استفاده از فرایند انتشار برای عصاره گیری از نیشکر (Diffusion process)

این روش به عنوان روشی نسبتا" جدید برای استخراج قند از نیشکر به جای استفاده از آسیابها مطرح شده است. روش مذکور نسبت به کاربرد آسیابها، به هزینه و سرمایه گذاری کمتری نیاز دارد. شیوه کار تقریبا" مشابه دیفیوزرهای مداوم دی.دی.اس (D.d.s)،بی.ام.آ(B.m.a)،دی اسمیت (De Smet)،ساتورن (saturne)و اف.اس. (F.s. )میتوان اشاره کرد.

در دیفیوزرهای مذکور جریانی غیر هم جهت از آب گرم و قطعات نیشکر برقرار می شود و با استفاده از خاصیت انتشار در اثر اختلاف غلظت داخل و خارج سلولهای نیشکر و فشار اسمزی بوجود آمده ،قند موجود در نیشکر استخراج می شود. در این روش لزومی ندارد که نیشکر به قطعات خیلی ریز و متلاشی شده تبدیل شود،بلکه کافی است به قطعات کوچک یا حداکثر 4 اینچ تبدیل شده و به دیفیوزر وارد شود. برای استخراج بهتر قند از قطعات نیشکر،دمای آب ورودی به دیفیوزر را حدود 75-65 درجه سانتیگراد در نظر می گیرند،این دما موجب کشتن سلولهای زنده و غیر فعال شدن دیواره سلولهای نیشکر شده و استخراج قند به سهولت انجام می شود،در دماهای کمتر از 65 درجه سانتیگراد گذشته از نامطلوب بودن عمل استخراج قند و ضایعات قندی حاصل از باقی مانده قند در باگاس، احتمال فعالیتهای میکروبی فزونی می یابد. با استفاده از فرآیند مذکور بیش از 97 درصد قند موجود در نیشکر استخراج میشود،که در روش اشتفاده از آسیابها،کمتر قابل دستیابی است. درجه خلوص شربت حاصل در این روش نیز بیشتر است. البته با توجه به استفاده از دمای بالا،حل شدن و ورود مواد صمغی و مومی نیشکر به شربت بیشتر می شود که از عوامل افزایش ویسکوزیته شربت و پختها هستند.

توزین شربت خام

نیشکر برای کنترل دقیق میزان قند وارد شده به فرآیند و محاسبه ضایعات و کنترل فرایندهای بعدی، این نیاز وجود دارد که شربت خام حاصل از مرحله شربت گیری، قبل از انتقال به مرحله تصفیه، توزین شود. عمل توزین معمولا"به حالت غیر مداوم انجام نمی شود، بلکه با استفاده از ترازوهای خودکار مانند ترازوی ماکسول (Maxwell-Boulgene Weigher)و یا ترازوی هو –ریچاردسون (Howe-Richardson scale)انجام می شود.

آهک زنی به شربت خام نیشکر (Liminig of cane juice)

با توجه به ناخالصیهای موجود در شربت خام نیشکر،یکی از راه های جدا سازی این مواد از روش آهک زنی است. در اثر آهک زنی که به صورت افزودن شیر آهک انجام می شود، ضمن خنثی شدن حالت اسیدی شربت،بسیاری از ناخالصیها، آماده رسوب کردن می شوند. در برخی از کارخانه ها به جای مقداری از آهک و یا کل آن از منیزیم یا ترکیبات منیزیم و در برخی موارد از ساکارات برای تصفیه شربت خام استفاده می شود. روشهای آهک زنی نیز متفاوت است و آهک زنی به صورت سرد،گرم،آهک زنی مرحله به مرحله و دو بار گرم کردن fractional Liming and double heating)انجام می گیرد، اما به نظر می رسد روش آهک زنی سرد (cold liming)در این مورد مناسب تر باشد. مقدار شیر آهک مصرفی برای آهک زنی به شربت خام نیشکر،بسیار کمتر از آهک مصرفی برای شربت خام چغندر قند است. علت آن است که میزان قند انورت در شربت خام نیشکر بالا است و اگر در شربت پس از آهک زنی،آهک اضافی باقی بماند با قندهای انورت واکنش داده و ایجاد نمکهای محلول می کند که در افزایش رنگ و ویسکوزیته شربت مؤثر هستند و از طرف دیگر چنانچه دمای چنین شربتی بالا رود وجود حالت قلیایی زیاد، موجب تشدید انورسیون در شربت نیز می شود. به همین دلیل مقدار شیر آهک که با بومه حدود 15تهیه می شود،در حدی به شربت خام زده می شود که ph شربت را از حدود 5/4-5/2به حدود 8/5-8 برساند وphبالاترنرود. در روش آهک زنی سرد، پس از افزودن شیر آهک به شربت حدود 15تا20 دقیقه زمان داده می شود سپس شربت را با عبور دادن از مبدلهای حرارتی به دمای حدود 107-104 درجه سانتیگراد می رسانند و به قسمت ته نشین سازی ناخالصیها منتقل می کنند.گرم کردن شربت،ویسکوزیته آنرا کاهش داده و موجب تسریع ته نشینی ناخالصیهامی شود.

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

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