შაქრის წარმოება შაქრის ჭარხლისგან: ტექნოლოგიის აღწერა

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

შაქრის წარმოება დიდი ქარხნების პრეროგატივაა. ყოველივე ამის შემდეგ, ტექნოლოგია საკმაოდ რთულია. ნედლეულის დამუშავება ხდება უწყვეტი წარმოების ხაზებზე. როგორც წესი, შაქრის წარმოების ობიექტები განლაგებულია შაქრის ჭარხლის გაშენების ადგილებთან ახლოს.

პროდუქტის აღწერა

შაქარი არსებითად არის სუფთა ნახშირწყალი (საქაროზა), რომელსაც აქვს ტკბილი და სასიამოვნო გემო. ის კარგად შეიწოვება და უზრუნველყოფს ორგანიზმის ნორმალურ ფუნქციონირებას (მხედველობისა და სმენის სიმახვილე, ტვინის უჯრედებისთვის მნიშვნელოვანი საკვები ნივთიერება, მონაწილეობს ცხიმების ფორმირებაში). პროდუქტის ბოროტად გამოყენება იწვევს დაავადებების განვითარებას (კარიესი, ჭარბი წონა და ა.შ.).

ნედლეული წარმოებისთვის

ტრადიციულად ჩვენს ქვეყანაში ეს პროდუქტი მზადდება შაქრის ჭარხლისგან. შაქრის წარმოება მოითხოვს ნედლეულის დიდ მარაგს.

ჭარხალი ნისლის ოჯახის წარმომადგენელია. იზრდება ორი წლის განმავლობაში, კულტურა მდგრადია გვალვის მიმართ. პირველ წელს ფესვი იზრდება, მეორე წელს კი ვითარდებაჩნდება ღერო, ყვავილები და თესლი. ძირეული მოსავლის მასა 200-500 გ, მყარი ქსოვილის მასური წილი 75%. დანარჩენი არის შაქარი და სხვა ორგანული ნაერთები.

ჭარხლის მოსავლის აღებას 50 დღე სჭირდება. ამავდროულად, მცენარეები წელიწადში საშუალოდ 150 დღეს მუშაობენ. შაქრის მრეწველობისთვის ნედლეულის უზრუნველსაყოფად ჭარხალი ინახება ე.წ.

შაქრის ჭარხლის შენახვის ტექნოლოგია

ჭრხალი იდება ფენებად გროვად წინასწარ მომზადებულ ადგილებში. შენახვის ტექნოლოგიის დარღვევის შემთხვევაში ჭარხალი გაღივდება და ლპება. ყოველივე ამის შემდეგ, ფესვები ცოცხალი ორგანიზმებია. აღმოცენების მახასიათებელია ყლორტების შეფარდების მაჩვენებელი მთელი ნაყოფის მასასთან. მაღალი ტემპერატურისა და მაღალი ტენიანობის პირობებში ჭარხალი იწყებს გაღივებას შენახვის მეხუთე დღეს. ამავდროულად, ჭარხალი, რომელიც მდებარეობს წყობის ზედა ნაწილში, ყველაზე ინტენსიურად ყვავის. ეს უკიდურესად უარყოფითი მოვლენაა, რაც იწვევს შაქრის წარმოების ეფექტურობის შემცირებას. აღმოცენების შედეგად დანაკარგების შესამცირებლად, მოსავლის აღებისას ნაყოფის ზედა ნაწილი იჭრება და თავად გროვაში მოსავალი მუშავდება სპეციალური ხსნარით..

მნიშვნელოვანია ხილის შენახვა გულდასმით, რათა არ დაზიანდეს. ნაყოფის დაზიანებული ადგილები ხომ სუსტი წერტილია, რომელიც პირველ რიგში ზიანდება და შემდეგ ჯანსაღი ქსოვილები.

ბაქტერიების განვითარებაზე მნიშვნელოვნად მოქმედებს ტემპერატურა და ტენიანობა. თუ შეინარჩუნებთ ჰაერის რეკომენდებულ შემადგენლობას და ტემპერატურას1-2 °C, შემდეგ დაშლის პროცესები ნელდება (ზოგჯერ არ ვითარდება).

