تکنولوژی قند | جلسه هفتم: عیار، ضریب استحصال و ترکیبات چغندر قند
مقدمه
در تکنولوژی قند، تنها بالا بودن عیار چغندر قند تضمینکننده تولید شکر بیشتر نیست. کیفیت واقعی ماده اولیه به عوامل متعددی مانند ضریب استحصال، میزان ناخالصیها، ترکیبات معدنی و مواد آلی موجود در ریشه بستگی دارد. به همین دلیل، کارخانههای قند علاوه بر اندازهگیری درصد ساکارز، شاخصهای دیگری را نیز بررسی میکنند تا میزان واقعی شکر قابل تولید را مشخص کنند.
در این بخش از مجموعه آموزش تکنولوژی قند با ترکیبات تشکیلدهنده چغندر قند، تفاوت عیار و ضریب استحصال، نقش ناخالصیها و تأثیر آنها بر راندمان تولید شکر آشنا میشویم.
ترکیبات اصلی چغندر قند
چغندر قند از دو بخش اصلی تشکیل شده است:
- آب
- ماده خشک
به طور متوسط، یک کیلوگرم چغندر قند دارای ترکیب زیر است:
- ۷۵ تا ۷۶ درصد آب
- ۲۲ تا ۲۵ درصد ماده خشک
- حدود ۱۶ درصد ساکارز
- حدود ۲ درصد مواد غیرقندی محلول
- حدود ۴ تا ۵ درصد مواد نامحلول یا مارک (Marc)
همین ترکیب شیمیایی تعیین میکند که چه مقدار از چغندر قابلیت تبدیل شدن به شکر سفید را دارد.
ماده خشک چیست؟
ماده خشک همان بخشی از چغندر است که پس از حذف آب باقی میماند و شامل دو گروه اصلی است:
مواد قندی
این بخش مهمترین قسمت اقتصادی چغندر محسوب میشود و عمدتاً از ساکارز تشکیل شده است.
مواد غیرقندی
این گروه شامل مواد معدنی، ترکیبات آلی، مواد ازته، پکتین، سلولز و سایر ترکیباتی است که فرآیند تولید شکر را با مشکل مواجه میکنند.
عیار چغندر قند چیست؟
عیار یا Sugar Content نشاندهنده درصد ساکارز موجود در ریشه چغندر است.
برای مثال اگر عیار یک چغندر ۱۶ درصد باشد، به این معناست که در هر ۱۰۰ کیلوگرم چغندر، حدود ۱۶ کیلوگرم ساکارز وجود دارد.
به همین دلیل عیار یکی از مهمترین شاخصهای خرید چغندر از کشاورزان محسوب میشود.
آیا عیار بالا همیشه به معنای تولید شکر بیشتر است؟
پاسخ این سؤال خیر است.
یکی از اشتباهات رایج این است که تصور میشود هرچه عیار بالاتر باشد، شکر بیشتری تولید خواهد شد.
در واقع بخشی از ساکارز موجود در چغندر به دلیل وجود ناخالصیها هرگز به کریستال شکر تبدیل نمیشود و همراه ملاس از کارخانه خارج خواهد شد.
به همین دلیل متخصصان صنعت قند بیشتر از عیار، به ضریب استحصال توجه میکنند.
ضریب استحصال چیست؟
ضریب استحصال نشان میدهد چه مقدار از ساکارز موجود در چغندر واقعاً به شکر سفید تبدیل خواهد شد.
برای مثال:
چغندر اول:
- عیار: ۱۶ درصد
- ضریب استحصال: ۱۴ درصد
چغندر دوم:
- عیار: ۱۵ درصد
- ضریب استحصال: ۱۴ درصد
اگرچه چغندر اول عیار بیشتری دارد، اما هر دو تقریباً مقدار یکسانی شکر تولید میکنند.
به همین دلیل کارخانهها هنگام خرید، علاوه بر عیار، ضریب استحصال را نیز بررسی میکنند.
چرا ضریب استحصال اهمیت بیشتری دارد؟
ضریب استحصال کیفیت واقعی چغندر را نشان میدهد.
هرچه ضریب استحصال بیشتر باشد:
- تولید شکر افزایش مییابد.
- قند کمتری وارد ملاس میشود.
- مصرف انرژی کاهش پیدا میکند.
- سود کارخانه بیشتر خواهد شد.
