Шикәр - дөньяда иң киң кулланыла торган ризыкларның берсе, нигездә, шикәр камышы һәм шикәр чөгендереннән алына. Югары сыйфатлы шикәр җитештерү - берничә этапны үз эченә алган катлаулы процесс: экстракция, ачыклау, парга әйләндерү, кристаллашу һәм чистарту. Шикәр эшкәртүнең һәр этабында шикәр согының сыйфатын һәм сафлыгын төгәл контрольдә тотарга кирәк. Коллоид кисәкчәләр, аксымнар, пигментлар һәм микроорганизмнар кебек табигый катнашмалар ачыклау, фильтрлау һәм кристаллашу нәтиҗәлелегенә җитди йогынты ясый ала.
Химик матдәләр заманча шикәр ясау процессларында мөһим роль уйный. Тиешле химик контроль булмаса, бу катнашмалар масштаблашуга, төс проблемаларына һәм продукциянең югалуына китерергә мөмкин. Шикәр ясаучы химик матдәләр нәтиҗәлелекне һәм продукциянең югалуын гына түгел, ә продукт сыйфатын да яхшырта, энергия куллануны киметә һәм заводларга әйләнә-тирә мохитне саклау стандартларына туры килергә ярдәм итә. Бу химик матдәләр түбәндәгеләрне эшли ала:
- Ачыкландыру нәтиҗәлелеген һәм каты-сыекча аеру эффектын яхшырту.
- Җимеш согы һәм сиропта микроорганизмнарның үсешенә комачаулагыз.
- Югары сафлыктагы ак бөртекле шикәрнең төссезләндерү эффектын көчәйтегез.
- Парга әйләндергечтә һәм вакуум парга әйләндергечтә күбек барлыкка килүне һәм кабырчыклануны контрольдә тотыгыз.
Бу мәкаләдә шикәр камышы мисал итеп китерелә, шикәр ясау процессын тулырак кыскача тасвирлый. Шулай ук, һәр этапта төрле химик матдәләр - флокулянтлар, дезинфекцияләүче матдәләр, төссезләндерүче матдәләр һәм күбек демонаторлары - ничек кулланылуы аңлатыла, бу шома эшләүне һәм югары сыйфатлы шикәр җитештерүне тәэмин итә.
Шикәр җитештерү процессы һәм химик матдәләрне куллану
Чимал әзерләү
Шикәр җитештерү чимал җыю һәм әзерләү белән башлана. Шикәр камышы туфракны, ташларны һәм яфракларны алу өчен юыла һәм ваклана. Бу этапта, сок озак вакытка калдырылса, ул микроорганизмнар үрчи башлый. Чимал өслегендәге микроб йөкләмәсен киметү, шикәр согы белән пычрануны яки шикәрләштерү процессында бозылуны булдырмас өчен, кайвакыт шикәр камышы өслегенә, саклау суына яки чистарту җиһазларына дезинфекцияләүче матдәләр сөртелә.
| Дезинфекцияләүче матдә төре | Тәкъдим ителгән концентрация | Куллану ысулы | Төп функцияләр | Саклык чаралары | Өстенлекләр |
| Натрий гипохлориты (NaClO) | 50–200 ppm ирекле хлор | Шикәр камышы өслеген 5–10 минут сиптерү яки чылату | Киң спектрлы стерилизация, микроблар йөкләнешен киметә | Концентрацияне контрольдә тотыгыз (гадәттә 50–200 ppm ирекле хлор). Төс яки кристаллашу проблемаларын булдырмас өчен, сок составында артык хлор калмасын булдырмагыз. Кирәк булса, кулланганнан соң чайкатыгыз яки саркытыгыз. | Киң спектрлы стерилизация; түбән бәя. |
| Натрий дихлоризоцианураты (SDIC) | 50–150 ppm ирекле хлор | Шикәр камышы өслеген 5–10 минут сиптерү яки чылату | Югары тотрыклылык, көчле стерилизация нәтиҗәлелеге | Сок кристаллашуына һәм төсенә тәэсир итмәс өчен, ирекле хлорны контрольдә тотыгыз. | Натрий гипохлоритына караганда тотрыклырак; югары нәтиҗәлелек; хлор калдыкларын контрольдә тота; азык-төлек эшкәртү мохитендә киң кулланыла. |
| Водород перекисе (H₂O₂) | 0,1%–0,5% | Чистарту суга яки өслеккә сиптерүгә өстәлә | Стерилизация, калдыклар юк, экологик яктан чиста | Контроль концентрациясе; гадәттә өслек эшкәртү өчен 0,1–0,5%. Эш вакытында сак булыгыз. | Калдыкларсыз таркала; куркынычсыз һәм экологик яктан чиста. |
| Кайнар су / Пар | 80–90°C температурадагы кайнар су яки 100°C температурадагы пар | 2–5 минут дәвамында кайнар су яки пар белән чайкату | Химик өстәмәләрсез стерилизация | Югары энергия куллану; тиешле җиһазлар таләп итә; куркынычсызлык чараларын үтәгез. | Химик өстәмәләр юк; химик калдыкларны киметә. |
| Завод/корылманы чистарту Суны дезинфекцияләү | SDIC, 50–100 ppm | Җиһазларны, транспорт чараларын чистарту | Икенчел пычрануны булдырмый | Ирекле хлор концентрациясен даими рәвештә алыштырыгыз һәм күзәтегез. | — |
Тәкъдим ителгән практика
Шикәр камышы заводка кергәч, ул туфрак һәм пычракларны бетерү өчен башта чиста су белән юыла.
