تصفیه شکر خام

تصفیه خانه های (refineries) شکر خام دو دسته هستند، برخی از آنها متصل به قسمت تولید شکر خام می باشند، اما برخی دیگر به عنوان تصفیه خانه ای مستقل بوده و شکر خام مربوط به سایر کارخانه ها یا شکر خام وارداتی از سایر کشور ها را تصفیه می کنند. هدف از تصفیه شکر خام آن است که که مواد ناخالصی و مواد رنگی باقی مانده در آنرا تا حد ممکن جداسازی کرده بطوری که با طباخی و کریستالیزاسیون مجدد بتوان شکر سفید با درجه خلوص نزدیک به ??? را بدست آورد. روشهای مختلفی برای تصفیه شکر خام معمول است و مراحل مختلفی برای تهیه شربت تصفیه شده ای از شکر خام که بتوان از آن شکر سفید تولید کرد، طی می شود. مراحل مذکور به عنوان نمونه و به طور خلاصه میتوانند شامل : آفیناسیون شکر خام، حل کردن شکر خام آفینه شده، تصفیه شیمیایی شربت شکر خام و صاف کردن باشد.

آفیناسیون شکر خام (Affination of raw sugar)

در برخی از کارخانه ها به منظور جدا سازی قشری از مواد رنگی و ناخالصی مه معمولا" سطح کریستالهای شکر خام را پوشانده است، عمل آفیناسیون بر روی آن انجام می شود و شکر خام با درجه خلوص بالاتر بدست می آید. در این روش شکر خام با شربتی دارای غلظت بالا مانند پسآب سبز (green syrup) مخلوط می شود و ماگای خاصی بدست می آید. برای مثال نسبت تقریبی مخلوط شدن، حدود 75 درصد شکر خام و25 درصد پسآب سبز می باشد. این عمل چندان موجب حل شدن شکر خام نمی شود، چون شرایط فوق اشباع است، اما سطح کریستالهای شکر خام مرطوب شده وسبب سست شدن قشر مواد رنگی و ناخالصی سطح کریستال شکر خام می گردد. در مرحله بعد ماگمای بدست آمده در سانتریفوژ مداوم یا غیر مداوم وارد شده و مواد رنگی و نا خالصیهای سطحی به همراه پسآب سبز از سانتریفوژ بیرون می رود و شکر خام پس از سانتریفوژ درجه خلوص بالاتری خواهد داشت. پس از اعمال فر آیند آفیناسیون، شکر خام بدست آمده را شکر آفینه (affined sugar) یا شکر شسته شده (washed sugar) می خوانند. در برخی موارد به جای پسآب سبز از پسآب حاصل از سانتریفوژ ماسکویت شکر سفید نیز می توان برای آفیناسیون استفاده کرد. در صورتی که درجه خلوص شربت سبز کم شود، از آن در آفیناسیون شکر خام استفاده نمی شود، بلکه به مصارف دیگر می رسد، مثلا" به قسمت تولید شکر خام ارسال شده و در طباخی و کریستالیزاسیون در آن قسمت مجددا" بکار می رود.

حل کردن شکر خام(Melting)

قبل از اعمال هر گونه فر آیند برای تصفیه شیمیایی شکر خام یا شکر آفینه شده، باید آنرا حل کرد. برای این منظور شکر خام را وارد دستگاه حل کننده مجهز به همزن کرده و به آن آب کندانس  گرم و آب گرم محتوی مواد قندی (sweet water) اضافه می کنند، تا حل شود. بریکس شکر خام حل شده یا شربت شکر خام (raw sugar syrup) اغلب نزدیک 60 درصد در نظر گرفته می شود و پس از حل شدن آنرا صاف می کنند.

تصفیه شربت شکر خام

در این مورد نیز روشهای متنوعی وجود دارد و هر کارخانه بر حسب طراحی خطوط تولید و نوع دستگاه به یکی از روشها کار تصفیه را انجام می دهد که در اینجا برای نمونه به دو روش اشاره می شود:

