يعد السكر أحد أكثر المحليات استهلاكًا على نطاق واسع في العالم، وينطوي إنتاجه على سلسلة معقدة من الخطوات التي تحول المواد الزراعية الخام إلى سكر مكرر يستخدم في المنازل والصناعات. أ مطحنة السكر هي المنشأة التي يتم فيها هذا التحول، وفهم عملياتها الأولية يكشف عن التطور الفني والتشغيلي وراء إنتاج السكر.
استقبال المواد الخام وإعدادها
تبدأ العملية بـ جمع المواد الخام في المقام الأول قصب السكر أو بنجر السكر ، حسب المنطقة. عند وصولها إلى مصنع السكر، تخضع هذه المواد للفحص والتحضير الأولي:
- تنظيف: تتم إزالة الأوساخ والأوراق وغيرها من المواد الغريبة من المحاصيل المحصودة.
- غسل: يتم استخدام الماء لغسل المواد الخام جيدًا، مما يقلل من الملوثات التي يمكن أن تؤثر على جودة العصير.
- القطع أو التقطيع: يتم تقطيع قصب السكر إلى قطع أصغر، أو يتم تقطيع بنجر السكر إلى شرائح رفيعة، لتسهيل عملية استخلاص العصير بكفاءة.
تضمن هذه الخطوة أن تكون المادة الخام نظيفة وموحدة وجاهزة لعملية الاستخراج.
استخراج العصير
المرحلة التالية هي استخراج العصير السكرية من المواد الخام المعدة:
- سحق أو طحن: يمر قصب السكر عبر سلسلة من البكرات أو المطاحن الثقيلة التي تسحق السيقان وتطلق العصير. المراحل المتعددة للسحق تزيد من استعادة السكر.
- الانتشار (لبنجر السكر): تُنقع شرائح البنجر المقطعة في الماء الساخن، مما يسمح للسكر بالانتشار من المادة النباتية إلى السائل.
يحتوي السائل الناتج على نسبة عالية من السكر بالإضافة إلى الماء والألياف والمركبات الأخرى القابلة للذوبان.
توضيح وتنقية
يحتوي العصير الخام على شوائب مثل جزيئات التربة وبقايا النباتات والمركبات العضوية التي يجب إزالتها قبل التبلور:
- معالجة الجير: تتم إضافة الجير أو العوامل القلوية الأخرى لتحييد الأحماض وترسيب الشوائب.
- التدفئة والتسوية: يتم تسخين العصير وتركه ليستقر، مما يؤدي إلى تكوين جزيئات غير قابلة للذوبان في الرواسب.
- الترشيح: يمر العصير عبر المرشحات لإزالة المواد الصلبة المتبقية، مما ينتج سائلًا أكثر نقاءً يُعرف باسم عصير رقيق .
تعد خطوة التوضيح هذه أمرًا بالغ الأهمية للحصول على سكر مكرر عالي الجودة.
تبخر
بمجرد تصفيته، يظل العصير يحتوي على كمية كبيرة من الماء. تبخر يستخدم لتركيز محلول السكر:
- يتم تسخين العصير في مبخرات متعددة التأثيرات لإزالة الماء تدريجياً.
- تعمل هذه العملية على زيادة تركيز السكر لتكوين شراب سميك يسمى Massecuite .
من خلال التحكم الدقيق في درجة الحرارة والتركيز، تضمن المطحنة أقصى إنتاج للسكر دون تدهور المنتج.
بلورة
بلورة is the stage where sugar begins to take solid form:
- يتم زرع البذور في الشراب المركز مع بلورات سكرية صغيرة، مما يشجع على تكوين بلورات أكبر.
- غالبًا ما تستخدم أدوات التبلور أو المقالي المفرغة للتحكم في درجة الحرارة والتركيز والتحريك.
- والنتيجة هي خليط من بلورات السكر والشراب المتبقي، المعروف باسم Massecuite .
تعمل هذه الخطوة على تحويل السكر السائل إلى بلورات صلبة جاهزة للفصل.
الطرد المركزي والتجفيف
بعد التبلور يتم فصل بلورات السكر عن السائل المتبقي (دبس السكر):
- الطرد المركزي: يتم غزل الماسكيويت في جهاز الطرد المركزي لفصل بلورات السكر عن دبس السكر.
- الغسيل والتجفيف: يتم غسل البلورات لإزالة الشراب المتبقي وتجفيفها باستخدام الهواء الساخن، مما يؤدي إلى السكر الخام .
يمكن معالجة الدبس الذي تم جمعه من هذه الخطوة بشكل أكبر أو استخدامه في علف الحيوانات والتخمير وغيرها من الصناعات.
التكرير
غالبًا ما يحتوي السكر الخام على بقايا لون وشوائب بسيطة. التكرير يحسن نقاء السكر ومظهره:
- الانتماء: يتم خلط بلورات السكر بمحلول شراب لإزالة الشوائب السطحية.
- ذوبان والترشيح: يتم إذابة السكر وتصفيته من خلال الكربون المنشط أو راتنجات التبادل الأيوني لإزالة اللون.
- بلورة and Drying: يتم تبلور الشراب المنقى مرة أخرى وإنتاجه السكر الأبيض المكرر ثم يتم تجفيفها وتعبئتها للبيع.
المنتجات الثانوية وإدارة النفايات
تقوم مصانع السكر أيضًا بإدارة العديد من المنتجات الثانوية:
- تفل قصب السكر: غالبًا ما تستخدم البقايا الليفية من قصب السكر ك الوقود الحيوي لتوليد الكهرباء أو كمادة خام لإنتاج الورق.
- دبس السكر: تستخدم في التخمير أو علف حيواني أو كمحلي صناعي.
- اضغط على الطين أو لب البنجر: يمكن تطبيقها كما الأسمدة أو مكيف التربة.
تعد الإدارة الفعالة للمنتجات الثانوية أمرًا ضروريًا للاستدامة الاقتصادية والبيئية لمطحنة السكر.
خاتمة
تعمل العملية الأولية لمطحنة السكر على تحويل قصب السكر الخام أو بنجر السكر إلى سكر مكرر من خلال عدة مراحل منسقة جيدًا: تحضير المواد الخام واستخلاص العصير والتصفية والتبخير والتبلور والطرد المركزي والتجفيف والتكرير . تم تصميم كل خطوة لزيادة إنتاجية السكر إلى الحد الأقصى، وضمان الجودة، وإدارة المنتجات الثانوية بكفاءة. تجمع مصانع السكر الحديثة العمليات الميكانيكية والحرارية والكيميائية مع الأتمتة لإنتاج سكر ثابت وعالي الجودة مع تقليل التأثير البيئي.
