عنوان :

پروژه تولید قند از چغندر قند و مراحل تولید

تعداد صفحات :۲۶۸

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

 

چکیده

در ایران، در قرن اول هجری تولید شکر از نیشکر در خوزستان معمول بوده و کارگاه های متعدد شکر سازی در آن منطقه وجود داشته است. نیشکر در اواخر قرن اول هجری از ایران به مصر و از آنجا به طرابلس و در نیمه اول قرن دوم به اسپانیا و سایر مناطقی که در آن زمان زیر سلطه مسلمین بود، منتقل می شود. مهاجرت صنعت گران ایرانی به خصوص تولیدکنندگان خوزستانی شکر به مناطق مذکور موجب توسعه تولید شکر از نیشکر در آن نواحی گردید، به طوری که پس از مدتی شکر سفید مصری رقیبی برای شکر و قند پارس شد. در اواخر قرن چهارم هجری ( دهم میلادی) نیشکر از اسپانیا به جزایر سیسیل ایتالیا راه یافت.

شکر امروزه به عنوان یکی از مواد غذایی مهم در جیره غذایی روزانه افراد مطرح است و در تأمین انرژی مورد نیاز بدن نقش تعیین کننده ای دارد. قیمت نسبتا ارزان شکر در مقایسه با مقدار کالری که ایجاد می کند این کالا را به یک منبع اساسی برای رفع نیاز انرژی در جوامع فقیر مبدل ساخته است اگر هزینه ای را که برای خرید آن مقدار از مواد غذایی معمول که پس از مصرف هزار کالری انرژی در بدن ایجاد می کنند با شکر مقایسه نماییم ، می توان نتیجه گیری کرد که هزار کالری انرژی حاصل از شکر ارزانتر است.

واژه های کلیدی: چغندر قند، شکر، تصفیه شربت،  اواپراسیون، کریستالیزاسیون

فهرست مطالب

تاریخچه           ۱
مقدمه              ۳
دستورالعملهای عمومی        ۸
فصل اول
آزمایشهای عیارسنجی                ۱۲
فصول دوم
انتقال چغندر قند                ۱۸
فصل سوم
عصاره گیری        ۲۰
فصل چهارم
تصفیه شربت        ۶۶
فصل پنجم
اواپراسیون        ۹۰
فصل ششم
کریستالیزاسیون        ۱۲۱
فصل هفتم
کوره آهک        ۱۷۸
فصل هشتم
کوره بخار        ۲۰۴
فصل نهم
قندگیری از ملاس                ۲۱۷
فصل دهم
فاضلاب        ۲۳۵
خط تولید           ۲۴۰
قسمت خام           ۲۴۵
قسمت کریستالیزاسیون        ۲۵۵
قند گیری از ملاس        ۲۶۰

مقدمه

سابقه تاریخی: ریشه لغوی شکر به کلمه ساکارا مربوط می شود که در زبان سانسکریت به گیاه نیشکر و شیره شیرین آن اطلاق می شده است. شکر غالبا از دو گیاه نیشکر (cane) و چغندر قند (sugar beet) بدست می آید ولی سابقه کشت نیشکر بسیار طولانی بوده و به چند هزار سال قبل از میلاد در جزایر جنوب شرق آسیا و بنگال هند برمی گردد در حالی که سابقه کشت چغندر طولانی نیست.

در ایران، در قرن اول هجری تولید شکر از نیشکر در خوزستان معمول بوده و کارگاه های متعدد شکر سازی در آن منطقه وجود داشته است. نیشکر در اواخر قرن اول هجری از ایران به مصر و از آنجا به طرابلس و در نیمه اول قرن دوم به اسپانیا و سایر مناطقی که در آن زمان زیر سلطه مسلمین بود، منتقل می شود. مهاجرت صنعت گران ایرانی به خصوص تولیدکنندگان خوزستانی شکر به مناطق مذکور موجب توسعه تولید شکر از نیشکر در آن نواحی گردید، به طوری که پس از مدتی شکر سفید مصری رقیبی برای شکر و قند پارس شد. در اواخر قرن چهارم هجری ( دهم میلادی) نیشکر از اسپانیا به جزایر سیسیل ایتالیا راه یافت.