Аннары, шартларга туры китереп, түбән концентрацияле SDIC яки натрий гипохлоритын сиптереп, өслекне дезинфекцияләү башкарыла.
Шикәр заводының су чыганаклары һәм чистарту җиһазлары да гомуми гигиеник мохитне тәэмин итү өчен даими рәвештә дезинфекцияләнергә тиеш.
Сок чыгару
Чистарту һәм дезинфекцияләүнең беренче этабыннан соң. Киләсе адым - шикәр камышы согын чыгару. Сок гадәттә механик пресслау яки диффузион системалар ярдәмендә чыгарыла. Бу адым шикәр камышының каты структурасын ватуны һәм аннан сок алуны үз эченә ала.
Күпчелек очракта, шикәр камышы согы сыккыч өч роликлы тегермән һәм турагыч яки әйләнмәле пычаклардан тора. Шикәр камышы бер конвейер тасмасында эшкәртелгәннән соң, ул күбрәк сок алу өчен икенче конвейер тасмасына күчерелә. Ләкин, ташу алдыннан, сокны тагын да күбрәк алу өчен башта су сибә. Сок сыкканнан соң калган калдык багассе дип атала.
Сок составында эри торган һәм суспензияләнгән катнашмалар, шул исәптән үсемлек җепселләре, аксымнар һәм хәтта тулысынча юылып киткән туфрак кисәкчәләре бар. Бу катнашмаларны аннан соң ачыклау һәм кристаллашу нәтиҗәлелеген арттыру өчен эшкәртергә кирәк.
Шикәр камышы согын ачыклау
Сокны ачыклау - шикәр ясау процессының башлангыч этабындагы иң мөһим адым. Максат - шикәр камышы согыннан пычрак матдәләрне (мәсәлән, туфрак, аксым, коллоид, органик кислота һ.б.) чыгару һәм аның чисталыгын яхшырту. Гадәттә, известь процессы фосфор флотациясе яки карбонлаштыру ысулы белән берләштерелеп кулланыла.
Химик куллану
Лайм (CaO)/лайм сөте (Ca(OH)2): Әче матдәләрне нейтральләштерә һәм пычракларны чөктерә.
Углекислый газ (CO2)2) (карбонлаштыру ысулында кулланыла): Известь белән реакциягә кереп, кальций карбонаты утырмасы барлыкка китерә, ул катнашмаларны адсорбцияли.
Флокулянт/коагулянт ярдәме: Сузылган каты матдәләрнең тиз утыруына ярдәм итә.
Еш кулланыла торган: полиалюминий хлориды (PAC), полиакриламид (PAM) һ.б.
Күкерт (SO)2) яки натрий сульфиты: Ул фосфор флотациясендә агарту, төссезләндерү һәм стерилизацияләүдә роль уйный.
Фильтрлау һәм алдан җылыту
Ачыкланганнан соң, сокны утырмаларны бетерү өчен фильтрларга кирәк. Парга әйләнгәнче сокны җылыту бик мөһим, чөнки ул сокның ябышлыгын киметергә һәм микроблар үсешенә комачаулый.
Парга әйләнү һәм концентрация
Аннары җимеш согы күп эффектлы парга әйләндергеч ярдәмендә сиропка тутырыла, шуның белән дымлылык якынча 85% тан 30-40% ка кадәр кими. Вакуум парга әйләндерү шикәрнең сыйфатын сакларга ярдәм итә, ләкин шул ук вакытта кайбер эксплуатация кыенлыклары да тудыра:
- Эрегән аксымнар һәм өслек актив матдәләр күбек барлыкка килүенә китерә.
- Парга әйләндерү җайланмасы өслегендә кәбрәк җыелу.
Химик кулланылышлар:
Күбекләндергечләр: Югары температуралы күбекне бастыру өчен силикон нигезендәге күбекләндергечләр. Уртача күбекле җимеш согы системалары өчен яраклы полиэфир һәм майлы спирт нигезендәге күбекләндергечләр.
Кабырчык ингибиторлары/диспергантлары: Парландыргычта кальций карбонаты яки сульфат кабырчыклары барлыкка килүенә комачаулый.
Тәэсир: Күбекне нәтиҗәле контрольдә тоту һәм кабырчык барлыкка килүне булдырмау шома парга әйләнүне, югарырак җылылык тапшыру нәтиҗәлелеген һәм азрак эш вакытын тәэмин итә.
Кристаллашу
Шикәр җитештерүдә кристаллашу процессы (сәнәгатьтә еш кына кайнату дип атала) концентрланган шикәр сиробын каты сахароза кристалларына әйләндерүдә мөһим адым булып тора. Концентрланган сиробын вакуум чәйнегендә кайнатып, шикәр кристаллашуын башлыйлар. Шикәр чыгышы, кристалл зурлыгы һәм төсе өчен дөрес кристаллашу бик мөһим. Бу - утырма сахароза кристалларының зурлыгын һәм бер төрлелеген контрольдә тоту өчен эшләнгән катлаулы физик-химик процесс.
Бу процесста еш кына күбек деформаторлары кулланыла. Деформаторлар кайнату вакытында күбек барлыкка килүен контрольдә тота, сироп ташып чыгуга юл куймый.
Тотрыклы кристаллашу шикәр күләмен арттыра һәм центрифугалау вакытында югалтуларны киметә.
Центрифугалау һәм аеру
Кристалл барлыкка килгәннән соң, кристаллар патокадан центрифуга ярдәмендә аерыла, аннары кайнар торбалар аша киптерелә. Патока этанол, терлек азыгы җитештерү яки башка максатларда кулланылышта кулланыла ала.
Төссезләндерү һәм чистарту
Төссезләндерү һәм рафинадлау - шикәр ясау процессының соңгы этабы, ул, нигездә, югары сафлыклы, ак рафинадланган шикәр (мәсәлән, бөртекле шикәр яки таш шикәр) җитештерүдә кулланыла. Бу этап күп күләмдә химик матдәләр һәм адсорбентлар куллануны таләп итә.
Еш кулланыла торган химик матдәләргә түбәндәгеләр керә:
Активлаштырылган күмер (порошок яки гранулалар): полифенолларны, карамельне һәм башка пигментларны адсорбцияли.
Смолалар/ион алмашу смолаларындагы төсләрне бетерү: Ионлы һәм ион булмаган төсле кушылмаларны бетерү.
Водород перекисе (H₂O₂): Калган пигментларны оксидлаштыра, сиропның төсен тагын да ачыта.
Төссезләндерүче агентлар: ICUMSA күрсәткечләренең түбән булуын һәм югары визуаль сыйфатны тәэмин итегез.
Югарыда шикәр сәнәгатендәге төп процесслар һәм химик кулланылышлар күрсәтелгән.
Бәйле химик матдәләр күрсәтүе：
Шикәр сәнәгатеннән чыккан агынты сулар ничек эшкәртелә?
Шикәр заводлары шикәр җитештерү процессында агынты сулар барлыкка китерә. Бу агынты сулар сыйфаты буенча катлаулы һәм югары пычрану йөкләмәсенә ия, шуңа күрә аларны агызыр алдыннан системалы рәвештә чистарту таләп ителә.
Агып чыгу сулары, нигездә, чимал юудан, җиһазларны чистартудан, шикәр җитештерү процессындагы агып чыгу суларыннан, суыткыч судан/конденсаттан һәм казаннарны өрүдән килә. Бу агып чыгу сулары бик югары COD һәм BOD (шикәр күләме аркасында), югары асылмалы каты матдәләр күләме, көчле биологик таркалучанлык белән характерлана, һәм кайвакыт май һәм ләмне үз эченә ала. Шуңа күрә, гадәттә, бу агып чыгу суларын чистарту өчен берничә процесс комбинациясе кулланыла - алдан эшкәртү + коагуляция һәм утырту + биологик эшкәртү + алдынгы эшкәртү. Гомуми чистарту ысулларына физик эшкәртү (мәсәлән, утырту һәм фильтрлау), химик эшкәртү (мәсәлән, коагуляция һәм нейтральләштерү) һәм биологик эшкәртү (мәсәлән, активлаштырылган ләм эшкәртү һәм төзелгән сазлыклар) керә.
Шикәр сәнәгатеннән чыккан агынты суларны чистарту өчен нинди химик матдәләр кирәк?
