Sheqeri është një nga ushqimet më të konsumuara në botë, kryesisht i nxjerrë nga kallami i sheqerit dhe panxhari i sheqerit. Prodhimi i sheqerit me cilësi të lartë është një proces kompleks që përfshin faza të shumëfishta: nxjerrjen, sqarimin, avullimin, kristalizimin dhe rafinimin. Në çdo fazë të përpunimit të sheqerit, cilësia dhe pastërtia e lëngut të sheqerit duhet të kontrollohen me saktësi. Papastërtitë natyrore, të tilla si grimcat koloidale, proteinat, pigmentet dhe mikroorganizmat, mund të ndikojnë seriozisht në efikasitetin e sqarimit, filtrimit dhe kristalizimit.
Kimikatet luajnë një rol vendimtar në proceset moderne të prodhimit të sheqerit. Pa kontroll të duhur kimik, këto papastërti mund të shkaktojnë gëlbazë, probleme me ngjyrën dhe humbje të prodhimit. Kimikatet e prodhimit të sheqerit jo vetëm që rrisin efikasitetin dhe prodhimin, por gjithashtu përmirësojnë cilësinë e produktit, zvogëlojnë konsumin e energjisë dhe ndihmojnë fabrikat të përmbushin standardet e mbrojtjes së mjedisit. Këto kimikate mund të:
- Përmirësoni efikasitetin e sqarimit dhe efektin e ndarjes së ngurtë-lëngshme.
- Parandaloni rritjen e mikroorganizmave në lëngun dhe shurupin e frutave.
- Përmirësoni efektin e çngjyrimit të sheqerit të bardhë të grimcuar me pastërti të lartë.
- Kontrolloni formimin e shkumës dhe të gëlqeres në avullues dhe në avulluesin me vakum.
Ky artikull merr si shembull kallam sheqeri për të përmbledhur në mënyrë gjithëpërfshirëse procesin e prodhimit të sheqerit. Ai gjithashtu shpjegoi se si kimikate të ndryshme - flokulantë, dezinfektantë, agjentë zbardhues dhe anti-shkumëzues - u aplikuan në secilën fazë për të siguruar një funksionim të qetë dhe prodhim sheqeri me cilësi të lartë.
Procesi i Prodhimit të Sheqerit dhe Zbatimi i Kimikateve
Përgatitja e lëndës së parë
Prodhimi i sheqerit fillon me vjeljen dhe përgatitjen e lëndëve të para. Kallam sheqeri lahet dhe copëtohet për të hequr dheun, bërthamat dhe gjethet. Në këtë fazë, nëse lëngu lihet në këmbë për një kohë të gjatë, ai do të fillojë të shumojë mikroorganizma. Për të zvogëluar ngarkesën mikrobike në sipërfaqen e lëndëve të para, për të parandaluar ndotjen ose prishjen e lëngut të sheqerit gjatë procesit të sheqerifikimit, dezinfektantët ndonjëherë aplikohen në sipërfaqen e kallam sheqerit, ujit të ruajtjes ose pajisjeve të pastrimit.
