Sukero estas unu el la plej vaste konsumataj nutraĵoj en la mondo, ĉefe derivita de sukerkano kaj sukerbetoj. Produkti altkvalitan sukeron estas kompleksa procezo, kiu implikas plurajn etapojn: ekstraktadon, klarigon, vaporiĝon, kristaliĝon kaj rafinadon. Ĉe ĉiu etapo de sukerprilaborado, la kvalito kaj pureco de la sukersuko devas esti precize kontrolitaj. Naturaj malpuraĵoj, kiel koloidaj partikloj, proteinoj, pigmentoj kaj mikroorganismoj, povas grave influi la efikecon de klarigo, filtrado kaj kristaliĝo.
Kemiaĵoj ludas gravan rolon en modernaj sukerproduktaj procezoj. Sen taŭga kemia kontrolo, ĉi tiuj malpuraĵoj povas kaŭzi skvamiĝojn, kolorproblemojn kaj produktadperdon. Sukerproduktaj kemiaĵoj ne nur plibonigas efikecon kaj produktadkvaliton, sed ankaŭ plibonigas produktokvaliton, reduktas energikonsumon kaj helpas fabrikojn plenumi mediprotektajn normojn. Ĉi tiuj kemiaĵoj povas:
- Plibonigu la efikecon de klarigo kaj la efikon de solida-likva apartigo.
- Malhelpi la kreskon de mikroorganismoj en fruktosuko kaj siropo.
- Plibonigu la senkolorigigan efikon de altpureca blanka granulata sukero.
- Kontrolu la formiĝon de ŝaŭmo kaj skvamiĝado en la vaporigilo kaj vakua vaporigilo.
Ĉi tiu artikolo prenas sukerkanon kiel ekzemplon por amplekse resumi la procezon de sukerproduktado. Ĝi ankaŭ klarigis kiel diversaj kemiaĵoj - flokuloj, desinfektaĵoj, senkolorigiloj kaj kontraŭŝaŭmigiloj - estis aplikitaj en ĉiu etapo por certigi glatan funkciadon kaj altkvalitan sukerproduktadon.
Sukerproduktada Procezo kaj Apliko de Kemiaĵoj
Preparado de Krudmaterialo
La produktado de sukero komenciĝas per la rikoltado kaj preparado de krudmaterialoj. La sukerkano estas lavita kaj hakita por forigi grundon, ŝtonojn kaj foliojn. En ĉi tiu stadio, se la suko restas longe, ĝi komencos bredi mikroorganismojn. Por redukti la mikroban ŝarĝon sur la surfaco de krudmaterialoj, malhelpi poluadon aŭ putriĝon de sukersuko dum la sakarifikada procezo, desinfektaĵoj foje estas aplikataj al la surfaco de sukerkano, stokadakvo aŭ puriga ekipaĵo.
| Tipo de desinfektaĵo | Rekomendita Koncentriĝo | Aplika Metodo | Ĉefaj Funkcioj | Antaŭzorgoj | Avantaĝoj |
| Natria hipoklorito (NaClO) | 50–200 ppm libera kloro | Ŝprucigado aŭ trempado de la surfaco de sukerkano dum 5-10 minutoj | Larĝspektra steriligo, reduktas mikroban ŝarĝon | Kontrolu la koncentriĝon (ĝenerale 50–200 ppm da libera kloro). Evitu troan restaĵon de kloro en suko por preventi problemojn pri koloro aŭ kristaliĝo. Lavu aŭ drenu post uzo se necese. | Larĝspektra steriligo; malalta kosto. |
| Natria Dikloroizocianurato (SDIC) | 50–150 ppm libera kloro | Ŝprucigado aŭ trempado de la surfaco de sukerkano dum 5-10 minutoj | Alta stabileco, forta steriliga efikeco | Kontrolu liberan kloron por eviti influi la kristaliĝon kaj koloron de suko. | Pli stabila ol natria hipoklorito; alta efikeco; kontrolita resta kloro; vaste uzata en nutraĵprilaboraj medioj. |
| Hidrogena Peroksido (H₂O₂) | 0,1%–0,5% | Aldonita en purigan akvon aŭ surfacan ŝprucadon | Steriligo, sen restaĵoj, ekologie amika | Kontrola koncentriĝo; ĝenerale 0,1–0,5% por surfaca traktado. Manipulu singarde dum funkciado. | Malkomponiĝas sen restaĵoj; sekura kaj ekologie amika. |
| Varma Akvo / Vaporo | Varma akvo je 80–90 °C aŭ vaporo je 100 °C | Lavado per varma akvo aŭ vapora traktado dum 2-5 minutoj | Steriligo sen kemia aldono | Alta energikonsumo; postulas taŭgan ekipaĵon; observu sekurecajn antaŭzorgojn. | Neniuj kemiaj aldonaĵoj; reduktas kemiajn restaĵojn. |
| Purigado de Fabrikoj / Instalaĵoj Akvo-Desinfektado | SDIC, 50–100 ppm | Purigado de ekipaĵo, transportveturiloj | Malhelpas sekundaran poluadon | Regule anstataŭigu kaj kontrolu la koncentriĝon de libera kloro. | — |
Rekomendita Praktiko
Kiam sukerkano eniras la fabrikon, ĝi spertas komencan lavadon per pura akvo por forigi malpuraĵon kaj malpuraĵojn.