Конкрет адымнар һәм химик кулланулар түбәндәгечә:
| Дәвалау этабы | Максат | Тәкъдим ителгән химик матдәләр | Төп функцияләр |
| 1. Чималны юу һәм беренчел алдан эшкәртү | Комны, балчыкны, җепселләрне, асылынган каты матдәләрне алып ташлагыз | PAC (Полиалюминий хлориды) | Тиз коагуляция, SS һәм тоныклыкны бетерү |
| PAM (полиакриламид) – Анионлы/Ион булмаган | Флок формалашуы, утыруны көчәйтә | ||
| күбекне бетерүче | Камыш юу һәм сок чыгару вакытында барлыкка килгән күбекне контрольдә тота | ||
| 2. Тигезләү һәм рН көйләү | Тәэсир итүче сыйфатны тотрыклыландыру, агымдагы процесслар өчен pH көйләү | Известь (CaO / Ca(OH)₂) | pH дәрәҗәсен күтәрә, катылыкны өлешчә бетерә |
| Натрий гидроксиды (NaOH) | pH дәрәҗәсен төгәл көйләү | ||
| Сульфат кислотасы / Тоз кислотасы | pH дәрәҗәсен төшерә | ||
| күбекне бетерүче | Тигезләштерү бассейнындагы күбекне киметә | ||
| 3. Коагуляция һәм флокуляция (Беренчел седиментация) | Асылган каты матдәләрне, коллоидларны, төсне бетерегез; CODны киметә | PAC / PolyDADMAC / Полиамин | Тоныклыкны һәм төсне бетерү өчен беренчел коагулянтлар |
| PAM (анион) | Флок ныклыгын һәм утыру тизлеген яхшырта | ||
| Коагулянт ярдәмчеләре (мәсәлән, магний силикаты) | Ачыклыкны һәм урнаштыру нәтиҗәлелеген яхшырта | ||
| 4. Анаэроб биологик эшкәртү (UASB, EGSB) | Югары органик йөкләнешне киметү (COD, BOD) | Туклыклы матдәләр (N&F чыганаклары) | Микроб активлыгын һәм сәламәт биомассаны саклап калу |
| pH көйләгечләре | Анаэроб бактерияләр өчен оптималь рН дәрәҗәсен (6.8–7.2) саклагыз | ||
| күбекне бетерүче | Биогаз белән бәйле күбекне баса | ||
| 5. Аэроб эшкәртү (Активлаштырылган ләм, SBR) | COD, BOD, аммиакны тагын да киметү | Туклыклы өстәмәләр (N & P) | Микроорганизмнарны баланслы туклыклы матдәләр белән тәэмин итү |
| күбекне бетерүче | Аэрация вакытында күбекне контрольдә тота | ||
| Биоферментлар / Микроб культуралары | Биологик таркалу нәтиҗәлелеген арттыра | ||
| 6. Алга киткән дәвалау (Әгәр катгый чыгару стандартлары кулланылса) | Ачыклыкны яхшыртыгыз, калдык COD, SS, төсне бетерегез | Полиамин / ПолиДАДМАК | Көчле төссезләндерү һәм тоныклыкны бетерү |
| PAC | Өстәмә SS һәм коллоидны бетерү | ||
| PAM (Югары молекуляр авырлык) | Соңгы флокуляция һәм лаклау | ||
| Активлаштырылган күмер | Төсне, исне һәм органик калдыкларны бетерә | ||
| 7. Дезинфекция һәм суны кабат куллану | Чыгару яки кабат куллану өчен микроблар куркынычсызлыгын тәэмин итегез | Кальций гипохлориты | Көчле дезинфекция |
| Натрий гипохлориты | Интернетта еш очрый торган дезинфекцияләүче матдәләр | ||
| SDIC (Натрий дихлоризоцианураты) | Хлорның тотрыклы, озак вакытлы бүленеп чыгуы | ||
| TCCA (трихлоризоцианур кислотасы) | Хлорның югары күләме, әкренләп чыгарыла торган хлорлау |
Шикәр җитештерү - чимал әзерләү һәм сок ясаудан алып ачыклау, парга әйләндерү, кристаллаштыру, чистарту һәм калдык суларны эшкәртүгә кадәр һәр этапта төгәл контроль таләп итә торган катлаулы сәнәгать процессы. Һәр этапның үз кыенлыклары бар, шул исәптән асылмалы каты матдәләр, төс, микроб активлыгы, күбек барлыкка килү һәм кабык җыелу. Шикәр җитештерү процессының һәр этабына тиешле химик матдәләрне кертү аша шикәр заводлары җитештерү күләмен арттыра, кристалл сыйфатын яхшырта, төсне яхшырта, югалтуларны киметә һәм туктап калу вакытын минимальләштерә ала. Шул ук вакытта, оптимальләштерелгән химик чишелешләр калдык суларны нәтиҗәлерәк эшкәртү һәм химик калдыкларны киметү аша әйләнә-тирә мохитне саклауга өлеш кертә.
Дөрес химик партнерны сайлау шикәр заводларына җитештерү нәтиҗәлелеген арттырырга, продукт сыйфатының тотрыклылыгын тәэмин итәргә, җиһазларның гомерен озайтырга һәм озак вакытлы эксплуатация сыйфатына ирешергә мөмкинлек бирә.