Шакар яке аз маҳсулоти маъмултарин дар ҷаҳон аст, ки асосан аз найшакар ва лаблабуи қанд гирифта мешавад. Истеҳсоли шакари баландсифат раванди мураккабест, ки марҳилаҳои сершуморро дар бар мегирад: истихроҷ, тозакунӣ, бухоркунӣ, кристаллизатсия ва тозакунӣ. Дар ҳар як марҳилаи коркарди шакар, сифат ва тозагии шарбати шакар бояд дақиқ назорат карда шавад. Омехтаҳои табиӣ, ба монанди зарраҳои коллоидӣ, сафедаҳо, пигментҳо ва микроорганизмҳо, метавонанд ба самаранокии тозакунӣ, филтратсия ва кристаллизатсия таъсири ҷиддӣ расонанд.
Моддаҳои кимиёвӣ дар равандҳои муосири истеҳсоли шакар нақши муҳим доранд. Бе назорати дурусти кимиёвӣ, ин ифлосҳо метавонанд боиси миқёспазирӣ, мушкилоти ранг ва талафоти маҳсулот шаванд. Моддаҳои кимиёвии истеҳсоли шакар на танҳо самаранокӣ ва ҳосилнокиро афзоиш медиҳанд, балки сифати маҳсулотро беҳтар мекунанд, истеъмоли энергияро кам мекунанд ва ба корхонаҳо дар риояи стандартҳои ҳифзи муҳити зист кӯмак мерасонанд. Ин маводи кимиёвӣ метавонанд:
- Самаранокии равшанкунӣ ва таъсири ҷудокунии сахт аз моеъро беҳтар кунед.
- Пешгирии афзоиши микроорганизмҳо дар шарбати мева ва шарбат.
- Таъсири деколоризатсияи шакари сафеди дорои тозагии баландро тақвият диҳед.
- Назорати пайдоиши кафк ва пайдоиши пораҳои чӯбро дар бухоркунак ва бухоркунаки вакуумӣ.
Дар ин мақола, барои ҷамъбасти ҳамаҷонибаи раванди истеҳсоли шакар, найшакар ҳамчун мисол оварда шудааст. Дар он инчунин шарҳ дода шудааст, ки чӣ гуна дар ҳар марҳила маводи кимиёвии гуногун - флокулянтҳо, дезинфексиякунандаҳо, агентҳои деколангкунанда ва декамерҳо - истифода мешаванд, то кори бефосила ва истеҳсоли босифати шакар таъмин карда шавад.
Раванди истеҳсоли шакар ва истифодаи маводи кимиёвӣ
Тайёр кардани ашёи хом
Истеҳсоли шакар аз ҷамъоварӣ ва омода кардани ашёи хом оғоз меёбад. Найшакар шуста ва реза карда мешавад, то хок, сангҳо ва баргҳоро тоза кунад. Дар ин марҳила, агар шарбат муддати тӯлонӣ истода бошад, он ба афзоиши микроорганизмҳо шурӯъ мекунад. Барои кам кардани бори микробҳо дар сатҳи ашёи хом, пешгирӣ аз олудашавӣ ё вайроншавии шарбати шакар ҳангоми раванди шакаркунӣ, баъзан ба сатҳи найшакар, оби нигоҳдорӣ ё таҷҳизоти тозакунӣ дезинфексияҳо истифода мешаванд.
