شکر و انواع آن

شکر تولیدی قند کرج

 

 شکر از چغندر قند یا نیشکر استخراج می شود و ۹۹ درصد آن از ساکاروز تشکیل شده است. انواع مختلفی از شکرسفید وجود دارد که تفاوت اصلی آن ها در اندازه ی ذرات شکر می باشد .
این تفاوت در اندازه ی ذرات ، به شکر ویژگی های متفاوتی داده و آن را برای استفاده در انواع مختلفی از دستورهای قنادی مناسب می کند.


تمام این انواع قدرت شیرین کنندگی یکسانی دارند و از ساکاروز تشکیل یافته اند، به جز پودر قند که سه تا ۵ درصد نشاسته ذرت نیز به آن اضافه شده است.


شکر بینهایت ریز:

همان شکر معمولی است که در اثر آسیاب کردن ، اندازه دانه های آن ریزتر شده و در نتیجه بافت نرمتری پیدا کرده است. این نوع شکر سریعا در مایعات حل می شود و در تهیه کیک ها ، سوفله ها ، مرنگ ها ، موس ها و… کاربرد دارد .

شکر خیلی ریز:

اندازه ذرات این نوع شکر ما بین شکر بینهایت ریز و شکر معمولی است و در تهیه کیک ها ، پودر کیک های آماده و … کاربرد دارد. شکر معمولی، شکر سر سفره، شکر سفید کریستالیزه، شکر ریز: متداول ترین و پرکاربرد ترین نوع شکر می باشد .
در صورتی که شکر در شرایط مناسب و در بسته بندی های نفوذ ناپذیر در برابر رطوبت نگهداری شود ، قابلیت نگهداری نامحدودی خواهد داشت . شکر معمولی در تهیه کیک ها، شیرینی ها ، آب نبات ، کارامل و … کاربرد دارد.

 

شکرهای متوسط تا درشت:

این دسته از شکرها بسته به اندازه ذرات نام های مختلفی داشته و به دلیل مقاومت در برابر حرارت پخت ، اغلب برای پاشیدن بر روی محصولات قنادی استفاده می شوند. پودر قند

پودر شکر یا نثار:

پودر شکر بسیار نرم تر از شکر دانه ریز است و با آسیاب های خانگی قابل تهیه نیست. پودر قند به دلیل اندازه ریز ذراتش به راحتی و در هر دمایی با آب یا روغن مخلوط می شود و در تهیه انواع آیسینگ ها ، خمیر فوندانت و … کاربرد دارد. شکر های معطر یا رنگی: شکر های رنگی با افزودن رنگهای مجاز خوراکی به شکر معمولی یا پودر قند تهیه شده و اغلب جنبه تزئینی دارند. شکرهای معطر نیز با افزودن مواد معطری مثل دارچین ، وانیل ، پوست مرکبات و.. به شکر تهیه می شوند.

sugar in a wooden spoon

صنایع قند و شکر در ایران

شرکت تکفا با در اختیار داشتن کارشناسان با تجربه ایرانی و خارجی و همکاری با شرکتهای معتبر اروپائی زیر در قالب نمایندگی ، ارتباطات گسترده ای با صنایع غذائی بخصوص صنایع قند و شکر ( چغندری ، نیشکری و تصفیه شکر ) در ایران و کشورهای همسایه دارد.

شرکت تکفا با همکاری شرکتهای خارجی و داخلی تاکنون تامین کننده انواع ماشین آلات صنایع قند شامل برج دیفوزیون ، آسیاب خلال ، سانتریفوژ ، پرس تفاله و شربت ، فیلتر پرس ممبران ، کوره بخار و توربین ، اواپراتور و مبدلهای حرارتی ، شکر خشک کن ، تفاله خشک کن ، پرسهای تفاله تر و خشک ( پلت پرس ) و …. و همچنین سایر تجهیزات مربوطه ( مانند پمپ ، لوله استنلس استیل ، تیغه آسیاب خلال ، تجهیزات آزمایشگاه و … ) جهت اکثر کارخانجات قند ایران مانند گروه صنایع قند اتکا ( میان دو آب ، اسلام آباد … ) ، گروه صنایع قند بنیاد ( قزوین ، اصفهان ، چهار محال … ) ، گروه صنایع قند آستان قدس رضوی ( آبکوه ، تربت حیدریه … ) ، قند فریمان ، شیرین ، آبکوه ، قهستان ، بیستون ، جوین ، تربت جام ، نقش جهان و … بوده است .

همچنین تاکنون کارشناسان مختلفی از شرکتهای سازنده به منظور نظارت بر نصب و راه اندازی تجهیزات ، بررسی و رفع مشکلات تولید و بهره برداری و نیز بهینه سازی خطوط تولید ، انرژی و آب به ایران اعزام گردیده اند . با توجه به ارتباط خوب این شرکت با تعدادی از کارشناسان فنی و با سابقه بازنشسته از شرکتهای مختلف ماشین ساز اروپائی و همچنین کارشناسان با تجربه ایرانی ، امکان تامین و مشاوره جهت رفع مشکلات خطوط تولید و یا تامین دانش فنی با قیمتهای پائین تر از قیمتهای معمول میسر  میباشد .

 
  
 به منظور ارائه سرویسهای مورد نظر شرکت تکفا همکار و نماینده شرکتهای زیر در ایران میباشد :
 
 
 

شرکت HAWAROMA آلمان ؛
تامین کننده ماشین آلات نو و دست دوم جهت صنایع قند و شکر با بیش از ۲۰ سال سابقه فعالیت
 
 
 
 
شرکت AMANDUS - KAHL آلمان ؛
سازنده انواع پلت پرس ،میکسر ، اکسترودر ... جهت صنایع غذائی ، شیمیائی ، کود و خوراک دام
 
 

شرکت STORD نروژ ؛
سازنده انواع پرسهای تفاله تر افقی ، جهت آبگیری از تفاله
 


شرکت BMA آلمان ؛
تامین کننده ماشین آلات و دانش فنی جهت صنایع شکر ( نیشکر ، چغندر ) و نشاسته 
 
 
 
شرکت S.L.S آلمان ؛
تامین کننده انواع تجهیزات آزمایشگاهی بخصوص جهت صنایع قند و شکر  
 
 
 
 شرکت ESCON آلمان ؛
تامین کننده دانش فنی و مهندسی جهت صنایع شکر مایع و رنگبری به روش یونی ( رزینی )  
 
 

شرکت HOESCH-LAROX آلمان ؛
سازنده انواع فیلتر صفحه ای و ممبران جهت صنایع غذائی و شیمیائی
 

ماشین آلات کارخانجات قند و شکر

ماشین آلات


شرکت هایی در ایران با همکاری شرکتهای اروپائی و داشتن دفاتر همکاری در آلمان و مالزی تجهیزات زیر
را برای صنایع قند و شکر ایران و سایر کشورها بصورت نو و یا دست دوم تامین نموده است :
 . سیستم های تخلیه
، شستشو و انتقال چغندر
. آسیال خلال
. برج دیفوزیون
. سیسنم های آهک خور و تصفیه شربت
. سیستم های رنگبری
. انواع فیلتر
. اواپراتور
. کریستالیزاتور
. سانتریفوژ
. شکر خشک کن
. الک شکر
. ماشین آلات تولید قند حبه
. ماشین آلات تولید قند کله
. ماشین آلات بسته بندی و پالتایزر همچنین
:. کوره بخار / بویلر
. توربین بخار
. پرس آبگیری تفاله تر
. تفاله خشک کن
. پلت پرس
. فیلتر پرس ممبران. پمپ ( جهت شربت ، کوره بخار ، گاز Co2    ، … ). انواع الکتروموتور.
تجهیزات آزمایشگاه
. لوله استیل و اتصالات فلزی
. مواد شیمیائی مورد کاربرد در صنایع قند و شکر هم اکنون لیست کاملی از ماشین آلات و تجهیزات دست دوم صنایع قند اروپا موجود میباشد که برای دریافت لیست بروز شده ، با دفاتر این شرکت لطفا تماس حاصل نمائید . همچنین به منظور کسب اطلاعات بیشتر از ماشین آلات دست دوم موجود در اروپا میتوانید از آدرس اینترنتی این شرکت به شرح زیر موارد مورد نیاز را جستجو نمائید
:www.alibaba.com/member/partkasel.html

تولید الکل

الکل ها را میتوان اجسامی دانست که از اختلاف یک ئیدروژن ئیدروکربوربا رادیکالOH بدست می ایند. بنابراین الکل ها بطورکلی مشتقات استخلاف شده ئیدروکربورهای اشباع شده یا نشده و بارادیکال OH هستند. الکل ها با آنکه قلیاها رادیکال اکسید پل دارند با این همه اجسامی خنثی هستند. ممکن است رادیکال OH در زنجیریا حلقه کربوری چند بار تکرار شود که در این صورت جسم یک الکلی، دوالکلی و چند الکلی بدست می آید. بر حسب جایگزینی ئیدروژن های یک ئیدروکربور با رادیکال OH میتوان الکل هارا به سه طبقه تقسیم کرد.
١- الکل های نوع اول که از جایگزینی یک اتم ئیدروژن مربوط به کربن نوع اول یعنی رادیکال یک ظرفیتی ۳ CH بدست می آید. این الکل هارا با فرمولH C2 HO نشان داده میشوند.
٢- الکل های نوع دوم که از جابجایی یک اتم ئیدوژن مربوطه به کربن نوع دوم یعنی رادیکال دو ظرفیتی ۲ CH بدست می آید و عامل این نوع الکل ها توسط گروه OH HC نمایش داده میشود.
٣- الکل های نوع سوم که از جایگزینی یک اتم ئیدروژن مربوط به کربن نوع سوم یعنی رادیکال سه ظرفیتی HC مشتق میگردد. عامل این نوع الکل با گروه COH نمایش داده میشود. الکل ها دارای خواص فیزیکی وشیمیایی بسیارند که شرح آن در این طرح نمی گنجد. تنها به ذکر این نکته کفایت میشود که در یک الکل چند تائی ممکن است چندین عامل الکلی در یک ملکول وجود داشته باشد که به عنوان مثال میتوان از ضدیخ که دارای گلیکول که دو عامل الکلی در یک ملکول آن وجود دارد و یا گلیسرولها که دارای سه عامل الکلی میباشند نام برد. گلیسیرین نیز نوع دیگر الکل سه عاملی است که دارای دو مرتبه الکل نوع اول و یک مرتبه الکل نوع دوم میباشد و گرچه در زمان تخمیر به میزان اندکی ایجاد میگردد لیکن بیشتر ساختمان اصلی تمام مواد چربیها را تشکیل میدهد.
گرچه الکل ها بصورت مایع میباشند لیکن می تواند بصورت جامد نیز وجود داشته باشند. الکل های زنجیری معمولی بدون انشعاب تا ۱۶ C مایع و بعد از آن جامدند. همچنین الکل های نوع سوم که در فوق به آن اشاره شد همگی جامد میباشند . از نظر لغوی باید گفت که الکل لغتی است که در قرن شانزدهم ازالکهحل عربی عاریه گرفته شده است. محمد زکریا رازی نخسیتن کسی است که از تقطیر شراب یکی از انواع الکل اتیلیک را بدست آاورد و آن را الکل نامید. لیکن ترکیب اصلی این الکل تا سالها بعد از قرون وسطی وکشف آن نامشخص بود تا بالاخره درسال ١٨۵۴ میلادی توسط برتلو ترکیب مصنوعی آن کشف گردید. این مایع تقریبا بیرنگ است و به فرمول شیمیایی۲ H C5 HO با وزن ملکولی ۴۶/۰۷ بوده و میتواند بهرنسبتی با آب مخلوط گردیده که این عمل همیشه با ایجاد گرما و نقصان حجم همراه است. الکل اتیلیک دارای بوی تند و مشخصی بوده و در۷۸/۳درجه سانتیگراد در شرایط معمولی جوشیده میشود.
C6 H12 O6 2C2 H5 OH + 2CO2 + 276K-J.Energy
وزن مخصوص الکل اتیلیک در٢٠ درجه سانتیگراد حداکثر۰/۸۰بوده و به آسانی با شعله آبی سوخته و گاز کربنیک تولید مینماید. بر اساس کتاب مقررات و واردات منتشره درسال ٧۶ شماره های تعرفه کالای مزکور۲۲/۰۷ و۲۲/۰۸ بوده و دارای ٣٠ ٪ حقوق گمرکی و٧٠٪سود بازرگانی است ناگفته نماند که بر اساس تعرفه مذکور ورود اتانل ١٠٠ درصد خالص با موافقت بازرگانی پس از کسب نظر وزارت بهداشت درمان وآموزش پزشکی مجاز است.

انواع الکل اتیلیک
الکل اتیلیک بر سه نوع است:
الکل اتیلیک طبی یا معمولی
الکل اتیلیک مطلق
الکل تقلیبی
نوع اول این الکل که توضیحات آن قبل داده شده دارای حداقل ۹۶ درصد حجمی
OH 5H 2C بوده وبعنوان الکل طبی مورد استفاده قرار میگیرد.
نوع دوم یعنی الکل اتیلیک خالص یا مطلق مایعی بیرنگ، زلال وفوق العاده جاذبه الرطوبه با بوی مخصوص بوده که قابلیت اختلاط آن با آب، اترو کلروفرم زیاد میباشد، الکل مطلق حاوی ۹۹/۴ تا ۱۰۰ درصد حجمی یا ۹۹ تا ۱۰۰ درصد وزنی OH 5H 2C است که مانند الکل معمولی بسهولت قابل اشتعال بوده وبا شعله آبی میسوزد. وزن مخصوص این الکل در ٢٠درجه با الکل اتیلیک معمولی متفاوت وبین ۰/۷۹۴ تا ۰/۷۹۳ میباشد.
نوع سوم یعنی الکل تقلیبی ،الکل اتیلیکی است که به آن مواد مجاز تقلیب کننده اضافه نموده و در نتیجه خلوص آن از بین رفته و مصرف آن بعنوان یک الکل طبیعی و خالص غیر مناسب است ناگفته نماند که الکل تقلیبی نیز بر دو نوع است: الکل اتیلیکی که به طور کامل تقلیب شده و پس از تقلیب حداقل درجه الکلی آن ۹۰ درجه بوده و برای مصارف سوخت و لاک الکل و سایر صنایع به کار برده میشود.و دیگری الکل اتیلیک که به طور مخصوص تقلیب شده و پس از تقلیب حداقل درجه الکلی آن ۹۶ درجه بوده و در موارد بهداشتی و آرایشی به کار میرود.

استاندارد ملی و جهانی تولید الکل
الکل اتیلیک یا اتانول که در پزشکی به کار برده میشود و میبایستی از نظر کیفیت از یک مجرای صحیح قانونی عبور نموده تا به راحتی بتواند مورد مصرف قرار گیرد به همین منظور موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران با یاری جستن از متخصصان فن و به کار گیری استاندارد مورد تائید سایر کشورهانظیر هندوستان جهت ویژگی های اتانول استانداردی به شماره ١۶١ تدوین نموده است. در ذکر مشخصات مورد نظر علاوه بر استاندارد کشور هند از استانداردهای دیگر ایران شماره های ٣٣٧ فارماکوپه آمریکا ١٩٧٣ واستانداردهای ٣٢١ سال ١٩۶۴و ٣٧۵٣ سال ١٩۶٧ هندوستان نیز استفاده شده است .بر اساس استاندارد تدوینی و ویژگی های الکل و مشخصات فیزیکی و شیمیایی آن به شرح زیر بوده و کارخانجات تولید کننده الکل موظف به رعایت دقیق آنها میباشند.علاوه بر کیفیت محصول در مورد نوع بسته بندی و نشانه گذاری و ظروف بسته بندی نیز در این استانداردمشخصات لازم داده شده است که در صفحات بعد در زیر عنوان بسته بندی و مواد بسته بندی به آنها اشاره خواهد شد.رعایت استاندارد الکل در سیستم تولید اجباری بوده و عدم توجه به آن مواجه با برخوردهای قانونی خواهد شد.ضمناًهمانگونه که ملاحظه میشود بین بعضی از مشخصه های الکل طبی با الکل مطلق تفاوتهایی وجود دارد که ازجمله آن میتوان به درجه الکلی،باقیمانده تبخیر ،الدئیدو غیره اشاره نمود.

چگونگی بکارگیری بعنوان کالای واسطه ای و مقایسه کالای قابل جانشینی با محصول اصلی
الف: الکل صنعتی دارای انواع گوناگون بوده و الکل به دو دسته کلی الکل طبی (سفید) و الکل صنعتی تقسیم میگردد.
در صنایع مختلف نظیر رنگ سازی، تولید لاک و صنایع شیمیایی مصرف میشود نسبت به رعایت عامل ارزانی و عوامل رقابت در بازار عمدتا الکل صنعتی را از چوب بی مصرف و کارخانجات، نظیر خاک اره و غیره با ئیدرولیزکردن آن بوسیله اسید بدست می آورند. لیکن در پاره ای از کشورها الکل را از مواد قابل استفاده در تهیه الکل طبی مانند ملاس چغندرقند در بریتانیا و ذرت در ایالات متحده امریکا بدست آورده و به منظور غیرقابل شرب نمودن آنها مقداری الکل متیلیک بان می افزایند. آشامیدن الکل متیلیک خالص و الکل صنعتی عواقب نامطلوبی داشته و میتواند به مرگ یا کوری منجر گردد. الکل متیلیک نخستین بار بصورت محصول فرعی زغال چوب از تقطیر خشک (بدون مجاورت با هوا)چوبهائی مانند افرا و بلوط بدست آمد به همین جهت آنرا الکل چوب نیز میگویند. این نوع الکل که بعنوان الکل صنعتی یا الکل چوب یا الکل متیلیک خوانده شده و شرح آن بطور مختصر آمد امروزه بطریقه سنتز تهیه شده و علاوه بر تقلیب الکل اتیلیک برای تهیه فرمالدئید، ضد یخ اتومبیل و تهیه بسیاری از رنگها و مواد داروئی بکار برده میشود.
ب: نوع دیگر الکل که موضوع طرح حاضر است الکل اتیلیک یا اتانول میباشد. این نوع الکل در اسانس گل سرخ بحالت آزاد و بشکل اتوسل در بسیاری از مواد طبیعی پیدا میشود. علاوه برآن الکل اتیلیک یا الکل معمولی از اقسام الکل بوده که در همه نوشابه های خمری مانند شراب وجود دارد و به آن الکل سفید یا الکل طبی نیر میگویند.الکل اتیلیک در صنایع داروئی و پزشکی بعنوان الکل طبی مورد استفاده قرار میگیرد. امروزه با توجه به افزایش روز افزون مصرف الکل در صنایع داروسازی و غیره و از طرفی کافی نبودن منابع اولیه تولید آن نظیر انگور و میوه های دیگر برای تولید الکل از ملاس چغندرقند که دارای قند کافی می باشد استفاده می نمایند. علاوه برآنچه گفته شد مجددا ذکر میگردد که موارد مختلف مصرف اتانول بصورت زیر خلاصه میگردد:

  • بعنوان ماده ضد عفونی کننده
  • بعنوان حلال
  • بعنوان ماده اولیه درجه دوم
    از این جهت با توجه به اشکالاتی که در پاره ای از موارد در سر راه دستیابی به این ماده برای مصارف مختلف وجود دارد، دانشمندان برای هر مورد کالای جانشینی خاصی سنتز نموده اند لیکن در مورد استفاده از این ماده بعنوان ماده اولیه و ثانویه و یا هنوز موفق به یافتن محصول مشابه نشده اند و یا از نظر اقتصادی ویا شرایط تولیدی کالای مناسب راه نیافته اند. بطور مثال الکل بعنوان ماده اولیه در تولید اسیداستیک صنعتی که توسط دستگاه اسیتاتور صورت میگیرد و یا استالدئید بعنوان ماده ثانویه مورد استفاده قرار میگیرد. که از آنجا که در فرمول شیمیائی داخل میشود تاکنون بهترین ماده بوده و کالای جانشینی برای آن تعیین نشده است لیکن در پاره ای دیگر از موارد نظیر استفاده ماده ضدعفونی کننده کالاهای قابل جانشینی وجود دارد که به بتادین و فرمالین میتوان برای نمونه اشاره کرد . در مورد حلال، دهها مواد شیمیائی که در صنایع رنگ سازی وآرایشی بکار برده میشوند. کالاهایی قابل جانشینی الکل میباشند. ضمن آنکه دربعضی از موارد نظیرساخت لوزام آرایشی وداروهای پوستی تقریبا الکل بدون کالای قابل جانشین بوده وبدلیل تصعید سریع میتواند مواد خوشبوکننده آرایشی را درهوامنتشر نماید.
    روی هم رفته باید گفت که چنانچه صرفا بعنوان کالای جانشینی برای ماده ضدعفونی کننده واحدی ایجاد گردد و به تولید آن مواد نظیرفرمالین وغیره پرداخته شود، این کار ازنظراقتصادی تنها برای استفاده این منظور توجیه پذیرنمیباشد. لیکن چنانچه برای ساخت محصولات دیگر اقدام به تولید کالاهای قابل جانشینی الکل شود ( مانند تولید فرمالین برای ساخت ملامین، فرمالدئید و هگزامین) میتوان ازآنها بجای الکل استفاده نمود. لیکن الکل از نظر ماده اولیه دراغلب صنایع نظیرتولید اسید استیک صنعتی مناسبترین ماده اولیه میباشد نمی توان براحتی با حفظ جنبه های اقتصادی از کالاهای دیگری به جای آن استفاده نمود.