| Lloji i dezinfektuesit | Përqendrimi i rekomanduar | Metoda e Aplikimit | Funksionet kryesore | Masa paraprake | Avantazhet |
| Hipoklorit natriumi (NaClO) | 50–200 ppm klor i lirë | Spërkatja ose zhytja e sipërfaqes së kallam sheqerit për 5-10 minuta | Sterilizimi me spektër të gjerë, zvogëlon ngarkesën mikrobike | Kontrolloni përqendrimin (përgjithësisht 50–200 ppm klor i lirë). Shmangni mbetjet e tepërta të klorit në lëng për të parandaluar problemet me ngjyrën ose kristalizimin. Shpëlajeni ose kulloni pas përdorimit nëse është e nevojshme. | Sterilizim me spektër të gjerë; kosto e ulët. |
| Dikloroizocianurat natriumi (SDIC) | 50–150 ppm klor i lirë | Spërkatja ose zhytja e sipërfaqes së kallam sheqerit për 5-10 minuta | Stabilitet i lartë, efikasitet i fortë sterilizimi | Kontrolloni klorin e lirë për të shmangur ndikimin në kristalizimin dhe ngjyrën e lëngut. | Më i qëndrueshëm se hipokloriti i natriumit; efikasitet i lartë; klor rezidual i kontrolluar; përdoret gjerësisht në mjediset e përpunimit të ushqimit. |
| Peroksid hidrogjeni (H₂O₂) | 0.1%–0.5% | Shtohet në ujë pastrimi ose spërkatje sipërfaqësore | Sterilizim, pa mbetje, miqësor ndaj mjedisit | Përqendrimi i kontrollit; përgjithësisht 0.1–0.5% për trajtimin sipërfaqësor. Trajtojeni me kujdes gjatë përdorimit. | Zbërthehet pa mbetje; i sigurt dhe miqësor ndaj mjedisit. |
| Ujë i nxehtë / Avull | Ujë i nxehtë në 80–90°C ose avull në 100°C | Shpëlarje me ujë të nxehtë ose trajtim me avull për 2-5 minuta | Sterilizimi pa shtimin e kimikateve | Konsum i lartë energjie; kërkon pajisje të përshtatshme; respektoni masat paraprake të sigurisë. | Pa aditivë kimikë; zvogëlon mbetjet kimike. |
| Dezinfektim Uji për Pastrimin e Impianteve/Objekteve | SDIC, 50–100 ppm | Pastrimi i pajisjeve, mjeteve të transportit | Parandalon ndotjen dytësore | Zëvendësoni dhe monitoroni rregullisht përqendrimin e klorit të lirë. | — |
Praktikë e rekomanduar
Kur kallami i sheqerit hyn në fabrikë, ai i nënshtrohet një larjeje fillestare me ujë të pastër për të hequr dheun dhe papastërtitë.
Pastaj, dezinfektimi sipërfaqësor kryhet duke spërkatur SDIC me përqendrim të ulët ose hipoklorit natriumi sipas kushteve.
Burimet e ujit dhe pajisjet e pastrimit të fabrikës së sheqerit duhet gjithashtu të dezinfektohen rregullisht për të siguruar një mjedis të përgjithshëm higjienik.
Nxjerrja e lëngjeve
Pas hapit të parë të pastrimit dhe dezinfektimit. Hapi tjetër është nxjerrja e lëngut të kallam sheqerit. Lëngu zakonisht nxirret me anë të sistemeve mekanike të shtypjes ose difuzionit. Ky hap përfshin thyerjen e strukturës së fortë të kallam sheqerit dhe nxjerrjen e lëngut prej tij.
Në shumicën e rasteve, një shtrydhëse kallami sheqeri përbëhet nga tre mulli me rul në kombinim me një copëtues ose tehe rrotulluese. Pasi kallami i sheqerit përpunohet në një shirit transportues, ai do të transportohet në një shirit tjetër transportues për të nxjerrë më shumë lëng. Megjithatë, para transportit, së pari do të spërkatet me ujë për të nxjerrë më tej lëngun. Mbetja që mbetet pas shtrydhjes quhet bagasse.
Lëngu përmban papastërti të tretshme dhe të pezulluara, duke përfshirë fibra bimore, proteina dhe madje edhe grimca toke që janë larë plotësisht. Këto papastërti duhet të trajtohen për të rritur efikasitetin e sqarimit dhe kristalizimit të mëvonshëm.
Pastrimi i lëngut të sheqerit
Pastrimi i lëngut është hapi më i rëndësishëm në fazën e hershme të procesit të prodhimit të sheqerit. Qëllimi është të hiqen papastërtitë (si dheu, proteina, koloidi, acidi organik, etj.) nga lëngu i kallam sheqerit dhe të përmirësohet pastërtia e tij. Në përgjithësi, përdoret procesi i gëlqeres, i kombinuar me metodën e flotacionit me fosfor ose metodën e karbonizimit.