در سال ۱۵۷۰ میلادی اولین کارگاه تصفیه شکر خام حاصل از نیشکر در اروپا تاسیس شد. در سال ۱۷۴۷ اندریاس مارگراف (Andreas Marggraf) شیمیدان آلمانی به وجود شکر در چغندر قند پی برد. وی پس از قطعه قطعه کردن و خشک کردن چغندر قند از آن پودر تهیه کرده و پودر را در الکل جوشاند و پس از صاف کردن، در طی چند روز در محلول صاف شده بلورهای شکر بدست آورد در سال ۱۸۰۳ اولین کارخانه تولید شکر از چغندر قند در شهر کونرن (Cunern) در کشور اروپایی پروس در آن زمان شروع به کارکرد. در سال ۱۸۱۱ بنژامین دلسرت (Benjamin Delssert)  نخستین کله قند ساخت کارخانه قند سازی خود در فرانسه به ناپلئون اول ارائه داد.

ایران علی رغم سابقه تاریخی درخشان در تولید قند و شکر سال های سال در این زمینه دچار رکورد شد . در سال ۱۲۷۴ هجری شمسی با راه اندازی اولین کارخانه تولید قند و شکر از چغندر قند در منطقه کهریزک تحرک مجددی در این راستا به وجود آمد، این کارخانه با همکاری یک شرکت بلژیکی تأسیس شد و موجب متداول شدن کشت چغندر قند گردید. اما متاسفانه کارخانه مذکور در سال ۱۲۷۸ هجری شمسی به علت سیاستهای دولت روسیه که قسمت قند صادراتی خود به ایران را کاهش داده بود تعطیل شد. احتمال دارد که در آن زمان بروز شایعات عوام فریبانه در میان مردم در مورد مصرف قند نیز در این رویداد موثر بوده است. گرچه در سال ۱۳۰۹ هجری شمسی کارخانه کهریزک بازسازی و مجددا راه اندازی شد ولی ادامه کار آن دیری نپایید. از حدود سال ۱۸۱۱ به تدریج کارخانه های قند در مناطق مختلف ایران تأسیس شدند به طوری که هم اکنون حدود ۳۴ کارخانه از چغندر قند و ۵ کارخانه از نیشکر کار تولید قند و شکر را انجام می دهند.

عمده ترین کشورهای تولید کننده شکر در دنیا در سال ۹۹-۱۹۹۸ برزیل، هندوستان، چین، آمریکا، تایلند، استرالیا، فرانسه، آلمان و کوبا بوده اند، در این سال حدود ۱۲۹ میلیون تن قند و شکر تولید شده که حدود ۷۱٫۵ درصد آن از نیشکر و ۲۸٫۵ درصد از چغندر قند بدست آمده است. در سال های اخیر به تدریج از میزان تولید شکر از چغندر قند کاسته شده و به مقدار تولید شکر از نیشکر افزوده می شود. آمار نشان می دهد که حدود ۲۷ میلیون هکتار زمین زراعی در ۱۲۰ کشور ، نیشکر و چغندر قند مصرفی صنایع قند و شکر را در جهان تأمین می کنند، از این ۱۲۰ کشور در ۳۸ کشور چغندر قند و در ۷۳ کشور کشت نیشکر ودر ۹ کشور از جمله ایران هم کشت چغندر قند و هم کشت نیشکر معمول است چغندر قند و نیشکر مصرفی حدود ۲۵۸۶ کارخانه قند و شکر با تلاش بیش از ۲۸ میلیون کشاورز تامین می شود از کارخانه های مذکور ۸۸۶ کارخانه از چغندر قند و حدود ۱۷۰۰ کارخانه از نیشکر به عنوان مواد اولیه استفاده می کنند. در این کارخانه ها بیش از دو میلیون نفر نیروی انسانی مشغول به کار هستند و فروش سالانه به محصولات کارخانه ای مورد اشاره به بیش از ۷۰ میلیارد دلار می رسد. حدود ۱۳۸ کشور از جمله ایران جزء وارد کنندگان شکر محسوب می شوند. متوسط مصرف سرانه قند و شکر در جهان حدود ۲۰ کیلوگرم می باشد.

در ایران در سال ۱۳۷۸ هجری شمسی سطح زیر کشت چغندر قند حدود ۱۸۶ هزار هکتار و سطح زیر کشت نیشکر حدود ۲۶ هزار هکتار بوده است ، متوسط تولید در هکتار بوده است. متوسط تولید در هکتار چغندر قند ۲۸٫۸ تن بوده که در مقایسه با کشورهای پیشرفته چندان مطلوب نیست در بعضی کشورها به بالاتر از ۶۰ تن در هکتار می رسد متوسط تولید در هکتار نیشکر نیز حدود ۸۵ تن در هکتار گزارش شده است. مصرف سالانه قند و شکر در ایران به بیش از یک میلیون و هشتصد هزار تن می رسد که با مصرف سرانه حدود ۲۷ کیلوگرم در مقایسه با متوسط مصرف سرانه در جهان بالاست. کارخانه های ایران اغلب حدود نیمی از قند و شکر مصرفی را تولید می کند و بقیه از طریق واردات شکر تأمین می شود. واردات شکر به صورت شکر خام و شکر سفید صورت می گیرد. هزینه تمام شده در هر کیلو شکر در ایران در سال ۱۹۷۸ بیش از ۳۴۰۰ ریال تخمین زده شده در حالی که در همین سال نرخ جهان شکر خام هر تن حدود ۱۵۲ دلار و شکر سفید حدود ۲۷۵ دلار بود.