بازار فروش الکل
همانگونه که مشخص است اتانول از جمله کالاهائی است که از نظرتولید،فروش وقیمت تحت نظارت شدید دولت بوده وبا برچسب اداره اموراقتصادی ودارائی (باندول)فروخته میشود. بنابراین این کالا ازنظر فروش با سایر کالاها متفاوت است واز نظرقیمت نیز نمیتواند دررقابت قرارگیرد. قیمت اتانول تحت کنترل قیمت گذاری است وباقیمت تعیین شده بفروش میرسد. بعلت استفاده های غیراصولی که ازاین محصول ممکن است بعمل آید،خریداران برای کارخانه بایستی کاملا معین بوده ویا سهمیه های متناسب با مصرف کالا به آنها فروخته شود. خریداران این محصول داروخانه ها یا مراکز درمانی، بیمارستانها، آزمایشگاههای پزشکی و مراکز مشابه می باشند.

کد آیسک تولید الکل
ردیف عنوان کد آیسیک
۱ الکل اتیلیک ازملاس چغندرقند ۱۵۵۱۱۱۱۲
۲ الکل ها ۲۴۱۱۳۱۲۵۷۶

تعرفه گمرکی الکل
ردیف عنوان تعرفه گمرکی
۱ الکل ها ۲۹۰۵

معرفی روشهای تولید الکل
الکل اتیلیک به دو روش کلی تخمیر هیدوکربورها وروش سنتز نفتی انجام میگیرد. در روش نفتی از طریق ترکیب گازسنتز حاوی ئیدروژن ومنواکسید کربن ویا ترکیب اتیلن با آب در شرایط خاص صورت میگیرد. این روش بدلیل استفاده از تکنولوژی خاص آن که درایران وجود ندارد واز طریق تهیه ماشین آلات ولوازم خارجی مربوط به اجرای این نوع تکنولوژی وابستگی ارزی زیادی را برداشته وتاکنون نتوانسته است جای پای مناسبی برای عرضه شده برای خود باز نماید.خصوصا در کشورهایی نظیر ایران که مواد قندی وئیدروکربوری بعلت کشاورزی بودن آنها فراوان بوده و می توانند برای این منظور مورد استفاده قرار گیرند.
روش دیگر تولید اتانول که در جهان و در کشورهای درحال توسعه رایج بوده و مناسب سرمایه گذاری بصورت صنایع کوچک است روش تخمیری مباشد. در این روش عمدتا مواد اولیه را محصولات نشاسته ای و قندی نظیرغلات، سیب زمینی، باگاس نیشکر و ملاس چغندرقند( قبل ازورود به دستگاه استفن ) و محصولاتی نظیرآنهاتشکیل داده که از طریق تخمیر هیدروکربورهای مشتق از مواد قندی ونشاسته ای محصولات میتوان اقدام به تولید الکل اتیلیک نمود. درحال حاضربا توجه به وجود ٣٣ کارخانه قند از چغندرقند ودو واحد بزرگ قند از نیشکر در کشورملاس چغندرقند وباگاس به وفور وجود داشته و می تواند مورد استفاده واحدهای الکل کشی بعنوان ماده اولیه قرار گیرد. ازنظرماشین آلات نیز باید گفت که قسمت اعظم ماشین آلات مورد نیازقابل تامین وساخت درداخل کشور بوده وتنها قسمت تجهیزات وماشین آلات تقطیر نهائی خارجی خواهد بود که خرید آن به آسانی صورت گرفته ووابستگی خاصی ایجاد نمی نماید. لذا با مقایسه راحتی ووفور تامین مواد اولیه وماشین آلات روش مناسب تولید الکل اتیلیک، درحال حاضربرای ایران با استفاده از ملاس چغندرقند یا باگاس نیشکر، روش فرمانتاسیون می باشد.این روش نیز خود به٣ صورت روش مداوم وروش غیرمداوم وروش نیمه مداوم تقسیم میگردد. کارخانجات بزرگ دارای سیستم کانتینیوس (مداوم) بوده و اقدام به ورود ماشین آلات کامل از خارج نموده اند. در این روش کلیه اعمال فرایند بصورت اتوماتیک وسری انجام میگیرد و به دلیل استفاده از ماشین آلات تمام اتوماتیک و سیستمهای کنترلی دارای قیمت بالایی میباشد در روش غیرمداوم، بااستفاده از تجهیزات ابتدائی تولید بصورت بچ انجام میشودکه بدلیل راندمان و ظرفیت پایین از نظر اقتصادی برای یک واحد تولیدی مقرون بصرفه نمی باشد. روش سوم یا نیمه مداوم از ترکیبی از دو روش فوق بوجود آمده و دارای مزایای خاصی میباشد در این روش ضمن آنکه قیمت ماشین آلات خصوصا ماشین آلات تقطیرنهائی بمیزان قابل توجهی کاهش مییابد می توان محصول با کیفیت مناسب نیز عرضه نمود ویا سیستم مداوم (کانتینیوس)به رقابت پرداخت.

مراحل ومناطق و شیوه های کنترل کیفیت در تولید الکل
با توجه به آن که الکل در موارد مختلفی مورد استفاده قرار گرفته ودرپاره ای ازاوقات نظیرتولید سرکه به روش استاتوربعنوان ماده اولیه بکار برده میشود. لذاانجام عملیات کنترل کیفیت حائزاهمیت بوده و بایستی به آن توجه خاص نمود.
نظیر سایر صنایع، کنترل کیفیت در این محصول نیز می تواند شامل سه قسمت باشد: کنترل کیفیت مواد اولیه، کنترل در حین انجام پروسه تولید و کنترل کیفیت محصول نهایی.
کنترل کیفیت مواد اولیه
ملاس چغندرقند ماده اولیه اصلی بوده ومیبایستی از نظر درصدقند موجود درآن (معمولاً۵٠ درصد وزن را قند تشکیل می دهد) به گونه ای بوده باشد که از نظر اقتصادی بتواند مصرف گردد.همانطور که میدانیم در بعضی ازکارخانجات قند دستگاه قندگیری از ملاس نصب وقسمتی از قند موجود در ملاس را گرفته و ممکن است بقیه آنرا به عنوان ملاس به کارخانجات الکل کشی به فروش برسانند. این نوع ملاس برای تولید الکل چندان فایده نداشته وبایستی ملاس قندگیری نشده بکار برده شود که در زمان ورود ملاس به کارخانه بایستی کنترل کیفی شده ضمن آزمایشات دیگرازجمله قنداینورت، میزان قند موجود درآن مورد آزمایش قرار گرفته و تایید لازم صورت گیرد. مواد اولیه دیگرنظیر نمکهای امونیم واسید سولفوریک گرچه خود توسط واحدهای سازنده کنترل کیفی شده و نیازی به دقت بالا برای کنترل ندارد، لیکن ازآنجائیکه مصرف آنهابا درصدهای منطبق به میزان درصد خلوص هرکدام صورت میگیرد، لذا بصورت تصادفی بهتر است آزمایشات اولیه ای روی آنها صورت گیرد.درمورد مخمرباید گفت که مخمر اولیه که برای تکثیرخریداری می شود لازم است بطورجدی مورد آزمایش قرار داده شده درجه سلامتی مخمرها مشخص گردد. چراکه درغیراینصورت یک سری از عملیات مخمرسازی دچارمشکل شده و درسیستم انجام صحیح آن ایجاد شک می گردد.
کنترل کیفیت فرایند تولید
در مرحله بعد کیفیت کنترل پروسه عمل آوری و تکثیرمخمر،وتقطیرمدنظر بوده وبایستی به دقت صورت گیرد. درمرحله تکثیر مخمر،استرلیزاسیون محلول، درصد مواد مغذی افزودنی به محلول، درجه حرارت استرلیزاسیون، عملیات پرورش ثانویه و در نهایت وضعیت مخمرذخیره شده تحت کنترل کیفی قرار داده شود. برای این کاربا برداشتن نمونه هائی از محلول واندازه گیری درصد نمکهای افزودنی موجود درآن و شکر و همچنین کنترل درجه حرارت بطورتصادفی درحین پرورش و اسیدیته محلول قبل وبعد از افزودن اسیدسولفوریک بایستی صورت گیرد. علاوه برآن سرکشی به مخازن مخمرها وآزمایش روی سلامت مخمرهای موجود درمحل نگهداری و شرایط مناسب محیطی برای حفظ مخمر از تماس با میکروارگانیسم های دیگر واطمینان ازعدم آلودگی آنها از جمله مواردی است که میبایستی در زمان تولید در قسمت پرورش یوور انجام شود. کنترل کیفیت در قسمت تخمیر نیزازاهمیت ویژه ای برخوردار است . استریل شدن صحیح محلول کنترل PH و حفظآن در۴/۵-۴ درجه، کنترل درجه حرارت عملیات وزمان خنک شدن محلول از مواردی است که بایستی به آنها توجه شده وبرای کنترل کیفیت پروسه تخمیر لازم است درمراحل مختلف گفته شده نمونه هایی از مخلوط برداشته شده و درآزمایشگاه اسیدیته و دانسیته و مواد موجود در محلول اندازه گیری شده و درجه حرارت روی مخازن در چندین نوبت تست روی فرمهای مخصوصی که برای همین کار درنظر گرفته میشود ثبت گردد. پس ازآن در زمان اضافه نمودن مخمربه مخزن تخمیر مقداردرصد مخمری که باید افزوده شود کنترل گردد.درمرحله تخمیردرصدی الکل تولید می گردد که این مقدار باید اندازه گیری شده ونوسانات آن معین گردد تا چنانچه در اثر وجود مواد دیگردر واکنش اختلالاتی صورت گرفته شده باشد سریعا نسبت به اصلاح آن اقدام گردد. کنترل کیفیت در مرحله تقطیراولیه وتقطیر ثانویه جنبه دیگری از این عملیات است . در زمان تقطیراولیه درجه حرارت والکل بدست آمده ودر تقطیرثانویه درجه الکل نهایی بدست آمده، الکل های سنگین، مواد شیمیائی نظیر فرفورال وغیره که میبایستی در پروسه تقطیرنهایی جدا گردیده والکل فاقدآنها باشد آزمایش می شود.
کنترل کیفیت محصول نهایی
در نهایت محصول بدست آمده می بایستی الکل ٩۶ درجه باشد بایستی با برداشت نمونه هایی در زمانهای مختلف در آزمایشگاه مورد آزمایش قرار گرفته، مقداراستر، سرب، مس، الکل های مزاحم و خطرناک نظیر الکل متیلیک، کتن ها وسایر مواردیکه دردفترچه آزمایشات اجباری استاندارد درج گردیده است انجام پذیرد. حال که آزمایشات لازم برروی محلول نهایی صورت گرفت درصورت تایید می بایستی محصول به قسمت پرکن و بسته بندی انتقال داده شود. در این قسمت استفاده از بطریهای سفید ۶٠٠ سانتیمترمکعبی برای پرکردن الکل، تمیز بودن ظروف و کنترل دقیق مقداریکه بایستی در هر کدام از بطریها ریخته شود، درب بندی وانجام پلمپ لازم یا باندرول اداره کل امور اقتصادی و دارائی قسمت مالیاتهای مستقیم، نصب اتیکت با مشخصات اجباری که روی آن می بایستی درج شود و بالاخره کارتنهای ١٢ عددی برای بسته بندی آنها ازجمله مواردی است که توسط پخش کنترل کیفیت
باید مورد بازرسی ونمونه برداری جهت کنترل قرارگرفته درصورت وجود هرگونه اشکال از خروج محصول ازکارخانه جلوگیری بعمل آید. نصب اتیکت دولتی برروی درب بطری ها از جمله موارد حساسی است که باید قبل از هر چیز بدان توجه شود.

نگهداری بهینه واترجت صنعتی در فصل زمستان

دستگاه واترجت صنعتی به منظور شستشوی سطوح مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. این دستگاه که از آب پر فشار برای حذف آلودگی ها بهره می برد، بایستی به درستی نگهداری شود. امور نگهداری بهینه از واترجت در فصل زمستان از جمله مهمترین این اقدامات است که بایستی بطور دقیق توسط کاربر انجام گیرد. در ادامه مقاله، این اقدامات با جزییات تشریح می شود.
واترجت صنعتی و مزیت مهیا کردن آن برای زمستان
واترجت ها با بهره مندی از یک پمپ فشار قوی، آب را با فشار به سمت سطح پاشش می نمایند. با سرد شدن هوا، این دستگاه باید برای شرایط جدید مهیا شود. همچنین نگهداری بهینه دستگاه در این فصل باید مورد توجه قرار گیرد. انجام دادن این اقدامات، از خرابی احتمالی دستگاه جلوگیری نموده و موجب افزایش کارایی و طول عمر واترجت می شود. اقدامات پیشگیرانه، هزینه ناشی از تعمیر دستگاه یا تعویض قطعات را نیز به حداقل می رساند.

اقدامات لازم برای نگهداری از واتر جت در فصل زمستان
اقدامات آسان و سریعی که در ادامه بیان می شود، به منظور در امان ماندن بخش های مختلف واترجت صنعتی در فصل زمستان می باشد. بعضی از این اقدامات برای نگهداری طولانی مدت در انبار و بعضی دیگر برای استفاده از واترجت در هوای سرد پیشنهاد می شوند.
تخلیه آب دستگاه
هوای سرد موجب یخ زدن آب داخل مخزن واترجت و خرابی احتمالی پمپ می شود. بنابراین در صورتیکه قرار است واترجت مدت زمانی در انبار نگهداری شود، باید مخزن آب و مواد شوینده را تخلیه کنید. برای تخلیه پمپ دستگاه از آب، بعد از قطع کردن دستگاه از منبع آب و تخلیه مخزن، دستگاه را به مدت حدود یک دقیقه با فشار پایین روشن کنید و ماشه تفنگی را فشار دهید تا آب باقی مانده در مخزن بطور کامل از دستگاه بیرون بیاید. سپس لنس و دیگر تجهیزات را باز و خشک کنید و در یک مکان جداگانه نگهداری نمایید. دقت نمایید که دستگاه برای مدت زمان بیش از یک دقیقه در حالت بدون آب کار نکند.

تثبیت کردن مایعات درون دستگاه واترجت صنعتی
مایعات در آب و هوا سرد دچار یخ زدگی می شوند. بنابراین اگر قرار است دستگاه در فصول سرد سال استفاده نمایید، باید از یخ زدن آب جلوگیری کنید. برای این کار، ابتدا مایع ضد یخ را داخل مخزن آب دستگاه بریزید. سپس دستگاه را روشن کنید و تا زمانیکه ضد یخ از نازل خارج می شود، تفنگی را باز نگه دارید. همچنین در صورتی که از واترجت بنزینی یا دیزل بهره می برید حتما باید در داخل مخزن سوخت آن از تثبیت کننده سوخت استفاده نمایید.

نگهداری از دستگاه در محیط مناسب
اگر برنامه ای برای استفاده روزانه از واترجت صنعتی در فصل زمستان دارید، برای اینکه نیازی به فرآیند های یخ زدایی و ریختن ضد یخ در مخزن دستگاه نداشته باشید، بعد از هر بار استفاده آنرا در یک محیط با دمای بالا نگهداری کنید. ضمنا با توجه به حساسیت بالای پمپ نسبت به هوای سرد، قبل از نگهداری واترجت صنعتی در محیط سرپوشیده، شلنگ را از دستگاه باز کنید. زیرا هوای سرد موجب یخ زدن آب در داخل شلنگ شده و در هنگام استفاده از دستگاه، کاربر با مشکل بسته شدن شلنگ مواجه می شود. پوشاندن دستگاه با یک کاور، اقدام مهم دیگری است که به نگهداری بهینه تر واترجت کمک می نماید.

استفاده از دستگاه در شرایط مناسب آب و هوایی
ممکن است به هر دلیل نیاز داشته باشید تا از دستگاه واتر جت در محیط بیرون استفاده کنید. با توجه به سرمای هوا، اولویت با بکارگیری دستگاه در گرم ترین ساعات روز مثلا ظهر می باشد. همچنین نباید از دستگاه در دمای زیر صفر درجه استفاده شود. اگر باد شدیدی در حال وزیدن است، دستگاه را در مسیر باد قرار دهید، تا عملکرد ایمن دستگاه تضمین گردد.

روغن کاری موتور
یکی از مشکلاتی که در حین استفاده از دستگاه واترجت در هوای سرد بوجود می آید، کند یا نا مناسب کار کردن دستگاه می باشد. علت این مشکل را باید در موتور واتر جت جستجو کنید. در واقع به منظور استفاده بی دغدغه از دستگاه در هوای سرد، سیلندر ها و کاربراتور باید روغن کاری شوند تا موتور بهتر کار کند.

مزایای تولیدومصرف شکر مایع

عنوان مقاله:مزایای تولیدومصرف شکر مایع

مقدمه:

شکر مایع در مقایسه با شکر گرانولی مزایای زیادی در صنایع دارد. در واقع شکر مایع به عنوان یک محصول نیمه بازساخته شده عمل می کند که در فرایندهای تهیه مواد غذایی برای مصرف مستقیم آماده می باشد بدون این که نیاز به حل کردن، صاف کردن یا پاستوریزه کردن داشته باشد. شکر مایع محصولی تازه با زمان ماندگاری(shelf life) محدود می باشد. انواع مختلفی از شکرهای مایع تولید و به صورت تجاری استفاده می شوند که بر اساس رنگ، نسبت شکر جامد به آب، محتوای خاکستر و نسبت ساکارز به اینورت تقسیم بندی می شود. شکر مایع از چغندر و نیشکر می تواند تهیه گردد.

تقسیم بندی شکرهای مایع:

۱-liquid sugar: شامل ۶۵-۶۷% ساکارز محلول در آب

۲-liquid inverted sugar: مخلوط گلوکز و فروکتوز که ساکارز به صورت کامل یا جزئی هیدرولیز می شود.

۳-glucose-fructose syrup: محصولی با مقدار گلوکز بیشتر از فروکتوز که شیرینی کمتری نسبت به اینورت دارد.

