد دارند و در صورت برنامه ریزی مناسب جهت بازیافت
آنها علاوه بر حفظ محیط زیست وایجاد درآمدی جانبی برای کارخانجات قند، ماده اولیه بسیاری از صنایع وابسته نیز تامین
واین صنایع رونق خواهند یافت. با آنکه اقداماتی در این زمینه در کشور ما صورت پذیرفته ولی امید می رود با درک بهتر
اهمیت فراوان مصرف این مواد در تولید محصولات ارزشمند، مورد نیاز و پرفایده در کشور زمینه کاربرد بیشتر آنها به
بهترین نحو فراهم شود.

روشهای نوین بازیافت وکاربردهای جدید ضایعات کارخانجات قندوشکر

مطالب مشابه :

شرکت قند و شکر

شرکت کشت و صنعت کارون

روشهای نوین بازیافت وکاربردهای جدید ضایعات کارخانجات قندوشکر

فورفورال

موارد استفاده از تفاله چغندر

چندسازه چوب پلاستیک (4)

لیست طرح های توجیهی قابل دانلود ( طرح توجیهی رایگان)

رشته مدیریت صنایع:ضایعات قندی در صنعت تولید شکر

مقاله های کشاورزی

ارائه و دانلود طرح توجیهی تولید و کسب کار و کارآفرینی مشاوره وام و ضمانت بانکی سود بیشتر و مشاغل پر