Përdorimi i kimikateve
Limon (CaO)/qumësht limoni (Ca(OH))2): Neutralizon substancat acidike dhe precipiton papastërtitë.
Dioksidi i karbonit (CO2) (përdoret në metodën e karbonizimit): Reagon me gëlqere për të formuar precipitat të karbonatit të kalciumit, i cili adsorbon papastërtitë.
Ndihmës flokulant/koagulant: Ndihmon që lëndët e ngurta të pezulluara të sedimentohen shpejt.
Përdoret zakonisht: Klorur polialuminiumi (PAC), poliakrilamid (PAM), etj.
Squfur (SO2) ose sulfit natriumi: Luan një rol në zbardhjen, çngjyrosjen dhe sterilizimin në flotacionin e fosforit.
Filtrimi dhe ngrohja paraprake
Pas sqarimit, lëngu duhet të filtrohet për të hequr sedimentin. Ngrohja paraprake e lëngut para avullimit është thelbësore, pasi ndihmon në uljen e viskozitetit të lëngut dhe parandalon rritjen e mikrobeve.
Avullimi dhe Përqendrimi
Lëngu i frutave më pas koncentrohet në shurup duke përdorur një avullues me shumë efekte, duke ulur përmbajtjen e lagështisë nga afërsisht 85% në 30-40%. Avullimi në vakum ndihmon në ruajtjen e cilësisë së sheqerit, por gjithashtu paraqet disa sfida operacionale:
- Proteinat dhe surfaktantët e tretur shkaktojnë formimin e shkumës.
- Grumbullim luspash në sipërfaqen e avulluesit.
Zbatime Kimike:
Shkumëzues: Shkumëzues me bazë silikoni për shtypjen e shkumës në temperatura të larta. Shkumëzues me bazë polieteri dhe alkooli yndyror të përshtatshëm për sistemet e lëngjeve të frutave me shkumë mesatare.
Frenuesit/Disperzantët e Gurëzimit: Parandalojnë formimin e gurëzimit të karbonatit të kalciumit ose sulfatit në avullues.
Ndikimi: Kontrolli efikas i shkumës dhe parandalimi i formimit të gëlqeres sigurojnë avullim të qetë, efikasitet më të lartë të transferimit të nxehtësisë dhe më pak kohë ndërprerjeje.
Kristalizimi
Procesi i kristalizimit në prodhimin e sheqerit (i cili shpesh në industri quhet zierje) është një hap thelbësor në shndërrimin e shurupit të sheqerit të koncentruar në kristale të ngurta të saharozës. Shurupi i koncentruar zihet në një kazan vakumi për të filluar kristalizimin e sheqerit. Kristalizimi i duhur është thelbësor për prodhimin e sheqerit, madhësinë dhe ngjyrën e kristalit. Ky është një proces kompleks fiziko-kimik i projektuar për të kontrolluar madhësinë dhe uniformitetin e kristaleve të saharozës së precipituar.
Në këtë proces përdoren shpesh agjentë kundër shkumës. Agjentët kundër shkumës kontrollojnë formimin e shkumës gjatë zierjes, duke parandaluar derdhjen e shurupit.
Kristalizimi i qëndrueshëm rrit rendimentin e sheqerit dhe zvogëlon humbjet gjatë centrifugimit.
Centrifugim dhe Ndarje
Pas formimit të kristalit, kristalet ndahen nga melasa duke përdorur një centrifugë dhe më pas thahen përmes tubave të nxehtë. Melasa mund të përpunohet më tej për prodhimin e etanolit, ushqimit të kafshëve ose përdorime të tjera.