۴-special liquid product: محصولاتی با کیفیت و ترکیبات مختلف با شیرینی زیاد و خواص عملکردی بالا

روش های تهیهliquid sugar:

الف) تهیه شکر مایع از شکر خام: شکر خام تهیه شده به شکل کریستال های زرد رنگ به تصفیه خانه فرستاده می شود. تصفیه شامل مراحلی است که لیکور شکر خام از شکر خام تولید شده و رنگ و ناخالصی های آن جدا می گردد. این مراحل شامل حذف مواد جامد و رنگبری می باشد. لیکور شفاف یا به مرحله کریستالیزاسیون می رود و یا می تواند برای تولید شکر مایع استفاده گردد که در این حالت به یک فیلتراسیون نهایی با کربن فعال برای حذف کدورت نیاز دارد همچنین با افزودن بیوسیدها و آنتی بیوتیک ها ضدعفونی انجام می گیرد. این تکنیک تصفیه و رنگبری نیاز به تجهیزات گرانقیمتی دارد لذا در سال ۱۹۹۸ استفاده از ازن برای رنگبری مطرح می شود که در این تکنیک شکر خام محلول با ازن در یک میکسر با دور بالا مخلوط می شود، پس از آن عمل کربناتاسیون انجام می گیرد که در این حالت ازن به تنهایی برای رنگبری کافی نیست و کربناتاسیون بایستی حتماً انجام گیرد. با استفاده از ازن هم رنگبری و هم ضدعفونی انجام می گیرد.

ب) تهیه شکر مایع از شکر سفید: در این حالت پس از حل کردن گرانول های شکر سفید در آب منحصراً عملیات فیلتراسیون و پاستوریزاسیون روی آن انجام می گیرد. در این روش چون از شکر سفید استفاده می گردد از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نمی باشد.

ج) تهیه شکر مایع از شربت رنگبری شده کارخانجات تصفیه شکر خام: استفاده از لیکور تصفیه شده که عملیات رنگبری روی آن انجام شده است یکی از بهترین روش های تهیه شکر مایع می باشد زیرا این لیکور به حالت مایع می باشد همچنین به طور کامل تصفیه شده و عملیات رنگبری بر روی آن انجام گرفته است. لیکور تصفیه شده دارای مقداری ترکیبات رنگی و مواد ریز دیگری مانند صمغ ها و رزین ها می باشدکه در واقع عملیات رنگبری ساده و حذف خاکستر مراحل اصلی تبدیل  شربت رنگبری شده به شکر مایع می باشد که در این حالت از رزین های تبادل یونی استفاده می گردد.

آنالیز یک نمونه liquid sugar:

ساکارز:۹۹٫۸۵% بر مبنای خشک

بریکس:۶۶٫۵-۶۷٫۵%

خاکستر: کمتر از ۰٫۰۲%

pH در ۲۰ درجه: ۷٫۵

انواع: liquid sugar

۱)premium liquid sugar:محصولی است که ازحل کردن کریستالهای شکربه دست می اید دقیقا مطابق بااستانداردمیباشدودرنوشابه های گازداروبه عنوان منبع ساکارزدرصنایع شیمیایی به کارمیرود.

۲)manufactures liquid sugar:مشابه محصول قبلی اما بابارمیکروبی بالاترکه درنوشابه های گازداربه کارنمی رود.

۳)standard liquid sugar:شربت سارززردکمرنگ کهبا حل کردن ساکارزتولیدمی شود برای محصولات لبنی،ابمیوه هاومحصولاتی که مقدارکم رنگ تاثیری ندارد به کارمیرود.

۴)fine liquid sugar:سیروپ زردکمرنگی بامقدارشکرکمتروخاکسترغیرالی وموادالی محلول دیگرورنگ شکرخام اولیه،مناسب برای محصولاتی که وجودنمکهای الی ومعدنی ورنگ می تواند طعم وسایرخصوصیات محصول راافزایش دهد یا تقویت می کند.

۵)Amber liquid sugar:یک سیروپ زردتاقهوه ای که ازشربتهای تصفیه شده یا شکر خام بامحتوای رنگ کم تهیه شده ،روش تولید ان بسیار متغیراست واستفاده ان محدود می باشد،به عنوان منبع قند جهت تخمیرویادرجاهایی که حضورترکیبات غیر قندی اهمیت کمی داردبه کارمی رود.

روش تولید:inverted liquid sugar

محلول شکریاشربت دیفوزیون بابریکس۱۲-۱۵راتاحدود۹۰-۱۰۰درجه حرارت می دهند سپس به راکتورهمزن دار منتقل کرده به ان اسید الی یا معدنی اضافه می کنند اسیدهای معدنی ازگروه سولفوریک،فسفریک وهیدروکلریک انتخاب می شود و اسیدهای الی شامل استیک،پروپیونیک و تارتاریک می باشد .سپس به مدت ۴۵-۷۵ دقیقه میگذارند بماند پس از ان  ph  شربت اینورت با افزودن اهک تا ۵/۵-۵/۶  تثبیت می شود سپس شربت به تصفیه کننده های مداوم منتقل می شود پس از ان به بالانس تانک منتقل شده دما حدود۷۰-۸۰ درجه باقی می ماند بعد از ان به ستونهای کربن فعال برای رنگبری تزریق می شود سپس دمای شربت به

 45-50 درجه کاهش یافته وبرای سختی گیری به رزین های کاتونی قوی وانیونی ضعیف منتقل می شود در این حالت  phخروجی باید کنترل گررد که بین ۵/۵-۵/۶  باشد، شربت سختی گیری شده که دمای ان به

۷۰-۸۰ رسانده شده به اواپراتور منتقل می شود در این حالت باید از  over heating جلوگیری گردد که باعث تشکیل مواد رنگی و کاهش کیفیت محصول نهایی می شود سپس سیروپ به مخازن ذخیره می رود و تحت گاز نیتروژن و انیدرید کربنیک نگهداری می شود.

تماس با رزین تبادل یونی علاوه بر سختی گیری وخاکستر گیری روشی برای هیدرولیز ساکارز است رزین کاتیونی اسیدی قوی واکنش هیدرولیز را کاتالیز می کندوبرای توقف ان از رزین تبادل انیونی در دمای کمتراز۳۰درجه استفاده می شود.

تولید انزیمی اینورت:عمده ترین مصارف اینورت در صنایع پخت،نوشیدنیها،ژله ها،قنادیهاوصنایع لبنیا ت می باشد فروکتوز۸/۱بار از ساکارزشیرین تراست وجذب ان نیاز به انسولین نداردلذادر غذاهای افراددیابتی استفاده می شود.هیدرولیز اسیدی ساکارز روشی است که به طور مرسوم در کارخانجات به کار می رودو کارایی ان کم است و مصرف انرزی زیادی دارد،محصول دارای ناخالصی هایی استکه ضمن فرایند تولید می شود اما کارایی هیدرولیز انزیمی زیاد است(تقریبا۱۰۰%)

مزایای هیدرولیز انزیمی:۱-کارایی تقریبا۱۰۰%

۲-دمای پایین(هزینه انرژی پایین)

۳-تولید محصول بدون ناخالصی

۴-مزه محصول بهتر

به صورت تجاری اینورتاز(انزیم هیدرولیز کننده ساکارز)با اتولیز سلولهای مخمر ایجاد میشود که این سلولهای اتولیز شده به محلول ساکارز۷۰%اضافه می شودبرای جلوگیری از رشد میکروبی مقدار کمی گزیلن اضافه می شود اینورسیون در مدت۴۸-۷۲ساعت در دمای۵۰درجه و ph =4/5 کامل میشود،انزیم و گزیلن در طی تصفیه نهایی و اواپراسیون حذف می شوند.میکروارگانیسم های به کار رفته برای تولید اینورتاز ساکارومایسس سرویزیه وساکارومایسس کارلسبوگنیس است.

مزایای مصرف اینورت:

– سیروپ اینورت تمایل زیادی به اب داردبه این دلیل برای حفظ رطوبت محصولات و افزایش زمان ماندگاری انها به کار میرود.درمحصولات بادرصد

چربی پایین این حفظ رطوبت بسیار مهم است زیرا این محصولات سریع خشک

می شوند.

  • اینورت در کاهش اندازه کریستالهای یخ موثر است و در بستنی که در طی ماندگاری باید بافت نرمی داشته باشد به کار می رود.
  • درمرباهای تهیه شده از میوه های کم اسیدساکارزدرطی حرارت دادن کمی

به اینورت تبدیل می شودبنابراین افزودن اینورت از کریستالیزاسیون محصول نهایی جلوگیری می کند.

  • اینورت مخلوطی از گلوکوزوفروکتوز است وقتی همراه با غذاهای دیگر حرارت داده می شود واکنش مایلارد را افزایش می دهد در نتیجه قهوه ای

شدن وطعم را بهبود می بخشد واین  در محصولاتی که ایجاد طعم ورنگ بخشی از فرایند است مهم است مثل تافی ها وکارامل ها.

– تمایل به اب اینورت از تشکیل کریستالهای بزرگ یخ جلوگیری می کند.

اینورت فعالیت ابی (aw)پایین تری نسبت به ساکرز دارد بنابر این اثر

محافظت کنندگی در برابرفساد میکروبی دارد.

منابع:

۱)www.danisco.com,liquid sugar

۲)sugare industry technologists sixty tird annual technical conference,direct production of refined sugar and value added product from sugar can mills.

۳)www.British sugar.com,liquid sugars,invert sugars

۴)www.wipo.int,process for refining raw sugar

۵)www.sugar Australia.com,process for preparing improved sugar product

۶)www.sugar.org,sugar sweet by nature

۷)ensymm company dusseldorf,Germany,Enzymatic production of invert sugar

۸)www.baking.com,liquid sugar

۹)www.patent storm.us,process for preparing improved sugar product

۱۰)www.British sugar .com,cane sugar decolourisation

منبع : شرکت تولیدی قند کرج

تکنولوژی قند

فلوچارت فرایند تولید شکر از چغندر

 

 

 

صنعت قند یکی از گسترده ترین صنایع در زمینه ی تولید مواد غذایی می باشد که تقریبا اکثر دستگاههای کارخانجات مختلف صنایع غذایی در صنعت قند متمرکز شده است ،با توجه به کاهش منابع نفتی در کشورمان ، باید صادرات غیر نفتی خصوصا محصولات کشاورزی رشد روز افزون داشته باشد و صادرات قند و شکر نیز از این مورد مستثنی نیستند ، امروزه به غیر از روش های شیمیایی متداول تصفیه ی قند راههای فراوری جدید که بر مبنای تکنولوژی غشایی بنا شده است در کشورهای پیشرفته در حال توسعه که در این پروژه به دلیل حجم زیاد مطالب به آن اشاره ای نکردیم .

در این پروژه سعی شده است که تکنولوژی قند به ساده ترین شکل ممکن بیان شود تا درک مفاهیم آن برای دانشجویان محترم و صنعت گران آسان شود توصیه می شود دانشجویان محترم برای درک مفاهیم بهتر این درس حتما به دروس شیمی مواد غذایی ، اصول مهندسی صنایع غذایی ، اصول نگهداری مواد غذایی ، تسلط لازم و کافی داشته باشند .
امیدوارم توانسته باشم با این مجموعه ، به عنوان عضو کوچک صنعت غذای کشور در جهت پیشبرد اهداف عالیه این صنعت گامی براشته باشم و این مجموعه نیز در جهت رفع نیاز دانشجویان و صنعت گران موثر واقع شود .

تاریخچه

در مناطق جزایر اقیانوسیه ، گینه ده هزار سال قبل از میلاد مسیح ، نیشکر وجود داشته است و این گیاه به مرور به سرزمین هند منتقل شد و در قرن ۳ میلادی در بنگاله هندوستان ، شکر از نیشکر تولید شد ، نیکشر از کشور هندوستان به ایران (شمال ایران خصوصا مازندران ) منتقل شد ،در قرون وسطی نیشکر در منطقه خلیج فارس ، شیراز و مازندران کاشته می شد و برای تولید شکر مورد استفاده قرار می گرفت و از اینرو در همان زمان نام خوزستان یعنی سرزمین نی بوجود آمد ، نیشکر ایران از خوزستان در جهان معروف می شود و در کشور ایران در قرن ۱۳ میلادی ، برای اولین بار در دنیا ، روش شیمیایی تصفیه شربت کشف می شود و از آن زمان ایران در زمینه ی شکر سفید و تکنولوژی قند با اهمیت شد . مدت شکوفایی صنعت قند در ایران (به دلایل خاص ) کوتاه بودهخ است .

تولید شکر از چغندر قند حدود ۲۵۰ سال قبل شروع می شود که در سال ۱۷۴۷ میلادی مارگاف رئیس آکادمی علوم در برلین ، دریافت که در چغندر قند مقادیری قند (حدود ۷%) وجود دارد بنابراین بعنوان یک منبع قندی می تواند حائز اهمیت باشد ، آقای آخارد شاگرد مارگارف با آزمایشات مختلف در زمینه اصلاح نژاد چغندر قند و تولید صنعتی شکر از چغندر قند در سال ۱۸۰۱ موفق می شود اولین کارخانه ی قند چغندری را در آلمان احداث نماید .

گسترش کشف چغندر از اواسط قرن ۱۸ میلادی به بعد معلول رقابتهای سیاسی و جنگ های دولتی مختلف می باشد ، ضمن اینکه آلمان و فرانسه در این زمینه موفق تر بودند . به همین دلیل رقابت در زمینه ی این صنعت بوجود آمد .
نیشکر از خوزستان به اسپانیا منتقل گشت و کریستف کلمب آنرا به امریکا برد به این ترتیب مزارع نیشکر را در مستعمرات امریکا و مکزیک توسعه دادند .

در ایران اولین کارخانه قند ، کارخانه قند کهریزک در سال ۱۲۷۴ در جنوب شرقی تهران تاسیس شد که توسط بلژیکی ها راه اندازی شد و سپس تا سال ۱۳۱۵ ، کارخانه ی دیگر نیز ساخته می شود . در سال ۱۳۳۶ انحصار دولتی شکر در ایران لغومی شود و سرمایه گذاری مجدد آن را توسط بخش خصوصی برای کارخانه های چغندر قند و نیشکر انجام می گیرد و به مرور زمان تعداد کارخانه های بیشتری ساخته شد .

فصل اول

خصوصیات و شیمی چغندر قند

چغندر قند
چغندر قند از گونه ی بتاولگاریس بوده و گیاهی دو ساله می باشد ، این گیاه سال اول غده تشکیل داده ، سال دوم تولید بند ، گل و بذر می نماید . از نظر ظاهری ، چغندر قند رسیده ی آماده ی مصرف در کارخانه مخروطی شکل می باشد که ریشه ی آن باریک میباشد ، ریشه تا۱/۵ متر نیز ممکن است طولش باشد که به آن دم چغندر قند می گویند .

قسمت فوقانی آن را تنه می گویند ، از قسمت انتهایی دم که قطری حدود ۱ سانتیمتر دارد را قطع نموده و جزء ضایعات محسوب می شود ، سطح خارجی شیارهایی با ریشه های ضیف دارد که مقدارش بستگی به رقم انتخابی چغندر قند دارد قسمت بالای تنه که ریشه ی جانبی ندارد را گردن گویند و قسمتی که روی آن تاج برگ قرار دارد را سر چغندر قند می نامند.

چغندر قند در سال اول کاشت پس از ۲۴۰-۱۷۰ روز برداشت شده و پس از جداسازی برگ و سر به کارخانه حمل شده و نسبت قطر غده به طول غده بستگی به وضعیت مزرعه و آبیاری آن دارد ، اگر آب کافی به مزرعه برسد این نسبت ، بیشتر می شود .

بیشترین مقدار ساکارز در تنه می باشد ، اگر در تنه عیار ۱۷/۹۰% باشد ، در سر چغندر قند حدود ۱۴/۵% است و در قسمت دم نیز میزان عیار بیشتر کاهش می یابد .
چغندر قند همانند سایر گیاهان از تعداد زیادی سلول تشکیل شده و بافت سلولی اصلی غده ی چغندر قند شامل سلولهای ذخیره ای است که به این سلولها پارانشیمی اطلاق می شود ،در یک سانتیمتر مکعب از این بافت حدود ۱۵۰ میلیون سلول پارانشیم وجود دارد که مرکز تجمع عصاره ی قندی هستند .
هر سلول پارانشیمی از یک جدار سلولزی که سلول را احاطه کرده است تشکیل شده است . عصاره ی قندی که در واکوئل تجمع یافته ، دارای غشاء بیولوژیکی بنام پروتوپلاست است که برای خروج این عصاره باید ابتدا این غشاء از حالت نیمه تراوا به تراوا تبدیل شود ، لایه ی بعدی سیتوپلاسم نام دارد که قسمت های مختلف سلولی در آن جای دارد ،غشاء دیگر بیولوژیکی که روی سیتوپلاسم است پلاسما لما نام دارد که نیمه تراوا است ، مواد را از خارج به داخل وارد می کند (آب ،Na، K  …) و مولکول های کوچکتر را خارج می کند ولی به ساکارز اجازه ی خروج نمی دهد و برای خروج باید تراوا گردد . اما لایه ی سلولزی قابلیت تراوایی دارد ، بنابراین سه عامل محدود کننده عبور ساکارز وجود دارد که برای عملیات استخراج باید تراوا گردند .
دو غشاء بیولوژیکی باید دارای سوراخ هایی باشد که حین حرارت دهی باز شده و عبور مواد از آن صورت گیرد ، عصاره پس از خروج از سلول وارد کانالهای برون سلولی شده که این کانالها ، عصاره را به خارج بافت هدایت می کنند .

چغندر قند از بافتهای مختلفی تقسیم شده است که به صورت حلقه های رنگی می باشد ، حلقه های مربوط به سلول های پارانشیمی ، برنگ سفید شیری می باشد و بافت آن ها ۳/۴-۲/۳ کل بافت است . حلقه ی بعدی آوندها هستند که رنگشان تیره تر از بافت پارانشیم است ، رویش و گسترش این آوندها در بافت سلولی چغندر قند قند موجب افزایش مقاومت برش در چغندر قند قند می شود که خصوصا در خلال سازی که در مباحث بعدی به آن اشاره خواهیم کرد با اهمیت هستند ، در سر چغندر قند سلولهای پارانشیمی کمتری وجود داردبه همین دلیل درصد قند قسمت سر چغندر قند کمتر است و عیار آن پایین تر است ، همچنین انرژی برش هم بیشتر است ، بنابراین سر چغندر قند از سلولهای خشبی تشکیل شده است و دارای ارزش تکنولوژیکی کمتری می باشد .

مواد تشکیل دهنده ی چغندر قند
بطور کلی چغندر قند از مواد زیر تشکیل شده است که در جدول نشان داده می شود .

اجزای تشکیل دهنده چغندر قند و برگ چغندر قند
ترکیبات شیمیایی چغندر قند برگ چغندر قند
ماده خشک
ساکارز
پروتئین
چربی
الیاف
عصاره ی بدون ازت
خاکستر ۲۳/۶ درصد
۱۶/۵ درصد
۱/۰۵ درصد
۰/۱۲ درصد
۱/۶ درصد
۲/۹۲ درصد
۰/۷۵ درصد ۱۳/۸۵ درصد
۰ درصد
۲/۴۱ درصد
۰/۱۹ درصد
۰/۷۸ درصد
۶/۸۸ درصد
۲/۷۵ درصد

مارک : قسمت عمده ی تشکیل دهنده ی چغندر قند که در مقدار معین آب گرم و در مدت زمان معین به صورت غیر محلول باشد و عمدتا از ترکیبات زیر تشکیل شده است :
سلولز %۲۳/۵
لیگنین %۴/۲
پکیتن %۳۱/۱

پنتوازن %۲۴/۲
چغندر قند قند از مواد قندی و غیر قندی تشکیل شده است ، در صنعت قند ، فقط به ساکارز قند می گویند و به سایر ترکیبات حتی گلوکز ، فروکتوز و ……… مواد غیر قندی می گویند .