შენახული ჭარხალი უკიდურესად დაბინძურებულია (ნიადაგი, ბალახი). ჭუჭყი აფერხებს ჰაერის ცირკულაციას წყობაში, პროვოცირებს დამპალ პროცესებს.

ამიტომ, რეკომენდებულია ჭარხლის გარეცხვა და გარეცხილი შენახვა. ბოლო წლებში ფართოდ გამოიყენება სპეციალური მოწყობილობები სარეველების, ჩალისა და ჭუჭყის გასაქრობად.

ჭარხლის მოსავალი

ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ამოცანაა შაქრის ჭარხლის მოსავლიანობის გაზრდა. ეს ბევრ ფაქტორზეა დამოკიდებული. შაქრის წარმოება პირდაპირ დამოკიდებულია შეგროვების მოცულობაზე, ასევე ნედლეულის ტექნოლოგიურ ხარისხზე.

პირველ რიგში, კულტივირებული ჭარხლის ტექნოლოგიური თვისებები დამოკიდებულია გამოყენებული თესლზე. თანამედროვე ტექნოლოგიები იძლევა ბიოლოგიური და სხვა მახასიათებლების კონტროლის საშუალებას. თესლის ხარისხის კონტროლს შეუძლია მნიშვნელოვნად გაზარდოს მოსავლიანობა ნათესი ფართობის ერთ ჰექტარზე.

მნიშვნელოვანია ჭარხლის მოყვანის მეთოდიც. მოსავლიანობის მნიშვნელოვანი მატება შეინიშნება ე.წ. მეთოდის არსი შემდეგია. შემოდგომაზე სპეციალური მანქანები ასხამენ ქედებს, რისი წყალობითაც დედამიწა აქტიურად შთანთქავს და აგროვებს ტენიანობას. ამიტომ, გაზაფხულზე, დედამიწა საკმაოდ სწრაფად მწიფდება, რაც ხელსაყრელ პირობებს ქმნის ნაყოფის თესვის, ზრდისა და განვითარებისათვის. გარდა ამისა, ჭარხლის მოსავლის აღება ბევრად უფრო ადვილია: ქედების ნიადაგის სიმკვრივე შედარებით დაბალია.

საინტერესოა, რომ ეს ტექნოლოგია შემოგვთავაზა საბჭოთა მეცნიერმა გლუხოვსკიმ გასული საუკუნის შორეულ 20-იან წლებში. და შედარებით ცოტა ხნის წინ, მეთოდი დაინერგა მოწინავე ქვეყნებში.

მიუხედავად დიდი ეფექტურობისა, ამ ტექნოლოგიას ფართო გამოყენება არ ჰპოვა. ამის მიზეზი სპეციალური აღჭურვილობის ნაკლებობა და მაღალი ღირებულებაა. ჭარხლიდან შაქრის წარმოებას აქვს განვითარების პერსპექტივა და მიაღწიოს ახალ ტექნოლოგიურ დონეს.

ჭარხალი უნდა მოიკრიფოს ყინვამდე. გათხრილი ჭარხლის საწარმოებში მიწოდება შეიძლება განხორციელდეს ნაკადის პრინციპით ან ნაკადი-გადატვირთვის მეთოდით. გადაზიდვის ბაზაზე ხანგრძლივი შენახვისას საქაროზას დანაკარგის შესამცირებლად ნაყოფს აფარებენ ჩალით.

წარმოების პროცესი

რუსეთში საშუალო შაქრის ქარხანას შეუძლია რამდენიმე ათასი ტონა ნედლეულის (შაქრის ჭარხალი) გადამუშავება. შთამბეჭდავია, არა?

წარმოება ეფუძნება რთულ ქიმიურ პროცესებსა და რეაქციებს. არსი შემდეგია. შაქრის კრისტალების მისაღებად საჭიროა ნედლეულიდან საქაროზის გამოყოფა (გამოღება). შემდეგ შაქარს გამოყოფენ არასაჭირო ნივთიერებებისგან და მიიღება მზა პროდუქტი (თეთრი კრისტალები).

