1:14 ص
علوم الاغذية -
كتب الزراعة
كتاب : الدليل الشامل في طرق و كيفيات تصنيع السكر
كان يُقطف قصب السكر (الذي يُصنع منه السكر) على شواطئ خليج البنغال ؛ انتشر إلى الأراضي المحيطة بماليزيا وإندونيسيا والهند الصينية وجنوب الصين. قدم الشعب العربي "السكر" (في ذلك الوقت عجينة لزجة نصف متبلورة ويعتقد أن لها قيمة طبية) إلى العالم الغربي من خلال جلب كل من القصب والمعرفة لزراعتها إلى صقلية ثم إسبانيا في القرنين الثامن والتاسع. . في وقت لاحق ، نجحت البندقية - التي كانت تستورد السكر النهائي من الإسكندرية - في احتكار هذه التوابل الجديدة بحلول القرن الخامس عشر. في تلك المرحلة ، بدأت في شراء السكر الخام ، وحتى قصب السكر ، ومعالجته في مصافي التكرير الخاصة بها. لكن احتكار البندقية لم يدم طويلا. في عام 1498 ، عاد الملاح البرتغالي فاسكو دا جاما من الهند حاملاً النكهة الحلوة إلى البرتغال. بدأت لشبونة باستيراد وتكرير السكر الخام ، وفي القرن السادس عشر أصبحت عاصمة السكر الأوروبية. لم يمض وقت طويل قبل أن يتوفر المُحلي في فرنسا ، حيث استمرت وظيفته الأساسية في كونه طبيًا ، وخلال عهد لويس الرابع عشر ، كان من الممكن شراء السكر بالأوقية من الصيدلية. بحلول القرن التاسع عشر ، كان السكر (رغم أنه لا يزال مكلفًا) متاحًا على نطاق واسع لكل من الطبقات العليا والمتوسطة.
مواد أولية
السكر مصطلح واسع يطبق على عدد كبير من الكربوهيدرات الموجودة في العديد من النباتات وتتميز بمذاق حلو أكثر أو أقل. السكر الأساسي ، الجلوكوز ، هو نتاج عملية التمثيل الضوئي ويحدث في جميع النباتات الخضراء. تحدث السكريات في معظم النباتات على شكل خليط لا يمكن فصله بسهولة إلى مكونات. في عصارة بعض النباتات ، يتم تكثيف مخاليط السكر في شراب. عصائر قصب السكر (Saccharum officinarum) وبنجر السكر (Beta vulgaris) غنية بالسكروز النقي ، على الرغم من أن سكر البنجر عمومًا أقل حلاوة بكثير من سكر القصب. هذان محصول السكر هما المصدران الرئيسيان للسكروز التجاري.
قصب السكر هو عشب كثيف طويل معمر يزدهر في المناطق الاستوائية أو شبه الاستوائية. يستخدم السكر المركب في الأوراق كمصدر للطاقة للنمو أو يتم إرساله إلى السيقان للتخزين. إن العصارة الحلوة في السيقان هي مصدر السكر بالشكل الذي نعرفه. يتراكم السكر في القصب إلى حوالي 15 بالمائة من وزنه. ينتج قصب السكر حوالي 2،600،000 طن من السكر سنويًا.
بنجر السكر هو نوع من جذر الشمندر يحتوي على أعلى نسبة من السكر ، ويتم زراعته خصيصًا من أجله. بينما عادة ما تكون بيضاء من الداخل والخارج ، فإن بعض أنواع البنجر لها قشرة سوداء أو صفراء. يتم تصنيع حوالي 3700000 طن من السكر من بنجر السكر.
تشمل محاصيل السكر الأخرى الذرة الرفيعة الحلوة والسكر القيقب والعسل وسكر الذرة. أنواع السكر المستخدمة اليوم هي السكر الأبيض (السكر المكرر بالكامل) ، المكون من شظايا شفافة أو عديمة اللون أو كريستالية ؛ أو السكر البني ، وهو أقل تكريرًا ويحتوي على كمية أكبر من بقايا العسل الأسود ، والذي يحصل منه على لونه.