– نقش شکر در تغذیه انسان:

شکر امروزه به عنوان یکی از مواد غذایی مهم در جیره غذایی روزانه افراد مطرح است و در تأمین انرژی مورد نیاز بدن نقش تعیین کننده ای دارد. قیمت نسبتا ارزان شکر در مقایسه با مقدار کالری که ایجاد می کند این کالا را به یک منبع اساسی برای رفع نیاز انرژی در جوامع فقیر مبدل ساخته است اگر هزینه ای را که برای خرید آن مقدار از مواد غذایی معمول که پس از مصرف هزار کالری انرژی در بدن ایجاد می کنند با شکر مقایسه نماییم ، می توان نتیجه گیری کرد که هزار کالری انرژی حاصل از شکر ارزانتر است. در جوامع پیشرفته صنعتی که غالبا به علت کم تحرکی با مشکل چاقی مواجه اند سعی می شود که مصرف شیرین کننده های مصنوعی فاقد کالری یا کم کالری مانند ساخارین (saccharin) سیکلامات (cyclamate) آسپارتام (aspartame) و موارد مشابه آنها به عنوان جانشین و رقیبی برای شکر در تغذیه انسان معمول شوند، اما هنوز شکر حرف اول را در میان شیرین کننده های مصرفی انسان دارد. گرچه زیانهایی برای مصرف شکر در تغذیه انسان مطرح می سازند، اما گمان نمی رود که در صورت متعادل این شیرین کننده طبیعی زیانی، در حد شیرین کننده های مصنوعی در برداشته باشند.

دستورالعملهای عمومی

به منظور رسیدن به نتایج صحیح و دقیق آزمایشگاهی ، رعایت بعضی نکات ضرروری به شرح زیر توصیه می گردد.

۱-وسایل آزمایشگاهی اعم از پی پت ،بالن حجمی ،پورت و غیره از نظر صحت حجم مورد آزمایش قرار گیرد و در صورت نیاز مجدداً کالیبره شوند.

۲-محلول های آزمایشگاهی باید مورد آزمایش قرار گیرد و در صورت نیاز فاکتور آن ها تعیین گردد. وزن مخصوص محلول های مورد نیاز را می توان به وسیله پیکنومتر دردمای ۲۰ تعیین نمود.

۳- دستگاه های پلاریمتر ، رفرکتومتر ، متر ، خاکسترسنج و سایر دستگاههای مشابه باید طبق کاتالوگ دستگاه کالیبره شوند.

یادآوری :

پلاریمتر تنها ساکارز را نشان نمی دهد ، بلکه کلیه موادی که دارای کربن های نامتقارن هستند نظیر سایر قندها و قسمت عمده اسیدهای آمینه را نشان می دهد بنابراین پلاریزاسیون به معنی درصد ساکارز نمی باشد . چون مقدار اسیدهای آمینه چغندر نسبتاً کم است بنابراین تأثیر آن روی پلاریمتر قابل اهمیت نمی باشد . لیکن چنانچه به هر دلیلی رافینوز و یا قندانورت و یا سایر قندها در محلول زیاد باشد اثر آن می تواند قابل توجه باشد (۱۲) (۱۵) (۱۶)

۴- دمای محیط آزمایشگاه باید ۲۰  باشد در غیر این صورت از جدول تصحیح دما استفاده شود.

۵-ظروف آزمایشگاهی بایستی قبل از استفاده با آب مقطر شستشو داده شوند.

۶-در رابطه با کنترل کیفی محصولات صنعتی ،مسائل مربوط به نمونه برداری بسیار مورد توجه می باشد. اطلاعات و راهکارهائی که به طور خلاصه در زیر آمده نکات کلی در مورد نمونه برداری می باشد که رعایت آنها در بدست آوردن نتایج صحیح و مناسب بسیار موثر است .

۱-۶- مقدار نمونه برداشته شده به اندازه ای باشد که برای همه آزمایش های پیش بینی شده کافی باشد .