1-تصفیه با استفاده از ترکیبات فسفات دار و شیر آهک

در این روش ابتدا شکر خام را در آب کندانس حل کرده و شربت شکر خام تهیه می شود. غالبا" بریکس شربت مذکور در حدود 66-58 درصد تنظیم می گردد. آنگاه به شربت شکر خام، اسید فسفریک یا منو کلسیم  فسفات اضافه می شود تا در شربت(P₂O₅) بوجود آید. مواد مذکور در حدی به شربت اضافه می شود که مقدار (P₂O₅)  در شربت به حدود 006/0تا 150/0 درصد برسد. سپس به شربت، شیر آهک زده می شود به طوری که pH شربت تا حدود 4/7-2/7 افزایش یابد. آهک زنی در دمای حدود 70 درجه سانتیگراد اعمال می شود در برخی موارد این عمل در دمای 85 درجه سانتیگراد صورت می گیرد، اگر چنین باشد بهتر است که pH شربت نیز به حد بالاتری (مثلا" حدود 6/7) رسانده شود. پس از آهک زنی دمای شربت را تا حدود 90 درجه افزایش داده و نزدیک 20 تا 30 دقیقه زمان داده  می شود تا عمل بهم چسبیدن و تجمع ناخالصیها (floc formation) با مرکزیت تری کلسیم فسفات بخوبی صورت گیرد. در مرحله بعد به شربت ماده کمک صافی خاک دیاتومه افزوده می شود، آنگاه شربت صاف می شود        ( با صافی فشار). شربت تصفیه شده ای که در نهایت حاصل می شود، چون بریکس بالایی دارد معمولا" نیازی به تغلیظ نداشته و مستقیما" به قسمت طباخی منتقل می گردد. 

2 -تصفیه شکر خام با شیر آهک و گاز کربنیک

در این روش نیز ابتدا شکر خام را در آب کندانس حل کرده و به بریکس حدود 65 درصد می رسانند. آنگاه به شربت شیر آهک و گاز کربنیک افزوده می شود، عمل آهک زنی و گاز زنی غالبا" بصورت همزمان صورت می گیرد تا افزایش pH شربت ناگهانی و زیاد نباشد. عمل مذکور در دمای حدود 85 درجه سانتیکراد انجام می شود و pH نهایی شربت به حدود 1/9 می رسد. سپس شربت در صفایهای فشار صاف می شود.

برای بهبود رنگ شربت در روشهای فوق عمل سولفیتاسیون (زدن گاز SO2) نیز اعمال می شود و برای تکمیل رنگبری شربت از زغال فعال و مواد کمکی صافی مانند خاک دیاتومه نیز استفاده شده و سپس شربت در صافیهای فشار شمعی صاف می گردد.

در برخی از کارخانه ها ممکن است عمل آهک زدن و زدن گاز کربنیک بطور جداگانه بر روی شربت شکر خام صورت می گیرد و آهک زنی نیز به صورت دو مرحله ای شامل آهک زنی مقدماتی و آهک زنی اصلی اعمال گردد.

همان طور که بیان شد شربت تصفیه شده بدست آمده اغلب از بریکس بالایی برخوردار است، لذا     می تواند مستقیما" به مرحله طباخی انتقال یابد، اما در برخی از کارخانه ها ممکن است با کاربرد تبخیر کننده های چند مرحله ای، شربت مذکور را بیشتر تغلیظ کرده و برای مثال بریکس آنرا به 78-72 رسانده، سپس آنرا به مرحله طباخی انتقال دهند.

طباخی برای تولید شکر سفید

شربت تصفیه شده غلیظ که از مراحل قبل بدست آمده به آپارات (دیگ) پخت وارد شده و مراحل طباخی یا کریستالیزاسیون در مورد آن طی شود. در نهایت ماسکویت شکر سفید حاصل شده  که به سانتریفوژهای  غیر مداوم منتقل می گردد. نتیجه مرحله سانتریفوژ کردن، شکر سفید و پسآب        می باشد. شکر سفید کمی رطوبت دارد، لذا در خشک کن شکر، خشک شده و سپس آماده بسته بندی، انبار کردن و توزیع برای مصرف خواهد بود.

پسآب خروجی از سانتریفوژ در این مرحله را به صورتهای مختلفی مورد استفاده قرار می دهند، مثلا" می توان آنرا به روشهایی مانند کاربرد زغال فعال، رنگبری کرده و سپس در همان دیگ پخت شکر سفید مورد استفاده قرار داد. در برخی از کارخانه ها از پسآب مذکور در آفیناسیون شکر خام و برای مخلوط کردن با شکر خام استفاده می کنند. همچنین در مواردی ممکن است در حل کردن شکر خام بکار برده شده و بدین ترتیب مجددا" وارد فرآیند طباخی شود.

به طور تقریبی برای تولید هر 100 تن شکر سفید تصفیه شده، حدود 129 تن شکر خام باید وارد فرآیند شود. در صورتی که شکر خام آفینه شده در نظر گرفته شود برای تولید هر 100 تن شکر سفید تصفیه شده، به حدود 111 تن شکر خام آفینه شده نیاز است.