შაქრის წარმოების ტექნოლოგია შედგება შემდეგი ოპერაციებისგან:

• წმენდა ჭუჭყისაგან (სარეცხი);
• ჩიპების მიღება (დაჭრა, დაფქვა);
• საქაროზას ექსტრაქცია;
• წვენების ფილტრაცია;
• გასქელება (ტენის აორთქლება);
• მდუღარე მასა(სიროფი);
• მელასის გამოყოფა შაქრისგან;
• შაქრის საშრობი.

შაქრის ჭარხლის რეცხვა

როდესაც ნედლეული შემოდის შაქრის ქარხანაში, ისინი ხვდებიან ერთგვარ ბუნკერში. ის შეიძლება განთავსდეს როგორც მიწისქვეშა, ასევე გარეთ. მძლავრი მიმართული წყლის ჭავლით შაქრის ჭარხალი ირეცხება ბუნკერიდან. ძირფესვიანი კულტურები ცვივა კონვეიერზე, რომლის გადაადგილებისას ნედლეული წინასწარ იწმინდება ყველა სახის ნარჩენებისგან (ჩალის, ბალახის და სხვ.)..

ძირეული კულტურების დამსხვრევა

ჭარხლისგან შაქრის დამზადება შეუძლებელია მისი დაფქვის გარეშე. ე.წ ჭარხლის საჭრელები შემოდის თამაშში. გამომავალი არის შაქრის ჭარხლის თხელი ზოლები. შაქრის წარმოების ტექნოლოგიაში ნაჭრების დაჭრის გზა ძალიან მნიშვნელოვანია: რაც უფრო დიდია ზედაპირი, მით უფრო ეფექტურად გამოიყოფა საქაროზა.

საქაროზის ექსტრაქცია

ჭარხლის ჩიფსები იკვებება კონვეიერის მეშვეობით დიფუზიურ აპარატში საგუგლით. ჩიფსებიდან შაქარი გამოყოფილია თბილი წყლით. ჩიფსები იკვებება ჩიპის მეშვეობით და მისკენ მიედინება თბილი წყალი, რომელიც გამოაქვს შაქარს. გარდა შაქრისა, წყალი ასევე ატარებს სხვა ხსნად ნივთიერებებს. პროცესი საკმაოდ ეფექტურია: გამომავალზე რბილობი (ე.წ. ჭარხლის ჩიფსი) შეიცავს მხოლოდ 0,2-0,24% შაქარს მასის წილად. შაქარი და სხვა ორგანული ნივთიერებებით გაჯერებული წყალი ხდება მოღრუბლული და ძლიერად ქაფდება. ამ სითხეს ასევე უწოდებენ დიფუზიურ წვენს. ყველაზე სრული დამუშავება შესაძლებელია მხოლოდ ნედლეულის 60 გრადუსამდე გაცხელებისას. ამ ტემპერატურაზე ცილები კოაგულაციას ახდენენ და ჭარხლისგან არ გამოირჩევიან.შაქრის წარმოება ამით არ მთავრდება.

დიფუზური წვენის გამწმენდი

სითხიდან აუცილებელია ჭარხლის უმცირესი შეჩერებული ნაწილაკების და გახსნილი ორგანული ნივთიერებების ამოღება. ტექნოლოგიურად შესაძლებელია ქვეპროდუქტების 40%-მდე ამოღება. რაც დარჩა, გროვდება მელასში და იხსნება მხოლოდ წარმოების ბოლო ეტაპზე.

წვენი გაცხელებულია 90°C-მდე. შემდეგ მას ამუშავებენ კირით. შედეგად, ცილები და სხვა ნივთიერებები, რომლებიც წვენშია, გროვდება. ეს ოპერაცია ტარდება სპეციალურ აღჭურვილობაზე 8-10 წუთში.

ახლა თქვენ უნდა მოაშოროთ ცაცხვი. ამ პროცესს გაჯერება ეწოდება. მისი არსი ასეთია: წვენი გაჯერებულია ნახშირორჟანგით, რომელიც შედის ქიმიურ რეაქციაში კირთან, წარმოქმნის კალციუმის კარბონატს, რომელიც აგროვებს, შთანთქავს სხვადასხვა დამაბინძურებლებს. წვენის გამჭვირვალობა მატულობს, მსუბუქდება.