مواد غیر قندی در صنعت قند به چند دسته تقسیم می شود :

الف) مواد غیر قندی بدون ازت
اینورت ، رافینوز ، لیگنین ، پکیتن ، اربان ، گالاکتان ، اسیدهای آلی ، ساپونین ، لیپید

ب) مواد غیر قندی ازت دار
اسیدهای آمینه ، مواد پروتئینی ، بتائین ، کولین ، پورین ، پیریمیدین ، آمید ، املاح آمونیوم ، نیترات ، مواد رنگی ، ازت مضره ، اسانس ، ویتامین ها ، آنزیم ها .

ج) مواد معدنی
کاتیونها ،آنیونها

ساکارز
ساکارز دی ساکاریدی است که از یک مولکول گلوکز و یک مولکول فروکتوز تشکیل شده است ،قندی غیر احیا کننده بوده و دارای کربنهای نامتقارن می باشد ، از اینرو قادر است صفحه ی نورپولاریزه را به راست منحرف نماید ، چرخش مخصوص ساکارز (۶۶/۵۲۹+) است ، از این خاصیت استفاده می کنند و درصد قند چغندر قند یا شربتها را بوسیله ی پولاریمتر اندازه گیری می کنند ، ساکارز در آمونیاک ، دی متیل فرمالید ، دی متیل سولفوکسید ، و همچنین در آمین های نوع دوم مانند مورفولین ،دمای محلول ساکارز ، ویسکوزیته محلول آن افزای می یابد .

چنانچه ۲۶ گرم ساکارز را در آب مقطر حل نموده و آنرا به حجم CC 100 برسانیم ، پولاریمتر عدد ۱۰۰ را به ما نشان می دهد .

رافینوز
تری ساکاریدی است که مقدار آن در چغندر قند ۰/۵ – ۰/۳ درصد نسبت به ماده ی خشک می باشد ، در اثر نگهداری چغندر قند در سیلو این مقدار تا ۲ برابر و حتی بیشتر افزایش می یابد ، رافینوز در الکل متیلیک بخوبی محلول است و لی ساکارز محلول نمی باشد ،از این خصاصیت برای جدا سازی رافینوز از ساکارز استفاده می نمایند . رافینوز قادر است صفحه ی نور پولاریزه را ۱/۸۵ برابر بیشتر از ساکارز منحرف نماید ، رافینوز تمام مراحل کارخانه را طی نموده و قسمت کمی ازآن تبدیل به کریستالهای سنجاقی شکل شده و بقیه ی آن در ملاس جمع می گردد ، اگر پولاریمتر بیش از مقدار واقعی را نشان داد نشان دهنده ی وجود رافینوز می باشد ،ضمنا رافینوز در نیشکر وجود ندارد و موجب افزایش ویسکوزیته ی پخت III می گردد . بهمین علت گاهی اوقات در هنگام سانتریفوژ کردن به علت ویسکوزیته ی بالا ملاس بخوبی از کریستالها جدا نمی گردد ، در کارخانجاتی که قند گیری از ملاس دارند وجود رافینوز باعث می گردد که پیوند بین ساکارز و آهک بخوبی صورت نگیرد .

 

پکیتن
در چغندر قند قند به میزان زیاد وجود دارد و از واحدهای گالاکتورونیک اسید تشکیل شده است ، چون در پکتین چغندر قند گروه استیل بیشتر از پکتین سایر گیاهان است لذا ژله ای ضعیفتر می سازد ، پکتین چغندر قند قند در مقایسه با سایر پکتین ها در برابر گرما و قلیایی حساستر می باشد . پکیتن در صنعت قند ژله ای نمی سازد ولی ویسکوزیته ی شربت را افزایش می دهد ، از اینرو گل یا (کربنات کلسیم ) در دکانتور رسوب نمی کند و مشکل صاف کردن بوجود می آید .

در آهک خور پکیتن به صورت کلوئید با بار منفی وجود دارد و در اشباع I ، کربنات کلسیم تشکیل شده دارای بار مثبت است و کلوئید با بار منفی(پکتین ) به سمت اشباع I در حرکتند که در نهایت جذب کربنات کلسیم شده و کریستال کربنات کلسیم سنگینتر گردیده و سریعتر رسوب می نماید .
اگر پکیتن سالم باشد به صورت کلوئید با بار منفی در می آید ولی اگر شکسته شود در شربت باقی مانده و منجر به افزایش ویسکوزیته ی شربت می شود از اینرو باید حتی الامکان :
۱- از ورود پکیتن یه شربت جلوگیری نماییم .

۲-زمانی که به صورت ناخواسته پکیتن وارد شربت گردید از شکسته شدن آن ها جلوگیری نماییم .
در هنگام شربت گیری از چغندر قند سعی می گردد که پکتین در داخل سلولها تثبیت شده و وارد شربت نگردد ، برای تثبیت پکیتن از ترکیبات آلومینیوم ، کلسیم یا اسید استفاده می نمایند . مشروط بر اینکه اسیدهای مذکور منجر به هیدرولیز ساکارز نگردد .

 

اسیدهای آلی
در چغندر قند اسیدهای آلی نظیر اسید سیتریک ، اسید اگزالیک ، اسید مالیک ، اسید سوکسینیک ، اسید فوماریک ، اسید لاکتیک ، اسید گلوکونیک ، اسید پیرولیدون ، اسید فرمیک ، اسید استیک ، اسید بوتیریک و … وجود دارد ، مقدار این اسیدها ثابت نبوده و بسته به شرایط رشد چغندر قند قند و مدت زمان نگهداری چغندر قند در سلوها وابسته می باشد .

در اثر نگهداری چغندر قند قند در سیلوها و همچنین در سالهای خشک ، مقدار اسید های آلی در چغندر قندقند افزایش می یابد د ر هنگام نگهداری چغندر قند قند در سیلوها ، اسید لاکتیک و اسید سیتریک نسبت به بقیه ی اسید های آلی از افزایش بیشتری برخوردارند .

نمکهای کلسیم بیشتر این اسیدها به سختی محلول بوده و در فرایند ایجاد رسوب می نمایند ، به عنوان مثال نمک های اسید سیتریک ، اسید اکسالیک ، اسید گلوتامیک به سختی محلول بوده و در کارخانه ایجاد رسوب می نماید ، لازم به توضیح است که سیتراتها معمولا به صورت رسوبی در می آید و اکثراوقات نیز تمام فرایند را طی نموده و به صورت شوره و به همراه شکر باقی می ماند . به عنوان مثال اگزالات کلسیم در شربت رسوب می نماید ولی لاکتات کلسیم محلول است و سختی شربت را افزایش می دهد .

اسیدهای آلی در میزان PH شربت نیز نقش دارند :
شربت غلیظ اواپراسیون شربت رقیق تصفیه شربت خام
۹=PH 9=PH 6=PH
علت ۹= PH پس از تصفیه در شربت رقیق به خاطر حذف اسیدهای آلی ضمن تصفیه می باشد .

ساپونین
مقدار ساپونین در چغندر قند ۰/۱۴ درصد می باشد ، ساپونین در شربت ایجاد کف می نماید ، ساپونین در چغندر قند ضخامت یک میلمتری پوسته ی آن قرار دارد مقدار آن در دم چغندر قند بسیار زیاد می باشد، ساپونین دارای ساختمان گلکوزیدی است و بخش های قندی آن از گلوکز ، گالاکتوز ، اسیدهای ارونیک تشکیل شده و بخش غیر قندی آن ساپوجنین نام دارد .

در اثر اضافه کردن اسید ب ه شکر ساپونین منعقد می شود که این مورد در صنایع نوشابه سازی از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا ساپونین موجب رسوبات کلوئیدی در نوشابه ها می گردد ، بنابراین کارخانجات نوشابه سازی باید بهترین نوع شکر را مورد استفاده قرار دهند .

لیپیدها
در چغندر قند مانند هر گیاه دیگری چربی وجود دارد ولی چون دارای مقادیر پایین می باشد بر روی تکنولوژی اثری ندارد ، مقدار چربی در چغندر قند ۰/۱ درصد نسبت به ماده ی خشک می باشد .

 

مواد غیر قندی ازت دار
در چغندر قند قند ۰/۲-۰/۱۵ درصد ازت وجود دارد ، چون قسمت عمده ی این ازت وارد شربت می گردد لذا از اهمیت ویژه ای برخوردار است ، مقدار ازت در چغندر ثابت نبوده و متغییر است ، ترکیبات ازته اکثرا به صورت اسیدهای آمینه است که این اسیدهای آمینه به صورتهای زیر می باشد :
۱- اسیدهای آمینه با واکنش خنثی : مانند الانین ، گلیسین ، گاما آمینوبوتیریک اسید ، لوسین ، والین ، فنیل آلانین ، ایزولوسین ، سرین ، تیروزین ، سیستئین ، ترئونین، پرولین ، متیونین، تریپتوفان.

۲- اسیدهای آمینه با واکنش اسیدی :اسیدگلوتامیک ، اسیداسپارتیک
۳- اسیدهای آمینه با واکنش های بازی : لیزین ، آرژنین ، هیستیدین

پروتئین ها
پروتئین ها از اسیدهای آمینه ی مختلف تشکیل شده اند و ۵۵ % مواد متشکله ی پروتئین چغندر قند از اسید گلوتامیک ، لوسین ، فنیل الانین ، اسپارتیک اسید ، آلانین ، ۴۰% آن از ترئونین ، سرین ،لیزین، میتونین، تریپتوفان ، آرژنین ، ۵۰% از گلیسین ، هیستیدین تشکیل شده است .

پروتئین ها دارای عوامل اسیدی و بازی هستند و به فرم یونیزه وجود دارند ، از نظر میل واکنش دهی چون اسیدهای آمینه ی متشکله مواد پروتئینی چغندر قندقند دارای واکنش های اسیدی هستند بنابراین نقطه اپتیمم انعقاد آنها (نقطه ی ایزو الکتریک ) در محدوده ی اسیدی قرار دارد . بنابراین نقطه ایزو الکتریک در محدوده ی بازی برای مواد پروتئینی وجود ندارد بهمین علت مواد پروتئینی در مجاورت قلیا به هنگام تصفیه شربت (کلوئید با بار منفی ) همانند پکتین ظاهر می شوند .

چون پروتئین دارای خاصیت قطبی می باشد لذا همیشه مولکول ، خود را با آب محصور می نماید و هنگام دناتوراسیون بوسیله ی گرما و قلیایی ، آب از دست داده و منعقد می شود .
حرارت دادن ناگهانی خلال چغندر قند موجب می شود که پروتئین در داخل سلولها منعقد شود و فرصت ورود به شربت را نداشته باشد .

مواد پروتئینی در محیط اسیدی و قلیایی به صورت مولکول های ساده ی دیگری مانند پپتیدها و اسیدهای آمینه هیدرولیز می گردد به طور کلی :
هر مولکول ازت قادر است که از کریستالیزاسیون ۲۵ مولکول ساکارز جلوگیری کند .
بنابراین در بین مواد غیر قندی ، ازت بیشترین اثر را از نظر جلوگیری از کریستالیزاسیون برروی مولکول های ساکارز می گذارد یعنی موجب افزایش ملاس می شود . همیشه وقتی می گوییم که از کریستالیزاسیون جلوگیری می شود یعنی ضایعات ملاس افزایش می یابد .
شکستن پروتئین و تولید لسیدهای آمینه و پپتیدها موجب افزایش سختی شربت می شوند .
نتیجه : باید حتی الامکان از ورود پکیتن و پروتئین به شربت جلوگیری نماییم و اگر وارد شد از شکسته شدن مولکولهایشان جلوگیری نماییم .

بتائین
مقدار بتائین در چغندر قند ۰/۳-۰/۲ درصد بوده و بعد از پروتئین ، بیشترین مقدار را در چغندر قند داراست ، بتائین تمام مراحل کارخانه را طی نموده و بدون هیچ تغییری در ملاس جمع می گردد . بازهای پورین ، پیریمیدین در ملاس جمع می گردند و در فرایند حضور پیدا نمی کنند .

ازت مضره
به آن دسته از ترکیبات ازتی اطلاق می گردد که در ملاسها هستند . در طی تصفیه ی شربت مواد پروتئینی جدا می گردند منظور ازت های مضره بقیه ترکیبات ازتی ( اسیدهای آمینه ) هستند که در طی فرآیند جدا نمی شوند ولی چنانچه مولکولهای پروتئین در طی فرآیند شکسته شوند در این صورت چون به صورت محلول در شربت باقی می ماند نمی توان مولکولهای شکسته شده ی پروتئین را از جریان خارج نمود که به آن ازت مضره می گویند .

مواد رنگی
بتالائین رنگدانه ی اصلی چغندرقند است . چغندرقند ماده ی رنگی که از نظر تکنولوژی مضر باشد ندارد ولی دارای ترکیباتی است که قادر به تشکیل رنگ است رنگ در کارخانه بر روی کریستالیزاسیون و رنگ محصول اثر منفی می گذارد.

به طور کلی در کارخانه قند چهار نوع رنگ وجود دارد.
۱- کارامل که در مباحث گذشته به آن اشاره شد .
۲- ملانوئیدین حاصل قهوه ای شدن غیر آنزیمی (میلارد ) می باشد .
۳- رنگ قرمز آجری : به علت تبدیل آهن ۲ ظرفیتی به آهن ۳ ظرفیتی تشکیل می شود .
۴- ملانین : حاصل قهوه ای شدن آنزیمی می باشد آنزیم فنل اکسید از باعث قهوه ای شدن بافت چغندر می گردد به عبارت دیگر سوبسترای فنلی تیروزین که در چغندرقند وجود دارد طی واکنش زیر تشکیل ملانین می دهد :

پلی فنل اکسیداز تیروزیناز
ملانین ارتودی فنل دی هیدروکسی فنیل تیروزین پلیمریزاسیون P.P.O الانین
در مجاورت هوا هیدروکسیلاسیون

معمولا ملانین اثر منفی بر روی فرآیند ندارد و در طی تصفیه ی شربت جذب کریستال کربنات کلسیم شده و از جریان خارج می گردد .
مواد معطر : بیشترین مواد معطر شامل الکل پیرول وانیلین استامید می باشد و بوی کارخانه ی قند را تشکیل می دهد .

مقادیر ویتامین های مختلف در چغندر تفاله خشک برگ چغندر
انواع ویتامین ها چغندرقند
(mg/kg) تفاله ی خشک
(mg/kg) برگ چغندر
(mg/kg)
ویتامینB1
ویتامینB2
اسیدنیکوتینیک
اسید فولیک
ویتامینB6
بیوتین ۱
۱
۴/۲
۲۶/۰
۳/۱
۷۵ /۵۵۰/۰
۲/۰
خیلی کم

۱۸/۰
۰۰۰۱/
۴/۲
۵/۵
۹/۱۰
۰۳۱/۰
۴/۴
۲۳/۰

کاتیونها
کاتیونها شامل Mgo Cao Na2O K2o مقدار کمی باریم، سرب ،بور آهن،کبالت، مس، منگنز، مولیبدون، نیکل، نقره سیلیس استرانسیم، تالیم و ……
کاتیونها محلولیت ساکارز را افزایش می دهد بنابراین از کریستالیزاسیون ساکارز جلوگیری می نماید به عبارت دیگر موجب افزایش ملاس می گردد.
سدیم وپتاسیم از کریستالیزاسیون ساکارز جلوگیری می نماید به عبارت دیگر هر یک مولکول سدیم وپتاسیم قادر است که از کریستالیزاسیون ۵ مولکول ساکارز جلوگیری به عمل آورد .

 

سدیم و پتاسیم که به چغندر قند قند وارد می شود قابل جداسازی نیستند ( محلول باقی می مانند ) و منجر به افزایش ملاس می گردد گاهی اوقات سود (NaoH) و سودا ( Na2 CO3) در کارخانه ی قند برای افزایش pHکاربرد دارد . ولی باید حتی الامکان از ترکیبات فوق استفاده نکنیم .

آنیونها
که شامل HCL H2so H3po4 اسیدهای آلی که قسمتی از این اسیدها با آهک خنثی شده و از جریان خارج می گردد.

فصل دوم

تکنولوژی چغندرقند

مراحل حمل چغندر قند به کارخانه را می توان در این نمودار مشاهده نمود

سیلو چغندرقند دستگاه تخلیه عیارسنج توزین کامیون
جهت نگهداری حامل چغندرقند

خاک برگشتی به
کامیون

کامیون حامل خاک

توزین

خروج از کارخانه

راه حل عبور چغندر قند به کارخانه و سپس به سیلو

 

 

نمونه برداری
مقدار نمونه ای که از کامیون برداشته می شود حدود ۵۰-۴۰ کیلوگرم است و معمولا از کامیون نمونه از دو قسمت و در حدود ۶۰-۵۰ کیلوگرم در نظر گرفته می شود نمونه گیری از چغندر قند به سه طریق انجام می گیرد :

الف- نمونه برداری با دست
هنگام نمونه برداری با دست معمولا از قسمت فوقانی چغندر قند انتخاب می گردد لذا نمونه مذکور نمی تواند گویای لایه های زیرین باشد ( معمولا چغندرقند ریز عیار بالا و چغندرقند درشت عیار پایین دارد )
به منظور تعیین عیار و افت ابتدا نمونه برداری از چغندرقند انجام گرفته و سپس نمونه ها به عیار سنج هدایت می شود .

نمونه گیری با دست صحیح نبوده و همان طور یکه قبلا اشاره کردیم لایه های زیرین را در بر نمی گیرد امروزه اکثر کارخانجات قند دارای نمونه گیر اتومات به نام Ripro (ریپرو ) و بیلچه ی مکانیکی می باشند .

ب –ریپرو Ripro
از یک استوانه ی مکعبی تو خالی که انتهای آن مجهز به دریچه می باشد تشکیل شده است هنگام نمونه برداری چغندرقند داخل ریپرو قرار گرفته و پس ازپر شدن دریچه بسته می شود و بدین ترتیب نمونه برداری انجام می شود از معایب این دستگاه این است که از محل نمونه برداری مقداری از چغندرقند شکسته شده بنابراین قابلیت نگهداری چغندرقندهای شکسته شده در سیلو کاهش می یابد و در اثر نگهداری دچار پوسیدگی می گردد و گاهی اوقات پوسیدگی مذکور باعث پوسیدگی چغندر قند های اطراف می گردد .

ج- بیلچه ی مکانیکی
نوار لاستیکی حاوی چغندر قند ( نوار I ) به سمت نوار (II) در حرکت است و بیلچه نیز در بین مسیر قرار می گیرد ومقداری از چغندرقند را به صورت نمونه انتخاب می کند بیلچه مکانیکی بهترین وسیله ی نمونه برداری می باشد .
پس از آن که از کامیون نمونه برداری شد نمونه ی مذکور برای تعیین افت و عیار به عیارسنج منتقل شده و کامیون برای تخلیه به طرف دستگاه تخلیه هدایت می گردد .

عیارسنج
نمونه ای که به عیار سنج وارد می گردد عیار و افت آن تعیین می گردد .

افت
عبارتست از درصد خاک و گلی که به چغندرقند چسبیده است .

پس از آن که نمونه وارد عیارسنج شد ابتدا نمونه توزین گردیده و سپس برای شستشو وارد آسیابهای شستشو می گردد فشار آب در آسیابهای شستشو در حدود ۴ اتمسفر است و آب بوسیله ی انجکتور بر روی نمونه های چغندرقند قند پاشیده می شود باید توجه شود که چغندرقند خروجی از آسیاب کاملا شسته شده و آغشته به گل نباشد پس از آن که چغندرقند در آسیاب شستشو شد برروی نوار مشبکی ریخته می شود تا قطرات آب آن گرفته شود و سپس مجددا توزین می گردد باید توجه شود که در مدت شستشو تقریبا %۱ آب جذب چغندر شده و حدود ۱% آب در سطح چغندرقند باقی می ماند .

