تحقیق مقاله مراحل تهیه قند از چغندر قند

مراحل تهیه قند از چغندر قند

مراحل حمل چغندر قند به کارخانه را می توان در نمودار زیر مشاهده کرد.

دستگاه تخلیه

خاک برگشتی به کامیون

کامیون حامل خاک

توزین

خروج از کارخانه

اولین مرحله که در کارخانه بعد از حمل چغندر قند انجام می شود مرحله عیارسنجی می باشد که این مرحله به سه روش انجام که مختصراً به آن اشاره می کنیم .

1-نمونه برداری با دست که این روش دارای اشکال می باشد چون عیار از بالای کامیون برداشته می شود که قسمت های پایین کامیون عیار آن سنجیده نمی شود.

2-روش ریپرو . این روش نیز با ضربه زدن به چغندر باعث صدمه دیدن آن می شود

3-بیلچه مکانیکی: این روش بهترین روش برای عیار سنجی است.

بعد از مرحله عیار سنجی مرحله شستشو و تمیز کردن چغندر قند می باشد.

مصرف آب در سیولها 8 برابر وزن چغندر قند است. چغندرقند از طریق کانال به طرف حوض شستشو هدایت می شود . دمال آب کانال در حدود 20سانتی گراد است چنانچه دمای آب کانال افزایش یابد در این صورت به نسبت افزایش دما مقداری از چغندرقند در آب حل می گردد. به منظور جلوگیری از ایجاد کف و بوی نامطبوع در آب کانال باید به آن شیر آهک اضافه نمود تاPH آب به 11-10 افزایش یابد در این حالت اولاً فعالیت میکرواژه نسیم ها کاهش می یابد و ثانیاً از ایجاد کف جلوگیری به عمل می آید . چنانچه چغندر قند یخ زده باشد می توان از آب نسبتاً ولرم برای حمل چغندرقند در کانال ها استفاده نمود.

کشوی تنظیم نیز در مسیر چغندرقند قرار می گیرد و جلوی چغندرقند اضافی را در مسیر کانال گرفته و مانع عبور چغندرقند اضافی به قسمت بعدی می شود.

معمولاً برای جداسازی برگ و علف در مسیر کانال چغندرقند علف گیر نصب می نمایند. یکی از مشکلات علف ها و برگهای چغندرقند که معمولاً در سیلو لابه لای چغندرها پوسیده شده اند  لابه لای تیغه های آسیاب خلال قرار گرفته و باعث کاهش کیفیت خلال می گردد. همچنین چون برگ منبع عفونت است بنابراین باعث تشدید عفونت در دیفوزین می گردد و در این مسیر سنگ گیر نیز نصب می شود چون باید سنگ از آب خارج و جداگردد در صورتیکه سنگ جدانگردد در اینصورت به آسیاب خلال راه پیدا نموده و باعث خرابی و شکستگی تیغه های آسیاب خلال می گردد و بعد از جدا شدن شن و ناخالصیها از چغندرقند به کمک هلیس به قسمتهای حوض شستشو منتقل می گردد و در نهایت در مسیر دوش پرکلرین قرار گرفته و ضدعفونی می شود.

معمولاً حوض شستشو چغندرقند به قسمت تقسیم می شود ولی به طراحی می توان کمتر یا بیشتر شود. طریقه تقسیم بندی خانه های حوض بدین صورت است که برخی از طراحان دو خانه اول را به عنوان شن گیر و خانه سوم را به عنوان شستشو و خانه چهارم را شن گیر و خانه پنجم را به عنوان شستشو در نظر می گیرند. تفاوت خانه های شستشو و شن در آن است که حجم خانه های شن گیر بیشتر است ولی در قسمت شستشو حجم خانه ها کمتر است.

بعد از مرحله تمیز کردن و شستشو به مرحله دم گیری می رسیم. در این مرحله دم چغندرقندها و تکه های چغندرقند و چغندرهای کوچک را جدا می کنند . در این مرحله چغندرقند به همراه برگ و علف و آب و سنگ در محفظه بالایی قرار دارد و آب با سرعت m/s1% موجب جداسازی برگ و علف از چغندرقند می شود.

بعد از مرحله دم گیری به مرحله تهیه خلال و استخراج عصاره از چغندرقند می رسیم. چغندرقند پس از آماده سازی به بوتکر چغندرقند منتقل می شود که در بونکر همیشه مقداری چغندرقند آماده وجود دارد تا کار به صورت یکنواخت صورت گیرد تا در صورت ایجاد مشکل در مراحل آماده سازی برای مدت زمان کوتاهی حدود 85بونکر جوابگو باشد.

زمانی که بونکر خالی باشد فشار بر روی سطح آسیاب کم است و خلالها نازک می شوند و زمانیکه 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 کارکردن باشد و یکی در حال باسازی باشد به دلیل اینکه تیغه های آسیاب خلال هر 5 ساعت یکبار کند می شود معمولاً پرش خلال ها باید به نحوی باشد که حتی الامکان تعداد زیادی از سلولها باز شوند و خلالها باید دارای سطح خارجی نسبتاً زیادی باشند.

اگر خلال های تولیدی حاصله از آسیاب خیلی نازک باشد خرد می شود و تولید نرمه می نماید و اگر ضخیم باشد جلوی خروج شربت به خارج از خلال زیاد می شود. بنابراین یک قطر بهینه انخاب کرد تا مسیر جور کوتاه و مناسب باشد و همچنین در همه جهات مختلف یکسان باشد چون اگر یکنواخت نباشد در برخی از قسمتها سازگار مانده و در برخی قسمتها علاوه بر ساکارز مواد قندی هم استخراج می شود.