۲-۶- نمونه مورد آزمایش باید میانگین کل جسم مورد آزمون بوده و خصوصیات آن مبین خصوصیات کل جسم (محلوله -بسته) باشد . البته دسترسی به آن سادگی در عمل امکان پذیری نمی باشد. زیرا معمولاً نمونه ای که گرفته می شود نمی تواند معرف مشخصات کامل جسم مورد آزمایش که بعضی مواقع مقدار آن به صدها تن می رسد ، باشد.

۳-۶ برای نمونه های مایع بایستی شیر نمونه گیری درجایی تعبیه شود که در آنجا ماده مورد آزمایش خوب مخلوط گردد (مثل لوله ها و یا مخازن مجهز به همزن). در مورد مایعات داغ خصوصاً اگر تحت فشار باشند جهت جلوگیری از بروز سانحه و ضایعات بخار بایستی نمونه حتی المقدور بعد از دستگاه سرد کننده گرفته شود .

اگر تحت فشار باشند جهت جلوگیری از بروز سانحه و ضایعات بخار بایستی نمونه حتی المقدور بعد از دستگاه سرد کننده گرفته شود.

۷-از تبخیر نمونه تا شروع انجام آزمایش باید جلوگیری به عمل آید و توزین نمونه به سرعت و قبل از تبخیر انجام گیرد .

۸-نمونه باید به خوبی مخلوط و هموژنیزه شود (نظیر خلال و گل).

۹-چون واحد بعضی از پارامترهای آزمون نظیر رنگ درمحلول متفاوت است لذا نوشتن واحد (به عنوان مثال ،اشتامر و …) ضروری می باشد .

۱۰-اعداد و ارقام آزمایشگاهی وقتی می تواند دارای ارزش باشد که به وسیله مهندسین به خوبی تفسیر شده و بالافاصله تغییرات لازم در خط تولید اعمال گردد.

۱۱- چنانچه نتیجه آزمایش مغایر با اعداد استاندارد باشد باید آزمایش تکرار شود.

۱۲-توجه شود که یک آزمایشگاه خوب و مجهز با اعداد وارقام صحیح می تواند ظرفیت کارخانه و استحصال و کیفیت محصول را افزایش می دهد. (۱۶)

۱۳-برای تعیین دیژسیون به میکسری (مخلوط کن) نیاز است که دور آن ۱۳۰۰۰ تا ۱۵۰۰۰ دور در دقیقه باشد . (۹)

۱۴-چنانچه ماده شفاف کننده (نظیر استات سرب) به نمونه اضافه گردد محلول حتماً باید صاف شود.

۱۵-حجم قیفی که نمونه در آن صاف می شود باید به حدی باشد که تمام نمونه در آن جای گیرد .

۱۶-به منظور جلوگیری از تبخیر در قیف لازم است که روی قیف شیشه مدور قرار داده شود .

۱۷-به منظور افزایش سرعت صاف شدن توصیه می گردد که ابتدا خاک فسیل در کاغذ صافی ریخته شود و سپس نمونه مورد نظر به قیف اضافه گردد.در این صورت قطرات اول (حدود ۱۰ تا ۲۰) که دارای کدورت است مجدداً به داخل قیف برگشت داده می شود.

۱۸-در صورتی که ۲۶ گرم نمونه برای انجام آزمایش کافی نباشد می توان نمونه را دو برابر و ۵۲ گرم توزین نمود.

۱۹-هر چه مقدار نمونه توزین شده کمتر باشد خطای آزمایش بیشتر می شود .

 

عیار سنجی

۱-آزمایشهای عیار سنج

*نمونه برداری از چغندرقند:

معمولاً به وسیله دستگاه روپرو (ریپرو)یا بیلچه مکانیکی انجام می گیرد . چنانچه نمونه برداری با دستگاه روپرو انجام گیرد دراین صورت از کامیون از یک قسمت و از تریلی از دو قسمت نمونه برداری می شود . البته نمونه برداری چغندر بوسیله دستگاه روپرو باعث شکسته شدن چغندرهای داخل کامیون می شود و در نتیجه قابلیت نگهداری چغندر کاهش می یابد . لذا توصیه می شود که جهت نمونه برداری از چغندر از بیلچه های مکانیکی استفاده گردد. در ضمن چون عیار چغندرها یکسان نمی باشد هر چه تعداد چغندر نمونه بیشتر باشد ، صحت آزمایش دقیق تر است . Werner معتقد است که به ازای هر ۵ تن چغندر باید ۱۰ کیلوگرم (تقریباً ۲۰ چغندر) نمونه برداشته شود.(۱۶)