به همین دلیل بسیاری از کارشناسان، ضریب استحصال را مهمترین شاخص اقتصادی صنعت قند میدانند.
ناخالصیهای چغندر قند چه هستند؟
تمام موادی که به غیر از ساکارز در ریشه وجود دارند، ناخالصی محسوب میشوند.
مهمترین ناخالصیها عبارتاند از:
- سدیم (Na)
- پتاسیم (K)
- منیزیم (Mg)
- ترکیبات ازته
- رافینوز
- اسیدهای آلی
- رنگدانهها
وجود این ترکیبات باعث میشود بخشی از ساکارز نتواند کریستال شود.
نقش ناخالصیها در کاهش راندمان تولید شکر
افزایش ناخالصیها پیامدهای مختلفی دارد:
- افزایش ویسکوزیته شربت
- سخت شدن فرآیند کریستالیزاسیون
- افزایش قند موجود در ملاس
- کاهش ضریب استحصال
- افزایش هزینه تصفیه
به همین دلیل کارخانههای قند همواره تلاش میکنند میزان ناخالصی شیره خام را کاهش دهند.
مواد معدنی (Ash) در چغندر قند
مواد معدنی محلول که در صنعت قند با نام Ash شناخته میشوند، شامل عناصر زیر هستند:
- سدیم
- پتاسیم
- کلسیم
- منیزیم
- فسفاتها
- سولفاتها
- کلریدها
این مواد هنگام استخراج وارد شیره خام شده و در صورت زیاد بودن، راندمان کارخانه را کاهش میدهند.
مارک (Marc) چیست؟
مارک همان بخش نامحلول چغندر است که عمدتاً شامل:
- سلولز
- همیسلولز
- لیگنین
- پکتین
است.
این مواد در آب حل نمیشوند و پس از مرحله دیفوزیون به صورت تفاله از خط تولید خارج میشوند.
تفاله چغندر معمولاً به عنوان خوراک دام مورد استفاده قرار میگیرد و یکی از محصولات جانبی ارزشمند کارخانههای قند است.
مواد ازته و تأثیر آنها بر کیفیت شکر
مواد ازته شامل ترکیباتی مانند:
- آسپاراژین
- گلوتامین
- پروتئینها
- آمیدها
- بتائین
هستند.
افزایش این مواد معمولاً در اثر مصرف بیش از حد کودهای ازته در مزرعه رخ میدهد.
وجود این ترکیبات باعث میشود:
- تصفیه شربت دشوارتر شود.
- ضریب استحصال کاهش یابد.
- کیفیت شکر پایینتر بیاید.
چه مقدار از قند موجود در چغندر به شکر تبدیل میشود؟
اگر یک چغندر دارای ۱۶ درصد ساکارز باشد، تمام این مقدار به شکر تبدیل نخواهد شد.
به طور تقریبی:
- ۱۶ درصد ساکارز کل
- ۲ درصد قند غیرقابل کریستال
- حدود ۳ درصد تلفات فرآیند تولید
در نهایت تنها حدود ۱۱ درصد از وزن چغندر به شکر سفید تبدیل میشود.
این موضوع اهمیت کنترل کیفیت ماده اولیه و بهبود فرآیندهای کارخانه را نشان میدهد.
چه عواملی ضریب استحصال را افزایش میدهند؟
چند عامل مهم در افزایش راندمان تولید شکر عبارتاند از:
- برداشت در زمان مناسب
- عیار بالا
- خلوص مناسب
- کاهش ناخالصیها
- مدیریت صحیح تغذیه گیاه
- حمل سریع محصول به کارخانه
- فرآوری بدون تأخیر
رعایت این عوامل باعث افزایش میزان شکر قابل استحصال و کاهش هزینههای تولید میشود.
جمعبندی
در تکنولوژی قند، کیفیت چغندر قند تنها با عیار آن سنجیده نمیشود. ضریب استحصال، میزان ناخالصیها، ترکیبات معدنی و مواد آلی موجود در ریشه نقش تعیینکنندهای در راندمان تولید شکر دارند. هرچه مقدار مواد غیرقندی کمتر و ضریب استحصال بالاتر باشد، کارخانه میتواند با مصرف انرژی کمتر، شکر بیشتری تولید کند و بازده اقتصادی بالاتری داشته باشد.
بدون دیدگاه