ماشین خلال (آسیاب)

این دستگاه از چند قسمت تشکیل شده است:

1-قیف ورودی خلال

2-صفحه برش (قطر این صفحه به ظرفیت کارخانه بستگی دارد)

3-قوطی برش دو یا سه تیغه دارد . این تیغه ها قابل تعویض هستند.

4-نگهدارنده چغندرقند برای اینکه چغندرها با صفحه برش بچرخند و خرد شوند-

5-دریچه(برای تعویض قوطی های برش و ایغه ها تعبیه شده اند)

6-قیف زیرین(خلال ها را بر روی می اندازد)

7-کلاچ الکترومغناطیسی

بعد از مرحله خلال کردن به مهم ترین مرحله استخراج قند در صنعت چغندرقند و نیشکر یفوزیون می رسیم. هدف اصلی از دیفوزیون بدست آوردن شربت خام با حداکثر درجه خلوص و حداقل درجه قند تفاله می باشد. در گذشته برای شربت گیری از چغندرقند آنرا به جوره تبدیل نموده و با استفاده از پرس عصاره شربت را استخراج می کردند ولی امروزه این روش به دلایلی متروک گردیده و دیفوزین جایگزین شده است. جهت استخراج مواد قندی از بافت چغندرقند یا نیشکر ابتدا لازم است که مواد مذکور بتوانند با عمل دیفوزین از قسمت های داخل آنها به طرف سطح آن نفوذ کنند . با توجه به اینکه سلولهای چغندرقند دارای پرده نیمه تراوا می باشند لذا شربت سلولی به سادگی از درون سلول خارج نمی شود و برای عمل اسمز باید دما را افزایش داد که اصطلاحاً این عمل را کشته شدن غشاء سلولی می نامند.

عوامل موثر بر دیفوزین:

1-دما

دما موجب افزایش سرعت عمل اسمز می شود و هرچه این دما بیشتر شود عمل اسمز با سرعت بیشتری می شود و درصد تفاله قند کاهش می یابد.

تاثیر دما بر میکروبها نیز حائز اهمیت است. چنانچه دمای دیفوزین نامناسب باشد میکروارگانیسم ها شروع به فعالیت می کنند و ساکارز را هیدرولیز نموده در نتیجه قندزیادتری از بین می رود که موجب افزایش مایعات نامعلوم می گردد که قابل محاسبه نیست و برای از بین بردن میکروارگانیسم ها بهترین راه این است که دمای دیفوزین در حداکثر ممکن قرار گیرد.

دیفوزین ها یا دوجداره هستند یا دارای دیگ حرارتی هستند.

خواص دیگ حرارتی

1-استریل کردن خلال: چون دمای خلال به طور ناگهانی و سریع افزایش می یابد بنابراین میکروارگانیسم ها در اثر شوک حرارتی از بین رفته و خلال استریل می گردد.

2-انعقاد مواد پروتئینی و تثبیت آن در داخل سلول : چون دمای خلال به سرعت افزایش می یابد بنابراین پروتئین نیز به سرعت منعقد می شود.

ج-تسریع در عمل اسمز: چون دمای خلال سریعاً به 72سانتی گراد می رسد لذا سرعت پرده نیمه تراوا بازشده و عمل اسمز فوراً شروع می شود.

کشش دیفوزیون (سوتیراژ)

درصد وزنی یا حجمی شربت خام نسبت به چغندر را کشش دیفوزیون می گوییم اگر به ازای صدتن چغندرقند 105 تن شربت خام داشته باشیم کشش وزنی 105% است .

درجه دیفوزیون:

با دیفوزیون ها امروزه قادریم تا 99% قند خلال استخراج نماییم بعبارت دیگر عیار معمولی چغندرقند در حدود 20-15% است و قند خلال را می توان تا حدی استخراج نماییم. که این میزان قند تفاله به 7-5 درصد برسد ولی باید توجه داشت که ماده غیرقندی زیادی وارد شربت نگردد زیرا از کریتامیزاسیون مولکول ساکارز جلوگیری نموده و راندمان استحصال شکر را کاهش می دهد.

اثرات نرمه در دیفوزیون

نرمه و خلالها بزرگتر از 1سانتیمتر باعت می گردد که شربت در اواسط دیفوزیون قند خون را از دست داده و در بقیه مسیر دیفوزیون ماده غیرقندی آزاد نمایند و در نتیجه کویسان شربت را کاهش می دهد. بعلاوه نرمه لابه لای چغندرها درشت قرار گرفته و ایجاد انباشتگی در دیفوزیون می نماید و در نتیجه عبور شربت در داخل دیفوزیون را مسدود می نماید و از عبور شربت از دیفوزیون جلوگیری بعمل می آورد همانطور که قبلاً گفته شد در ابتدای عمل اسمز شتاب خروج ماده قندی بیشتر از ماده غیرقندی است و هرچه به انتهای عمل اسمز نزدیک می شویم این عمل معکوس می شود با توجه به موارد فوق مشخص می گردد که شربتی که طی عمل اسمز بدست می آید درچه خلوص بالاتری از شربت به علت پارگی سلولها و بطور مستقیم خارج می گردد. در اثر ایجاد نرمه سلول های بیشتری از خلال برش خورده و شربت درون سلول بطور مستقیم وارد شربت شود. علاوه بر سطح تمامی دیواره های سلول ناشی از برش با آب بیشتر بوده و درنتیجه مواد تشکیل دهنده دیوار سلولی مانند پکتین بیشتر در شربت حل می شود. بنابراین کویسان شربت بیشتر می شود و ثانیاً خلالهای ایجاد انباشتگی ننموده و به صورت شبکه در می آید و در نتیجه شربت براحتی از لابه لای خلال ها عبور می نماید.