صناعة السكر من قصب السكر

تقنية إنتاج السكر الخام من قصب السكر

يتكون نبات قصب السكر من جزئين أساسيين:

أ) الجذور الموجودة تحت سطح التربة.

ب) الجزء الموجود فوق سطح التربة ويشمل السيقان والأوراق الجافة ويمثل حوالي نسبة

87%.

ويصلح لاستخلاص السكر جزء من السيقان يمثل حوالي %50 من المكونات النباتية القصب السكر. تتباين نسبة المواد السكرية على طول ساق القصب فتزداد نسبتها من القمة إلى القاعدة قرب سطح الأرض حتى تصل لحوالي %20 بينما تتراوح نسبة المواد السكرية بين 7 إلى %10 في الجزء القريب من القمة الطرفية.

أن نسبة المواد الصلبة القابلة للذوبان بالماء في قصب السكر تمثل %27-24 وكما يتضح في الجدول التالي أن أهم مكون هو السكروز أما الفركتوز والكلوكوز فكميتهما قليلة. وهما أيضا غير مرغوب فيهما نظرا لصعوبة تبلورهما في العصير المركز كما في السكروز.

جدول يبين النسبة المئوية للمواد الصلبة الذائبة في الماء في عصير قصب السكر

خطوات صناعة السكر من قصب السكر

تمر عملية استخلاص عصير قصب السكر وصناعة السكر بمراحل عديدة نوجزها بما يلي:

1- تهيئة المواد الخام: يحصد قصب السكر باليد أو بالآلة. ويؤخذ القصب إلى مصنع وتقدر نسبة المواد الصلبة الذائبة ( Tss ) فيه على أن لا تقل عن %15. ثم تغسل السيقان وتقطع طوليا وتوضع في الة عصر أو في أحواض ماء ساخن لاستخلاص السكر.

تتكون كل عصارة من ثلاث أسطوانات أفقية مرتبة على شكل مثلث، اذ تضغط الأسطوانة العليا على سيقان القصب المهشمة بعد استلامها من فتحة التغذية بضغط هيدروليكي عالي نتيجة حصر القصب بين الأسطوانة السفلية التي تتحرك حركة مضادة للأسطوانة ونتيجة للضغط كما تذيب وبوجود رشاشات الماء لاستخلاص المزيد من السكر من السيقان اذ تقدر نسبة الاستخلاص بحوالي %70-40، ثم يتم استقبال العصير في خزانات خاصة شكل (1).

شكل (1) خزانات العصير

2- التصفية:

تهدف التصفية إلى التخلص من أي مواد غريبة في العصير مثل بقايا الطين اللاصقة بعيدان القصب. وقد يستخدم لهذا الغرض المصافي ذات الثقوب المختلفة والتي سعة ثقوبها من 1-3 ملم. وقد يستخدم لهذا الغرض المصفيات الدوامية فتلتصق الشوائب ذات الكثافة العالية على الجدران والشوائب الخفيفة تخرج من الفتحة العلوية بينما ينساب العصير من الاسفل.

3- الترويق باستخدام ماء الجير:

تعد هذه الخطوة أقدم وأسهل طريقة لتنقية عصير القصب الخام. وتهدف هذه العملية لمعادلة الأحماض العضوية في العصير وتكوين راسب معقد التركيب يحتوي على أملاح الجير غير ذائبة فضلا عن المكونات غير السكرية الموجودة في المحلول السكري. يضاف الجير الحي الى العصير للوصول إلى الأس الهيدروجيني (7-8).

4- ترسيب العصير المعامل بماء الجير وتصفيته:

يتم التخلص من الرواسب والشوائب بترسيبها في صهاريج الترسيب. وتتم هذه العملية في صهاريج أسطوانية يسحب منها العصير الرائق باستخدام مضخات سحب. ثم ينقل العصير إلى مرشحات تحت ضغط للتخلص من أي شوائب متبقية في العصير عن طريق طبقات مختلفة من القماش أو باستخدام الطرد المركزي.

5- إزالة ماء الجير:

يستخدم ثاني أوكسيد الكربون لإزالة الجير الزائد في خزانات عمودية.

6- المعالجة بغاز ثاني أوكسيد الكبريت:

للعمل على معادلة قلوية العصير بعد معاملته بماء الجير وتبييض العصير وخفض لزوجته.

7- تركيز العصير:

يتم تركيز العصير للوصول إلى (60 - 65 برکس) كي يكون العصير جاهزا للبلورة، ويتم ذلك باستخدام مبخرات متعددة ومتتالية حيث يتم تركيز العصير فيها باستخدام درجات حرارية متزايدة كما في الشكل (2).

الشكل (2) مراحل مبخرات متعددة التأثير

8- الطبخ:

بعد تبخير الماء من العصير يجري طبخ العصير تحت التفريغ بضغط 600 ملم زئبق، حيث يرتفع تركيزه ويصل إلى حالة فوق التشبع، ولذلك يجب تقليب العصير المشبع خلال عملية الطبخ.

ولتسهيل عملية بلورة السكر يضاف إلى العصير الفوق مشبع ذرات من السكر دقيقة الحجم تعمل هذه البلورات کنوويات يتجمع حولها السكروز ويبدأ بتكوين بلورات تزداد بالحجم. ثم تنقل إلى وحدة البلورة.

9- التبلور:

بعد تمام الطبخ يسحب العصير المركز الساخن (80-85°c) وتتضمن العملية خطوات ثلاث متوالية أساسية:

1- الوصول لحالة فوق التشبع.

2- تكوين الأنوية البلورة.

3- نمو الأنوية إلى بلورات.

ثم يتم فصل بلورات السكر من محاليله فوق المشبعة بسحبها من أحواض التبريد والتبلور إلى أجهزة الطرد المركزي ثم تغسل بلورات السكر بالماء الساخن ثم تجفف وتعبأ.

وبعد تشكيل بلورات سكر كبيرة الحجم في الشراب الكثيف، يوضع الخليط في نابذة (جهاز طرد مركزي) كما في الشكل (3) تدور بسرعات عالية جدا ويفصل معظم الشراب المركز من البلورات. ويحتوي السكر الخام المتبقي على (%99-97) سكروز. وهذه هي الصورة التي يشحن المصدرون بها السكر من بلد لآخر.

شكل (3) جهاز الطرد المركزي لفصل البلورات السكري

10- تكرير سكر القصب الخام:

يجب أن يمر السكر الخام الذي يتصف بلونه البني المصفر بعدة مراحل إضافية للحصول على سكر أبيض نقي للمائدة. تذاب بلورات السكر الخام في الماء، ثم يصب المحلول خلال مرشحات حتى يصبح سائلا صافي اللون، وبعدها يبخر السائل حتى تتكون بلورات مرة ثانية. دار البلورات مرة ثانية في النابذة ويخرج سكر أبيض نقي من جهاز الطرد المركزي إلى أسطوانات (براميل) تجفيف، اذ يمتص الهواء الساخن في الأسطوانات أي رطوبة متبقية وأخيرا يعبأ السكر ويغلف للتسويق.

وقد لا يكون بعض الشراب المركز بلورات أثناء التبخير والطرد المركزي، لذا تعاد عملية البلورة عدة مرات لتكوين المزيد من البلورات البيضاء، ويستخدم الشراب المتبقي بعدئذ لعمل السكر البني.