تولید قند از چغندرقند: شرح فناوری

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

تولید شکر در اختیار کارخانه های بزرگ است. از این گذشته ، فناوری بسیار پیچیده است. مواد اولیه در خطوط تولید مداوم فرآوری می شوند. به عنوان یک قاعده، تاسیسات تولید شکر در مجاورت سایت های کشت چغندرقند واقع شده است.

شرح محصول

شکر در اصل یک کربوهیدرات خالص (ساکارز) است که طعم شیرین و دلپذیری دارد. به خوبی جذب می شود و عملکرد طبیعی بدن را تضمین می کند (حدیت بینایی و شنوایی، یک ماده مغذی مهم برای سلول های مغز، در تشکیل چربی ها نقش دارد). سوء استفاده از محصول منجر به ایجاد بیماری ها (پوسیدگی، اضافه وزن و غیره) می شود.

مواد اولیه برای تولید

به طور سنتی در کشور ما این محصول از چغندر قند تهیه می شود. تولید شکر نیاز به منابع زیادی از مواد اولیه دارد.

چغندر نماینده خانواده haze است. دو سال رشد می کند، فرهنگ به خشکی مقاوم است. در سال اول یک ریشه رشد می کند و سپس در سال دوم رشد می کندساقه، گل و دانه ظاهر می شود. جرم ریشه 200-500 گرم و کسر جرمی بافت سخت 75 درصد است. بقیه شکر و سایر ترکیبات آلی است.

برداشت چغندر 50 روز طول می کشد. در عین حال، کارخانه ها به طور متوسط 150 روز در سال کار می کنند. برای تهیه مواد اولیه صنعت قند، چغندر به اصطلاح در کاگات (انبوه های بزرگ) نگهداری می شود.

فناوری نگهداری چغندر قند

چغندرها به صورت انبوه در مناطقی که از قبل آماده شده اند قرار می گیرند. اگر فن آوری ذخیره سازی نقض شود، چغندرها جوانه زده و می پوسند. پس از همه، ریشه ها موجودات زنده هستند. یکی از ویژگی های جوانه زنی شاخص نسبت جوانه ها به جرم کل میوه است. در شرایط دمای بالا و رطوبت بالا، چغندرها از روز پنجم ذخیره شروع به جوانه زدن می کنند. در همان زمان، چغندرها که در قسمت بالایی توده قرار دارند، به شدت جوانه می زنند. این یک پدیده بسیار منفی است که منجر به کاهش راندمان تولید شکر می شود. برای به حداقل رساندن تلفات ناشی از جوانه زنی، سر میوه ها در هنگام برداشت بریده می شود و خود محصول در توده ها با محلول خاصی درمان می شود.

مهم است که میوه ها را به دقت در توده ها نگهداری کنید و سعی کنید به آنها آسیب نرسانید. به هر حال، نواحی آسیب دیده جنین نقطه ضعفی است که اول از همه تحت تأثیر قرار می گیرد و سپس بافت های سالم.

رشد باکتری ها به طور قابل توجهی تحت تأثیر درجه حرارت و رطوبت است. اگر ترکیب هوا و دمای توصیه شده را حفظ کنید1-2 درجه سانتیگراد، سپس فرآیندهای پوسیدگی کند می شود (گاهی توسعه نمی یابد).

چغندرهایی که ذخیره می شوند بسیار آلوده هستند (خاک، علف). کثیفی گردش هوا در شمع را مختل می کند، فرآیندهای پوسیدگی را تحریک می کند.

بنابراین توصیه می شود چغندرها را شسته و شسته نگهداری کنید. در سال‌های اخیر، دستگاه‌های خاصی به‌طور گسترده برای دمیدن علف‌های هرز، کاه و کثیفی استفاده شده است.

بازده چغندر

یکی از مهمترین وظایف افزایش عملکرد چغندر قند است. به عوامل زیادی بستگی دارد. تولید شکر به طور مستقیم به حجم جمع آوری و همچنین به کیفیت تکنولوژیکی مواد خام بستگی دارد.

اول از همه، کیفیت فن آوری چغندرهای کشت شده به دانه های مورد استفاده بستگی دارد. فن آوری های مدرن امکان کنترل ویژگی های بیولوژیکی و سایر ویژگی ها را فراهم می کند. کنترل کیفیت بذر می تواند عملکرد در هکتار سطح زیر کشت را به طور قابل توجهی افزایش دهد.