افت چغندرقند از فرمول زیر محاسبه می گردد :

وزن ثانویه (پس از شستشو)- وزن اولیه
(قبل از شستشو)
۱۰۰ * افت چغندرقند
وزن اولیه ( قبل از شستشو)

پس از آن که چغندرقند وارد آسیابهای تهیه خمیر می گردد تیغه های این آسیاب مدور بوده و به صورت دندانه ای ( اره مانند ) بوده و در هر آسیاب ۱۰-۸ تیغه قرار دارد و جنس تیغه ها از استیل می باشد .
خمیره های خروجی از آسیاب داخل کاسه ی استیل ریخته می شود و کاسه های استیل بر روی نواری نصب می شود و در هر نمونه طوری نوار به گردش در می آید که نمونه داخل یک کاسه ریخته می شود و این نوار تا نمونه ی بعدی متوقف باقی می ماند .

نمونه با قاشق های مخصوصی از کاسه استیل برداشته شده و بر روی کاغذ مومی به نام ( Pergament ) پرگامنت گذاشته می شود . نکته قابل توجه این که کاغذ پرگامنت جاذب الرطوبه نبوده و فاقد خاکستر می باشد .

تهیه خلال و استخراج عصاره از چغندرقند
چغندرقند پس از آماده سازی به بونکر چغندرقند منتقل می شود که در بونکر همیشه مقداری چغندرقند آماده وجود دارد تا کار به صورت یکنواخت صورت می گیرد تا در صورت ایجاد مشکل در مراحل آماده سازی برای مدت زمان کوتاهی حدود ۱۵ بونکر جوابگو باشد . بونکر آسیاب خلال در بالای آسیاب خلال قرار می گیرد تا چغندرقند ورودی به ماشین یا آسیاب خلال تحت فشار باشد تا خلال های یکنواختی تولید گردد.

زمانی که بونکر خالی باشد فشار بر روی سطح آسیاب کم است و خلال ها نازک می شوند و زمانی که بونکر پر باشد فشار ایده آل بوده و خلال مورد نظر ایجاد می گردد .
علت دو تا بودن ماشین آسیاب خلال این است که یکی در حال کار کردن باشد و یکی در حال بازسازی باشد به دلیل این که تیغه های آسیاب خلال هر ۵ ساعت یک بار کند می شود .
معمولا برش خلال باید به نحوی باشد که حتی الامکان تعداد زیادی از سلول ها باز شوند و خلال ها باید دارای سطح خارجی نسبتا زیادی باشند .

اگر خلال های تولیدی حاصله از آسیاب خلال خیلی نازک باشد خرد شده و تولید نرمه می نماید و اگر ضخیم باشد راه خروج شربت به خارج از خلال زیاد می شود بنابراین باید یک قطر بهینه انتخاب کرد تا مسیر عبور کوتاه و مناسب باشد همچنین در جهات مختلف یکسان باشد چون اگر یکنواخت نباشد در برخی قسمت ها علاوه بر ساکارز مواد قندی هم استخراج می شود .

خلال ها باید دارای مقاومت زیادی باشد چون چغندرقند ترد و شکننده است و نباید حین ریختن روی هم خرد گردند هر چه خلال ها درشت تر باشند فضای بین خلال ها برای عبور بیشتر است بنابراین عملیات بهتر صورت می گیرد . پس فضای آزاد برای عبور شربت استخراج شده باید وجود داشته باشد .

روش های ارزیابی کیفیت خلال

نرمه
به خلال های کوچکتر یا مساوی یک سانتی متر نرمه می گوییم .
هر چه در صد نرمه ی خلال کمتر باشد خلال از کیفیت بالاتری برخوردار است و حداکثر درصد نرمه بین ۴-۳ می باشد .
علت تشکیل شدن نرمه به عوامل همچون ریز بودن یا شکسته شدن چغندرقند دور زیاد آسیاب خلال علف و برگ هایی که در لا به لای تیغه های آسیاب خلال قرار می گیرند و کندی تیغه های آسیاب خلال بستگی دارد .

عدد سیلین
عدد سیلین بیان کننده ی درجه ی ظریف بودن خلال و سطح خارجی مخصوص خلال است ( ظرافت برش و میزان سطح را نشان می دهد ) برای این کار ۱۰۰ گرم خلال را وزن نموده و طول ۱۰۰ گرم خلال را اندازه می گیرند . معمولا این طول بین ۲۵-۱۰ متر است بر اساس عدد سیلین تعداد دندانه و تیغه و کیفیت خلال تعیین می گردد.

رابطه تعداد دندانه تیغه و کیفیت خلال
تعداد دندانه در تیغه متر
۱۷
۱۹
۲۲
۲۴ ۱۰
۱۳
۱۸-۱۶
۲۰

تعداد دندانه های تیغه های ۱۳۷ میلی متر ۱۹ -۱۷- ۱۵-۲۲-۲۴ می تواند باشد و در تیغه های ۱۶۷ میلی متر تعداد دندانه ها ۱۸-۲۱-۲۳-۲۶-۲۹ می تواند باشد .

به طور کلی فاکتورهایی را که در عدد سیلین موثرند عبارتست از :
– کیفیت چغندرقند
– نوع تیغه ای که برای برش خلال به کار می بریم
– تنظیم تیغه در آسیاب خلال نوع خلال
– گام های تیغه

در اوایل بهره برداری خلال ها ترد هستند و ترکیبات همی سلولزی سلولزی پکتینی تغییری در آن ها ایجاد نشده و نرم نشده است . به همین دلیل می توان خلال های ظریف با طول زیاد تهیه کرد و استخراج بهتر است .

اما پس از سیلوگذاری تغییراتی در ساختمان پکتینی رخ می دهد و چغندرقند تردی خود را به مرور زمان از دست می دهد که برای استخراج بهتر باید خلال ها را ضخیم تر کرد تا مواد غیر قندی کمتری استخراج شود که این تشخیص به عهده ی مسئول خط تولید است . که باید شماره ی تیغه را به دیفوزیون بدهد تا نوع تیغه و خلال مشخص شود و کوسیان مناسبی در شربت ایجاد کرد .

عدد سوئدی
یکی دیگر از فاکتور های موثر در ارزیابی خلال می باشد و بیانگر درجه ی Permeability توده خلال است یعنی ریزی و درشتی خلال و وجود خلال های بسیار ریز را مشخص می کند .

معمولا عدد سوئدی در فواصل ۲۰-۱۵ قرار دارد و طبق تعریف عبارتست از :

وزن خلال های بیش از ۵Cm
= عدد سوئدی

پ
وزن خلال های کمتر از Cm1

فاکتور های موثر در عدد سوئدی عبارتند از :
– مدول الاستیسیته ی چغندرقند ( هر چه خمش بیشتر باشد برش صحیح نیست )
– قدرت مقاومت برش چغندر قند ( هر چه مقاومت برش کمتر باشد برش بهتر صورت می گیرد )
– تنظیم فاصله تیغه ها تیز شدن تیغه ها از عوامل مهم و تاثیر گذار در عدد سوئدی می باشند .

ماشین خلال ( آسیاب خلال )
این دستگاه از چند قسمت تشکیل شده است .
– قیف ورودی خلال
– صفحه ی برش ( قطر این صفحه به ظرفیت کارخانه بستگی دارد )
– قوطی برش ( دو یا سه تیغه دارند ) این تیغه ها قابل تعویغ هستند .
– نگهدارنده چغندرقند ( برای این که چغندرقندها با صفحه ی برش بچرخند و خرد شوند )
– دریچه ( برای تعویض قوطی های برش و تیغه ها تعبیه شده است )
– قیف زیرین ( خلال ها را بر روی باسکول می اندازد )
– کلاج الکترومغناطیسی

تیغه ها بر روی صفحه ی دوار افقی قرار دارند و ممکن است این ماشین ها به صورت استوانه ای افقی قرار گیرند در این صورت تیغه ها بر روی استوانه ی دوار قرار دارند در هر حال تیغه ها روی صفحه ی دوار یا بدنه ی استوانه ثابت هستند .

صفحات دوار ماشین های خلال به سه بزرگی ساخته می شوند ( قطر mm1650- mm2000- mm2200 ) تیغه های هر صفحه ی برش دارای ابعاد mm167 هستند و در هر جعبه ی برش دو عدد تیغه جمعا با mm334 طول برش می باشند تیغه های امروزی و متداوال به کونیگس فلدر یا گلر معروفند .

دیفوزیون
یکی از مهمترین مرحله استخراج قند در صنعت چغندرقند و نیشکر دیفوزیون می باشد هدف اصلی از دیفوزیون به دست آوردن شربت خام با حداکثر درجه ی خلوص و حداقل در صد قند تفاله می باشد .

در گذشته برای شربت گیری از چغندرقند آن را به پوره تبدیل نموده و با استفاده از پرس عصاره ی شربت را استخراج می کردند ولی امروزه این روش به دلایلی متروک گردیده و دیفوزیون جایگزین شده است جهت استخراج مواد قندی از بافت چغندرقند یا نیشکر ابتدا لازم است که مواد مذکور بتوانند با عمل دیفوزیون از قسمت های داخل آن ها به طرف سطح آن نفوذ کنند ، این نفوذ طبق فرآیندی اسمزی صورت می پذیرد .

به عبارت دیگر چون چغندرقند تبدیل به خلال می گردد ، بنابراین شربت سلولی به طور مستقیم خارج می شود و نیاز به عمل اسمز نمی باشد ولی مابقی شربت باید طبق روش اسمزی خارج گردند .
با توجه به آن که سلول های چغندرقند دارای پرده ی نیمه تراوا می باشند ، لذا شربت سلولی به سادگی از درون سلول خارج نمی شوند و برای عمل اسمز باید دما را افزایش داد که اصطلاحا این عمل را ” کشته شدن غشاء سلولی ” می نامند . در صنعت قند این عمل با افزایش درجه ی حرارت تا حد C 70 صورت می پذیرد .

در اثر افزایش دما سلول ها کشته شده و پرده ی نیمه تراوا باز شده و عمل اسمز بهتر و سریعتر انجام می گیرد ، ثانیا سرعت عمل اسمز وابسته به دما می باشد ، هر چه این دما بیشتر شود عمل اسمز با سرعت بیشتر صورت می گیرد ، البته باید توجه داشته باشیم که از نظر دما محدودیت وجود دارد زیرا اگر دما بیش از حد نصاب افزایش یابد ، پکتین سلولی حل شده و وارد شربت می شود و با ورود پکتین به داخل شربت مشکلات مختلفی به وجود می آید .

 

با ورود پکتین به داخل شربت ویسکوزیته ی شربت افزایش می یابد و با توجه به این که پکتین حساس به دما است لذا در اثر دمای زیاد شکسته شده و موجب افزایش ویسکوزیته ی شربت قند می شود که بالبطع مشکلات کاهش سرعت ترسیب گل در دکانتور و کاهش سرعت صاف کردن را به همراه خواهد داشت .
در ابتدای عمل اسمز سرعت خروج ماده ی قندی بیش از ماده ی غیر قندی می باشد و هر چه به انتهای عمل اسمز نزدیکتر می شویم ، این موضوع بر عکس می شود .

به عبارت دیگر در انتهای عمل اسمز شتاب خروج ماده ی غیرقندی بیش از ماده ی قندی است .

نتیجه ۱ : اصولا شربتی که از عمل اسمز ایجاد می شود ، درجه ی خلوص بیشتری از شربتی که در اثر پارگی سلول ها ایجاد می شود داراست.

نتیجه ۲ : به طور کلی کوسیان شربت در ابتدای دیفوزیون زیاد است و هر چه به انتهای دیفوزیون نزدیکتر می شویم کوسیان شربت کاهش می یابد .

روش های مختلف استخراج
کلیه فرآیندهای فنی استخراج بر اساس اصول جریان متقابل می باشد که می تواند در دو حالت متفاوت یک مرحله یا تدریجی باشد .

استخراج به طریقه ی جریان متقابل بروش یک مرحله در یک محفظه بزرگ انجام می گیرد ، در این محفظه مواد و شربت در خلاف جهت هم حرکت می کنند .
در روش تدریجی عمل استخراج در یک دستگاهی که بخش های مختلف از نظر فرآیند تقسیم شده است انجام و عمل مخلوط شدن تقریبا پیچیده بوده و بین مواد و شربت صورت می گیرد ، پس از هر مرحله مواد و شربت جدا شده و هر کدام در جهت خود از هر مرحله به مرحله ی دیگر هدایت می شود با همه ی این که مخلوط شدن مواد و شربت درهر مرحله جداگانه انجام می گیرد ولی دستگاه به طور کلی مطابق اصل جریان متقابل عمل می کند .

اهمیت کیفیت استخراج
در ارزیابی یک فرآیند استخراج علاوه بر بازدهی استخراج کیفیت استخراج نیز از اهمیت بیشتری برخوردار است برای نیشکر نیز مشابه چغندرقند قبل از عملیات اواپراسیون و کریستالیزاسیون عمل تصفیه ضروری است .
در عملیات تصفیه تفکیک کامل ناخالصی های شربت خام انجام نمی شود و این ناخالصی های باقیمانده در عملیات کریستالیزاسیون اثرات بد گذاشته و کیفیت شکر تولیدی را کاهش می دهد .
بنابراین خیلی مهم خواهد بود که عملیات استخراج به نحوی صورت گیرد که شربت خام دارای حداقل این گونه مواد خارجی و ناخالصی باشد ، به موازات این امر باید فعالیت های میکروبیولوژیکی را تحت کنترل داشت ، زیرا این فعالیت ها نه تنها موجبات افزایش ضایعات را فراهم خواهند آورد بلکه از کیفیت شربت در ارتباط با فرآیند کریستالیزاسیون خواهند کاست .

عوامل موثر در دیفوزیون
دما
دما موجب افزایش سرعت عمل اسمز می شود و هر چه این دما بیشتر باشد فرآیند اسمز با سرعت بیشتری صورت می گیرد و در صد قند تفاله کاهش می یابد .
به طوری که قبلا ذکر شده درجه ی حرارت کمی بالاتر از ۰C70 برای کشته شدن سلول های چغندرقند لازم است و این حداقل درجه ی حرارتی است که یک دیفوزیون با آن کار می کند .
تاثیر دما بر میکروبها نیز حائز اهمیت است ، چنانچه دمای دیفوزیون نامناسب باشد میکروارگانیسم ها شروع به فعالیت می کنند و ساکارز را هیدرولیز نموده و در نتیجه قند زیادتری را از بین می برند که موجب افزایش ضایعات نامعلوم می گردند که قابل محاسبه نیست و برای از بین بردن میکروارگانیسم ها بهترینراه این است که دمای دیفوزیون در حداکثر ممکن ، در حدی که تکنولوژی اجازه می دهد قرار گیرد .

دیفوزیون های چغندرقندی که در درجه ی حرارت حداکثر oC73-72 کار می کنند فقط خطر آلودگی با باکتریهای اسید لاکتیک وجود دارد ( باکتریهای نوع ترموفیل ) که موجب کاهش PH در بخش مرکزی دیفوزیون می شود و آلودگی و عفونت در دیفوزیون هایی را به وجود می آورد .
دیفوزیون هایی که با سرعت بیشتری کار می کنند نسبت به دیفوزیون هایی که زمان توقف بیشتری برای شربت یا خلال چغندرقند دارند کمتر در خطر این آلودگی قرار دارند ، به علاوه تعداد باکتریهایی که به همراه چغندرقند و آب وارد دیفوزیون می شوند نقش مهمی را در آلوده شدن ایفاء می کنند ، در دیفوزیون هایی که به

شدت آلوده می باشند ، PH به حدود پنج که حداقل PH برای باکتریها در درجه ی حرارت oC70 می باشند کاهش می یابد با آلودگی در دیفوزیون می توان با افزایش درجه ی حرارت oC80- oC 75 مقابله کرد ولی همان طوری که در قبل اشاره شد ، این کار موجب حل شدن پکتین می گردد ، بنابراین در عمل با آلودگی در دیفوزیون با افزودن فرمالدئید مقابله می شود .

تاثیر بعدی دما ، تغییر در پوسته ی خارجی سلول می شود ، چنانچه دمای دیفوزیون بالا باشد در نتیجه پکتین درون سلولی حل شده و به شربت راه پیدا نماید به همان نسبت تفاله حالت لزجتری پیدا نموده که نتیجه آن این است که عمل آبگیری به علت لزج بودن تفاله در پرسها به خوبی انجام نمی گیرد و ماده ی خشک تفاله پرس شده کاهش می یابد .

معمولا مناسب ترین دما برای دیفوزیون oC72 است در این دما شربت پاستوریزه شده و عمل اسمز نیز به خوبی صورت می گیرد ، اگر دمای دیفوزیون کمتر از oC72 باشد در این صورت به نسبت کاهش دما درصد قند تفاله افزایش پیدا نموده و فعالیت میکروارگانیسم ها را افزایش می دهد ، چنانچه دمای دیفوزیون بیش از oC 72 باشد به نسبت افزایش دما پکتین بیشتری وارد شربت می شود و در نتیجه مقدار مواد کلوئیدی شربت افزایش می یابد و احتمال شکسته شدن مولکول های پکتین وجود دارد .

و مولکول های پکتین بیشتری وارد شربت می شود و ویسکوزیته ی شربت افزایش می یابد و اثر منفی بر روی صافی و دکانتور می گذارد به علاوه این که ماده ی خشک تفاله کاهش می یابد ، البتهoC72 یک دمای تعریف شده ی کلاسیک است که اکثر کارخانجات قند آن را رعایت می کنند .

ولی بهتر آن است که دمای دیفوزیون را بر حسب وضعیت چغندرقند و با توجه به شرایط زیر تعیین نمایند :

الف) چگونگی پرس شدن تفاله در پرس ها ( تفاله حالت لزج نداشته باشد )
ب) چگونگی حمل خلال در داخل دیفوزیون
ج) چگونگی صاف شدن گل در دکانتور و عبور از صافی ها

لازم به توضیح است که چنانچه دمای دیفوزیون افزایش یابد به همان نسبت در حمل و انتقال خلال در دیفوزیون مشکل ایجاد می کند .

کشش دیفوزیون ( سوتیراژ )
درصد وزنی یا حجمی شربت خام نسبت به چغندرقند را کشش دیفوزیون می گوییم ، اگر به ازای صد تن چغندرقند ۱۰۵ تن شربت خام داشته باشیم ، کشش وزنی %۱۰۵ است .
اگر به ازای m3100 چغندرقند ،m3105 شربت خام داشته باشیم کشش حجمی %۱۰۵ است .
هر گاه آب دیفوزیون را افزایش دهیم میزان کشش آن نیز افزایش می یابد و اگر میزان آب دیفوزیون را کاهش دهیم میزان کشش دیفوزیون کاهش می یابد ، به عبارت دیگر مقدار شربت خام کمتری تولید می گردد .
کشش دیفوزیون بین ۱۲۰%-%۱۰۵ قرار دارد و امروزه به خاطر صرفه جویی در مصرف انرژی کشش دیفوزیون را ۱۰۵% در نظر می گیرند.
اگر کشش دیفوزیون کمتر از حد نصاب شود به نسبت کاهش کشش درصد قند تفاله افزایش می یابد بهترین درصد قند تفاله ۰/۷-۰/۵

درصد است و کوسیان شربت طبق رابطه زیر افزایش می یابد .

pol pol
= Q=
ماده غیرقندی +   pol Bx

اگر آب کمتر استفاده شود ماده ی غیر قندی کاهش و کوسیان افزایش می یابد .
اگر کشش دیفوزیون بیشتر از حد نصاب شود در این صورت قند تفاله کاهش می یابد مقدار مواد کلوئیدی شربت افزایش می یابد و مصرف انرژی کارخانه بیشتر می شود ، سرمایه گذاری کارخانه برای تبخیر آب های اضافی و نصب دستگاه های مورد لزوم بیشتر می شود .