| Навъи дезинфексия | Консентратсияи тавсияшуда | Усули татбиқ | Вазифаҳои асосӣ | Чораҳои эҳтиеткори | Бартариҳо |
| Гипохлорити натрий (NaClO) | Хлори озод 50–200 ppm | Пошидани ё тар кардани сатҳи найшакар барои 5-10 дақиқа | Стерилизатсияи васеъспектр, сарбории микробҳоро кам мекунад | Консентратсияро назорат кунед (одатан 50-200 ppm хлори озод). Барои пешгирӣ аз ранг ё мушкилоти кристаллшавӣ, аз боқимондаҳои аз ҳад зиёди хлор дар шарбат худдорӣ кунед. Дар ҳолати зарурӣ, пас аз истифода бишӯед ё холӣ кунед. | Стерилизатсияи васеъспектри; арзиши паст. |
| Дихлоризоциануриати натрий (SDIC) | Хлори озод 50–150 ppm | Пошидани ё тар кардани сатҳи найшакар барои 5-10 дақиқа | Устувории баланд, самаранокии қавии стерилизатсия | Хлори озодро назорат кунед, то ба кристаллшавӣ ва ранги шарбат таъсир нарасонад. | Аз гипохлорити натрий устувортар аст; самаранокии баланд; хлори боқимондаи назоратшаванда; ба таври васеъ дар муҳитҳои коркарди хӯрокворӣ истифода мешавад. |
| Пероксиди гидроген (H₂O₂) | 0.1%–0.5% | Ба оби тозакунӣ ё пошидани рӯизаминӣ илова карда мешавад | Стерилизатсия, бе боқимонда, экологӣ тоза | Консентратсияи назоратӣ; одатан 0.1–0.5% барои коркарди сатҳӣ. Ҳангоми кор бо эҳтиёт муносибат кунед. | Бе боқимондаҳо таҷзия мешавад; бехатар ва экологӣ тоза. |
| Оби гарм / буғӣ | Оби гарм дар ҳарорати 80-90°C ё буғ дар ҳарорати 100°C | Шустан бо оби гарм ё буғ барои 2-5 дақиқа | Стерилизатсия бе иловаҳои кимиёвӣ | Истеъмоли зиёди энергия; таҷҳизоти мувофиқро талаб мекунад; чораҳои бехатариро риоя кунед. | Иловаҳои кимиёвӣ надорад; боқимондаҳои кимиёвиро кам мекунад. |
| Тозакунии корхона/иншоот Безараргардонии об | SDIC, 50–100 ppm | Тозакунии таҷҳизот, воситаҳои нақлиёт | Аз олудашавии дуюмдараҷа пешгирӣ мекунад | Консентратсияи хлори озодро мунтазам иваз ва назорат кунед. | — |
Амалияи тавсияшуда
Вақте ки найшакар ба корхона ворид мешавад, он аввал бо оби тоза шуста мешавад, то хок ва ифлосиҳоро тоза кунад.
Сипас, безараргардонии сатҳӣ бо пошидани SDIC ё гипохлорити натрий бо консентратсияи паст мувофиқи шароит анҷом дода мешавад.
Манбаъҳои об ва таҷҳизоти тозакунии корхонаи шакар низ бояд мунтазам безарар гардонида шаванд, то муҳити умумии гигиенӣ таъмин карда шавад.
Истихроҷи афшура
Пас аз марҳилаи аввали тозакунӣ ва безараргардонӣ. Қадами навбатӣ истихроҷи шарбати найшакар аст. Афшура одатан бо истифода аз системаҳои пресскунии механикӣ ё диффузионӣ истихроҷ карда мешавад. Ин марҳила шикастани сохтори сахти найшакар ва истихроҷи шарбат аз он иборат аст.
Дар аксари мавридҳо, афшуракаши найшакар аз се осиёби ғалтакдор дар якҷоягӣ бо резакунак ё теғҳои чархзананда иборат аст. Пас аз коркарди найшакар дар як тасмаи конвейер, он барои истихроҷи афшураи бештар ба тасмаи конвейери дигар интиқол дода мешавад. Аммо, пеш аз интиқол, аввал об пошида мешавад, то афшураи бештар истихроҷ карда шавад. Боқимондае, ки пас аз афшура боқӣ мемонад, багассе номида мешавад.
Афшура дорои ифлосҳои ҳалшаванда ва овезон, аз ҷумла нахҳои растанӣ, сафедаҳо ва ҳатто зарраҳои хок мебошад, ки пурра шуста шудаанд. Ин ифлосҳоро бояд барои баланд бардоштани самаранокии минбаъдаи шаффофсозӣ ва кристаллизатсия коркард кард.
Тоза кардани шарбати найшакар
Тозакунии шарбат қадами муҳимтарин дар марҳилаи аввали раванди истеҳсоли шакар аст. Ҳадаф тоза кардани ифлосҳо (ба монанди хок, сафеда, коллоид, кислотаи органикӣ ва ғайра) аз шарбати найшакар ва беҳтар кардани тозагии он мебошад. Умуман, раванди оҳак бо усули флотатсияи фосфор ё усули карбонатсия якҷоя истифода мешавад.