التصنيع
معالجة
الزراعة والحصاد
1 يتطلب قصب السكر متوسط درجة حرارة 75 درجة فهرنهايت
يستغرق قصب السكر حوالي سبعة أشهر لينضج في منطقة استوائية وحوالي 12-22 شهرًا في منطقة شبه استوائية. في هذا الوقت ، يتم اختبار حقول قصب السكر بحثًا عن السكروز ، ويتم حصاد الحقول الأكثر نضجًا أولاً. في فلوريدا وهاواي وتكساس ، يتم إطلاق قصب السكر لحرق الأوراق الجافة. في لويزيانا ، يتم قطع سيقان قصب السكر التي يبلغ ارتفاعها من ستة إلى عشرة أقدام (1.8 إلى 3 أمتار) وتوضع على الأرض قبل الاحتراق.
2 في الولايات المتحدة ، يتم الحصاد (لكل من قصب السكر وبنجر السكر) بشكل أساسي عن طريق الآلة ، على الرغم من أنه يتم أيضًا في بعض الولايات يدويًا. يتم تحميل سيقان قصب السكر المحصودة ميكانيكيًا في شاحنات أو عربات السكك الحديدية ونقلها إلى المطاحن لمعالجتها وتحويلها إلى سكر خام.
التحضير والتجهيز
3 بعد وصول قصب السكر إلى ساحات المطاحن ، يتم تفريغه ميكانيكيًا وإزالة التربة والصخور الزائدة. يتم تنظيف القصب عن طريق إغراق الناقل بالماء الدافئ (في حالة الصخور المتناثرة وفوضى القمامة) أو عن طريق نشر العصا على ناقلات هزازة تمر عبر نفاثات قوية من المياه وبراميل التمشيط (لإزالة كميات أكبر من الصخور والقمامة ، والأوراق ، وما إلى ذلك). في هذه المرحلة ، تكون العصا نظيفة وجاهزة للطحن.
عندما يتم تسليم البنجر في المصفاة ، يتم غسله أولاً ثم تقطيعه إلى شرائح. بعد ذلك ، يتم وضعها في خلايا الانتشار مع
الماء عند حوالي 175 درجة فهرنهايت (79.4 درجة مئوية) ويتم رشه بالماء الساخن في الاتجاه المعاكس لإزالة السكروز.
عصر استخراج العصير
4 تقوم اثنتان أو ثلاث بكرات كسارة محزومة بشدة بتكسير القصب واستخراج جزء كبير من العصير ، أو آلة تمزيق من نوع المطرقة المتأرجحة (1200 دورة في الدقيقة) تمزيق القصب دون استخلاص العصير. تعد السكاكين الدوارة التي تقطع السيقان إلى شرائح مكملة للكسارات. (في معظم البلدان ، تسبق آلة التقطيع الكسارة.) يمكن استخدام مزيج من طريقتين ، أو حتى الطرق الثلاثة. تتضمن عملية الضغط سحق السيقان بين البكرات المعدنية الثقيلة والمحزومة لفصل الألياف (تفل قصب السكر) عن العصير الذي يحتوي على السكر.
5 عندما يتم سحق قصب السكر ، يتم رش الماء الساخن (أو مزيج من الماء الساخن وعصير نجس مسترجع) على القصب المسحوق بشكل عكسي حيث يترك كل مطحنة للتخفيف. يحتوي العصير المستخرج ، المسمى vesou ، على 95 في المائة أو أكثر من السكروز الموجود. يتم بعد ذلك نشر الكتلة ، وهي عملية تنطوي على قطع أو تمزيق السيقان بدقة. بعد ذلك ، يتم فصل السكر عن السيقان المقطوعة عن طريق إذابته في الماء الساخن أو العصير الساخن.
تنقية العصير - التنقية
والتبخر
6 عصير المطاحن لونه اخضر غامق حامض وعكر. تم تصميم عملية التنقية (أو التغوط) لإزالة الشوائب القابلة للذوبان وغير القابلة للذوبان (مثل الرمل والتربة والصخور الأرضية) التي لم تتم إزالتها عن طريق الغربلة الأولية. تستخدم العملية الجير والحرارة كعوامل تصفية. يعمل حليب الجير (حوالي رطل واحد لكل طن من قصب السكر) على تحييد الحموضة الطبيعية للعصير ، مكونًا أملاح كلس غير قابلة للذوبان. يؤدي تسخين عصير الليمون إلى درجة الغليان إلى تخثر الألبومين وبعض الدهون والشموع واللثة ، وتتسبب الرواسب في حبس المواد الصلبة العالقة وكذلك الجزيئات الدقيقة.