درجه دیفوزیون
با دیفوزیون های امروزی قادریم تا %۹۹ قند خلال را استخراج کنیم به عبارت دیگر عیار معمولی چغندرقند در حدود %۲۰-۱۵% است و قند خلال را می توان تا حدی استخراج نماییم که میزان قند تفاله به ۰/۷-۰/۵ درصد برسد ولی باید توجه داشت که ماده غیر قندی زیادی وارد شربت نگردد زیرا از کریستالیزاسیون مولکول ساکارز جلوگیری نموده و راندمان استحصال شکر را کاهش می دهد .

زمان دیفوزیون

در صنعت چغندرقند قند که بیش از صد سال است که دیفوزیون مورد استفاده قرار می گیرد مطالعات و بررسی های متعددی طی سالیان گذشته به عمل آمده تا شرایط مطلوب برای چغندرقند به دست آید ، نتایج به دست آمده از این مطالعات خطوط اصلی قبول شده مورد عمل در دیفوزیون های چغندرقندی می باشد .

به طور مثال کوتاهترین زمان ممکن حداقل درجه ی حرارت ممکن PH کمی بالاتر از ۶ یا برابر با PH شربت قند مد نظر می باشد .
میزان کاهش زمان توقف بستگی به ضخامت خلا ل های چغندرقند خواهد داشت و بر اساس آن ضریب استخراج و زمان توقف تعیین می گردد ، به نظر می رسد که در ایالات متحده ی آمریکا امکان دستیابی به خلال های نازکتر چغندرقند بیشتر از سایر نقاط دنیا می باشد و به دلیل کار خانجات چغندرقندی آمریکا توانسته اند زمان توقف در دیفوزیون های خود را تا ۵۰-۴۰ دقیقه کاهش دهند ، در صورتی که این ارقام برای اروپا بین ۸۰-۶۰ دقیقه می باشد .

چنانچه زمان دیفوزیون کمتر از حد نصاب باشد در این صورت عمل اسمز به طور کامل انجام نگرفته و درصد قند تفاله افزایش می یابد و کوسیان ( درجه خلوص ) شربت خام افزایش می یابد .

افزایش زمان توقف در دیفوزیون بدون شک درصد قند تفاله کاهش می یابد ولی ماده ی غیر قندی بیشتری به شربت راه پیدا می کند و موجب افزایش مواد غیرقندی خصوصا پکتین می شود که از بافت های چغندرقند وارئ شربت می شود و در همان حال برشهای چغندرقند نرم و لغزنده شده و عملیات را مشکل خواهد کرد بخش مهمی از پکتین حل شده در زمان تصفیه کردن شربت تفکیک شده و مشکلات جدی برای صافی ها به وجود خواهد آورد .
ولی پکتین ها با مولکول های کوچکتر از بخش تصفیه به بخش پخت راه پیدا می کنند و از کریستالیزاسیون ساکارز جلوگیر ی می کنند .
زمان لازم در دیفوزیون ها بسته به نوع دیفوزیون بین ۸۵-۷۵ دقیقه می باشد دیفوزیون هایی که با دور زیاد کار می کنند طبعا زمان کمتری را نیاز خواهند داشت تا استخراج شربت از خلال صورت گیرد .
در این قسمت ساختمان دیفوزیون های متداول در صنعت قند را بررسی می کنیم .

اثرات نرمه در دیفوزیون
نرمه ( خلال های < Cm1 ) باعث می گردد که شربت در اواسط دیفوزیون قند خود را از دست داده و در بقیه ی مسیر دیفوزیون ماده ی غیرقندی آزاد نماید و در نتیجه کوسیان شربت کاهش می یابد .

به علاوه نرمه لا به لا ی چغندرقندهای درشت قرار گرفته و ایجاد انباشتگی در دیفوزیون می نماید و در نتیجه عبور شربت در داخل دیفوزیون را مختل می کند .

همچنین نرمه منافذ توریهای دیفوزیون را مسدود نموده و از عبور شربت از دیفوزیون جلوگیری به عمل می آورد .
همان طوری که قبلا گفته شده در ابتدای عمل اسمز شتاب خروج ماده ی قندی بیشتر از ماده ی غیرقندی است و هر چه به انتهای عمل اسمز نزدیکتر می شویم این عمل معکوس می شود با توجه به موارد فوق مشخص می گردد که شربتی که طی عمل اسمز به دست می آید درجه خلوص بالاتری از شربتی که به علت پارگی سلول ها و به طور مستقیم خارج می گردد دارد .
در اثر ایجاد نرمه سلول های بیشتری از خلال برش خورده و شربت درون سلولی به طور مستقیم وارد شربت می شود ، به علاوه سطح تماس دیواره های سلولی ناشی از برش با آب بیشتر بوده .
در نتیجه مواد تشکیل دهنده ی دیواره ی سلولی مانند پکتین بیشتر در شربت حل می شود بنابراین کوسیان شربت در این حالت کاهش می یابد .
چنانچه خلال درشت و یکنواخت باشد :

اولا : کوسیان شربت بیشتر می شود .

ثانیا : خلال های ایجاد انباشتگی ننموده و به صورت شبکه در می آید و در نتیجه شربت به راحتی از لا به لا ی خلال ها عبور می نماید .

آب دیفوزیون

آبی که به مصرف دیفوزیون می رسد نباید دارای املاح قلیایی باشد ، چون پکتین چغندرقند به قلیا و دما حساس است و موجب شکسته شدن و حل شدن پکتین شده و ویسکوزیته ی شربت افزایش می یابد ،

بهترین PH برای دیفوزیون ۵/۸-۵/۵ می باشد اگر PH کمتر از این حد باشد احتمال خورندگی در قسمت های انتهایی دیفوزیون وجود دارد و همچنین خطرات جدی ناشی از هیدرولیز ساکارز وجود دارد .

اگر PH بیش از ۵/۸-۵/۵ باشد مقدار پکتین شربت افزایش یافته و افزایش ویسکوزیته شربت را به همراه دارد و مشکلات ناشی از صافی و دکانتور در سیستم به وجود می آید به علاوه تفاله به علت حل شدن پکتین حالت لزج پیدا کرده و ماده ی خشک تفاله کاهش یافته و کوسیان شربت کاهش می یابد ، گوگرد را سوزانده و SO2 حاصله را به آب دیفوزیون تزریق نموده و PH را به حد ۵/۸-۵/۵ میرسانند .
پکتین موجود در داخل خلال ( درون سلولی ) می تواند با عامل اسیدی (H) یا کلسیم یا آلومنیوم ترکیب شده و ایجاد زنجیره ی طویلی می نماید و در نتیجه در داخل سلول تثبیت گشته و وارد شربت نمی گردد .
هر سه حالت مذکور در صنعت قند استفاده می شود .
دمای آب دیفوزیون بینoC07–۵۰ است برای اسیدی کردن آب دیفوزیون از اسید سولفوریک و یا اسید کلریدریک استفاده می شود ولی در ایران از گاز SO2 استفاده می کنند ، مقدار آب مصرفی دیفوزیون بین ۱۰۰% -%۷۰ وزن چغندرقند است .

منابع عفونت دیفوزیون

گل وخاک چغندرقند ، برگ وعلف ، دمای نامناسب دیفوزیون و آب تفاله ، مصرف آب آلوده ، توقفاتدیفوزیون ، عمده ترین منابع عفونت دیفوزیون است .

شناخت عفونت در دیفوزیون

  • کشت میکروبی :

کشت میکروبی بهترین و دقیق ترین راه برای شناخت عفونت می باشد ولی چون زمان آن طولانی است از این رو قابل استفاده برای صنعت نمی باشد .
۲- تعیین نیتریت :
با توجه به اینکه برخی میکروارنیسم ها مانند لاکتوباسیلوس پلانتاروم ، باسیلوس استئارو ترموفیلوس نیترات را به نیتریت تبدیل می کنند ، بنابراین با اندازه گیری نیتریت می توان پی به عفونت برد ، چون این روش نیز طولانی می باشد قابل استفاده برای صنعت قند نیست .
۳- تععین اینورت :

 

با توجه به این که میکروارگانیسم ها ابتدا ساکارز را به انورت تبدیل می کنند بنابراین عقیده بر این است که با اندازه گیری قند اینورت می توان پی به عفونت دیفوزیون برد ولی چون میکروارگانیسم ها ساکارز را تبدیل به اینورت و بلافاصله اینورت را به اسید لاکتیک تبدیل می نماید بنابراین امکان دارد که فعالیت میکروارگانسیم ها در دیفوزیون شدید باشد ولی مقدار اینورت شربت کماکان ثابت باقی بماند ، بنابراین این روش نیز قابل قبول نیست.

۴- تعیین اسیدیته ی شربت :
عده ای معتقدند چون قسمت عمده ی ساکارز تبدیل به اینورت می شود و سپس اینورت تبدیل به اسید می شود . بنابراین با اندازه گیری اسیدیته ی شربت می توان پی به عفونت دیفوزیون برد ولی این موضوع صدق نمی کند ؛ زیرا پکتین که در تفاله وجود دارد اسید حاصله از فعالیت میکروارگانیسم ها را جذب نموده و اسید ثابت باقی می ماند .
۵- تعیین PH :
عده ای معتقدند که چون قسمت عمده ی میکروارگانیسم ها ساکارز را به اینورت و اینورت را به اسید تبدیل می نماید از اینرو با تعیین PH می توانیم پی به عفونت دیفوزیون ببریم ، شربت دیفوزیون حالت تامپون دارد چون اسیدهای آمینه هم داذای عامل اسیدی و هم دارای عامل بازی می باشند از این رو PH تغییر زیادی نمی کند البته PH شربت خام زمانی که اسید زیاد تولید شده باشد تغییر کرده و به حدود ۵/۸-۵/۵ می رسد و از طرفی زمانی که فعالیت میکروارگانیسم نسبتا شدید باشد اسید تولیدی به قدری خواهد بود که PH را تغییر دهد با توجه به موارد فوق در صنعت تمام دنیا برای شناخت عفونت دیفوزیون از PH استفاده می کنند .

فعالیت میکروارگانیسم ها در دیفوزیون
۱- میکروارگانیسم ها ایجاد گاز نموده و در نتیجه مشکلات انتقال خلال در دیفوزیون به وجود می آید چون گاز تولیدی از پایین دیفوزیون به سمت بالا حرکت می کند مقداری خلال را به سطح دیفوزیون انتقال می دهد و خلال ها دو فاز می شوند و کمی در بالای سط و کمی در پایین سطح قرار می گیرند در صورتی که هدف اصلی یکنواختی انتقال خلال ها به صورت غوطه ور می باشد.

۲- میکروارگانیسم ها ساکارز را به اینورت تبدیل نموده و اینورت را به اسید تبدیل می نمایند بنابراین ضایعات معلوم و نامعلوم کارخانه افزایش می یابد .

۳- میکروارگانیسم ها می توانند ساکارز را به پلی ساکاریدهایی مانند لوان و دکستران تبدیل نمایند ، این پلی ساکاریدها باعث می گردند که کریستال های کربنات کلسیم ریزتر تشکیل شده و ویسکوزیته شربت نیز افزایش می یابد بنابراین مشکل صافی و دکانتور خواهیم داشت .
چنانچه لوان و دکستران به قسمت کریستالیزاسیون راه پیدا نمایند به شدت از کریستالیزاسیون ساکارز جلوگیری نموده و موجب افزایش ملاس می گردد ، دکستران معمولا در کارخانجات قندنیشکر و لوان در کارخانجات قند حاصله از چغندر قند تشکیل می گردد .

۴- افزایش رنگ و سختی شربت رقیق و غلیظ
هر تجزیه ی ساکارزی توام با تشکیل رنگ می باشد بنابراین در اثر فعالیت میکروارگانیسم ها هیدرولیز ساکارز رنگ شربت رقیق و غلیظ افزایش می یابد ، هم چنین چون قسمت عمده ی ساکارز در اثر

فعالیت میکروارگانیسم ها تبدیل به اسید لاکتیک می شود و اسید لاکتیک در فرآیند ایجاد لاکتات کلیسم می نماید و لاکتات کلسیم محلول می باشد لذا سختی شربت رقیق و غلیظ افزایش می یابد .

۵- افزایش رنگ شکر درجه ۱ :
با افزایش رنگ شربت غلیظ و رقیق توسط میکروارگانیسم ها ، رنگ شکر درجه ی ۱ افزایش می یابد .

۶- افزایش ماده ی ملاس :
چون میکروارگانیسم ها ساکارز را تجزیه و به مواد غیرقندی تبدیل می کنند لذا مواد غیرقندی و رنگ ها از کریستالیزاسیون ساکارز جلوگیری به عمل می آورند و مقدار ملاس را افزایش می دهند .

شربت گیری از چغندرقندهای فاسد
چنانچه چغندرقند فاسد شده باشد بسته به درجه ی فساد چغندرقند باید دمای دیفوزیون را کاهش داد و خلال را درشت تر نماییم و زمان دیفوزیون را نیز کاهش دهیم تا شربت گیری نسبتا مطلوبی انجام پذیرد .

پرس تفاله
تفاله حاصله از دیفوزیون وارد پرس می شود ، همان طوری که در شکل مشاهده می کنیم ابتدا فضا زیاد است و در اثر گردش محفظه فشار بر تفاله افزایش یافته ( به دلیل کاهش فضا ) از این رو آب تفاله از تفاله جدا می شود .

ساختمان پرس تفاله

ماده ی خشک تفاله ی خروجی از پرس ها حدود %۲۲-۲۰% می باشد بهترین دما برای تفاله ورودی به پرس ها بین oC60- oC50 است .

مزایای برگشت آب تفاله به دیفوزیون
– چنانچه آب تفاله به مصرف دیفوزیون نرسد در این صورت آب تفاله وارد سیستم فاضلاب می شود و باعث آلودگی و افزایش BOD و COD می شود .

– حجم فاضلا افزایش یافته و هزینه سرمایه گذاری بیشتری برای تصفیه ی فاضلاب خواهیم داشت .

– با برگشت آب تفاله به دیفوزیون ، مقدار آب مصرفی دیفوزیون کاهش می یابد بهترین دما برای آب تفاله ۷۲ است زیرا در این دما آب تفاله ضدعفونی می گردد ، اما چون برخی از میکروارگانیسم ها در ۷۲ مقاومند اوروزه سعی بر این است که روش زیر را برای ضدعفونی کردن آب تفاله استفاده قرار می گیرد :

دیفوزیون تفاله پرس

آب تفاله

آب تفاله آب تفاله نرمه گیر
صاف شده

مبدل حرارتی لوله ای مبدل حرارتی صفحه ای

روش ضد عفونی نمودن آب تفاله و برگشت آن به دیفوزیون

مصرف گاز So2 در آب تفاله
چنانچه به آب تفاله So2 اضافه نماییم به طوری که PH آب تفاله به ۳/۸-۳/۶ کاهش یابد در این صورت مواد کلوئیدی و خصوصا پروتین منعقد شده و جذب تفاله می گردد و چون این مواد از شربت جدا شده است .
بنابراین درجه ی خلوص آب تفاله و در نتیجه درجه ی خلوص شربت خام افزایش می یابد ولی باید توجه داشت که شرایط طوری ایجاد گردد که کاهش PH به سرعت انجام گیرد و سریعا آب تفاله وارد دیفوزیون گردد در غیر این صورت چون ساکارز در برابر اسید حساس است بنابراین هیدرولیز می گردد .
افزودن درجه ی خلوص شربت خام از طریق افزودن کلسیم هیدروژن سولفیت Ca(Hso3)2 :

مسیر خروج شربت خام به سمت مرحله تصفیه

به قسمتی از شزبت خام صاف شده کلسیم هیدروژن سولفیت می افزاییم تا PH آن به ۵/۷-۵/۶ کاهش یابد و بلافاصله آن را به دیفوزیون برگشت می دهیم با استفاده از دو روش فوق مواد پروتئینی جدا شده و جذب تفاله می گردد در این حالت :

اولا : مقدار تفاله افزایش می یابد .
ثانیا : ماده ی خشک آن نیز افزایش می یابد .
ثالثا : سرعت ترسیب در دکانتور و سرعت صاف شدن شربت در صافیها به دو برابر افزایش می یابد درجه خلوص شربت خام %۲/۱ اضافه شده و مقدار خاکستر شربت خام کمتر می شود .

تفاله خشک کن
تفاله خشک کن استوانه بسیار بزرگ بوده که طول حدود ۲۰-۱۵ متر و قطر ۳-۲ متر دارد صفحات به هم قفل شده ( ضربدر مانند ) داشته که در واقع جداسازی توده ی تفاله را انجام می دهد و آن ها را به صورت پرک در می آورد .
دمای مشعل حدود oC900 است چون تفاله %۷۸ آب دارد از این رو آب در دمای oC100 می جوشد پس هر چه دما باشد به علت رطوبت بالای تفاله آتش نمی گیرد و در انتهای رفته رفته مقدار دما به oC150 کاهش می یابد که در انتهای تفاله خشک کن مقدار رطوبت تفاله نیز کاهش می یابد .

در سیکلون که بخشی از تفاله خشک کن می باشد فن وجود دارد و مکش ایجاد می شود و تفاله وارد هلیس می شود و هوا نیز از سیکلون خارج می گردد رطوبت تفاله ی خشک %۱۲ -۱۰% است ، اگر کمتر باشد به نسبت کاهش رطوبت خطر آتش سوزی در تفاله خشک کن وجود دارد اگر رطوبت تفاله ی خشک شده به بیش از %۱۲- ۱۰% برسد در نتیجه چون تفاله ی خشک تا لحظه فروش مدتی در انبار نگهداری می شود ، ارتفاع تفاله در انبار تفاله نسبتا زیاد می باشد لذا میکروارگانیسم ها در اثر رطوبت زیاد فعالیت نموده و با مصرف قند تفاله ایجاد گرما می نماید و گرمای مذکور باعث افزایش دمای هوای داخل توده ی تفاله می گردد و گاهی اوقات افزایش دما آن قدر زیاد می باشد تا به نقطه اشتعال می رسد و آتش سوزی خود به خودی در تفاله ها ایجاد می گردد.

شربت خام
به شربتی که از دیفوزیون خارج می گردد به آن شربت خام می گوییم و بریکس شربت خام ۱۶-۱۵ می باشد و کوسیان شربت خام ثابت نبوده و به عوامل کاشت ، داشت ، برداشت و آب و هوای منطقه کشت و شرایط شربت گیری در دیفوزیون وابسته بوده و در حدود ۷۸%-۸۵% می باشد .
PH شربت خام ۶ بوده و رنگ شربت خام خاکستری مایل به سیاه ( رنگ ملانین ) می باشد .

کوره ی آهک
در صنعت قند نمی توانیم مستقیما شربت خام را تغلیظ نموده و مولکول های ساکارز را به کریستال ساکارز تبدیل نماییم زیرا ابتدا باید شربت خام تصفیه گردد و سپس عملیات تغلیظ صورت گیرد .
برای تصفیه شربت خام مهمتریت ماده ی مصرفی آهک می باشد مقدار مصرف آهک %۲Cao نسبت به چغندرقند می باشد و چون از سنگ آهک استفاده می نماییم برای فرآوری نیاز به کوره ی آهک داریم.
کوره ی آهک یکی از اجزای ضروری کارخانجات قند است از آهک و گاز Co2 که هر دو از ترکیبات سنگ آهک می باشند ، برای تصفیه ی شربت استفاده می شود سنگ آهک را در دستگاهی به نام کوره ی آهک در دمای oC910 حرارت می دهند و فعل و انفعالات شیمیایی که در کوره ی آهک به وقوع می پیوندد به صورت زیر می باشد :

Co2+Cao CaCO3+43500KCal

این معادله برگشت پذیر می باشد و در کارخانه مجددا در قسمت تصفیه Cao و Co2 با یکدیگر ترکیب شده و تولید کربنات کلسیم می نماید که به صورت رسوب است ، همان طوری که در فرمول دیده می شود تجزیه ی سنگ آهک احتیاج به حرارت بالا دارد از این جهت این واکنش را جاذب حرارت ( گرماگیر ) می نامند .
و در کوره های آهک از مواد مولد حرارت مثل کک ( ذغال سنگی که شسته شده و خاکستر کمی دارد ) استفاده می شود به غیر از کک می توانیم از مازوت و گاز نیز استفاده نماییم .
در حال حاضر اکثر کارخانجات قند برای پختن سنگ آهک از کک استفاده می کنند یک کیلو گرم کک خالص در اثر اشتعال ۸۱۰۰ کیلو کالری انرژی می کند بنابراین طبق فرمول تجزیه سنک آهک به ازای هر ۱۰۰ کیلو گرم سنگ آهک ۵/۴ کیلو گرم به عبارت دیگر ۵/۴ درصد سنگ آهک کک مصرف می شود .

