مراحل و خطوات انتاج السكر

السكر الخام
==========
يتكون من بلورات يوجد على سطح هذه البلورات طبقة رقيقة من الشوائب حيث يتم خلطها بالعصير السكري الحار الذي يلين هذه الطبقة. ويعرف هذا الخليط بالصهارة (MAGMA) وهي كتلة لزجة سمراء، وهذه الصهارة تغذي الطاردات المركزية بشكل مستمر. إن قوة الطرد المركزية تفصل البلورات الخام من العصير الخام السكري حيث إن السكر يغسل بالماء لبضعة ثواني خلال عملية الفصل والذي يعمل على إزالة الآثار الأخيرة للعصير السكري. إن بلورات السكر الخام النظيفة الناتجة من آلات الطرد المركزي تذاب في الماء وينتج عنها سائل الخام المذاب، وهذا السائل يكون نقي جزئيا حيث يذهب إلى عملية التنقية القادمة والتي هي الكربنة التي ستنقي السائل و تخفض اللون.
يخلط الجير مع سائل الخام المذاب و يضخ ثاني أكسيد الكربون (CO2) خلال الخليط الذي يجعل ثاني أكسيد الكربون و الجير يتفاعلان مما يؤدي إلى تشكل الطين الذي يجذب الشمع ومادة صمغية وشوائب أخرى وذلك ضمن المعادلة الكيميائية التالية:
Ca(OH)2 + CO2 ------------------> CaCO3 + H2O
الخليط (سائل كربنة ) يتم ضخه خلال المرشح تحت ضغط عمل المتوازي الذي سيرشح السائل. وسوف يتم إزالة الطين و الرواسب الصلبة حيث ينتج لنا سائل جاهز للمرحلة القادمة .
السائل المرشح من الكربنة يعبر خلال مرحلتين من الحبيبات الكربونية المنشطة (GAC) الذي يزيل اللون الزائد. يوجد في مصفاة 12 عمود كربون لازالة اللون من السائل السكري. عندما يتم استهلاك فعالية الكربون, يعاد تهيئته و تنشيطه في فرن خاص حيث يحرق اللون الملتصق بالكربون فيعيد ذلك نشاط الكربون لما كان عليه. بعد عملية ازالة اللون يكون السائل السكري جاهز لعملية التبخير و البلورة.


كل عمليات التنقية السابقة نفذت على سائل نسبة تركيزه (Brix) 60ـــ 65% . عملية التبخير تستعمل في هذه المرحلة لإزالة بعض من الماء قبل القيام بالبلورة حيث ينتج لنا سائل ذو نسبة تركيز (Brix) 74% بعد عملية التبخير يغذي السائل في الوعاء المفرغ حيث تنمو بلورات السكر فيها . إن السائل يسخن بشكل غير مباشر بالبخار ذو قوة دفع حتى يصل إلى درجة حرارة 80 درجة مئوية حيث يغلي بسبب الوعاء المفرغ. أن تفريغ الوعاء و درجة الحرارة المنخفضة تساعدان على تقليل نسبة الزيادة في لون السائل.
إن خليط البلورات و السائل (MASSECUITE) سيفصل منه بلورات السكر الأبيض أما السائل المفصول مازال يحتوي على كمية هامة من السكر يرسل إلى البلورة مرة ثانية و بعد ذلك مرة ثالثة لنزع سكر أكثر من السائل. أما بلورات السكر البيضاء المفصولة عن طريق الطوارد المركزية مازالت تحتوي على 1% من الرطوبة. تزال هذه النسبة بمرور السكر في مرحلة التجفيف حيث ينطلق الهواء الساخن المرشح عبر السكر مما يجعل نسبة الرطوبة في هذه المرحلة حوالي 0.06 % ثم بعد ذلك يتم تخزين السكر في الصوامع.


يتبقى سائل من عملية تحضير السكر الأبيض و الغسيل في عملية الفصل وهذا السائل يحتوي على نسبة من السكر ويجب من الناحية الاقتصادية استرجاعها فيذهب هذا السائل إلى دار الاسترجاع ويقوم بتشغيلها مثل مصنع السكر الخام حيث يهدف إلى أن يجعل السكر بنوعية مماثلة للسكر المغسول بعد مرحلة الفصل كما إن عملية البلورة في المراحل السابقة لا يمكن أن يصبح السائل فيها كله سكر فينتج لنا سائل حلو يسمى بدبس السكر المصفى حيث يتحول إلى طعام ماشية عادة أو يرسل إلى معمل تقطير حيث يصبح كحول.
عملية تصفية السكر تتكون من مجموعة مراحل لانتاج سكر ذات مواصفات عالية الجودة, والمراحل هي:
شراء السكر الخام
1.الفصل والإذابة
2.الكربنة
3.إزالة اللون
4.التبخير والبلورة
5.الفصل والتجفيف
6.الاسترجاع
دور الفحم النباتى فى تكرير السكر
====================
ويعد الفحم الحيواني المادة الأساسية في مصانع تكرير السكر، ويتم تحضيره عن طريق التقطير الإتلافي في معزل عن الهواء لعظام الحيوانات. وباستعراض تاريخ استخدامه في مصانع تكرير السكر


استخدم لأول مرة بالمصانع الفرنسية عام 1812، واستمر لأكثر من قرن ونصف في جميع وحدات تكرير السكر على مستوى العالم، ثم اتجه التفكير منذ ستينيات القرن العشرين إلى استبداله الفحم النباتي به، أو ما يطلق عليه علميًّا "الكربون النباتي المنشط المحبب"، وأثبت كفاءة عالية، ولكن رغم ذلك ما تزال مصانع السكر في مصر ومعظم الدول النامية تستخدم الفحم الحيواني؛ وذلك لارتفاع ثمن الفحم النباتي الذي يصل سعر الطن منه إلى ما يزيد عن 10 آلاف دولار. من هنا اتجه التفكير إلى إنتاج هذا الفحم باستخدام مادة محلية متوفرة بالمخلفات الزراعية كبديل للمستورد، والذي يصنع من ثلاثة مصادر رئيسية؛ هي: خشب الأشجار، وقشرة جوز الهند، والفحم الحجري.
فحم لتكرير السكر
صناعة السكر تعتمد على عدة خطوات؛ تبدأ بجمع المحصول، واستخلاص العصير وترشيحه وتنقيته من الشوائب، ثم الترسيب والترويف والتكرير وأخيرًا البلورة.. وتعتبر مرحلة التكرير من أهم مراحل صناعة السكر؛ لأن كفاءة القيام بهذه المرحلة تؤثر على لون السكر، الذي يعتبر من أهم عناصر جذب المستهلك؛ ولذلك تلجأ بعض المصانع إلى نقل السكر إلى مصانع متخصصة في التكرير. وفي هذه العملية يتم -أولا- صهر السكر الخام الذي يبدو عندئذ داكن اللون ليتم تمرير الشراب السكري الناتج على فلاتر كبيرة ممتلئة بالفحم الحيواني أو النباتي المسخن عند درجة 80ْم لتقوم الفراغات الموجودة بالفحم باصطياد الألوان أو امتصاصها ليدخل هذا الشراب على جهاز طرد مركزي يفصل المياه منه ويحوله لبلورات السكر.
وعن الفرق في الكفاءة بين الفحم النباتي والحيواني في القيام بهذه العملية
التجارب أثبتت أن الفحم النباتي له قدرة أفضل على إزالة اللون؛ لأن مساحته السطحية أكبر بكثير؛ بمعنى أن الفراغات الموجودة به مساحاتها أكبر؛ إذ تصل إلى 1600 متر مربع للجرام بزيادة تصل إلى أكثر من 15 ضعفا عن الفحم الحيواني، والذي تصل المساحة به إلى 100 متر مربع للجرام، وهذا يعطيه قدرة أكبر على اصطياد الألوان.

عملية إعادة تنشيط الفحم –أي تأهيله للاستخدام مرة أخرى- سهلة جدًّا بالفحم النباتي عن الحيواني، إذ يكفي أن يمر الفحم النباتي على بخار مياه لإعادة تنشيطه، بينما يحتاج الفحم الحيواني لمراحل معقدة ووقت طويل.


وأخيرًا.. فإن الفحم النباتي المستهلك يكون له استخدام هام جدًّا عند الرغبة في استبدال فحم جديد به؛ حيث يمكن استخدامه كوقود على العكس من الفحم الحيواني الذي لا يكون له أي استخدام، ويرجع ذلك لاحتواء الفحم النباتي على نسبة عالية من الكربون تصل إلى 95% من مكوناته، بينما لا تتعدى نسبة الكربون بالفحم الحيواني الـ10%.


هذه المزايا التي يتمتع بها الفحم النباتي جعلته يدخل في صناعات عديدة؛ حيث يدخل في الصناعات الغذائية وصناعة المشروبات الغازية وفي صناعات كمامات الحروب؛ وذلك لدوره في اصطياد الغازات السامة، كما يستخدم في تنقية المياه الخاصة بالشرب، وكذلك في تنقية الهواء من تلوثات المصانع؛ ولذلك فإن قياس مستوى تقدم الدول وتحضرها أصبح يقاس بمعدل استخدامها للفحم النباتي أو الكربون المنشط؛ لأن معنى ذلك أنها دولة تهتم بصحة مواطنيها.. وفي هذا الإطار يشير د.تمريك إلى أن اليابان تأتي في مقدمة الدول المستهلكة له حيث يصل معدل الاستهلاك السنوي للفرد بها إلى 500جرام، وتأتي بعدها الولايات المتحدة (350جم)، ثم أوربا (200جرام)، بينما توجد دول ومعظمها من دول العالم النامي لا تستهلكه على الإطلاق لارتفاع سعره الناتج عن احتكار الولايات المتحدة لـ90% من إنتاجه العالمي.


حطب القطن.. حل المشكلة
ولحل مشكلة احتكار الولايات المتحدة لإنتاج الفحم النباتي أو الكربون المنشط عالميا اتجه التفكير في إنتاجه من بدائل محلية، وعن طريق إنتاج الفحم من حطب القطنيقول د.تمريك: إنه يوجد طريقتان: الأولى ويطلق عليها الطريقة الطبيعية أو الحرارية؛ حيث يفحم خلالها حطب القطن عند درجة حرارة منخفضة 500 أو 700ْم، ثم يعالج ببخار ماء وثاني أوكسيد الكربون عند درجة حرارة عالية 850ْم فما فوق.. والثانية وتسمى الطريقة الكيميائية، ويتم خلالها وضع بعض الأحماض والمواد القلوية على الحطب ليحرق في وجودها.
وعن فاعلية استخدامه في تكرير السكر يؤكد إبراهيم دردير عبد الله رئيس معامل مصنع السكر بدشنا على فعالية استخدام حطب القطن في التكرير؛ حيث أعطى نتائج إيجابية لا تقل عن أداء الفحم الحيواني المستخدم منذ زمن بعيد بمصانع السكر، كما أثبتت التجارب صلاحية الفحم الناتج من حطب القطن في إعادة استخدامه من جديد بعد التنشيط الحراري.. هذا بالإضافة إلى ارتفاع كفاءة فحم حطب القطن عند خلطه مع الفحم الحيواني؛ الأمر الذي يشير إلى إمكانية استبدال الفحم النباتي بالفحم الحيواني الذي ما زال مستخدما حتى الآن في مصانع شركة السكر المصرية.