من ناحية أخرى ، يتم تنقية محلول بنجر السكر عن طريق ترسيب كربونات الكالسيوم أو كبريتات الكالسيوم أو كليهما بشكل متكرر. تتشابك الشوائب في بلورات الراسب المتنامية وتتم إزالتها عن طريق الترشيح المستمر.
7 تنفصل الطين عن العصير الصافي عن طريق الترسيب. تتم إزالة الشوائب غير السكر عن طريق الترشيح المستمر. يحتوي العصير المصفى النهائي على حوالي 85 بالمائة ماء وله نفس تركيبة العصير الخام المستخرج باستثناء الشوائب المزالة.
8 لتركيز هذا العصير المصفى ، تتم إزالة حوالي ثلثي الماء من خلال التبخر بالفراغ. بشكل عام ، يتم ترتيب أربع خلايا أو أجسام تغلي بالفراغ في سلسلة بحيث يكون لكل جسم لاحق فراغ أعلى (وبالتالي يغلي عند درجة حرارة منخفضة). وهكذا يمكن للأبخرة من جسم واحد أن تغلي العصير في الجسم التالي - البخار الذي يتم إدخاله في الخلية الأولى يفعل ما يسمى بالتبخر متعدد التأثير. يذهب البخار من الخلية الأخيرة إلى المكثف. يترك الشراب الجسم الأخير بشكل مستمر بحوالي 65 في المائة من المواد الصلبة و 35 في المائة من الماء.
محلول السكروز بنجر السكر ، في هذه المرحلة ، يكون أيضًا عديم اللون تقريبًا ، وبالمثل يخضع للتبخر الفراغي متعدد التأثيرات. يتم بذر الشراب وتبريده ووضعه في جهاز طرد مركزي. تغسل بلورات البنجر النهائية بالماء وتجفف.
بلورة
9 التبلور هو الخطوة التالية في صناعة السكر. يحدث التبلور في وعاء تفريغ أحادي المرحلة. يبخر الشراب حتى يتشبع بالسكر. بمجرد تجاوز نقطة التشبع ، تضاف حبيبات صغيرة من السكر إلى المقلاة ، أو "الضرب". هذه الحبوب الصغيرة ، التي تسمى البذور ، تعمل كنواة لتشكيل بلورات السكر. (تتكون حبوب البذور من خلال إضافة 56 أوقية [1600 جرام] من السكر الأبيض إلى وعاء آلة الملاط والخلط مع 3.3 جزء من خليط سائل: 70 بالمائة من الكحول الميثلي و 30 بالمائة من الجلسرين. تعمل الآلة عند 200 دورة في الدقيقة لمدة 15 ساعات.) يضاف شراب إضافي إلى الضربة ويتبخر بحيث يُسمح للبلورات الأصلية التي تم تكوينها بالنمو في الحجم.
يستمر نمو البلورات حتى تمتلئ المقلاة. عندما يصل تركيز السكروز إلى المستوى المطلوب ، يتم تفريغ الخليط الكثيف من الشراب وبلورات السكر ، المسمى Massecuite ، في حاويات كبيرة تُعرف باسم المُبلورات. يستمر التبلور في المبلورات حيث يتم تقليب الكتلة ببطء وتبريدها.
يُسمح لـ 10 Massecuite من الخلاطات بالتدفق إلى أجهزة الطرد المركزي ، حيث يتم فصل الشراب السميك أو دبس السكر عن السكر الخام بواسطة قوة الطرد المركزي.