Истифодаи кимиёвӣ
Шири оҳак (CaO)/оҳак (Ca(OH)2) : Моддаҳои туршро безарар мегардонад ва ифлосиҳоро таҳшин мекунад.
Гази карбон (CO)2) (дар усули карбонизатсия истифода мешавад): Бо оҳак реаксия карда, таҳшини карбонати калсийро ба вуҷуд меорад, ки ифлосҳоро адсорбсия мекунад.
Флокулянт/коогулант: Барои зуд ҷойгир шудани моддаҳои сахти муаллақ кӯмак мекунад.
Маъмулан истифодашаванда: хлориди полиалюминий (PAC), полиакриламид (PAM) ва ғайра.
Сулфур (SO)2) ё сулфити натрий: Он дар флотатсияи фосфор дар сафедкунӣ, деколоризатсия ва стерилизатсия нақш мебозад.
Филтратсия ва гармкунии пешакӣ
Пас аз шаффоф шудан, барои тоза кардани таҳшинҳо, шарбатро филтр кардан лозим аст. Пеш аз бухоршавӣ гарм кардани шарбат муҳим аст, зеро он ба кам кардани часпакии шарбат мусоидат мекунад ва аз афзоиши микробҳо пешгирӣ мекунад.
Бухоршавӣ ва консентратсия
Сипас, шарбати мева бо истифода аз бухоркунандаи бисёрфунксионалӣ ба шарбат табдил дода мешавад ва намӣ аз тақрибан 85% то 30-40% кам мешавад. Бухоршавии вакуумӣ ба нигоҳ доштани сифати шакар мусоидат мекунад, аммо он инчунин баъзе мушкилоти амалиётиро ба вуҷуд меорад:
- Сафедаҳо ва сурфактантҳои ҳалшуда боиси пайдоиши кафк мешаванд.
- Ҷамъшавии пулакча дар сатҳи бухоркунанда.
Истифодаи кимиёвӣ:
Дефакаторҳо: Дефакаторҳои дар асоси силикон барои пахш кардани кафк дар ҳарорати баланд. Дефакаторҳои дар асоси полиэфир ва спирти равғанӣ, ки барои системаҳои афшураи мевагӣ бо кафки миёна мувофиқанд.
Ингибиторҳо/Паҳнкунандаҳои парокандагӣ: Пешгирӣ аз пайдоиши парокандагии карбонати калсий ё сулфат дар бухоркунанда.
Таъсир: Назорати самараноки кафк ва пешгирии миқёс бухоршавии ҳамвор, самаранокии баланди интиқоли гармӣ ва вақти камтари бекористиро таъмин мекунад.
Кристаллизатсия
Раванди кристаллизатсия дар истеҳсоли шакар (ки дар саноат аксар вақт ҳамчун ҷӯшонӣ номида мешавад) як қадами муҳим дар табдил додани шарбати қанди консентратсияшуда ба кристаллҳои сахти сахароза мебошад. Шарбати консентратсияшуда дар чойники вакуумӣ барои оғози кристаллизатсияи шакар ҷӯшонида мешавад. Кристаллизатсияи дуруст барои ҳосили шакар, андозаи кристалл ва ранг муҳим аст. Ин як раванди мураккаби физикию химиявӣ мебошад, ки барои назорат кардани андоза ва якрангии кристаллҳои сахарозаи таҳшиншуда тарҳрезӣ шудааст.
Дар ин раванд аксар вақт кафкбардорҳо истифода мешаванд. Кафкбардорҳо ҳангоми ҷӯшидан пайдоиши кафкро назорат мекунанд ва аз резиши шарбат пешгирӣ мекунанд.
Кристаллизатсияи устувор ҳосили шакарро зиёд мекунад ва талафотро ҳангоми сентрифуга кам мекунад.
Сентрифуга ва ҷудокунӣ
Пас аз ташаккули булӯр, булӯрҳо аз патока бо истифода аз сентрифуга ҷудо карда мешаванд ва сипас тавассути қубурҳои гарм хушк карда мешаванд. Патокаро минбаъд барои истеҳсоли этанол, хӯроки чорво ё дигар мақсадҳо коркард кардан мумкин аст.