Poste, surfaca desinfektado estas efektivigita per ŝprucado de malalt-koncentriĝa SDIC aŭ natria hipoklorito laŭ la kondiĉoj.
La akvofontoj kaj purigadekipaĵo de la sukerfabriko ankaŭ devus esti regule desinfektataj por certigi la ĝeneralan higienan medion.
Suk-ekstraktado
Post la unua paŝo de purigado kaj desinfektado. La sekva paŝo estas ĉerpi sukerkanan sukon. La suko kutime estas ĉerpita per mekanika premado aŭ difuzaj sistemoj. Ĉi tiu paŝo implikas rompi la malmolan strukturon de sukerkano kaj ĉerpi la sukon el ĝi.
Plejofte, sukerkana sukigilo konsistas el tri rulmueliloj kombine kun hakilo aŭ rotaciantaj klingoj. Post kiam sukerkano estas prilaborita sur unu transportbendo, ĝi estos transportita al alia transportbendo por ĉerpi pli da suko. Tamen, antaŭ transportado, akvo estos unue ŝprucita por plue ĉerpi la sukon. La restaĵo restanta post sukado nomiĝas bagaso.
Suko enhavas solveblajn kaj suspenditajn malpuraĵojn, inkluzive de plantfibroj, proteinoj kaj eĉ grundaj partikloj, kiuj estis tute forlavitaj. Ĉi tiuj malpuraĵoj devas esti traktitaj por plibonigi la efikecon de posta klarigo kaj kristaliĝo.
Klarigo de sukerkana suko
Klarigo de suko estas la plej grava paŝo en la frua stadio de la sukerproduktada procezo. La celo estas forigi malpuraĵojn (kiel grundon, proteinon, koloidon, organikan acidon, ktp.) el sukerkansuko kaj plibonigi ĝian purecon. Ĝenerale, oni uzas la Kalkanan Procezon, kombinitan kun la fosfora flotacia metodo aŭ la karboniga metodo.
Kemia uzo
Kalko (CaO)/kalklakto (Ca(OH)2) : Neŭtraligas acidajn substancojn kaj precipitigas malpuraĵojn.
Karbondioksido (CO2) (uzata en la karboniga metodo): Reagas kun kalko por formi kalcian karbonatan precipitaĵon, kiu adsorbas malpuraĵojn.
Flokuligaĵo/koagulaĵa helpaĵo: Helpas suspenditajn solidaĵojn rapide sedimentiĝi.
Ofte uzataj: polialuminia klorido (PAC), poliakrilamido (PAM), ktp.
Sulfuro (SO2) aŭ natria sulfito: Ĝi ludas rolon en blankigado, senkolorigo kaj steriligo en fosforflosado.
Filtrado kaj Antaŭvarmigado
Post klarigo, la suko devas esti filtrita por forigi sedimenton. Antaŭvarmigi la sukon antaŭ vaporiĝo estas esenca, ĉar ĝi helpas redukti la viskozecon de la suko kaj malhelpas mikroban kreskon.
Vaporiĝo kaj Koncentriĝo
La fruktosuko estas poste koncentrita en siropon uzante plur-efikan vaporigilon, reduktante la humidenhavon de proksimume 85% al 30-40%. Vakua vaporiĝo helpas konservi la kvaliton de la sukero, sed ĝi ankaŭ prezentas kelkajn funkciajn defiojn:
- Dissolvitaj proteinoj kaj surfaktantoj kaŭzas ŝaŭmoformadon.
- Amasiĝo de skalo sur la surfaco de la vaporigilo.
Kemiaj Aplikoj:
Senŝaŭmigiloj: Silikon-bazitaj senŝaŭmigiloj por subpremado de ŝaŭmo je alta temperaturo. Senŝaŭmigiloj bazitaj sur polietero kaj grasa alkoholo taŭgaj por sistemoj de mezŝaŭmaj fruktosukoj.