الطرد المركزي
11 يتم إجراء عملية الطرد المركزي عالية السرعة المستخدمة لفصل الكتلة إلى بلورات السكر الخام ودبس السكر في آلات دوارة تسمى أجهزة الطرد المركزي. تحتوي آلة الطرد المركزي على سلة أسطوانية معلقة على مغزل ، مع جوانب مثقبة مبطنة بقطعة قماش سلكية ، بداخلها عبارة عن صفائح معدنية تحتوي على 400 إلى 600 ثقب في البوصة المربعة. تدور السلة بسرعات تتراوح من 1000 إلى 1800 دورة في الدقيقة. يتم الاحتفاظ بالسكر الخام في سلة أجهزة الطرد المركزي لأن البطانة المثقبة تحتفظ ببلورات السكر. يمر الخمور الأم ، أو الدبس ، عبر البطانة (بسبب قوة الطرد المركزي المبذولة). يتم إرسال دبس السكر النهائي (دبس السكر الأسود) الذي يحتوي على السكروز ، والسكريات المختزلة ، والسكريات العضوية غير العضوية ، والرماد ، والماء ، إلى صهاريج تخزين كبيرة.
بمجرد أن يتم الطرد المركزي للسكر ، يتم "تقطيعه" وإرساله إلى آلة التحبيب للتجفيف. في بعض البلدان ، تتم معالجة قصب السكر في مصانع صغيرة دون استخدام أجهزة الطرد المركزي ، ويتم إنتاج منتج بني غامق (سكر غير نابذ). يتم إنتاج السكر بالطرد المركزي في أكثر من 60 دولة بينما يتم إنتاج السكر غير الطرد المركزي في حوالي عشرين دولة.
التجفيف والتغليف
12 يتم تجفيف بلورات السكر الرطبة عن طريق دفعها عبر الهواء الساخن في آلة تحبيب. يتم بعد ذلك فرز بلورات السكر الجافة حسب الحجم من خلال غربال اهتزازية ووضعها في صناديق تخزين. ثم يتم إرسال السكر ليتم تعبئته في عبوات مألوفة نراها في محلات البقالة ، أو في عبوات سائبة ، أو في شكل سائل للاستخدام الصناعي.
المنتجات الثانوية
يستخدم تفل قصب السكر الناتج بعد استخلاص العصير من قصب السكر كوقود لتوليد البخار في المصانع. يتم تصنيع كميات كبيرة بشكل متزايد من تفل قصب السكر في الورق ، والألواح العازلة ، والألواح الصلبة ، بالإضافة إلى مادة الفورفورال ، وهي مادة كيميائية وسيطة لتخليق الفوران ورباعي الهيدروفلوران. يتم استخدام قمم البنجر والشرائح المستخلصة وكذلك دبس السكر كعلف للماشية. لقد ثبت أنه يمكن إنتاج المزيد من علف الماشية والحيوانات الأخرى لكل فدان سنويًا من البنجر أكثر من أي محصول آخر يزرع على نطاق واسع في الولايات المتحدة. يتم أيضًا معالجة شرائح البنجر كيميائيًا لتسهيل استخراج البكتين التجاري.
المنتج النهائي المشتق من تكرير السكر هو دبس السكر الأسود. يتم استخدامه في علف الماشية وكذلك في إنتاج الكحول الصناعي والخميرة والمواد الكيميائية العضوية والروم.
مراقبة الجودة
يعتبر تطهير المطاحن عاملاً مهماً في إجراءات مراقبة الجودة. أظهر علماء الجراثيم أن كمية صغيرة من تفل قصب السكر يمكن أن تصيب مجرى العصير الدافئ الذي يتدفق فوقه. تحتوي المطاحن الحديثة على أحواض ذاتية التنظيف ذات منحدر مصمم بطريقة لا تصمد فيها مصاصة القصب بل تتدفق مع تيار العصير. يتم اتخاذ تدابير صارمة لمكافحة الحشرات والآفات.
نظرًا لأن قصب السكر يفسد بسرعة نسبيًا ، فقد تم اتخاذ خطوات كبيرة لأتمتة طرق النقل وإيصال العصا إلى المطاحن في أسرع وقت ممكن. إن الحفاظ على الجودة العالية للمنتج النهائي يعني تخزين السكريات المكررة ذات اللون البني والأصفر (التي تحتوي على 2٪ إلى 5٪ رطوبة) في جو بارد ورطب نسبيًا ، بحيث تستمر في الاحتفاظ برطوبتها ولا تصبح صلبة. تتوافق معظم السكريات الحبيبية مع المعايير التي وضعتها الرابطة الوطنية لمصنعي الأغذية والصناعة الصيدلانية (دستور الأدوية الأمريكي ، الوصفات الوطنية)...
---------------------
---------------------------------
ليست هناك تعليقات: