تکنولوژی قند | جلسه دوازدهم: تغییرات تکنولوژیکی و کیفیت خلال چغندر قند؛ بررسی شاخصهای مؤثر بر راندمان استخراج شکر
مقدمه
در صنعت قند، کیفیت چغندر قند تنها به ترکیبات شیمیایی آن محدود نمیشود. حتی اگر یک چغندر از نظر عیار و میزان قند قابل استحصال در وضعیت مطلوبی قرار داشته باشد، در صورتی که هنگام فرآوری نتوان از آن خلالهای استاندارد تولید کرد، راندمان استخراج شکر کاهش خواهد یافت.
یکی از مهمترین مراحل فرآوری چغندر قند، تبدیل ریشه به خلالهای یکنواخت است. کیفیت این خلالها مستقیماً بر عملکرد دستگاه دیفوزیون، سرعت انتقال ساکارز به آب، مصرف انرژی و میزان ضایعات کارخانه اثر میگذارد. به همین دلیل، کارخانههای قند علاوه بر کنترل کیفیت شیمیایی چغندر، شاخصهای تکنولوژیکی مرتبط با کیفیت خلال را نیز بررسی میکنند.
در این مقاله با مهمترین تغییرات تکنولوژیکی چغندر قند در زمان نگهداری، مفهوم کیفیت خلال و شاخصهایی مانند عدد سیلینگ، عدد نرمه و عدد سوئدی آشنا میشویم.
تغییرات تکنولوژیکی چغندر قند چیست؟
تغییرات تکنولوژیکی به تغییراتی گفته میشود که اگرچه ممکن است مستقیماً مقدار قند موجود در چغندر را کاهش ندهند، اما فرآیند استخراج شکر را دشوارتر کرده و راندمان کارخانه را پایین بیاورند.
این تغییرات معمولاً در اثر نگهداری طولانیمدت، خشک شدن، نرم شدن بافت، یخزدگی، آلودگیهای میکروبی و آسیبهای مکانیکی ایجاد میشوند.
نتیجه این تغییرات آن است که چغندر هنگام ورود به دستگاه اسلایسر، به جای تولید خلالهای استاندارد، مقدار زیادی قطعات ریز و نامناسب ایجاد میکند که فرآیند استخراج شکر را با مشکل مواجه میسازد.
چرا کیفیت خلال اهمیت دارد؟
در کارخانه قند، چغندرهای شستهشده وارد دستگاه اسلایسر میشوند تا به خلالهای باریک و یکنواخت تبدیل شوند.
هدف از این کار افزایش سطح تماس با آب در دستگاه دیفوزیون است.
هرچه خلالها یکنواختتر باشند:
- انتقال ساکارز به آب سریعتر انجام میشود.
- استخراج قند کاملتر خواهد بود.
- مصرف انرژی کاهش پیدا میکند.
- زمان فرآوری کمتر میشود.
- کیفیت شربت خام افزایش مییابد.
در مقابل، اگر خلالها بیش از حد کوتاه، لهشده یا نامنظم باشند، راندمان استخراج به میزان قابل توجهی کاهش پیدا میکند.
ویژگیهای یک خلال استاندارد
خلال مناسب باید چند ویژگی مهم داشته باشد:
- طول یکنواخت
- ضخامت مناسب
- استحکام کافی
- حداقل میزان شکستگی
- حداقل مقدار نرمه
وجود این ویژگیها باعث میشود آب دیفوزیون بهراحتی در بافت خلال نفوذ کرده و ساکارز با بیشترین راندمان استخراج شود.
عدد سیلینگ چیست؟
یکی از مهمترین شاخصهای ارزیابی کیفیت خلال، عدد سیلینگ (Silling Number) است.
این شاخص نشان میدهد در یک نمونه مشخص، طول متوسط خلالها چقدر است.
برای اندازهگیری آن، مقدار مشخصی از خلالها انتخاب شده و مجموع طول آنها اندازهگیری میشود.
تفسیر عدد سیلینگ
هرچه عدد سیلینگ بزرگتر باشد، کیفیت خلال بهتر است.
زیرا:
- خلالها بلندتر هستند.
- برشها یکنواختتر انجام شدهاند.
- سطح تماس مناسبی ایجاد شده است.
- انتقال قند به آب با راندمان بیشتری صورت میگیرد.
بنابراین افزایش عدد سیلینگ معمولاً نشاندهنده عملکرد مناسب دستگاه اسلایسر و کیفیت مطلوب چغندر است.
چه عواملی باعث کاهش عدد سیلینگ میشوند؟
کاهش کیفیت چغندر مهمترین عامل افت این شاخص است.
چند عامل مهم عبارتاند از:
- نگهداری طولانیمدت
- خشک شدن ریشه
- نرم شدن بافت
- یخزدگی
- پوسیدگی
- آلودگی میکروبی
- ضربهدیدگی
در چنین شرایطی تیغههای اسلایسر نمیتوانند برشهای منظم ایجاد کنند و خلالها کوتاه و شکسته تولید میشوند.
عدد نرمه چیست؟
یکی دیگر از شاخصهای مهم کیفیت خلال، عدد نرمه است.
نرمه به قطعات بسیار کوچک و خردشدهای گفته میشود که در هنگام خلالگیری ایجاد میشوند.
در یک نمونه استاندارد، تمام قطعات کوچکتر از اندازه مشخص جدا شده و وزن آنها اندازهگیری میشود.
هرچه مقدار نرمه کمتر باشد، کیفیت خلال بالاتر است.
چرا افزایش نرمه مشکلساز است؟
وجود مقدار زیاد نرمه مشکلات متعددی برای کارخانه ایجاد میکند.
از جمله:
کاهش راندمان دیفوزیون
قطعات بسیار کوچک مسیر عبور آب را مسدود میکنند و جریان یکنواخت آب در برج دیفوزیون مختل میشود.
افزایش ورود ناخالصی
نرمهها به دلیل سطح تماس بسیار زیاد، علاوه بر ساکارز، مقدار بیشتری از مواد غیرقندی را نیز وارد شربت میکنند.
در نتیجه کیفیت شربت خام کاهش پیدا میکند.
افزایش مصرف انرژی
زمان استخراج بیشتر میشود و تجهیزات تحت فشار بیشتری قرار میگیرند.
افزایش ضایعات
بخش زیادی از نرمهها همراه تفاله از سیستم خارج میشوند و مقداری از ساکارز نیز همراه آنها هدر میرود.
چه عواملی باعث افزایش نرمه میشوند؟
مهمترین عوامل عبارتاند از:
- پلاسیده شدن چغندر
- نرم شدن بافت
- یخزدگی
- آلودگی قارچی
- پوسیدگی
- تنظیم نبودن تیغههای اسلایسر
- ضربههای مکانیکی هنگام برداشت یا حملونقل
در چنین شرایطی به جای برش تمیز، بافت چغندر له میشود.
عدد سوئدی چیست؟
یکی دیگر از شاخصهای مهم کنترل کیفیت خلال، عدد سوئدی (Swedish Number) است.
این شاخص نسبت تعداد خلالهای بلند به خلالهای کوتاه را نشان میدهد.
به بیان ساده، هرچه سهم خلالهای بلند بیشتر باشد، عدد سوئدی نیز بزرگتر خواهد بود.
اهمیت عدد سوئدی
عدد سوئدی اطلاعات ارزشمندی درباره کیفیت برش ارائه میدهد.
عدد سوئدی بالا نشان میدهد:
- چغندر سالم بوده است.
- دستگاه اسلایسر عملکرد مناسبی داشته است.
- کیفیت خلال مطلوب است.
- استخراج شکر با راندمان بیشتری انجام خواهد شد.
در مقابل، کاهش این شاخص معمولاً نشاندهنده کاهش کیفیت ماده اولیه یا بروز مشکل در تجهیزات برش است.
ارتباط کیفیت خلال با فرآیند دیفوزیون
دیفوزیون مهمترین مرحله استخراج شکر از خلال چغندر است.
در این فرآیند، آب گرم وارد برج دیفوزیون شده و ساکارز موجود در سلولهای چغندر را استخراج میکند.
اگر خلالها استاندارد باشند:
- آب بهآسانی در بافت نفوذ میکند.
- انتقال جرم با سرعت بیشتری انجام میشود.
- ساکارز بیشتری استخراج میشود.
- زمان ماند کاهش مییابد.
اما اگر مقدار نرمه زیاد باشد یا خلالها کوتاه و خرد شده باشند:
- جریان آب مختل میشود.
- مقاومت هیدرولیکی افزایش مییابد.
- استخراج ناقص خواهد بود.
- راندمان کارخانه کاهش پیدا میکند.
اثر نگهداری چغندر بر کیفیت خلال
یکی از مهمترین پیامدهای سیلو کردن طولانیمدت، افت کیفیت خلال است.
در اثر نگهداری:
- آب سلولها کاهش مییابد.
- دیواره سلولی استحکام خود را از دست میدهد.
- بافت نرم میشود.
- احتمال له شدن افزایش پیدا میکند.
به همین دلیل کارخانهها همواره تلاش میکنند مدت زمان نگهداری را تا حد امکان کاهش دهند.
نقش دستگاه اسلایسر در کیفیت خلال
هرچند کیفیت چغندر اهمیت زیادی دارد، اما عملکرد دستگاه اسلایسر نیز بسیار مؤثر است.
تیغههای کند یا فرسوده باعث میشوند:
- برشها نامنظم شوند.
- نرمه افزایش یابد.
- عدد سیلینگ کاهش پیدا کند.
- کیفیت فرآیند دیفوزیون افت کند.
به همین دلیل کنترل وضعیت تیغهها یکی از برنامههای ثابت تعمیر و نگهداری کارخانههای قند است.
چگونه میتوان کیفیت خلال را افزایش داد؟
برای تولید خلال استاندارد باید چند اصل رعایت شود:
- استفاده از چغندر سالم و تازه
- جلوگیری از آسیبهای مکانیکی
- کاهش مدت زمان سیلو کردن
- تنظیم صحیح دستگاه اسلایسر
- تعویض بهموقع تیغهها
- حذف چغندرهای پوسیده یا یخزده
- کنترل رطوبت و دمای سیلو
اجرای این اقدامات باعث افزایش راندمان استخراج و کاهش هزینههای تولید خواهد شد.
جمعبندی
کیفیت خلال یکی از مهمترین عوامل مؤثر بر موفقیت فرآیند استخراج شکر است. شاخصهایی مانند عدد سیلینگ، عدد نرمه و عدد سوئدی، اطلاعات دقیقی درباره وضعیت ماده اولیه و عملکرد تجهیزات برش ارائه میکنند و به کارخانهها کمک میکنند تا پیش از ورود چغندر به مرحله دیفوزیون، مشکلات احتمالی را شناسایی کنند.
هرچه خلالها یکنواختتر، بلندتر و با مقدار نرمه کمتر تولید شوند، استخراج ساکارز با راندمان بالاتری انجام شده و کیفیت شربت خام و شکر نهایی نیز افزایش خواهد یافت. به همین دلیل، مدیریت صحیح نگهداری چغندر و نگهداری مناسب تجهیزات اسلایسر از مهمترین عوامل افزایش بهرهوری در صنعت قند به شمار میروند.
بدون دیدگاه