Skal-inhibiciiloj/Dispersantoj: Malhelpas la formiĝon de kalcia karbonato aŭ sulfata skalo en la vaporigilo.
Efiko: Efika ŝaŭmokontrolo kaj skalopreventado certigas glatan vaporiĝon, pli altan varmotransigan efikecon kaj malpli da malfunkcitempo.
Kristaliĝo
La kristaliĝa procezo en sukerproduktado (ofte nomata en la industrio bolado) estas decida paŝo en la konvertado de koncentrita sukersiropo en solidajn sakarozajn kristalojn. La koncentrita siropo estas boligita en vakua bolkruĉo por komenci sukerkristaliĝon. Ĝusta kristaliĝo estas esenca por sukerrendimento, kristalgrandeco kaj koloro. Ĉi tio estas kompleksa fizik-kemia procezo desegnita por kontroli la grandecon kaj homogenecon de la precipititaj sakarozaj kristaloj.
Senŝaŭmigiloj ofte estas uzataj en ĉi tiu procezo. Senŝaŭmigiloj kontrolas ŝaŭmformiĝon dum bolado, malhelpante siropsuperfluon.
Stabila kristaliĝo pliigas la sukerrendimenton kaj reduktas perdojn dum centrifugado.
Centrifugado kaj Apartigo
Post la kristala formado, la kristaloj estas apartigitaj de la melaso per centrifugilo kaj poste sekigitaj per varmaj tuboj. La melaso povas esti plue prilaborita por la produktado de etanolo, furaĝo aŭ aliaj uzoj.
Senkolorigo kaj Rafinado
Senkolorigo kaj rafinado estas la fina etapo en la sukerproduktada procezo, ĉefe uzata en la produktado de altpureca, blanka rafinita sukero (kiel ekzemple granulita sukero aŭ roka sukero). Ĉi tiu etapo postulas la uzon de grandaj kvantoj da kemiaĵoj kaj adsorbantoj.
Ofte uzataj kemiaĵoj inkluzivas:
Aktivigita karbo (pulvoro aŭ granuloj): Adsorbas polifenolojn, karamelon kaj aliajn pigmentojn.
Senkolorigaj rezinoj/jonaj interŝanĝaj rezinoj: Forigu jonajn kaj nejonajn kolorajn kombinaĵojn.
Hidrogena peroksido (H₂O₂): Oksigenas ceterajn pigmentojn, plue heligante la siropkoloron.
Senkolorigantaj agentoj: Certigu malaltajn ICUMSA-valorojn kaj altan vidan kvaliton.
La supre priskribita skizas la ĉefajn procezojn kaj kemiajn aplikojn en la sukerindustrio.
Rilataj Kemiaĵoj Montriĝas:
Kiel oni traktas la kloakaĵon de la sukerindustrio?
Sukerfabrikoj generas rubakvon dum la sukerproduktadprocezo. Ĉi tiu rubakvo estas kompleksa laŭ kvalito kaj havas altan poluan ŝarĝon, postulante sisteman akvopurigadon antaŭ elfluo.
La rubakvo ĉefe devenas de lavado de krudmaterialoj, purigado de ekipaĵo, rubakvo de sukerproduktadaj procezoj, malvarmiga akvo/kondensaĵo, kaj elpurigado de kaldronoj. Ĉi tiuj rubakvoj karakteriziĝas per tre alta KOD kaj BOD (pro sukera enhavo), alta enhavo de suspenditaj solidaĵoj, forta biodegradebleco, kaj foje enhavas oleon kaj silton. Tial, kombinaĵo de procezoj - antaŭtraktado + koaguliĝo kaj sedimentado + biologia traktado + altnivela traktado - estas tipe uzata por trakti ĉi tiun rubakvon. Oftaj traktadmetodoj inkluzivas fizikan traktadon (kiel sedimentado kaj filtrado), kemian traktadon (kiel koaguliĝo kaj neŭtraligo), kaj biologian traktadon (kiel aktivigita ŝlimo-procezoj kaj konstruitaj malsekejoj).
Kiuj kemiaĵoj estas necesaj por trakti kloakaĵon de la sukerindustrio?