روش پرورش چغندر نیز مهم است. افزایش قابل توجهی در عملکرد با به اصطلاح روش کشت پشته مشاهده می شود (رشد عملکرد از 15 تا 45 درصد بسته به ویژگی های آب و هوایی منطقه متغیر است). ماهیت روش به شرح زیر است. در پاییز، ماشین های مخصوص برآمدگی ها را می ریزند که به لطف آنها زمین به طور فعال رطوبت را جذب و جمع می کند. بنابراین، در بهار، زمین به اندازه کافی سریع می رسد و شرایط مساعدی را برای کاشت، رشد و نمو میوه ها ایجاد می کند. علاوه بر این، برداشت چغندر بسیار آسان تر است: تراکم خاک پشته ها نسبتاً کم است.

عجیب است که این فناوری توسط دانشمند شوروی گلوخوفسکی در دهه 20 دور قرن گذشته پیشنهاد شده است. و نسبتاً اخیراً این روش در کشورهای پیشرفته معرفی شده است.

علی رغم اثربخشی زیاد، این فناوری کاربرد گسترده ای پیدا نکرده است. دلیل این امر کمبود و گرانی تجهیزات ویژه است. بنابراین تولید شکر از چغندر چشم انداز توسعه و رسیدن به سطح فناوری جدید را دارد.

چغندر باید قبل از سرمازدگی برداشت شود. تحویل به شرکت های چغندر حفر شده را می توان بر اساس اصل جریان یا با روش انتقال انتقال انجام داد. به منظور کاهش از دست دادن ساکارز در طول نگهداری طولانی مدت در پایگاه های انتقال، میوه ها را با کاه می پوشانند.

فرایند تولید

یک کارخانه قند متوسط در روسیه قادر به فرآوری چندین هزار تن مواد خام (چغندر قند) است. چشمگیر است، اینطور نیست؟

تولید بر اساس فرآیندها و واکنش های شیمیایی پیچیده است. ماهیت به شرح زیر است. برای به دست آوردن کریستال های قند، جداسازی (استخراج) ساکارز از مواد خام ضروری است. سپس شکر از مواد غیر ضروری جدا شده و محصول آماده مصرف (بلورهای سفید) به دست می آید.

فناوری تولید شکر شامل عملیات زیر است:

• پاکسازی از کثیفی (شستشو)؛
• دریافت چیپس (خرد کردن، آسیاب کردن)؛
• استخراج ساکارز;
• فیلتراسیون آبمیوه؛
• ضخیم شدن (تبخیر رطوبت)؛
• جرم جوشان(شربت)؛
• جداسازی ملاس از شکر؛
• خشک کردن شکر.

شستشوی چغندر قند

وقتی مواد خام به کارخانه قند می رسند، در نهایت به نوعی پناهگاه می رسند. می توان آن را هم در زیر زمین و هم در خارج از آن قرار داد. چغندرقند با یک جت مستقیم آب قدرتمند، از قیف شسته می شود. محصولات ریشه روی نوار نقاله می ریزند که در حین حرکت آن مواد اولیه از انواع زباله ها (کاه، علف و غیره) از قبل تمیز می شود.

خرد کردن محصولات ریشه

تولید قند از چغندر بدون آسیاب کردن آن غیرممکن است. به اصطلاح چغندر شکن وارد بازی می شود. خروجی نوارهای نازک چغندر قند است. در فناوری تولید شکر، نحوه برش قطعات بسیار مهم است: هر چه سطح آن بزرگتر باشد، ساکارز با کارایی بیشتری جدا می شود.

استخراج ساکارز

چیپس چغندر از طریق نوار نقاله به دستگاه انتشار با مارپیچ وارد می شود. شکر با آب گرم از چیپس جدا می شود. چیپس ها از طریق مارپیچ تغذیه می شوند و آب گرم به سمت آن جریان می یابد که شکر را استخراج می کند. آب علاوه بر خود قند، مواد محلول دیگری را نیز به همراه دارد. این فرآیند کاملاً مؤثر است: در خروجی، خمیر (به اصطلاح چیپس چغندر) حاوی فقط 0.2-0.24٪ قند بر حسب جرم است. آب اشباع شده با قندها و سایر مواد آلی کدر شده و به شدت کف می کند. به این مایع شیره انتشاری نیز می گویند. کامل ترین پردازش تنها زمانی امکان پذیر است که ماده خام تا 60 درجه گرم شود. در این دما، پروتئین ها منعقد می شوند و از چغندر متمایز نمی شوند.تولید شکر به همین جا ختم نمی شود.

تصفیه آبمیوه پخش

از مایع لازم است کوچکترین ذرات معلق چغندر و مواد آلی محلول را حذف کنید. از نظر فناوری، تا 40 درصد از محصولات جانبی را می توان حذف کرد. هر چه باقی می ماند در ملاس انباشته می شود و فقط در مرحله نهایی تولید خارج می شود.

آبمیوه تا دمای 90 درجه سانتی گراد گرم می شود. سپس با آهک عمل آوری می شود. در نتیجه پروتئین ها و سایر موادی که در آب میوه هستند رسوب می کنند. این عمل بر روی تجهیزات ویژه در مدت 8-10 دقیقه انجام می شود.

حالا باید آهک را بردارید. این فرآیند اشباع نامیده می شود. ماهیت آن به شرح زیر است: آب با دی اکسید کربن اشباع شده است که وارد یک واکنش شیمیایی با آهک می شود و کربنات کلسیم را تشکیل می دهد که رسوب می کند و آلاینده های مختلف را جذب می کند. شفافیت آب میوه افزایش می یابد، سبک تر می شود.

آبمیوه فیلتر شده، تا 100 درجه سانتیگراد گرم شده و دوباره اشباع می شود. در این مرحله، تصفیه عمیق‌تری از ناخالصی‌ها انجام می‌شود و پس از آن آب میوه دوباره برای فیلتر کردن فرستاده می‌شود.

آبمیوهباید تغییر رنگ داده و رقیق شود (نه خیلی چسبناک). برای این منظور دی اکسید گوگرد از آن عبور می کنند. اسید سولفور در آب تشکیل می شود - یک عامل کاهنده بسیار قوی. واکنش با آب مقدار معینی اسید سولفوریک تولید می‌کند و هیدروژن آزاد می‌کند که به نوبه خود آب میوه را درخشان می‌کند.

پس از اشباع درشت و خالص، خروجی 91-93٪ از حجم اصلی با کیفیت بالا است،آب سفید شده درصد ساکارز در حجم آب میوه 13-14% است.

تبخیر رطوبت

تولید در دو مرحله با استفاده از تجهیزات ویژه. برای تولید شکر در مرحله اول، به دست آوردن یک شربت غلیظ با محتوای جامد 65-70٪ مهم است. شربت به دست آمده تحت تصفیه اضافی قرار می گیرد و دوباره تحت فرآیند تبخیر قرار می گیرد، این بار در دستگاه های خلاء مخصوص. به دست آوردن یک ماده غلیظ چسبناک با محتوای ساکارز 92-93٪ ضروری است.

اگر به تبخیر آب ادامه دهید، محلول فوق اشباع می شود، مراکز کریستالیزاسیون ظاهر می شود و کریستال های قند رشد می کنند. جرم به دست آمده ماسکویت نامیده می شود.

نقطه جوش جرم حاصل در شرایط عادی 120 درجه سانتیگراد است. اما جوشاندن بیشتر در خلاء (برای جلوگیری از کاراملی شدن) انجام می شود. در شرایط نزدیک به خلاء، نقطه جوش بسیار کمتر است - 80 درجه سانتیگراد. این جرم در مرحله تبخیر در دستگاه خلاء با پودر قند "آلیاژ" می شود. چه چیزی رشد کریستال ها را تحریک می کند.

جداسازی شکر از ملاس

توده قند به سانتریفیوژها می رود. در آنجا کریستال ها از ملاس جدا می شوند. مایعی که پس از جداسازی کریستال های شکر خارج می شود ملاس سبز است.

کریستال های قند روی مش درام سانتریفیوژ باقی می مانند که با آب داغ تصفیه شده و بخارپز می شوند تا سفید شوند. در این صورت به اصطلاح ملاس سفید تشکیل می شود. این محلولی از شکر و بقایای ملاس سبز در آب است. ملاس سفید تحت پردازش ثانویه قرار می گیردماشین های خلاء (برای به حداقل رساندن تلفات، بهبود راندمان تولید).