Дерангизатсия ва такмилдиҳӣ
Рангкушоӣ ва тозакунӣ марҳилаи ниҳоии раванди истеҳсоли шакар буда, асосан дар истеҳсоли шакари сафеди тозашудаи баландсифат (масалан, шакари донадор ё шакари сангӣ) истифода мешавад. Ин марҳила истифодаи миқдори зиёди моддаҳои кимиёвӣ ва адсорбентҳоро талаб мекунад.
Кимиёвии маъмулан истифодашаванда инҳоянд:
Карбони фаъолшуда (хока ё гранулаҳо): Полифенолҳо, карамел ва дигар пигментҳоро адсорбсия мекунад.
Рангкушоии қатронҳо/қатронҳои мубодилаи ионӣ: Тоза кардани пайвастагиҳои рангаи ионӣ ва ғайриионӣ.
Пероксиди гидроген (H₂O₂): Пигментҳои боқимондаро оксид мекунад ва ранги шарбатро боз ҳам равшантар мекунад.
Агентҳои рангорангкунанда: Арзишҳои пасти ICUMSA ва сифати баланди визуалиро таъмин кунед.
Дар боло равандҳои асосӣ ва татбиқи кимиёвӣ дар саноати шакар оварда шудаанд.
Намоиши маводи кимиёвии марбут：
Обҳои партов аз саноати шакар чӣ гуна тоза карда мешаванд?
Корхонаҳои шакар ҳангоми истеҳсоли шакар оби партовро ба вуҷуд меоранд. Ин оби партов аз ҷиҳати сифат мураккаб буда, бори ифлосшавии баланд дорад, ки пеш аз партофтани он ба тозакунии систематикии об ниёз дорад.
Оби партов асосан аз шустани ашёи хом, тоза кардани таҷҳизот, партовҳои раванди истеҳсоли шакар, оби хунуккунӣ/конденсат ва аз дегхона берун шудан сарчашма мегирад. Ин обҳои партов бо COD ва BOD хеле баланд (аз сабаби миқдори шакар), миқдори зиёди моддаҳои сахти муаллақ, қобилияти баланди биологӣ ва баъзан дорои равған ва лойи ғафс тавсиф мешаванд. Аз ин рӯ, барои тоза кардани ин обҳои партов одатан якҷоякунии равандҳо - коркарди пешакӣ + коагулятсия ва таҳшиншавӣ + коркарди биологӣ + коркарди пешрафта - истифода мешавад. Усулҳои маъмулии тозакунӣ иборатанд аз коркарди физикӣ (ба монанди таҳшиншавӣ ва филтратсия), коркарди кимиёвӣ (ба монанди коагулятсия ва безараргардонӣ) ва коркарди биологӣ (ба монанди равандҳои лойи фаъол ва заминҳои ботлоқзори сохташуда).
Барои тоза кардани оби партов аз саноати шакар кадом маводи кимиёвӣ лозим аст?
Қадамҳои мушаххас ва татбиқи кимиёвӣ чунинанд:
| Марҳилаи табобат | Мақсад | Кимиёвии тавсияшуда | Вазифаҳои асосӣ |
| 1. Шустани ашёи хом ва коркарди аввалия | Қум, лой, нахҳо, моддаҳои сахти овезоншударо тоза кунед | PAC (Хлориди полиалюминий) | Коагуляцияи босуръат, бартараф кардани SS ва хирашавӣ |
| PAM (полиакриламид) – Анионӣ/Ғайриионӣ | Ташаккули флок, ҷойгиршавиро беҳтар мекунад | ||
| Кафкбардор | Кафкро ҳангоми шустани най ва истихроҷи шарбат назорат мекунад | ||
| 2. Баробаркунӣ ва танзими рН | Сифати таъсирро устувор кунед, рН-ро барои равандҳои поёноб танзим кунед | Оҳак (CaO / Ca(OH)₂) | Сатҳи рН-ро баланд мебардорад, қисман сахтиро бартараф мекунад |
| Гидроксиди натрий (NaOH) | Танзими дақиқи рН | ||
| Кислотаи сулфат / кислотаи гидрохлорид | РН-ро паст мекунад | ||
| Кафкбардор | Кафкро дар ҳавзаи баробаркунӣ кам мекунад | ||