اشنایدر مقدار چغندر برای تعیین عیار را ۲۰ کیلوگرم پیشنهاد نموده است . (۱۲)

 

*نمونه برداری از خمیره چغندرقند :

جهت نمونه برداری از خمیره چغندر که توسط اره مخصوص با ۳۰۰۰ دور در دقیقه تهیه شده است . بایستی نمونه خمیر را خوب مخلوط کرد و تکه های درشت چغندر توسط الک سیمی جدا شود . و حدود ۲۰۰ گرم نمونه خمیر برداشته و سریعاً آزمایش شود . در صورتی که نمونه های مناطق مختلف در آزمایشگاه مرکزی مورد آزمایش قرار گیرد بایستی یک ظرف درب دار از نمونه تهیه شده بلافاصله پر و درب آن را کاملاً بسته در یخچال نگه داری شود . اگر نمونه بایستی بیشتر از دوازده ساعت نگهداری شود تا C 20 زیر صفر فریز گردد. (۹)

تعیین درصد قند چغندرقند(عیار)

دستگاهها و وسایل مورد نیاز:

-ترازوی نسبی

-دستگاه مخصوص مخلوط شدن و صاف شدن

-پلاریمتر

-لوله پلاریمتر mm200

– کاغذ پرگامنت

-کاغذ صافی

-قیف

-بشر

مواد مورد نیاز و طرز تهیه آنها:

-نمونه خمیره چغندر

-محلول استات سرب با غلظت ۲۵ در هزار

-محلول سولفات آلومینیوم ۳% درصد

 

طرز تهیه محلول استات سرب قلیایی :

برای تهیه استات سرب قلیایی ۳۰۰ گرم استات سرب متبلور با سه مولکول آب دقیقاً وزن کرده و با ۱۰۰ گرم اکسید سرب زرد در یک هاون خوب ساییده شود . (این عمل زیر هواکش انجام شود) سپس مخلوط حاصل با C C 1000 آب مقطر در ظرفی دربدار ریخته شود و تکان داده شود . بعد به مدت یک هفته به حال خود گذاشته شود . تا اینکه رنگش سفید و متمایل به قرمز شده و تقریباً تمامی مواد جامد در آن حل شود . محلول حاصل چون کمی کدر است . آن را مدتی در ظرفی در بسته نگه داشته تا مواد معلق آن ته نشین شود .سپس محلول صاف گردد. فیلترات بایستی زلال و بی رنگ باشد تا رنگ کاغذ تربانتین (لاکموس) را آبی و رنگ فنل فتالئین را تغییر ندهد .

وزن مخصوص فیلترات بایستی بین ۲۳۲/۱ و ۲۳۷/۱ گرم در سانتی متر مکعب باشد . در صورتی که مخلوط در حمام آب گرم به مدت چند ساعت حرارت داده شود بدیهی است که سرعت حلالیت اکسید سرب افزایش یافته و از این طریق می توان محلول استات سرب قلیایی را زودتر تهیه کرد . در این روش بایستی مخلوط را در حین حرارت دادن به هم زد. آن را در

ظرف دربسته به مدت یک روز به حال خود گذاشت و سپس صاف نمود. در صورت لزوم قبل از صاف کردن بایستی آب تبخیر شده را به مخلوط اضافه کرد .

طرز تهیه محلول های رقیق شده استات سرب قلیایی :

محلول الف : C C 150 از محلول استات سرب قلیایی با C C 850  آب مقطر مخلوط شود .

محلول ب : C C 25 از محلول استات سرب قلیایی با C C 975 آب مقطر مخلوط شود .

 

طرز تهیه محلول سولفات آلومینیم ۳% درصد :

۳گرم سولفات آلومینیم با آب مقطر به حجم C C 1000 رسانده شود.

 

روش آزمایش :

تعیین عیار چغندر به روش افزایشی از طریق دیژسیون آبکی سرد انجام می شود.

حدود ۲۶ گرم خمیره چغندر باترازوی نسبی توزین شود مقدار استات سرب رقیق (۲۵ درهزار)یا محلول سولفات آلومینیم (۳% درصد) لازم به طور اتوماتیک به نسبت وزن خمیره چغندر به آن اضافه می شود سپس بوسیله دستگاه مخصوص ، مخلوط شدن و صاف شدن نمونه انجام می گیرد . پلاریزاسیون نمونه صاف شده به وسیله لوله mm 200 در دستگاه پلاریمتر خوانده و در ثبات ثبت می گردد. (۹)

۲-۱- تعیین درصد افت چغندر

 

100,000 ریال – خرید نهایی کردن خرید مورد به سبد خرید اضافه شد

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .