قند چگونه تولید میشود؟ قند یک ماده شیرین کننده رایج است که در بسیاری از غذاها و نوشیدنی‌ها استفاده میشود. قند از منابع مختلفی از جمله نیشکر، چغندر قند و ذرت به دست می‌آید. فرایند تولید قند شامل استخراج شکر از این منابع، تصفیه آن و کریستالیزه کردن آن به شکل آشنای خود است. در این مقاله ماشین سازی پیمان توس به شیوه تولید قند و ایجاد خط تولید برای آن خواهیم پرداخت.
از نیشکر قند چگونه تولید میشود؟
قند چگونه تولید میشود؟ با دانستن و بررسی ساختار قند متوجه میشویم که این نوع کربوهیدارت از مواد طبیعی مانند نیشکر و چغندر ساخته میشود. نیشکر گیاهی گرمسیری است که در آب و هوای گرم و مرطوب رشد می‌کند. تولید جهانی نیشکر بیشتر در کشورهایی مانند برزیل، هند و تایلند متمرکز است. فرایند تولید قند از نیشکر به شرح زیر است:
برداشت قند و آماده سازی آن
نیشکر رسیده برداشت میشود. این کار میتواند به صورت دستی با استفاده از قمه یا به صورت مکانیکی با استفاده از ماشین‌های برداشت نیشکر انجام شود. پس از برداشت، برگ‌ها و قسمت‌های بالایی نیشکر که قند کمی دارند جدا می‌شوند. نیشکر برداشت شده به سرعت به کارخانه قند منتقل میشود، زیرا قند موجود در نیشکر پس از برداشت به تدریج کاهش می‌یابد. نیشکر در کارخانه قند خرد میشود تا آب آن استخراج شود. آب نیشکر حاوی قند ساکارز است.
شیره نیشکر خام حاوی ناخالصی‌هایی مانند خاک، ذرات گیاهی، موم و رنگ‌دانه‌ها است. این ناخالصی‌ها باید حذف شوند تا قند سفید و خالص تولید شود. آهک به شیره نیشکر اضافه میشود تا pH آن تنظیم شود و ناخالصی‌ها رسوب کنند. شیره آهک زده شده گرم میشود و سپس وارد مخازن ته نشینی (Clarifiers) میشود. در این مخازن، ناخالصی‌های سنگین ته‌نشین می‌شوند و شیره شفاف از بالا جمع‌آوری میشود. گاهی اوقات از مواد شیمیایی تصفیه کننده دیگر نیز برای بهبود کیفیت شیره استفاده میشود.
شیره شفاف شده هنوز رقیق است و باید غلیظ شود تا شربت قند به دست آید. شیره وارد مجموعه‌ای از مبدل‌های حرارتی خلاء (Multiple Effect Evaporators) میشود. در این مبدل‌ها، شیره در خلاء و در دماهای پایین‌تر تبخیر میشود تا از تجزیه قند جلوگیری شود. با عبور شیره از چند مرحله تبخیر، غلظت آن به تدریج افزایش می‌یابد و به شربت غلیظ قند تبدیل میشود.
کریستالیزاسیون شیره نیشکر
در این بخش از بررسی این که قند چگونه تولید میشود. شربت غلیظ قند وارد دیگ‌های پخت خلاء (Vacuum Pans) میشود.
در دیگ‌های پخت، شربت تحت خلاء و در دمای کنترل شده جوشانده میشود تا فوق اشباع شود و کریستال‌های قند شروع به تشکیل شدن کنند. دانه‌های ریز قند (Seed Crystals) به شربت اضافه می‌شوند تا فرایند کریستالیزاسیون را آغاز و کنترل کنند، این حالت در خط تولید نبات مشابه است. فرایند پخت و کریستالیزاسیون به دقت کنترل میشود تا اندازه و کیفیت کریستال‌های قند بهینه شود.
مخلوط کریستال‌های قند و شربت باقیمانده که به آن «ماسکوئیت» (Massecuite) گفته میشود، از دیگ‌های پخت خارج شده و وارد سانتریفیوژها (Centrifuges) میشود.
سانتریفیوژها با سرعت بالا می‌چرخند و نیروی گریز از مرکز باعث میشود که کریستال‌های قند از شربت جدا شوند.
شربت جدا شده که به آن «ملاس» (Molasses) گفته میشود میتواند برای تولید قند بیشتر در مراحل بعدی یا محصولات جانبی دیگر استفاده شود. کریستال‌های قند شسته می‌شوند تا ملاس باقی مانده از سطح آنها پاک شود.
بسته‌بندی قند
در بخش نهایی این مسئله که قند چگونه تولید میشود، در نهایت باید بسته بندی آنها انجام شود. کریستال‌های قند مرطوب از سانتریفیوژها خارج شده و وارد خشک کن‌ها (Dryers) می‌شوند. در خشک‌کن‌ها، هوای گرم به کریستال‌های قند دمیده میشود تا رطوبت آنها کاهش یابد و قند خشک و روان شود. قند خشک شده خنک میشود و سپس بر اساس نوع مثلاً قند سفید گرانول، قند پودری و غیره بسته‌بندی میشود. در رابطه با دستگاه بسته بندی خلا در مقاله دیگری از مجله ماشین سازی پیمان توس بخوانید.
تولید قند از چغندر قند
چغندر قند یک گیاه ریشه‌ای است که در آب و هوای معتدل رشد می‌کند. تولید جهانی چغندر قند بیشتر در اروپا، ایالات متحده و روسیه متمرکز است. فرایند تولید قند از چغندر قند مشابه فرایند تولید قند از نیشکر است، اما با برخی تفاوت‌ها:
| برداشت و شستشو | چغندر قند برداشت و شسته میشود تا خاک و ناخالصی‌ها از بین بروند. |
| برش | چغندر قند به صورت خلال‌های نازک برش داده میشود. |
| استخراج | خلال‌های چغندر قند در آب گرم خیسانده می‌شوند تا قند ساکارز استخراج شود. این فرایند به نام دیفوزیون شناخته میشود. |
| تصفیه آب | آب چغندر قند تصفیه میشود تا ناخالصی‌ها از بین بروند. |
| تبخیر | آب تصفیه شده چغندر قند تبخیر میشود تا غلیظ شود و شربت قند به دست آید. |
| کریستالیزاسیون | شربت قند در دیگ‌های بزرگ جوشانده میشود تا کریستال‌های قند تشکیل شوند. |
| سانتریفیوژ | مخلوط کریستال‌های قند و شربت باقیمانده در دستگاه سانتریفیوژ چرخانده میشود تا کریستال‌های قند از شربت جدا شوند. |
| خشک کردن و بسته‌بندی | کریستال‌های قند خشک و بسته‌بندی می‌شوند تا به بازار عرضه شوند. |
انواع قند
انواع مختلف قند چگونه تولید میشود؟ در واقع انواع مختلفی از قند در بازار موجود است که از نظر اندازه کریستال، رنگ و خلوص متفاوت هستند. برخی از رایج‌ترین انواع قند عبارت‌اند از:
- قند سفید گرانول: این رایج‌ترین نوع قند است و برای مصارف خانگی و صنعتی استفاده میشود.
- قند پودری: قند پودری نوعی قند سفید گرانول است که آسیاب شده و به صورت پودر ریز درآمده است.
- شکر قهوهای: شکر قهوهای نوعی قند است که حاوی ملاس است. ملاس به شکر قهوهای رنگ و طعم کاراملی میدهد.
- قند خام: قند خام نوعی قند است که تصفیه نشده است. قند خام حاوی ملاس و سایر ناخالصی‌ها است.
مصرف قند
قند یک منبع انرژی برای بدن است، اما مصرف بیش از حد آن میتواند منجر به مشکلات سلامتی مانند چاقی، دیابت نوع 2 و بیماریهای قلبی شود. توصیه میشود که مصرف قند را محدود کنید و از منابع طبیعی قند مانند میوه‌ها و سبزیجات استفاده کنید.
راه‌اندازی خط تولید قند
حال که می‌دانیم قند چگونه تولید میشود، این سوال مطرح میشود که خط تولید آن را چگونه راه اندازی کنیم. برای راه اندازی خط تولید قند، ابتدا باید به منبع مطمئنی از نیشکر دسترسی پیدا کنید و سپس زمین و زیرساخت مناسب برای کارخانه قند را فراهم کنید.
خط تولید شامل مراحل کلیدی استخراج شیره نیشکر با خرد کردن و آسیاب کردن، تصفیه شیره برای حذف ناخالصی‌ها، تغلیظ شیره از طریق تبخیر، کریستالیزاسیون قند در دیگ‌های پخت، جداسازی کریستال‌ها از شربت توسط سانتریفیوژ، و در نهایت خشک کردن و بسته‌بندی قند نهایی است.
برای هر مرحله، به تجهیزات تخصصی مانند آسیاب‌های نیشکر، مخازن تصفیه، مبدل‌های حرارتی، دیگ‌های پخت خلاء، سانتریفیوژها و خشک‌کن‌ها نیاز دارید. برنامه‌ریزی دقیق، سرمایه‌گذاری مناسب و رعایت استانداردهای بهداشتی و ایمنی برای راه‌اندازی موفق یک خط تولید قند ضروری است.