ملاس سبز برای جوشاندن به دستگاه دیگری می رود. در نتیجه به اصطلاح ماسکویت دوم به دست می آید که قبلا شکر زرد از آن به دست می آید. بعد از اولین تمیز کردن در آبمیوه حل می شود.

خشک کردن شکر

چرخه تولید شکر هنوز کامل نشده است. محتویات سانتریفیوژ خارج شده و برای خشک شدن فرستاده می شود. بعد از سانتریفیوژ، رطوبت شکر تقریباً 0.5٪ و دما 70 درجه سانتیگراد است. در یک خشک کن درام، محصول تا رطوبت 0.1% خشک می شود (این امر تا حد زیادی با دمای باقیمانده بعد از سانتریفیوژها تضمین می شود).

ضایعات

مهمترین مواد زائد تولید قند از چغندرقند، تفاله (به اصطلاح تراشه ریشه)، ملاس، گل فیلتر پرس است.

تفاله چغندر تا ۹۰ درصد وزنی مواد اولیه دارد. به عنوان خوراک خوبی برای دام ها عمل می کند. حمل و نقل خمیر کاغذ در فواصل طولانی (به دلیل رطوبت زیاد، بسیار سنگین است) بی فایده است. بنابراین توسط مزارع واقع در نزدیکی تأسیسات تولید شکر خریداری و مورد استفاده قرار می گیرد. برای جلوگیری از آسیب به پالپ، آن را به سیلو تبدیل می کنند.

در برخی از کارخانه‌های تولید شکر، براده‌های چغندر قند را فشرده می‌کنند (تا ۵۰ درصد رطوبت آن حذف می‌شود) و سپس در اتاقک‌های مخصوص خشک می‌شوند. در نتیجه چنین پردازشی، جرم خمیر کاغذ آماده برای استفاده و حمل و نقل در فواصل طولانی، بیش از 10 درصد جرم اولیه آن نیست.

Melassa -ملاس علوفه - پس از پردازش دومین ماسکویت به دست می آید. حجم آن 3-5 درصد وزن مواد اولیه است. 50 درصد شکر است. ملاس خوراکی جزء مهمی در تولید الکل اتیلیک و همچنین در تولید خوراک دام است. علاوه بر این، در تولید مخمر، در ساخت اسید سیتریک و حتی داروها استفاده می شود.

حجم گل فیلتر پرس به ۵ تا ۶ درصد جرم مواد خام فرآوری نشده می رسد. به عنوان کود برای خاک های کشاورزی استفاده می شود.

تولید شکر تصفیه شده

تولید شکر تصفیه شده معمولاً در خود کارخانه های قند انجام می شود. به عنوان بخشی از چنین گیاهانی، کارگاه های ویژه ای وجود دارد. اما سازمان های شخص ثالثی که شکر دانه ای را از کارخانه ها خریداری می کنند نیز می توانند شکر تصفیه شده تولید کنند. با توجه به روش بدست آوردن شکر تصفیه شده می توان آن را ریخته و پرس کرد.

توالی عملیات فناوری در تولید شکر تصفیه شده به شرح زیر است.

قند در آب حل می شود. شربت غلیظ برای حذف مواد رنگی مختلف پردازش می شود. پس از تصفیه، شربت را در یک محفظه خلاء می جوشانند و اولین ماسکویت تصفیه شده به دست می آید. برای از بین بردن زردی، اولترامارین به محفظه خلاء اضافه می شود (0.0008٪ وزن شربت، نه بیشتر). فرآیند جوشاندن مشابه فرآیند جوشاندن هنگام به دست آوردن شکر است.

ماسکویت تصفیه شده باید فاصله داشته باشد. یک توده ضخیم تشکیل می شود (دوغاب با رطوبت 3٪، نه بیشتر)، که فشرده می شود. نتیجه یک شکر تصفیه شده است که به شکل پرس است. تا در فرم اصلاح شودسر، ماسکویت در قالب های مناسب ریخته می شود. در انتهای قالب یک سوراخ مخصوص وجود دارد که محلول باقیمانده از آن خارج می شود. شکر تصفیه شده مرطوب با هوای گرم خشک می شود تا زمانی که شاخص رطوبت به مقدار 0.3-0.4٪ کاهش یابد. سپس فقط باید منتظر بمانیم تا گلوله های شکر خنک شوند، (در صورت لزوم) برش داده و بسته بندی شوند.