تغلیظ شربت

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

طباخی برای تولید شکر خام

شربت غلیظ حاصل شده در مرحله به دیگهای پخت تحت خلا منتقل می شد. به طور بسیار خلاصه عملیات طباخی به صورت چند مرحله ای برای مثال سه مرحله ای انجام می شود. در هر مرحله پس از طی مراحل کیریستالیزاسیون، مخلوطی از کریستال و پسآب به نام ماسکویت خواهیم داشت. با سانتریفوژ کردن ماسکویت در دستگاه سانتریفوژ مربوط به همان پخت، شکر مربوط به آن پخت و پسآب جداسازی می شوند. برای مثال در سیستم سه پختی، شکر درجه (A) ،شکر درجه (B) و شکر درجه (C) و پسآب (A)،پسآب (B) و پسآب (C) یا پسآب پخت آخر را خواهیم داشت که به پسآب پخت آخر ملاس نهایی (final molasses) می گویند. معمولا"شکر حاصل از پخت یک (A)یعنی شکر درجه (A) به نام شکر خام (raw sugar) نیشکر خوانده می شود. شکر خام، شکری است که هنوز بطور کامل تصفیه نشده و مقداری مواد رنگی و ناخالصی با آن است و درجه خلوص آن اغلب حدود 98-96 می باشد. شکر خام را می توان طی عملیات خاصی تصفیه کرد واز آن شکر سفید بدست آورد.

در صورتی که بخواهیم شکر خام را نگهداری کنیم(حتی به مدت کوتاه) به منظور جلو گیری از فعالیتهای میکروبی درآن، باید رطوبت آن را در حد قابل اطمینانی کاهش داد و به 25/0درصد یا کمتر از آن رسانید. معمولا" در سیستم سه پختی، پخت دو (B) از پسآب ضعیف پخت یک (A) و پخت سه (C) از پسآب ضعیف پخت دو (B) تهیه می شود. شکر درجه (B) به صورت کلرس در پخت یک(A) قابل استفاده است و شکر درجه (C) بصورت آفینه یا ماگما در پخت یک (A) یا پخت دو (B) می تواند مورد استفاده قرار گیرد. ملاس نهایی از مواد الی و معدنی و آب تشکیل شده و قند کل (مجموع ساکاروز، دکستروز و لوولز ) در آن به حدود 52 درصد می رسد و بیش از 10 درصد نمکهای معدنی در آن وجود داشته و حدود 10 تا 20 در صد نیز آب دارد.

تصفیه شکر خام

تصفیه خانه های (refineries) شکر خام دو دسته هستند، برخی از آنها متصل به قسمت تولید شکر خام می باشند، اما برخی دیگر به عنوان تصفیه خانه ای مستقل بوده و شکر خام مربوط به سایر کارخانه ها یا شکر خام وارداتی از سایر کشور ها را تصفیه می کنند. هدف از تصفیه شکر خام آن است که که مواد ناخالصی و مواد رنگی باقی مانده در آنرا تا حد ممکن جداسازی کرده بطوری که با طباخی و کریستالیزاسیون مجدد بتوان شکر سفید با درجه خلوص نزدیک به ??? را بدست آورد. روشهای مختلفی برای تصفیه شکر خام معمول است و مراحل مختلفی برای تهیه شربت تصفیه شده ای از شکر خام که بتوان از آن شکر سفید تولید کرد، طی می شود. مراحل مذکور به عنوان نمونه و به طور خلاصه میتوانند شامل : آفیناسیون شکر خام، حل کردن شکر خام آفینه شده، تصفیه شیمیایی شربت شکر خام و صاف کردن باشد.

آفیناسیون شکر خام (Affination of raw sugar)

در برخی از کارخانه ها به منظور جدا سازی قشری از مواد رنگی و ناخالصی مه معمولا" سطح کریستالهای شکر خام را پوشانده است، عمل آفیناسیون بر روی آن انجام می شود و شکر خام با درجه خلوص بالاتر بدست می آید. در این روش شکر خام با شربتی دارای غلظت بالا مانند پسآب سبز (green syrup) مخلوط می شود و ماگای خاصی بدست می آید. برای مثال نسبت تقریبی مخلوط شدن، حدود 75 درصد شکر خام و25 درصد پسآب سبز می باشد. این عمل چندان موجب حل شدن شکر خام نمی شود، چون شرایط فوق اشباع است، اما سطح کریستالهای شکر خام مرطوب شده وسبب سست شدن قشر مواد رنگی و ناخالصی سطح کریستال شکر خام می گردد. در مرحله بعد ماگمای بدست آمده در سانتریفوژ مداوم یا غیر مداوم وارد شده و مواد رنگی و نا خالصیهای سطحی به همراه پسآب سبز از سانتریفوژ بیرون می رود و شکر خام پس از سانتریفوژ درجه خلوص بالاتری خواهد داشت. پس از اعمال فر آیند آفیناسیون، شکر خام بدست آمده را شکر آفینه (affined sugar) یا شکر شسته شده (washed sugar) می خوانند. در برخی موارد به جای پسآب سبز از پسآب حاصل از سانتریفوژ ماسکویت شکر سفید نیز می توان برای آفیناسیون استفاده کرد. در صورتی که درجه خلوص شربت سبز کم شود، از آن در آفیناسیون شکر خام استفاده نمی شود، بلکه به مصارف دیگر می رسد، مثلا" به قسمت تولید شکر خام ارسال شده و در طباخی و کریستالیزاسیون در آن قسمت مجددا" بکار می رود.