شمای کلی کوره آهک

همان طوری که طبق شکل مشاهده می شود در کوره ی آهک ، سنگ آهک و کک از بالا وارد شده و Cao از پایین خارج شده و گاز Co2 نیز از بالای کوره ی آهک خارج می گردد Cao حاصله به مرحله تصفیه آهک خورI و IIمی رود و گاز Co2 حاصله نیز به مرحله ی اشباع I و II می رود .
قائدتا تامین انرژی حرارتی کوره ی آهک توسط کک ومشعل انجام می گیرد ، اگر ازکک استفاده نماییم به همراه سنگ آهک از بالا وارد کوره ی آهک می شود و اگر مشعل استفاده گردد ، در بدنه کوره نصب می گردد .
واگن سنگ آهک به سمت کوره ی آهک حرکت می کند ، در ابتدا درب کشویی بسته است که باز شده و چندین واگن آهک در آن قرار می گیرد و درب مخروطی باز می شود و سنگ آهک سقوط می کند و با سقوط سنگ آهک به داخل کوره درب کشویی بسته می شود ، آهک حاصله به مصرف میک و کنکاسور می رسد که در نهایت در آهک خور I و II یا قندگیری از ملاس مصرف می گردد ، معمولا در کوره تا خط چین همیشه پر است و انرژی کوره همان طور که قبلا اشاره شد از کک یا از مشعل تامین می گردد ، قرقره وینچ نیز کار جمع کردن یا باز کردن سیم ها ( جابجایی محفظه سنگ آهک ) را بر عهده دارد .

گاز Co2 خروجی از کوره چون گرد وغبار و خاکستر دارد وارد خاکستر گیر می شود و با آب مخلوط شده و خاکستر آن گرفته شده و از آن جا به لاور رفته و با آب مجددا شسته شده و ذرات گرد وغبار آن نیز گرفته می شود و بعد Co2 پمپ گاز که با آب کار می کند وارد قطره گیر شده که در این قسمت قطره های آب از گاز Co2 جدا می شود و Co2 خالص به مصرف اشباع I و II می رسد .

مناطق سه گانه کوره آهک
به طور کلی در کوره ی آهک سه قسمت مجزا طبق این شکل وجود دارد :

CaCo3 Co2

منطقه ی پیش گرم کن
(۱)
منطقه ی آتش
(۲)
منطقه ی سرد
(۳)

تخلیه هوا

مناطق سه گانه کوره ی آهک

هوا از قسمت پایین وارد می شود و رفته رفته چون در مجاورت CaCo3 گرم قرار می گیرد ، گرم می شود و وارد منطقه ی آتش می شود و اکسیژن را برای این منطقه تامین می کند و به گاز Co2 داغ تبدیل می گردد و این Co2 داغ وارد منطقه ی پیش گرمکن شده و سنگ آهک ورودی را گرم کرده و به صورت سرد خارج می گردد .
سنگ آهک داغ هم به منطقه ی آتش می رسد و دمای آن به قدری بالا است که مشتعل می شود و بدین ترتیب سنگ آهک تبدیل بهCao2 می گردد .
اگر منطقه آتش گسترش یابد یعنی قسمتی از پیش گرمکن یا قسمتی از منطقه ی سرد را فراگیرد ، نقطه ی جوش ایجاد می کند و چنانچه منطقه ی آتش کوچک شود سنگ آهک به آهک تبدیل نمی شود و سنگ اهک به جای آهک خارج می گردد.
اگر کشش Co2 را به کمک پمپ زیاد کنیم منطقه آتش بالا رفته و جوش ایجاد می کند به عبارت دیگر سرعت خروج Co2 نیز باید کنترل شده باشد و نباید زیاد باشد .
اگر زمان تخلیه را کم کنیم ( آهک زیادی تخلیه شود ) یا کشش آهک را زیاد نماییم سنگ آهک به جای آهک خارج می گردد .
اگر هوای کافی به کوره ی آهک نرسد در این صورت گاز Co2 با C ترکیب شده و ایجاد Co می نماید :
Co ۲انرژیo2+C+C
اگر ارتفاع منطقه ی آتش بیشتر شود در این صورت نیز Co تشکیل می گردد :
انرژی۲C+O2 2Co+
برای کنترل کارکرد کوره ، اندازهگیری درصد گاز کربنیک در خروجی انجام می گیرد .

محاسبه درصد Co2 در کوره ی آهک

در داخل کوره دو واکنش اتفاق می افتد :

۱- واکنش گرماگیر : منجر به تجزیه ی سنگ آهک می شود .

  • CaCo3 Cao + Co2

شرایط استوکیومتری
۱ ۱ ۱ Mol
در شرایط کوره
۱ ۱ ۱۰۰M ol
۱۰۰

۲- واکنش گرما زا

۲ ) C + Air ( or + 3/76 N2 ) Co2 + 3/76N2
شرایط استوکیومتری
۷۶/۳ ۱ ۷۶/ ۱۳ ۱ Mol
در شرایط کوره
۱۰ ۱۰ ۱۰ ۱۰ ۱۰ Mol
۱۲ ۱۲ ۱۲ ۱۲ ۱۲

آنالیز تقریبی گازهای خروجی از کوره

گاز خروجی تعداد مول
Co2 1+10/12
O2 10/12
N2 3/76+10/12
No, No2 , Sox ناچیز ppm

)/(۳/۷۶+۱۰/۱۲+۱۰/۱۲+۱*۱۰)=۰/۳۱۶ ۱۲+۱ / ۱۰  = (  کلCo2
درصد گاز Co2 خروجی

دستگاه تهیه آهک
همان طوری که قبلا اشاره کردیم آهک خروجی از کوره به صورت شیر آهک در آمده و در طی فرآیند مورد استفاده قرار می گیرد . دستگاهی که شیر آهک در آن تهیه می شود mick (میک ) نامیده می شود .
دستگاه میک استوانه فلزی افقی یا کمی مایل گردان می باشد که با یک دستگاه الکتروموتور به دور خود می چرخد آب و آهک از قسمت پایین وارد دستگاه شده و به بالای دستگاه انتقال داده می شود و توسط قاشقکهای مخصوص اختلاط آن ها صورت می گیرد .
در اثر مجاورت آب و آهک ، آهک شکفته شده و تولید مقداری بخار و حرارت می کنند که بخار از سیستم خارج می شود آهک دارای غلظت ۲۰ بومه می باشد آب آهک خروجی از روی صافی های فلزی و لرزان رد می شود تا مواد خارجی مثل ماسه از آن گرفته شود .

آب آهک صاف شده وارد مخازن استوانه شکل قائم می شود و در داخل این مخازن محورهای گردان مجهز به تعداد پره می باشد که دائما باعث اختلاط ذرات ریز آهک و آب می گردد آب خروجی از دستگاه میک اگر فورا مخلوط نشود ذرات آهک فورا ته نشین شده و ضمنا ذرات ناشکفته شکفته می شوند .
از آنجایی که ذرات رسوب شده نباید پره ها و سایر قسمت های پمپ را خراب کنند به هر صورت امکان گرفتگی وجود دارد و حتی المقدور از لوله های با قطر بالا استفاده می شود تا جلوی رسوب ذرات آهک را بگیرد .

آماده سازی کوره ی آهک :
( چند روز قبل از دوران بهره برداری )
– قرار دادن مواد پوشالی و قابل اشتعال داخل کوره از قسمت پایین کوره
– ریختن چوب سفید کاملا خشک از بالا
– تکه های چوب سفید بزرگتر از مرحله ی قبلی از بالا
– مقدار زیادی کک به کوره اضافه گردد ( اختلال آهک و کک به نسبت ۹ به ۱ در پایین کوره انجام می گیرد )
– چیدن کوره ها به ترتیب فوق انجام گرفته و روشن کردن پوشال ها صورت می گیرد .
آتش باعث اشتعال خرده چوب شده که منجر به اشتعال چوب های بزرگتر و در نهایت کک می شود . حرارت به سنگ آهک و کک که با هم مخلوط شده اند انتقال پیدا کرده ومنجر به اشتعال آن ها نیز می شود .
در مرحله ی بعدی پمپ های Co2 به کار گرفته شده و مکش شعله به بالا و مکش هوای سرد از پایین انجام می گیرد .

و گرم کردن لوله ها یا کنترل درجه ی حرارت انجام می گیرد و در نهایت منجر به پخته شدن سنگ آهک می شود و سپس مواد خارجی از کوره ، خاکستر و گازهای خروجی به محیط منتقل می شود .
تصفیه شربت خام
شامل روش های فیزیکو شیمیایی است که جدا کردن مواد غیر قندی از شربت مورد استفاده قرار می گیرد ، به عبارت دیگر هدف از تصفیه ی شربت افزایش درجه ی خلوص شربت می باشد .

لزوم تصفیه شربت خام
– شربت چغندر قند محتوی مواد معلق ریزی است مثل خرده ی چغندر قند و پروتئین هایی که منعقد شده اند که موجب پایین آمدن درجه ی خلوص شربت شده ودر قسمت صافی های فیلتراسیون مشکلات زیادی را به وجود می آورد .
– ساکارز در محیط اسیدی تبدیل به قند اینورت شده که مانع کریستالیزه شدن ساکارز شده ، همچنین اینورت در دمای نسبتا بالا تبدیل به اسید لاکتیک شده که موجب هیدرولیز ساکارز و خوردگی در اواپراتورها می شود از این رو باید با آهک خنثی شود .
– مواد رنگین موجود در شربت که باعث رنگی شدن شکر استحصالی می گردد باید از شربت جدا گردد تا درجه ی خلوص آن افزایش یابد .
-مواد ملاس زا چنانچه طی تصفیه جدا نشوند میزان ملاس را افزایش داده و از این طریق ضایعات قندی افزایش می یابد .

ا هداف تصفیه شربت
– حداکثر مواد غیر قندی را از طریق جذب با کربنات کلسیم از محیط خارج می کنیم .
– رسوب دادن مواد پکتینی ، مواد پروتئینی و مواد غیر قندی با ماکرو مولکول .
– آنیونها ( سیترات ، فسفات ) با کلسیم و منیزیم رسوب می دهند
– حتی الامکان باید از بین رفتن ساکارز چه از طریق شیمیایی و چه از طریق میکروارگانیسم ها جلوگیری کرد .
– قند اینورت باید از بین رود در غیر این صورت در طی فرآیند مشکل زا است .

راه های تصفیه شربت :
– تصفیه شربت به روش کلاسیک قدیم
– تصفیه شربت به روش کلاسیک جدید
– تصفیه شربت به روش Dorr
– تصفیه شربت به روش برانشوایک
– تصفیه شربت به روش BMA
– تصفیه شربت به روش نوی ساد
-تصفیه شربت به روش ویکلوند

اساس کار تصفیه در تمامی روش های فوق یکسان است و فقط در پاره ای از موارد با هم اختلاف دارندکه در راندمان تصفیه نیز موثر است .

امروزه در اکثر کارخانجات قند روش کار به این صورت است که به شربت خام ۲-۱ درصد آهک اضافه می کنیم و در نتیجه مواد کلوئیدی و نمک های غیر محلول کلسیم و ترکیبات پکتینی و پروتئینی ته نشین می شود .
در مرحله بعد آهک اضافی در شربت به وسیله ی گاز کربنیک به کربنات کلسیم تبدیل گشته و همزمان با آن نیز از ساکارات کلسیم ساکارز آزاد می شود ، مرحله اول را آهک زنی و مرحله دوم را کربناتاسیون ( اشیاع ) می نامند .
فلوکه شدن کلوئیدها در محیط قلیایی در یک PH معین و مشخص صورت نمی گیرد بلکه درPH=10/8 تا  PH=11/2 به حداکثر خود می رسد .

آهک زدن

اضافه کردن آهک به صورت شیر آهک در دو مرحله انجام می شود ، مرحله اول را آهک خور مقدماتی ( پرشولاژ ) یا دفکاسیون I ۲ می نامند و مرحله ی دوم را آهک خور II (آهک خور اصلی ) ، شولاژ ۳ یا دفکاسیون II۴ می نامند .
در گذشته نحوه اضافه کردن آهک به این صورت است که به شربت در یک مخزنی که مجهز به همزن است یک دفعه شیر آهک اضافه نموده و PH آن را به ۱۰/۸-۱۱/۲می رسانند و سپس مخزن را تخلیه نمود و مجددا این فرآیند تکرار می شود .
این روش برای کارخانجات بزرگ مناسب نمی باشد وبه عنوان یک سیستم غیر مداوم شناخته شده است .

در روش دیگر اضافه کردن آهک به صورت نیمه مداوم می باشد شربت از یک طرف وارد آهک خور می شود و از طرف دیگر خارج می شود و قلیایی توسط دوش شیر آهک تامین می شود ، این روش نیز در کارخانجات قند دوام زیادی پیدا نکرد زیرا در اکثر اوقات لوله های شیر آهک ایجاد رسوب می نمود و جریان شیر آهک قطع میگردید .

روشی که هم اکنون در سیستم تصفیه شربت مداوم اعمال می شود روش بریگل مولر می باشد در این روش حرکت شربت و آهک برخلاف جهت یکدیگر بوده و به صورت پله ای و به مدت ۲۰ دقیقه PH شربت را به ۱۰/۸-۱۱/۲ می رساند .
این دستگاه از مخزن مکعب مستطیل که سطح قاعده آن به صورت نیم دایره در آمده و در قسمت پایین آن بهم زن قرار دارد که آن ایجاد تلاطم در شربت و برگشت مقداری شربت به خانه ما قبل می باشد ، قسمت بالا به وسیله ی صفحات ومتحرکی به ۷ قسمت تقسیم شده است که وظیفه این صفحات متحرک تنظیم PH خانه ها می باشد طبق این روش PH خانه ی اول بین ۹-۵/۸ PH شربت خروجی ۱۰/۸-۱۱/۲می باشد .

شربت خام از یک طرف مخزن وارد وپس از گذشتن از خانه هفتم خارج می شود .

پارامتر های موثر در آهک خور I
: PH-1   بهترین PH برای آهک خور اول ۱۰/۸-۱۱/۲ می باشد اگر PH کمتر از ۱۰/۸ باشد در این صورت به نسبت کاهش PH موادغیر قندی به طور کامل جدا نمی شوند در PH خاص مواد غیر قندی جدا می گردد اگر PH آهک خور I بیش از ۱۰/۸-۱۱/۲باشد در این صورت موادغیر قندی جدا شده و به نسبت افزایش PH مجددا حل می گردد.
چنانچه زمان فعل و انفعالات کامل شود و شربت تثبیت گردد و سپس آهک اضافه گردد در این صورت با افزایش PH آهک خور I مواد غیر قندی جدا شده و مجددا حل نمی گردد.
درPH پایین تر از ۱۰/۸-۱۱/۲ اعقاد مواد پروتئینی و جدا سازی آن سریعتر است ولی هیدرولیز ساکارز زیاد می باشد از این رو در () PH =10/8-11/2بیشترین جداسازی مواد غیرقندی و کمترین هیدرولیز ساکارز وجود دارد .

  • تناسب زمان – دما

زمان ( دقیقه ) ۲۳ ۲۰ ۱۵ ۷
دما (oc) 35 40 55 70

به نسبت افزایش دما زمان کاهش می یابد دو مشکل اساسی وجود دارد
الف – حساسیت آهک به حرارت که با افزایش درجه ی حرارت رسوب آهک بیشتر است .
ب- حساسیت پکتین به قلیا و دما با توجه به این که پکتین چغندرقند نسبت به پکتین سایر گیاهان به دما و قلیا حساس تر است .

ج- اگر دما پایین باشد مشکل فعالیت میکروارگانیسم ها وجود دارد که اثرات آن بحث شد .
آزمایشات نشان داده که اگر زمان ۲۳ دقیقه و دمای oc 35 را اعمال کنیم پکتین نمی شکند آهک رسوب نمی کند ولی میکروارگانیسم ها فعالیت می کند

.
اگر زمان ۷ دقیقه و دمای oc70 را اعمال کنیم پکتین شکسته شده و آهک نیز رسوب می کند ولی فعالیت میکروارگانیسم ها متوقف می شود که جدا سازی مواد غیر قندی نیز پایین می باشد .
با توجه به موارد فوق بهترین دما برای آهک خور اول oc 55 و زمان ۱۵ دقیقه می باشد .
معمولا مقداری از گل زیر دکانتور را مجددا به آهک خور اول (بریگل مولر ) برگشت می دهند و مزایای برگشت گل درشت تر کردن کریستال کربنات کلسیم می باشد :
۳Ca (OH)2 + Co2 CaCo
افزودن گل برگشتی کریستال را بزرگتر می نماید که در نهایت جدا سازی توسط صافی راحت تر است .
هر چه کریستال کربنات کلسیم بزرگتر باشد یعنی سطح لازم برای جذب مواد غیر قندی ( پکتین ، پروتئین و ….) که به صورت کلوئید با بار منفی هستند فراهم شده است .
مزیت دیگر افزودن گل برگشتی به آهک خور اول صرفه جویی در مصرف آهک می باشد به دلیل این که در گل برگشتی مقداری آهک وجود دارد .
بهترین محل برای اضافه کردن گل برگشتی خانه ی اول و خانه ی سوم بریگل مولر ( آهک خور I) می باشد .

اگر دمای آهک خور I کمتر از oc 65 باشد گل را باید به خانه ی اول بریگل مولر اضافه کرد و اگر دما بیش از oc 65 باشد باید گل را به خانه دوم یا سوم بریگل مولر اضافه نمود .

هدف از آهک خور اول جداسازی قسمتی از مواد غیرقندی و افزایش درجه ی خلوص شربت می باشد ، خصوصا در این مرحله انعقاد مواد پروتئینی انجام می گیرد در ()PH10/8-11/2 مواد کلوئیدی ، ترکیبات پکتینی و پروتئین بی آب شده و منعقد می گردند .

آهک خور II
اهداف آهک خور II
– استریل کردن شربت :
با توجه به این که دما و قلیایی در آهک خور II شدید می باشد بنابراین کلیه ی میکروارگانیسم ها از بین رفته و شربت در آهک خور II حالت استریل دارد .
– فراهم نمودن سطح کریستال کربنات کلسیم لازم :
به ازای هر مولکول کلو ئید با بار منفی یک سطح لازم است . آهکی که در آهک خور II اضافه می شود سطح مورد نیاز برای جذب کلوئید با بار منفی را تامین می کند که به نوبه ب خود در جدا سازی ماده ی غیرقندی موثر است .

کلوئید با بار منفی

– کمک به صافی ها :
هر چه آهک بیشتر مصرف شود به همان نسبت با توجه به وجود کلوئیدها با بار منفی و جذب آن ها بر روی یکدیگر کریستال های کربنات کلسیم درشت تر شده و شربت راحت تر صاف می شود .
– تجزیه ی عوامل تشکیل دهنده ی رنگ ملانوئیدین
ملانوئیدین محصول قهوه ای شدن غیر آنزیمی یا واکنش میلارد می باشد واین رنگدانه طی یک سری واکنش های زنجیر مانند در اثر واکنش بین گروه آمینی پروتئین و گروه هیدروکسیلی گلیکوزیدی قندها به وجود می آید شرط اول برای انجام این واکنش وجود قند احیا کننده می باشد از طرفی ساکارز قندی غیر احیا کننده می باشد بنابراین در این واکنش شرکت نمی کند و برای شرکت در این واکنش باید هیدرولیز شده و به اینورت که قندهای احیا کننده می باشند تبدیل شوند و این قندهای احیا کننده با گروه آمینی اسیدهای آمینه مثل اسپارژین و گلوتامین تولید ملانوئیدین می نماید .