La specifaj paŝoj kaj kemiaj aplikoj estas jenaj:
| Traktada Stadio | Celo | Rekomenditaj Kemiaĵoj | Ĉefaj Funkcioj |
| 1. Lavado de Krudmaterialoj kaj Primara Antaŭtraktado | Forigu sablon, koton, fibrojn, ŝvebajn solidaĵojn | PAC (Polialuminia Klorido) | Rapida koaguliĝo, forigo de SS kaj neklareco |
| PAM (Poliakrilamido) - Anjona/Nejona | Flokformado, plibonigas sedimentadon | ||
| Senŝaŭmigilo | Kontrolas ŝaŭmon generitan dum lavado de kanoj kaj ekstraktado de suko | ||
| 2. Egaligo kaj pH-Alĝustigo | Stabiligu la kvaliton de la enfluanto, ĝustigu la pH-valoron por postaj procezoj | Kalko (CaO / Ca(OH)₂) | Plialtigas pH-on, forigas partan malmolecon |
| Natria hidroksido (NaOH) | Preciza pH-alĝustigo | ||
| Sulfurata acido / Klorida acido | Malaltigas pH | ||
| Senŝaŭmigilo | Reduktas ŝaŭmon en la egaliga baseno | ||
| 3. Koaguliĝo kaj Flokuliĝo (Primara Sedimentado) | Forigu ŝvebajn solidaĵojn, koloidojn, koloron; reduktu la KODO-on | PAC / PolyDADMAC / Poliamino | Primaraj koagulaĵoj por forigo de neklareco kaj koloro |
| PAM (Anjona) | Plibonigas flokan forton kaj sedimentan rapidecon | ||
| Koagulaj Helpaĵoj (ekz., Magnezia Silikato) | Plibonigas klarecon kaj trankviligan rendimenton | ||
| 4. Anaeroba Biologia Traktado (UASB, EGSB) | Redukti altan organikan ŝarĝon (COD, BOD) | Nutraj Aldonaĵoj (fontoj de N kaj P) | Konservu mikroban agadon kaj sanan biomason |
| pH-Reguligiloj | Konservu optimuman pH (6,8–7,2) por malaerobaj bakterioj | ||
| Senŝaŭmigilo | Subpremas biogas-rilatan ŝaŭmon | ||
| 5. Aeroba Traktado (Aktivigita Ŝlimo, SBR) | Plue redukti COD, BOD, amoniakon | Nutraj Aldonaĵoj (N & P) | Provizu ekvilibrajn nutraĵojn al mikroorganismoj |
| Senŝaŭmigilo | Kontrolas ŝaŭmon dum aerumado | ||
| Bioenzimoj / Mikrobaj Kulturoj | Plibonigas la efikecon de biologia malkonstruo | ||
| 6. Altnivela Traktado (Se striktaj eligaj normoj validas) | Plibonigu klarecon, forigu restan COD, SS, koloron | Poliamino / PoliDADMAC | Forta senkoloriĝo kaj forigo de neklareco |
| PAC | Plia forigo de SS kaj koloidoj | ||
| PAM (Alta Molekula Pezo) | Fina flokiĝo kaj poluro | ||
| Aktivigita Karbono | Forigas koloron, odoron kaj organikajn restaĵojn | ||
| 7. Desinfektado kaj Akvoreuzo | Certigu mikroban sekurecon por elĵeto aŭ reuzo | Kalcia hipoklorito | Potenca desinfektado |
| Natria hipoklorito | Ofta interreta doza desinfektaĵo | ||
| SDIC (Natria Dikloroizocianurato) | Stabila, longdaŭra klorliberigo | ||
| TCCA (Trikloroizocianurata Acido) | Alta klorenhavo, malrapide liberiga klorado |
Sukerproduktado estas kompleksa industria procezo, kiu postulas precizan kontrolon en ĉiu etapo — de la preparado kaj sukigado de krudmaterialoj ĝis la klarigo, vaporiĝo, kristaliĝo, rafinado kaj traktado de akvopurigaĵoj. Ĉiu etapo prezentas siajn proprajn defiojn, inkluzive de ŝvebantaj solidoj, koloro, mikroba aktiveco, ŝaŭmoformado kaj amasiĝo de skamoj. Integrante taŭgajn kemiaĵojn en ĉiun etapon de la sukerproduktadprocezo, sukermuelejoj povas pliigi la produktadon, plibonigi la kristalkvaliton, plifortigi la koloron, redukti perdojn kaj minimumigi la malfunkcitempon. Samtempe, optimumigitaj kemiaj solvoj kontribuas al media protekto per pli efika traktado de akvopurigaĵoj kaj reduktita kemia rubo.
Elekti la ĝustan kemian partneron permesas al sukermuelejoj plibonigi produktadefikecon, certigi konstantan produktokvaliton, plilongigi la vivdaŭron de ekipaĵo kaj atingi longdaŭran funkcian plejbonecon.