حل کردن شکر خام(Melting)

قبل از اعمال هر گونه فر آیند برای تصفیه شیمیایی شکر خام یا شکر آفینه شده، باید آنرا حل کرد. برای این منظور شکر خام را وارد دستگاه حل کننده مجهز به همزن کرده و به آن آب کندانس  گرم و آب گرم محتوی مواد قندی (sweet water) اضافه می کنند، تا حل شود. بریکس شکر خام حل شده یا شربت شکر خام (raw sugar syrup) اغلب نزدیک 60 درصد در نظر گرفته می شود و پس از حل شدن آنرا صاف می کنند.

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.

مراحل تولید شکر از نیشکر گرچه تا حدی مشابه مراحل تولید شکر از چغندر است، اما خوصوصیات این صنعت به گونه ای است که برای شناخت اصول آن نیاز به کتابی جداگانه است با این وجود، در این فصل به هدف آشنایی اولیه با صنعت مذکور به اختصار مطالبی بیان می شود . این صنعت را میتوان در دو بخش مورد مطالعه قرار داد:

1-تولید شکر خام

2-تصفیه شکر خام و تهیه شکر سفید از آن

برداشت و انبار کردن نیشکر

گیاه نیشکر (sugar cane)در مناطق گرمسیری کشت می شود، مقدار قند نیشکر اغلب در حد 15-10درصد و در مواردی تا 17 درصد می باشد .برداشت نیشکر با روش دستی یا با دستگاههای مخصوص امکان پذیر است .در برخی موارد قبل از برداشت، برگهای نیشکر را می سوزانند .پس از برداشت، نیشکر به کارخانه حمل می شود بر خلاف چغندر قند، نیشکر قابل انبار کردن و ذخیره سازی در کارخانه نیست و مواد قندی آن سریعا"در اثر نگهداری دچار تجزیه می گردند و وزن نیشکر در اثر از دست دادن رطوبت کم می شود . هرچه نیشکر به صورت تازه تر به مصرف کارخانه برسد، بهتر خواهد بود، لذا معمولا"کارخانه ها محلی برای نگهداری نیشکر به منظور مصرف در روزهای بعد نداشته و نیشکر تحویلی، در همان روز به مصرف می رسد . نیشکر وارد شده به کارخانه پس از توزین، روی دستگاه تفاله مخصوص تخلیه می گردد و به سمت محل فرآیند انتقال می یابد .

شستشوی نیشکر

شستشوی نیشکر ساده بوده و در مقایسه با شستشوی چغندر به آب کمتری نیاز دارد . ضمن حرکت نیشکر توسط تفاله با پاشیدن آب بر روی آن شستشو انجام می گیرد . آب گل آلود حاصل از شستشو، از طریق روزنه های نقاله خارج شده و به فاضلاب می رود، در این آب مقداری مواد قندی وجود دارد که به عنوان ضایعات شستشوی نیشکر به حساب می آید. با استفاده از آهنربای مخصوص قطعات کوچک آهنی همراه با نیشکر نیز جدا سازی می شوند.

عصاره گیری از نیشکر

برای عصاره گیری نیشکر را باید آماده کرد، در عملیات آماده سازی نیشکر دستگاههای متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرد . از جمله دستگاه برش نیشکر (cane cnife) دستگاه خرد کن (crusher) و دستگاه شریدر (shredder).

دستگاه برش نیشکر، شامل یک یا دو سری تیغه برنده است که در بالای نقاله نیشکر نصب شده ونیشکر را به قطعات کوچک برش می دهند. پس از آن قطعات نیشکر وارد دستگاه خرد کن یا شریدر شده وکاملا"خرد و ساختمان آنها متلاشی می شود .دستگاه خرد کن شامل دو غلتک پر قدرت است که در سطح آنها شیارهای عمیق وجود دارد. قطعات نیشکر با عبور از بین دو غلتک مذکور کاملا" خرد شده آماده عصاره گیری می شوند. در برخی از کارخانه ها از دستگاه شریدر برای متلاشی ساختن ساختمان اولیه قطعات نیشکر استفاده می شود، این دستگاه شامل پره های برنده گردان است که با ورود قطعات نیشکر به آن کاملا" آنها را خرد و متلاشی می سازند. مجموعه سیستم استخراج عصاره از نیشکر به نام تاندم (tandem)خوانده می شود.