წვენს ფილტრავენ, აცხელებენ 100 °C-მდე და ხელახლა აჯერებენ. ამ ეტაპზე ტარდება მინარევებისაგან ღრმა გაწმენდა, რის შემდეგაც წვენი კვლავ იგზავნება ფილტრაციისთვის.

წვენი უნდა იყოს გაუფერულებული და გათხელებული (არც ისე ბლანტი). ამ მიზნით მასში გადის გოგირდის დიოქსიდი. წვენში წარმოიქმნება გოგირდის მჟავა - ძალიან ძლიერი შემცირების საშუალება. წყალთან რეაქცია წარმოქმნის გარკვეული რაოდენობის გოგირდმჟავას, გამოყოფს წყალბადს, რომელიც თავის მხრივ ანათებს წვენს.

უხეში და სუფთა გაჯერების შემდეგ, გამომავალი არის მაღალი ხარისხის ორიგინალური მოცულობის 91-93%,გათეთრებული წვენი. საქაროზის პროცენტი წვენის მიღებულ მოცულობაში არის 13-14%..

ტენის აორთქლება

იწარმოება ორ ეტაპად სპეციალური აღჭურვილობის გამოყენებით. შაქრის წარმოებისთვის პირველ ეტაპზე მნიშვნელოვანია სქელი სიროფის მიღება 65-70% მყარი შემცველობით. მიღებული სიროფი გადის დამატებით გაწმენდას და კვლავ ექვემდებარება აორთქლების პროცედურას, ამჯერად სპეციალურ ვაკუუმ მოწყობილობებში. საჭიროა ბლანტი სქელი ნივთიერების მიღება საქაროზის შემცველობით 92-93%..

თუ გააგრძელებთ წყლის აორთქლებას, ხსნარი ხდება ზეგაჯერებული, ჩნდება კრისტალიზაციის ცენტრები და იზრდება შაქრის კრისტალები. მიღებულ მასას მასეკუიტი ეწოდება.

მიღებული მასის დუღილის წერტილი არის 120 °C ნორმალურ პირობებში. მაგრამ შემდგომი დუღილი ტარდება ვაკუუმში (კარამელიზაციის თავიდან ასაცილებლად). ვაკუუმთან მიახლოებულ პირობებში დუღილის წერტილი გაცილებით დაბალია - 80 °C. ეს მასა ვაკუუმურ აპარატში აორთქლების სტადიაზე „შენადნობს“შაქრის ფხვნილს. რა ასტიმულირებს კრისტალების ზრდას.

შაქრის გამოყოფა მელასისგან

შაქრის მასა მიდის ცენტრიფუგაში. იქ კრისტალები გამოყოფილია მელასისგან. სითხე, რომელიც გამოდის შაქრის კრისტალების გამოყოფის შემდეგ, არის მწვანე მელაზა.

შაქრის კრისტალები რჩება ცენტრიფუგის ბარაბნის ბადეზე, რომელსაც ამუშავებენ ცხელი წყლით და ორთქლზე ათეთრებენ. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ე.წ. თეთრი მელასი. ეს არის შაქრის ხსნარი და მწვანე მელასის ნარჩენები წყალში. თეთრი მელასი გადის მეორად დამუშავებასვაკუუმური მანქანები (ზარალის შესამცირებლად, წარმოების ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად).

მწვანე მელასი გადადის სხვა აპარატში მოსადუღებლად. შედეგად მიიღება ეგრეთ წოდებული მეორე მასეკუიტი, საიდანაც უკვე მიიღება ყვითელი შაქარი. იგი იხსნება წვენში პირველი გაწმენდის შემდეგ.

შაქრის საშრობი

შაქრის წარმოების ციკლი ჯერ არ დასრულებულა. ცენტრიფუგის შიგთავსი ამოღებულია და იგზავნება გასაშრობად. ცენტრიფუგის შემდეგ შაქრის ტენიანობა არის დაახლოებით 0,5% და ტემპერატურა 70°C. ბარაბნის ტიპის საშრობით პროდუქტი აშრობენ ტენიანობის 0,1%-მდე (ეს დიდწილად უზრუნველყოფილია ცენტრიფუგების შემდეგ დარჩენილი ტემპერატურით).

ნაგავი

შაქრის ჭარხლისგან შაქრის წარმოების ძირითადი ნარჩენი პროდუქტებია რბილობი (ე.წ. ფესვის ნამსხვრევები), მელასა, ფილტრაწნე ტალახი.