Çngjyrosje dhe Rafinim
Çngjyrosja dhe rafinimi është faza e fundit në procesin e prodhimit të sheqerit, i përdorur kryesisht në prodhimin e sheqerit të bardhë të rafinuar me pastërti të lartë (si sheqeri i grimcuar ose sheqeri i shkëmbinjve). Kjo fazë kërkon përdorimin e sasive të mëdha të kimikateve dhe adsorbentëve.
Kimikatet e përdorura zakonisht përfshijnë:
Karboni i aktivizuar (pluhur ose granula): Adsorbon polifenolet, karamelin dhe pigmente të tjera.
Rrëshira çngjyruese/rrëshira shkëmbyese joni: Hiqni përbërjet me ngjyrë jonike dhe jojonike.
Peroksidi i hidrogjenit (H₂O₂): Oksidon pigmentet e mbetura, duke e zbardhur më tej ngjyrën e shurupit.
Agjentët zbardhues: Sigurojnë vlera të ulëta ICUMSA dhe cilësi të lartë vizuale.
Sa më sipër përshkruan proceset kryesore dhe aplikimet kimike në industrinë e sheqerit.
Ekrani i Kimikateve të Ngjashme:
Si trajtohen ujërat e zeza nga industria e sheqerit?
Fabrikat e sheqerit gjenerojnë ujëra të ndotura gjatë procesit të prodhimit të sheqerit. Këto ujëra të ndotura janë komplekse në cilësi dhe kanë një ngarkesë të lartë ndotjeje, duke kërkuar trajtim sistematik të ujit para shkarkimit.
Ujërat e ndotura vijnë kryesisht nga larja e lëndëve të para, pastrimi i pajisjeve, ujërat e ndotura të procesit të prodhimit të sheqerit, uji/kondensati ftohës dhe fryrja e bojlerit. Këto ujëra të ndotura karakterizohen nga COD dhe BOD shumë të larta (për shkak të përmbajtjes së sheqerit), përmbajtje të lartë të lëndëve të ngurta të pezulluara, biodegradueshmëri e fortë dhe nganjëherë përmbajnë vaj dhe llum. Prandaj, një kombinim procesesh - paratrajtim + koagulim dhe sedimentim + trajtim biologjik + trajtim i avancuar - përdoret zakonisht për të trajtuar këto ujëra të ndotura. Metodat e zakonshme të trajtimit përfshijnë trajtimin fizik (si sedimentimi dhe filtrimi), trajtimin kimik (si koagulimi dhe neutralizimi) dhe trajtimin biologjik (si proceset e llumit të aktivizuar dhe ligatinat e ndërtuara).
Çfarë kimikatesh nevojiten për të trajtuar ujërat e zeza nga industria e sheqerit?
Hapat specifikë dhe aplikimet kimike janë si më poshtë:
| Faza e Trajtimit | Qëllimi | Kimikate të rekomanduara | Funksionet kryesore |
| 1. Larja e lëndës së parë dhe trajtimi paraprak parësor | Hiqni rërën, baltën, fibrat, lëndët e ngurta të pezulluara | PAC (Klorur Polialuminumi) | Koagulim i shpejtë, heqje e SS dhe turbullirës |
| PAM (Poliakrilamid) – Anionik/Joniik | Formimi i flokut, rrit sedimentimin | ||
| Kundërshkëmbës | Kontrollon shkumën e gjeneruar gjatë larjes së kallamishteve dhe nxjerrjes së lëngut | ||
| 2. Barazimi dhe Rregullimi i pH-it | Stabilizon cilësinë e rrjedhës, rregullon pH-in për proceset pasuese | Gëlqere (CaO / Ca(OH)₂) | Rrit pH-in, heqjen e pjesshme të fortësisë |
| Hidroksid natriumi (NaOH) | Rregullim i saktë i pH-it | ||
| Acid sulfurik / acid klorhidrik | Ul pH-in | ||
| Kundërshkëmbës | Zvogëlon shkumën në legenin e barazimit | ||