ملانوئیدین اینورت + اسیدهای آمینه(خصوصا اسپارژین ، گلوتامین)
NH4 + اسید پیرولیدون شیر آهک اسپارژین ، گلوتامین

H + NH3 شیر آهک NH4

اسید لاکتیک شیر آهک اینورت

چنانچه عوامل تشکیل دهنده ی رنگ ملانوئیدین در آهک خور II تجزیه نشود در این صورت شربت تمام مراحل را طی نموده و در اواپراسیون به علت دمای زیاد عوامل تشکیل دهنده ی رنگ ملانوئیدن تجزیه می گردد .
چون در بدنه های اواپراسیون آهکی وجود ندارد اسیدهای مذکور خنثی نمی شوند ، بنابراین اسید پیرولیدن حاصله از تجزیه اسپارژین و گلوتامین و اسید لاکتیک حاصله از تجزیه ی انورت و عامل اسیدی H باعث افت PH و در شربت های اواپراتور می گردد ،
به طور کلی PH شربت غلیظ حدود ۹ است چنانچه افت PH به حدود ۸ تا ۸/۲ برسد تقریبا قابل قبول است ولی اگر افت PH به کمتر از ۸ برسد ، در این صورت با توجه به حساسیت ساکارز در مقابل دما و محیط اسیدی هیدرولیز آن بیشتر شده و تبدیل به اینورت و در نهایت به اسید لاکتیک تبدیل می شود .
لازم به توضیح است که هر تجزیه ی ساکارزی توام با تشکیل رنگ می باشد بنابراین رنگ شربت نیز تیره تر می شود که بر روی رنگ شکر استحصالی اثر نامطلوب دارد .

عوامل موثر در آهک خور II
۱- تناسب دما و زمان
جدول زیر رابطه ی بین زمان و دما را در آهک خور II نشان می دهد این دما و زمان برای آهک خور II باید برای هیدرولیز عوامل تشکیل دهنده ملانوئیدین انجام می گیرد .
دما (oc ) 75-70 85-75
زمان (دقیقه ) ۱۵ ۱۰-۵

بهترین دما برای آهک خورoc II88 می باشد .
بر اساس موارد فوق روش های مختلف تصفیه به وجود آمد ، در ابتدا تصفیه ی شربت بر اساس کلاسیک قدیم پایه ریزی شده بود که شما تیک این تصفیه در این نمدار آمده است.

برای هیدرولیز عوامل تشکیل دهنده ی رنگ ملانوئیدین دمای بالا مورد نیاز است که در روش کلاسیک قدیم نیز روشوفر این دما را تامین می کند ولی از طرفی موجب رسوب و کاهش فعالیت شیر آهک می شود چون دما حساس است و محلولیت آهک در این دما (oc88) کاهش می یابد .
بنابراین شیر آهک به علت کاهش فعالیت قادر نیست اثر مطلوبی را بر هیدرولیز عوامل تشکیل دهنده ی رنگ ملانوئیدن داشته باشد .

به عبارت دیگر در این روش امکان دارد که کلیه ی عوامل تشکیل دهنده ی رنگ ملانوئیدین هیدرولیز کامل نگردد با توجه به مشکل فوق روش جدیدی به نام تصفیه شربت به روش (کلاسیک جدید ) ابداع گردید.
در روش کلاسیک جدید شیر آهک خورII به صورت سرد اضافه می گردد و زمان لازم برای تاثیر آهک بر روی عوامل تشکیل دهنده ی رنگ ملانوئیدین در نظر گرفته می شود .
به عبارت دیگر در این مرحله شیر آهک اثر خود را بر روی شکسته شدن پیوند عوامل تشکیل دهنده ی رنگ ملانوئیدین گذاشته ولی تجزیه به صورت کامل نمی پذیرد زیرا دمای لازم در این مرحله تامین نگردیده است .

 

اطلاعاتی در مورد سنسورها

سنسورهای دما و ۱۵ سوال مهم درباره آنها

۱– برای اندازه گیری دما از چه ابزارهایی میتوان استفاده کرد؟

  • ترمومتر
  •  نمایشگرهای بیمتال
  •  ترموکوپل
  •  RTD ها
  •  پایرومتر

۲– سنسورهای استاندارد اندازه گیر دما کدام مدل هستند؟

  • ترموکوپل ها
  • RTD  ها

۳- فرمول تبدیل فارانهایت به سانتی گراد را بنویسید؟

Deg C =  ( Deg F –۳۲)/۱٫۸

۴- تفاوت مابین سانتی گراد با سلسیوس چیست؟

در واقع هر دو یکسان هستند،سلسیوس بیشتر در موارد فنی و تخصصی به کاربرده می شود.و به صورت ساده تر کلمه سانتی گراد یک قسمت از صد قسمت تقسیم شده بین دمای یخ زدن و جوش آمدن آب هست که دمای یخ زدن را صفر درجه سانتی گراد و دمای به جوش آمدن آب ۱۰۰ درجه سانتی گراد نامیده میشود

– 5ترموکوپل چیست و چگونه کار میکند؟

هنگامی که ۲ فلز غیر همجنس به یکدیگر متصل شوند که این اتصال میتواند به صورت تابیدن و جوش دادن ۲ فلز غیر همجنس به یکدیگر باشد، که به سر متصل شده اتصال گرم و سر انتهایی این ۲ فلز اتصال سرد گفته می شود،اتصال سرد به سیستم کنترلر و اندازه گیر متصل میشود و اتصال گرم در واقع در محلی که قصد اندازه گیری دمای آن نقطه را داریم نصب میشود.

زمانی که اختلاف دمایی ما بین قسمت اتصال گرم و اتصال سرد باشد به میزان اختلاف دما در دو قسمت ترموکوپل در قسمت اتصال سرد ولتاژی در حد میلی ولت ایجاد میشود.میزان ولتاژ تولید شده به چند عامل مثل مقدار دما و جنس ترموکوپل دارد.

ترموکوپل

۶- محدوده اندازه گیری ترموکوپل های مختلف چقدر است؟

مس و کنستانتن                   ۰ تا ۳۰۰ درجه سانتی گراد

آهن و کنستانتن                   ۰ تا ۶۰۰ درجه سانتی گراد

کروم – آلومینیوم                 ۰ تا ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد

پلاتینیوم – پلاتینیوم رودیوم     ۰ تا ۲۰۰۰ درجه سانتی گراد

۷- نام کابلی که برای اتصال ترموکوپل به سیستم های اندازه گیری به کاربرده می شود چیست؟

کابلی که ما بین ترموکوپل و سیستم های کنترلر و اندازه گیر قرار دارد ،کابل جبران ساز یا compensating cable نام دارد.

۸- جبران سازی اتصال سرد چیست

جبران سازی اتصال سرد در اندازه گیری دما توسط ترموکوپل کاربرد دارد و فقط هم برای سنسورها ترموکوپل این اتفاق می افتد.این خطای اندازه گیری معمولا به اندازه دمای نقطه اتصال که دمای اتاق یا دمای محیط می باشد.مقدار ولتاژ خروجی ترموکوپل متناسب با اختلاف دمای بین اتصال گرم و اتصال سرد می باشد که اتصال سرد دمای اتاق کنترل و محیط است.بدون جبران سازی دمای اتصال سرد،میزان دمای اندازه گیری شده کلی اشتباه می باشد.که برای جبران سازی مقدار دمای اتصال سرد چندین روش وجود دارد.؟

  1. کم کردن عدد ثابت از عدد کلی دما مثلا ۲۵ درجه از دمای کلی کم نماییم
  2. استفاده از سنسور دما در محل اتصال و کسر کردن همان مقدار از دمای کلی

۹- RTD چیست و چگونه کار میکند؟

کلمه RTD  مخفف Resistance Temperature Detector  میباشد که به معنی دتکتورهای مقاومتی دما است که در واقع یک مقاومت با ضریب دمایی مثبت بوده که با تغییرات دما میزان مقاومت آن به صورت کاملا خطی تغییر می کند.

۱۰- Pt100 چیست؟چرا این نام را برای آن انتخاب کرده اند؟

یک نوع از RTD ها محسوب می شود که به دلیل اینکه در دمای ۰ درجه سانتی گراد مقدار مقاومت آن ۱۰۰ اهم بوده عدد ۱۰۰ را روبروی حروف PT قرار داده اند و pt هم مخفف پلاتینیوم می باشد.PT100 از معروفترین و پرکاربردترین سنسورهای دمای داخل بازار و صنعت می باشند

۱۱– مزایا و معایب RTD نسبت به ترموکوپل چیست؟

  1. دقت اندازه گیری RTD ها در دماهای پایین ۲۰۰- تا ۲۰۰+ درجه سانتی گراد بسیار بالا هست.
  2. قیمت RTD ها نسبت به ترموکوپل ها گرانتر است و بازه دمایی آنها از ترموکوپل کمتر است.

۱۲- چرا در سطح فیلد از RTD ها سه سیمه استفاده میکنند؟

به دلیل اینکه RTD  ها مقاومتی می باشند لذا با افزایش طول سیم مقدار دمای اندازه گیری شده با خطا بوده از این رو برای جبران مقاومت خط از RTD های سه سیمه استفاده میکنند که بهترین روش استفاده از پل وتستون در سیستم اندازه گیری می باشد.

–۱۲ بی متال چیست؟چگونه کار میکند؟

در بی متال از ۲ فلز که ضریب حرارتی متفاوتی دارند استفاده شده است،وقتی این ۲ فلز را به بچسبانید  و به آن حرارت بدهید متوجه می شوید که این فلز ها به سمت فلزی که ضریب حرارتی کمتری دارد خم شده است و با استفاده از این اصل در سیستم های اندازه گیری حرارت پایین سنسورهایی را می سازند که میتوان به نمایشگر های دما و یا همان گیج دما اشاره کرد.

مثال بسیار ساده تر بیمتال را میتوان در کلید های حرارتی قدرت و محافظ موتور های الکتریکی مشاهده کرد که چقدر هوشمندانه از آن در صنعت استفاده های مفید داشته اند.

۱۴- NTC چیست و تفاوت آن با RTD  در چیست؟

NTC که مخفف negatieve temperatuur coefficient بوده در واقع مقاومتهای حرارتی با ضریب منفی می باشند یعنی با افزایش دما مقدار مقاومت آنها کم میشود.NTC ها معمولا اگر به عنوان سنسورهای دما بخواهند استفاده شوند دارای مقاومت های زیادی نسبت به RTD ها می باشند.برای مثال ما NTC موجود در صنعت ۱۰ کیلواهم داریم البته مقادیر دیگر هم موجود بوده است.

تفاوت NTC با RTD در ضریب حرارتی مثبت و منفی آنها بوده که این ضریب در RTD ها مثبت و در NTC ها منفی می باشد.

نکته :RTD ها در واقع همان PTC ها هستند.

 

۱۵- در هنگام خرید سنسورهای دما باید به چه نکاتی توجه کنیم؟

  1. مقدار دمای اندازه گیری شده
  2. انتخاب مناسب سنسور با توجه ب کنترلر

  انتخاب مناسب غلاف

  انتخاب نوع خروجی سیگنال

  فاصله سنسور تا کنترلر

استفاده از گل صافی کارخانجات قند و تصفیه خانه ها

استفاده از گل صافی کارخانجات قند و تصفیه خانه ها

همانطور که مستحضرید یکی از محصولات فرعی ( by product ) کارخانجات قند چغندری ، نیشکری و تصفیه خانه های شکرخام گلی است که از فیلتراسیون تصفیه شربتهای کارخانجات شکر چغندری ، شکر نیشکری و تصفیه خانه های شکرخام با استفاده از هیدروکسید کلسیم Ca(OH)2 و کاز کربنیک CO2 و  واکنش این مواد با ناخالصی موجود در شربتها تولید میشود . مقدار این گل در کارخانجات شکر از چغندر حدود ۷ تا ۱۰ درصد چغندر مصرفی و در کارخانجات شکر نیشکری حدود ۴ تا ۶ درصد نیشکر مصرفی و در تصفیه خانه ها ۳ تا ۵ درصد شکرخام می باشد .

اگر میزان چغندر مصرفی را شش میلیون تن ، نیشکر مصرفی را هشت میلیون تن و شکرخام را هشتصد هزار تن در سال ۹۶ درنظر بگیریم (میزان تولید قند و شکر از چغندر و نیشکر یک میلیون و ششصد هزار تن و با شکرخام جمعا دو میلیون و چهارصد هزار تن با سرانه ۲ کیلو و ۲۰ درصد ذخیره استراتژیک) مقدار گل تولیدی حداقل حدود ۹۸۰ هزار تن می باشد و چنانچه ماده خشک این گل ۵۰ درصد باشد مقدار گل تولیدی حدود ۴۹۰ هزار تن خواهد بود . ارزش این گل در اروپا برای استفاده در مزارع حدود شش یورو می باشد . این حداقل قیمتی است که گل خشک بدون فرآوری فروخته میشود . در کشور فقط مقدار کمی از این گل در بعضی از مناطق در مزارع استفاده میشود و باقیمانده بصورت زشتی محوطه کارخانجات و محیط زیست را آلوده کرده و برای کارخانجات تولید هزینه می کند درحالیکه استفاده درست و فرآوری مناسب از این محصول فرعی میتواند درآمدزا و ارزش آفرین باشد.

گل بصورت فرآوری شده را در صنعت ، دامداری ، مرغداری ، کشاورزی و ساختمانی استفاده می کنند.

۱ –  در صنعت با فرآوری آن در تولید پودر آمورف کربنات کلسیم ، آهک ، صنایع لاستیک سازی ، پلیکا ، رنگ دارویی و آرایشی .

۲ –  در دامداری بعنوان مکمل کلسیم و جلوگیری از خودسوزی علوفه .

۳ –  در مرغداری بعنوان مکمل کلسیم برای جلوگیری از ضایعات تخم مرغ .

۴ –  در بخش ساختمان در تهیه بلوکهای سیمان و کارخانجات سیمان .

۵ –  در بخش کشاورزی بعنوان کود آهکی کلسیم منیزیم ، کود پایه قارچ ، نگهدارنده آب ، بهبود بافت خاک ، کاهش شستشو خاک ، افزایش رشد و مقاومت در برابر بیماری ها استفاده میشود.

استفاده از گل صافی در چهار بخش اول احتیاج به فرآوری دارد که فعلا مورد نظر نیست و در صورت لزوم در مورد طرز استفاده در موارد اخیر میتواند مورد بررسی قرار گیرد . ولی از آنجا که این گل میتواند بدون فرآوری در بخش کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد بهتر است ابتدا به جدول ترکیبات گل در صافی های فشار یک و دو بپردازیم .

جدول ترکیبات گل صافی فشار اشباع اول
آب ۴۰ تا ۵۰ درصد کل وزن
مواد خشک ۶۰ تا ۵۰ درصد کل وزن
کربنات کلسیم ۷۰ تا ۸۰ درصد وزن مواد خشک
Ca(OH)2 ۰٫۲ تا ۰٫۳ درصد وزن مواد خشک
Mg(OH)2 ۲ تا ۸ درصد وزن مواد خشک
So3 ۰٫۳ تا ۱ درصد وزن مواد خشک
P2o5 ۰٫۵ تا ۲٫۵ درصد وزن مواد خشک
Al2o3 , Fe2o3 ۰٫۴ تا ۱ درصد وزن مواد خشک
Sio2 ۰٫۴ تا ۲ درصد وزن مواد خشک
ساکاروز ۰٫۸ تا ۵ درصد وزن مواد خشک
ازت ۰٫۲ تا ۰٫۴۵ درصد وزن مواد خشک
سایر مواد آلی ۸ تا ۱۵ درصد وزن مواد خشک

 

جدول ترکیبات گل صافی فشار اشباع دوم
آب ۳۵ تا ۴۰ درصد کل وزن
مواد خشک ۶۵ تا ۶۰ درصد کل وزن
کربنات کلسیم ۸۷ درصد وزن مواد خشک
Mg(OH)2 ۶٫۴ درصد وزن مواد خشک
P2o5 ۰٫۵ درصد وزن مواد خشک
ساکاروز ۰٫۵ درصد وزن مواد خشک
ازت ۰٫۱۵ درصد وزن مواد خشک
سایر مواد آلی ۵٫۴ درصد وزن مواد خشک

 

از کتاب قندسازی از چغندر انتشارات دانشگاه تهران مهندس ابراهیم ریاحی جلد دوم صفحه ۱۵۷ و ۱۵۹  <<گل صافی مخصوص از لحاظ ازت و فسفر که دارد بر ای تمام انواع اراضی و هم چنین بعلت مقدار زیادی آهک که دارد برای زمین های اسیدی رشوه بسیار خوبی است و در حدود ۳ تن گل صافی مرطوب یا ۱٫۵ تن گل صافی خشک برای هر هکتار لازم می باشد >>.

از کتاب رساله قندسازی از چغندر از انتشارات مرکز تحقیقاتی تیرلومونت جلد دوم مترجم مهندس ابراهیم ریاحی صفحه ۸۰ << گل صافی ها را میتوان در زمین های اسیدی بعنوان کود آهکی بمصرف رساند>> .

از کتاب تکنولوژی تولید شکر از چغندر و تصفیه شکر نوشته پی . ام سیلین ترجمه مهندس پورسعید و مهندس سجادی صفحه ۴۰۸ جلد اول << ممکن است گل صافی را بعنوان کود در زراعت مصرف کرد مخصوصا بعنوان کودهای آهکی در زمین های اسیدی . بعلاوه ممکن است گل صافی را بعنوان کود فسفاته (۱٫۷ درصد P2o5 نسبت به ۱۰۰ درصد ماده خشک) و یا بعنوان کود ازته (در حدود ۰٫۹ درصد ازت نسبت به ۱۰۰ درصد ماده خشک) نیز مصرف نمود >> .

با توجه باینکه در گل صافی تقریبا تمام کودهای ماکرو ( N – P – K – Ca – Mg – S ) و همچنین بخشی از کودهای میکرو ( Zn – Mo – B – Cl – Mn – Fe – Cu ) را بهمراه دارد و از طرفی ارزان ترین کود برای مصرف کننده می باشد لذا استفاده از آن لازم و مقرون بصرفه می باشد. کود کلسیم و منیزیم باعث افزایش رشد و مقاومت در مقابل بیماری ها می شوند و همچنین باعث کاهش شستشوی خاک و بهبود فیزیکی بافت خاک و نگهداری مناسب آب می باشد .

کلسیم در ساخت دیواره سلولی موثر است و منیزیم برای فعال کردن آنزیم کلروفیل مفید می باشد . از آنجا که اکثر صاحب نظران اعتقاد به قلیائیت گل دارند و اینکه از این گل بیشتر در زمینهای اسیدی استفاده میشود ولی یون هیدروژن و آلومینیم خاک از عناصر اصلی فعالیت ( اسیدیته ) خاک می باشند . کودهای شامل نمکهای آمونیوم ( اوره ، نیترات آمونیوم ، سولفات آمونیوم و غیره ) یون هیدروژن آزاد می کنند و در طول نیرفیکاسیون باعث پائین آمدن PH خاک می گردند ( تبدیل نمکهای آمونیوم به نیترات ) همچنین مقدار Co2   تولید شده توسط گیاه و ترکیب آن با آب باعث پائین آمدن بیشتر خاک می گردد و  به همین علت از گل صافی بعنوان تنظیم کننده PH خاک علاوه بر تقویت زمین استفاده می گردد .