ჭარხლის რბილობი შეადგენს ნედლეულის მასის 90%-მდე. ემსახურება პირუტყვის კარგ საკვებს. წამგებიანია რბილობი შორ მანძილზე გადატანა (მაღალი ტენიანობის გამო ძალიან მძიმეა). ამიტომ მას ყიდულობენ და იყენებენ შაქრის წარმოების ობიექტებთან ახლოს მდებარე ფერმები. რბილობის დაზიანების თავიდან ასაცილებლად მას ამუშავებენ სილოსად.

ზოგ შაქრის მწარმოებელ ქარხანაში შაქრის ჭარხლის ნამსხვრევებს წნევენ (50%-მდე ტენიანობის ამოღება) და შემდეგ აშრობენ სპეციალურ კამერებში. ასეთი დამუშავების შედეგად, რბილობის მასა, რომელიც მზად არის გამოსაყენებლად და ტრანსპორტირებულია დიდ დისტანციებზე, არ აღემატება მისი თავდაპირველი მასის 10%-ს..

მელასა -საკვები მელას - მიიღება მეორე მასეკუიტის დამუშავების შემდეგ. მისი მოცულობა შეადგენს საკვების მასის 3-5%-ს. ეს არის 50% შაქარი. საკვების მელასი მნიშვნელოვანი კომპონენტია ეთილის სპირტის წარმოებაში, ასევე ცხოველთა საკვების წარმოებაში. გარდა ამისა, მას იყენებენ საფუარის წარმოებაში, ლიმონმჟავას და წამლების წარმოებაშიც კი.

ფილტრ-პრესის ტალახის მოცულობა აღწევს დაუმუშავებელი ნედლეულის მასის 5-6%-ს. გამოიყენება როგორც სასუქი სასოფლო-სამეურნეო ნიადაგებისთვის.

რაფინირებული შაქრის წარმოება

დახვეწილი შაქრის წარმოება ჩვეულებრივ ხდება თავად შაქრის ქარხნებში. როგორც ასეთი მცენარეების ნაწილი, არის სპეციალური სახელოსნოები. მაგრამ მესამე მხარის ორგანიზაციებს, რომლებიც ყიდულობენ გრანულირებულ შაქარს ქარხნებიდან, ასევე შეუძლიათ დახვეწილი შაქრის წარმოება. რაფინირებული შაქრის მიღების მეთოდის მიხედვით შესაძლებელია ჩამოსხმა და დაჭერა.

დახვეწილი შაქრის წარმოებაში ტექნოლოგიური ოპერაციების თანმიმდევრობა ასეთია.

შაქარი იხსნება წყალში. სქელი სიროფი მუშავდება სხვადასხვა შეღებვის ნივთიერების მოსაშორებლად. გაწმენდის შემდეგ სიროფს ადუღებენ ვაკუუმ კამერაში და მიიღება პირველი დახვეწილი მასეკუიტი. სიყვითლის აღმოსაფხვრელად ვაკუუმ კამერას ემატება ულტრამარინი (სიროფის წონით 0,0008%, მეტი არა). დუღილის პროცესი შაქრის მიღებისას ადუღების პროცესის მსგავსია.

დახვეწილი მასეკუიტი უნდა იყოს დაშორებული. წარმოიქმნება სქელი მასა (slury ტენიანობის 3%, მეტი), რომელიც დაჭერით. შედეგი არის რაფინირებული შაქარი, რომელიც იღებს პრესის ფორმას. ფორმაში რომ დაიხვეწოსთავები, მასეკუიტი შეედინება შესაბამის ფორმებში. ყალიბის ბოლოში არის სპეციალური ხვრელი, რომლის მეშვეობითაც დარჩენილი ხსნარი გამოდის. სველ რაფინირებულ შაქარს აშრობენ ცხელი ჰაერით, სანამ ტენიანობის ინდექსი 0,3-0,4%-მდე შემცირდება. შემდეგ რჩება მხოლოდ ლოდინი, სანამ შაქრის ნაჭრები გაცივდება, დავჭრათ (საჭიროების შემთხვევაში) და შევფუთოთ.