| 3. Koagulimi dhe Flokulimi (Sedimentimi Primar) | Hiqni lëndët e ngurta pezull, koloidet, ngjyrën; zvogëloni COD-in. | PAC / PolyDADMAC / Poliaminë | Koagulantë primarë për turbullirë dhe heqje të ngjyrës |
| PAM (Anionik) | Përmirëson forcën e flokut dhe shpejtësinë e vendosjes | ||
| Ndihmës për koagulimin e gjakut (p.sh., silikat magnezi) | Përmirëson qartësinë dhe performancën e stabilizimit | ||
| 4. Trajtim Biologjik Anaerob (UASB, EGSB) | Zvogëloni ngarkesën e lartë organike (COD, BOD) | Aditivë ushqyes (burime të azotit dhe fosforit) | Ruajtja e aktivitetit mikrobial dhe biomasës së shëndetshme |
| Rregulluesit e pH-it | Mbani pH optimal (6.8–7.2) për bakteret anaerobe | ||
| Kundërshkëmbës | Shtyp shkumën e lidhur me biogazin | ||
| 5. Trajtim aerobik (Llum i aktivizuar, SBR) | Zvogëloni më tej COD, BOD, amoniakun | Shtesa ushqyese (N & P) | Siguroni lëndë ushqyese të ekuilibruara për mikroorganizmat |
| Kundërshkëmbës | Kontrollon shkumën gjatë ajrimit | ||
| Bioenzima / Kultura Mikrobike | Rrit efikasitetin e degradimit biologjik | ||
| 6. Trajtim i Avancuar (Nëse zbatohen standarde të rrepta të daljes) | Përmirësoni qartësinë, hiqni COD-in e mbetur, SS-in, ngjyrën | Poliaminë / PoliDADMAC | Zhngjyrosje e fortë dhe heqje e turbullirës |
| PAC | Heqje shtesë e SS dhe koloideve | ||
| PAM (Pesha e Lartë Molekulare) | Flokulimi dhe lustrimi përfundimtar | ||
| Karboni i aktivizuar | Largon ngjyrën, erën dhe mbetjet organike | ||
| 7. Dezinfektimi dhe Ripërdorimi i Ujit | Siguroni sigurinë mikrobike për shkarkim ose ripërdorim | Hipoklorit kalciumi | Dezinfektim i fuqishëm |
| Hipoklorit natriumi | Dozimi i zakonshëm i dezinfektantit në internet | ||
| SDIC (Dikloroizocianurat Natriumi) | Lëshim i qëndrueshëm dhe afatgjatë i klorit | ||
| TCCA (Acid Trikloroizocianurik) | Përmbajtje e lartë klori, klorim me çlirim të ngadaltë |
Prodhimi i sheqerit është një proces kompleks industrial që kërkon kontroll të saktë në çdo fazë - nga përgatitja e lëndës së parë dhe shtrydhja deri te sqarimi, avullimi, kristalizimi, rafinimi dhe trajtimi i ujërave të ndotura. Çdo fazë paraqet sfidat e veta, duke përfshirë lëndët e ngurta pezull, ngjyrën, aktivitetin mikrobik, formimin e shkumës dhe grumbullimin e shkallës. Duke integruar kimikate të përshtatshme në çdo fazë të procesit të prodhimit të sheqerit, mullinjtë e sheqerit mund të rrisin prodhimin, të përmirësojnë cilësinë e kristalit, të rrisin ngjyrën, të zvogëlojnë humbjet dhe të minimizojnë kohën e ndërprerjes. Njëkohësisht, zgjidhjet kimike të optimizuara kontribuojnë në mbrojtjen e mjedisit përmes trajtimit më efikas të ujërave të ndotura dhe reduktimit të mbetjeve kimike.
Zgjedhja e partnerit të duhur kimik u lejon fabrikave të sheqerit të përmirësojnë efikasitetin e prodhimit, të sigurojnë cilësi të qëndrueshme të produktit, të zgjasin jetëgjatësinë e pajisjeve dhe të arrijnë përsosmëri operacionale afatgjatë.