قسمت کمی از عصاره در قسمت کراشر جداسازی می شود، اما بخش اصلی عصاره گیری در آسیاب های (mills)مخصوص انجام می گیرد، تعداد این آسیابها بر حسب نوع دستگاه عصاره گیر بین 3 تا 6 آسیاب بوده و آسیابهای مذکور سه غلتکی هستند. قطعات خرد شده نیشکر از آسیابی به آسیاب بعدی رفته و ضمن فشرده شدن در بین غلتکها از آنها عصاره گیری می شود. معمولا"عصاره گیری در آسیاب اول تنها با فشرده سازی بین غلتکهاست، اما در عصاره گیری در آسیابها ی بعدی گذشته از فشرده سازی، استفاده از جریان محلول قندی یا آب نیز برای کمک به استخراج صورت می گیرد. شربتی که از کراشر و آسیاب اول و آسیاب دوم خارج می شود با هم مخلوط شده و به عنوان شربت مخلوط mixedjuice) و به قسمت تصفیه منتقل می گردد.برای استخراج قند از نیشکر در آسیابهای بعدی جریانی غیر هم جهت از آب (شربت)و نیشکر خرد شده برقرار می شود، بدین ترتیب در آخرین آسیاب، بر روی نیشکر قبل از قرار گرفتن در بین غلتکها، آب پاشیده می شود تا با خیس شدن نیشکر امکان بهتری برای استخراج قند باقی مانده در آن فراهم گردد. شربت خروجی از آسیاب آخر، بر روی نیشکری که می خواهد به آسیاب قبلی وارد شود پاشیده می شود و به همین ترتیب، شربت خروجی از آن آسیاب نیز بر روی نیشکری که می خواهد به اسیاب قبل از آن وارد شود، پاشیده می شود. به این ترتیب در نهایت در آخرین آسیاب، نیشکر عصاره گیری شده یا باگاس (bagasse)خارج می شود و شربت نیز در نهایت از آسیاب دوم بیرون می رود و با مخلوط شدن با شربت خروجی از آسیاب اول و کراشر به مرحله تصفیه منتقل می شود. در باگاس خروجی از آسیاب آخر، مقدار کمی قند باقی می ماند و پلاریزاسیون آن به حدود 4-5/1درصد می رسد.در این روش با توجه به خرد شدن نیشکر و پاره شدن سلولهای آن به منظور کاهش ورود مواد صمغی و ناخالصیهای نامطلوب به شربت، بهتر است که آب ورودی به سیستم دمای بالاتر از 60 درجه سانتیگراد نداشته باشد. قسمت عمده ترکیبات تشکیل دهنده باگاس الیاف سلولزی (fiber) است. از جمله کاربردهای این ماده در صنایع کاغذ سازی، خوراک دام، تهیه تخته های نئوپان و به عنوان سوخت می باشد. در برخی کارخانه ها باگاس خروجی از آسیابها را تحت تاثیر پرس حلزونی قرار می دهند تا باگاس با رطوبت کمتر و درصد قند (پلاریزاسیون) کمتر حاصل شود و ضایعات قندی آن کاهش یابد.

شربت خام نیشکر که از عصاره گیری بدست می آید، رنگ سبز مایل به خاکستری یا سبز تیره داشته و ph آن غالبا" حدود 4/5-2/5 می باشد. با توجه به متغیر بودن ترکیبات نیشکر، ترکیبات تشکیل دهنده شربت خام نیز متغیر است، برای مثال و به عنوان نمونه حدود 12-9درصد قند ساکاروز، حدود 4/3-2/1 درصد قند انورت و حدود1/2-1 درصد مواد معدنی مانند فسفاتها، کلرورها، سیلیکاتهای سدیم ، پتاسیم ، کلسیم و مواد دیگری مانند صمغها،آلبومین،واکس،مواد رنگی،ذرات بسیار ریز باگاس (bagacillo)،ذرات شن،ماسه،خاک و......می تواند در آن وجود داشته باشد. همچنین اغلب درجه خلوص آن 85-81ودرصد آب آن 88-85 (بریکس 15-12)می باشد.

ادامه مطلب در پست بعدی ارائه می گردد.