| 3. Коагулятсия ва флокуляция (Чошидани ибтидоӣ) | Моддаҳои сахти боздошташуда, коллоидҳо ва рангро тоза кунед; COD-ро кам кунед | PAC / PolyDADMAC / Полиамин | Коагулянтҳои ибтидоӣ барои хирашавӣ ва тоза кардани ранг |
| PAM (анионӣ) | Қувваи флок ва суръати ҷойгиршавиро беҳтар мекунад | ||
| Кӯмакҳои коагулятсия (масалан, силикати магний) | Равшанӣ ва самаранокии танзимро беҳтар мекунад | ||
| 4. Коркарди биологии анаэробӣ (UASB, EGSB) | Кам кардани сарбории баланди органикӣ (COD, BOD) | Иловаҳои ғизоӣ (манбаъҳои N & P) | Нигоҳ доштани фаъолияти микробҳо ва биомассаи солим |
| Танзимгарони рН | Нигоҳ доштани сатҳи оптималии рН (6.8-7.2) барои бактерияҳои анаэробӣ | ||
| Кафкбардор | Кафки марбут ба биогазро пахш мекунад | ||
| 5. Коркарди аэробӣ (Лойи фаъолшуда, SBR) | Минбаъд COD, BOD ва аммиакро кам кунед | Иловаҳои ғизоӣ (N & P) | Микроорганизмҳоро бо ғизои мутавозин таъмин кунед |
| Кафкбардор | Ҳангоми ҳаводиҳӣ кафкро назорат мекунад | ||
| Биоферментҳо / Культураҳои микробӣ | Самаранокии таҷзияи биологиро афзоиш медиҳад | ||
| 6. Табобати пешрафта (Агар стандартҳои қатъии ихроҷ татбиқ шаванд) | Беҳтар кардани возеҳӣ, тоза кардани COD, SS, ранги боқимонда | Полиамин / ПолиДАДМАК | Деколинизатсияи қавӣ ва бартараф кардани хираӣ |
| PAC | Хориҷ кардани иловагии SS ва коллоидҳо | ||
| PAM (Вазни молекулавии баланд) | Флокуляцияи ниҳоӣ ва сайқалдиҳӣ | ||
| Карбони фаъолшуда | Ранг, бӯй ва боқимондаҳои органикиро тоза мекунад | ||
| 7. Безараргардонӣ ва истифодаи дубораи об | Бехатарии микробҳоро ҳангоми партофтан ё истифодаи дубора таъмин кунед | Гипохлорити калсий | Дезинфексияи пурқувват |
| Гипохлорити натрий | Дезинфексиякунандаи маъмули миқдори онлайн | ||
| SDIC (Дихлоризоцианурити натрий) | Раҳоиши устувор ва дарозмуддати хлор | ||
| TCCA (кислотаи трихлоризоцианурӣ) | Миқдори баланди хлор, хлоркунии сустҳаракат |
Истеҳсоли шакар як раванди мураккаби саноатӣ аст, ки назорати дақиқро дар ҳар марҳила талаб мекунад - аз тайёр кардан ва шарбат додан то тозакунӣ, бухоршавӣ, кристаллизатсия, тозакунӣ ва коркарди оби партов. Ҳар як марҳила мушкилоти худро дорад, аз ҷумла моддаҳои сахти овезон, ранг, фаъолияти микробҳо, ташаккули кафк ва ҷамъшавии пул. Бо ворид кардани моддаҳои кимиёвии мувофиқ ба ҳар як марҳилаи раванди истеҳсоли шакар, корхонаҳои шакар метавонанд истеҳсолотро афзоиш диҳанд, сифати булӯрро беҳтар кунанд, рангро беҳтар кунанд, талафотро кам кунанд ва вақти корношоямиро ба ҳадди ақал расонанд. Ҳамзамон, роҳҳои ҳалли кимиёвии оптимизатсияшуда тавассути самараноктар коркард кардани оби партов ва кам кардани партовҳои кимиёвӣ ба ҳифзи муҳити зист мусоидат мекунанд.
Интихоби шарики дурусти кимиёвӣ ба корхонаҳои шакар имкон медиҳад, ки самаранокии истеҳсолотро беҳтар кунанд, сифати устувори маҳсулотро таъмин намоянд, мӯҳлати кори таҷҳизотро дароз кунанд ва ба сифати баланди амалиётии дарозмуддат ноил шаванд.