دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
تعداد صفحات : 97 صفحه -
قالب بندی : word
فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه و هدف
1- کلیات
1-1- تولید شکر و نیشکر در جهان ...............................................................9
1-2- تولید شکر و نیشکر در ایران ................................................................10
1-2-1- نیشکر کاری در ایران ......................................................................10
1-2-2- تولید شکر نیشکری در ایران ..........................................................11
1-3- نیشکر کاری در خوزستان ...................................................................12
1-4- کشت و صنعت کارون ......................................................................14
2- ترکیب شیمیایی نیشکر
2-1- مواد آلی غیر از ساکاروز ...................................................................19
2-2- اسید های آلی ..................................................................................20
2-3- ترکیبات غیر آلی ..............................................................................20
2-4- ترکیبات ازت دار .............................................................................20
3- فرایند تولید شکر از نیشکر
مقدمه
3-1- برداشت نیشکر ...............................................................................21
3-1-1- مواد زائد همراه نی .....................................................................23
3-2- آماده سازی نی ............................................................................24-25
3-2-1- شستشوی نی .............................................................................25
3-2-2- خرد کردن نی ............................................................................25
3-3- عصاره گیری ..................................................................................26
عنوان......................................................................................................... صفحه
3-4- زلال کردن...........................................................................................26
3-5- صافی های خلاء..................................................................................27
3-6- تبخیر کننده ها.....................................................................................27
3-7- تبلور .................................................................................................27
3-8- سانتریفوژ ...........................................................................................27
4- ترکیبات شربت نیشکر .............................................................................28
4-1- پلی ساکاریدها ....................................................................................28
4-1-1- لوان ................................................................................................29
4-1-2- پکتین .............................................................................................29
4-1-3- سلولزان ..........................................................................................29
4-1-4 نشاسته .............................................................................................29
4-1-5- دکستران ........................................................................................31
4-1-5-1- مشخصات فیزیکی شیمیایی دکستران...........................................31
4-1-5-2- تولید دکستران..............................................................................33
5 مشخصات جنس لوکونوستوک ....................................................................34
6 میکربهای موجود در کارخانه قند ................................................................35
6-1- میکروارگانیسم های نیشکر ...................................................................35
6-2- سالم سازی آسیاب ها ..........................................................................37
7- روش های سریع اندازه گیری دکستران......................................................38
8- پلی ساکاریدهای نیشکر..........................................................................39
8-1- صمغ درنی ترش..................................................................................41
8-2- پلی ساکاریدهای بخش تصفیه .............................................................44
9- ضایعات ناشی از دکستران ........................................................................45
9-1- ضایعات نامعلوم ..................................................................................45
9-2- تداخل در اندازه گیری درصد قند .........................................................46
9-3- مشکلات ناشی از دکستران در تصفیه و تولید شکر خام ......................46
9-3-1 اثر بر شربت زلال کنندها ..................................................................46
9-3-2- اثر دکستران بر صاف شدن .............................................................47
9-3-3- اثر دکستران بر ناروانی ...................................................................47
9-4- اثر بر بلورهای ساکاروز......................................................................49
9-4-1- اثر بر سرعت رشد بلورها ..............................................................49
9-4-2 اثر بر شکل بلورها ..........................................................................49
9-5- اثر بر ظرفیت کارخانه .......................................................................53
9-6- اثر بر خلوص ملاس نهایی ...............................................................54
مواد و روشها
2-1- اثر روش های برداشت بر روی سرعت تشکیل دکستران .....................54
2-1-1- نمونه برداری ...............................................................................55
2-1-2- آزمایشهای مربوط به نی ...............................................................55
2-1-2-1- تعیین ماده خشک ....................................................................56
2-1-2-2- تعیین درصد قند (پلاریمتری)....................................................56
2-1-2-3- درجه خلوص .........................................................................57
2-1-2-4- تعیین قند معکوس ...................................................................57
2-1-2-5- اندازه گیری دکستران ...............................................................58
2-2- آزمایشهای مربوط به شربت ..............................................................64
2-3- اثر دکستران بر انحراف پلاریزاسیون ..................................................65
2-4- اثر استات سرب بر حذف دکستران ......................................................65
2-5- اثر فرمالین ........................................................................................66
2-6- روش های آماری ..............................................................................66
2-6-1- روش های تجزیه واریانس .............................................................66
2-6-2- رگرسیون .....................................................................................66
نتایج و بحث
3-1- آزمایشهای نیشکر .............................................................................67
3-1-1- آزمایش قند ..................................................................................67
3-1-2- آزمایش درجه خلوص ...................................................................67
3-1-3- آزمایش PH ................................................................................68
3-1-4- آزمایش نسبت کیفیت راندمان تولید و شکرخام ..............................69
3-1-5- آزمایش دکستران .........................................................................69
3-1-6- آزمایش قند معکوس ...................................................................69
3-2- آزمایشهای شربت ...........................................................................74
3-2-1- آزمایشهای قند معکوس................................................................74
3-2-1- آزمایش دکستران ........................................................................74
3-3- آزمایش اثر دکستران بر انحراف پلایمتری .........................................80
3-4- آزمایش اثر فرمالین ........................................................................82
3-5- آزمایش اثر استات سرب بر حذف دکستران .....................................83
4- ضمیمه .............................................................................................84
5- منابع مورد استفاده .............................................................................92
فهرست جداول
عنوان صفحه
شماره جدول
- ضایعات قندی بر اساس دکستران موجود در شکر خام ....................8
- تولید قند و شکر از چغندر و نیشکر در جهان .................................9
- صورت عملکردبهره برداری کارخانه های نیشکری...........................13
- واریته های تجاری نیشکر کارون ...................................................14
- ترکیبات شیمیایی نیشکر ...............................................................19
- مقادیر ترکیبات مختلف در نی های سالم ، ترشیده ، خشک، برگ سبز سرنی و برگهای خشک................................................................23
- مواد تشکیل دهنده شربت ............................................................28
- پلی ساکاریدهای موجود در نیشکر ...............................................30
- گروه های مختلف دکستران بر اساس پیوندهای موجود ..................32
- تجزیه پلی ساکاریدهای جدا شده از ملاس و شربت مخلوط.........40
- مقایسه ترکیبات صمغ جدا شده از نی تازه و کهنه ........................41
- اثر زمان نگهداری نی سبز و سوخته بر میزان صمغ ......................42
- میزان صمغ در نی های خرد شده و خرد نشده در اثر نگهداری .....43
- درصد افزایش صمغ شربت در خلال نگهداری نیشکر ...................43
- میزان دکستران و ضایعات قندی در شکر خام ..............................45
- منحنی استاندارد دکستران ...........................................................64
- جداول تجزیه واریانس صفات مختلف نی ..................................76
- جداول تجزیه واریانس صفات مختلف در شربت ........................79
- جداول تجزیه واریانس مربوط به اثر غلظت های مختلف فرمالین...82
فهرست شکلها
- اثر دکستران و نشاسته بر ناروانی...........................................................48
- اثر دکستران بر افزایش ناروانی ............................................................48
- بلور طبیعی ساکاروز و محورهای کریستالوگرافی..................................52
- مقایسه اثر رافینوز و دکستران بر بلور ساکاروز .....................................52
- اثر غلظت های متفاوت دکستران بر بلور ساکاروز................................53
- تغییرات درصد قند در نی های سبز، سوخته و برداشت ماشینی ..........72
- تغییرات درجه خلوص در نی های سبز، سوخته و برداشت ماشینی.... 72
- تغییرات PH در نی های سبز ، سوخته و برداشت ماشینی .................74
- تغییرات نسبت کیفیت خام در نی های سبز ، سوخته و برداشت ماشینی...........................................................................................64
- تغییرات شکر خام در نی های سبز، سوخته و برداشت ماشینی......... 65
- تغییرات بازه تولید در نی های سبز ، سوخته و برداشت ماشینی ........65
- تغییرات دکستران در نی های سبز، سوخته و برداشت ماشینی ...........73
- تغییرات قند معکوس در نی های سبز ،سوخته و برداشت ماشینی .....73
- تغییرات قند معکوس در شربت با PH های مختلف در دمای C50ْ..77
- تغییرات قند معکوس در شربت با PH های مختلف در دمای C60ْ..77
- تغییرات قند معکوس در شربت با PH های مختلف در دمای C70ْ..78
- تغییرات دکستران شربت با PH های مختلف در دمای C 50ْ .........78
- تغییرات دکستران شربت با PH های مختلف در دمای C 60ْ .........79
- تغییرات دکستران شربت با PH های مختلف در دمای C 70ْ .........79
- رگرسیون بین دکستران و درصد قند ........................................... 81
- رگرسیون بین دکستران و انحراف پلاریمتری ............................... 81
مقدمه و هدف:
نیشکر از گیاهان زراعی است که ظاهراً اهلی کردن آت برای اولین بار در جزایر اقیانوس آرام (گینه نو) اتفاق افتاد و سپس از آنجا به چین و هند برده شده است. سابقه تاریخی کشت نیشکر به هزار سال قبل از میلاد می رسد نیشکر از هند به سایر نقاط دنیا راه یافت و تا اوایل قرن هجدهم تنها محصولی بود که در سطح تجارتی برای تولید شکر کشت می شد.
تولید شکر از اجزاء مهم اقتصادی کشاورزی بسیاری از کشورهاست در مقیاس جهانی عملکرد قند چغندر و قند نیشکر در واحد سطح تقریباً مساوی است.
سابقة تولید نیشکر در ایران به سال 600 میلادی می رسد در این زمان شکر تصفیه شده از نیشکر تولید می شده. ظاهراً تولید نیشکر در خوزستان اهمیت داشته است زیرا کلمه خوز به معنی نیشکر است به هر حال اولین تلاش وسیع برای تولید آزمایشی نیشکر در سال 1329 در خوزستان انجام گردید. (3)
اکنون صنعت قندسازی کاملاً استقرار یافته مهذا پژوهشگران تحقیقات زیادی درباره تحول این صنعت آن هم با توجه به تکنیک های کاملاً مدرن با توجه به شرایط سخت که به این صنعت تحمیل شده است اشتغال به کار دارند.
هدفهای کنونی این پژوهشگران و محققان را می توان به شرح زیر خلاصه کرد.
- استخراج حداکثر ممکن قند از نیشکر
- شکر با کیفیتی تولید گردد که جوابگوی خواسته های مصرف کنندگان باشد. بسیار از این مصرف کنندگان شرایط بسیار سختی را برای کیفیت شکر قائل شده اند.
- شکر را هر چقدر ممکن است با قیمت کمتری به بازار عرضه نمایند یا به عبارت دیگر استفاده از تجهیزات پیشرفته و کاهش ضایعات در کلیه مراحل تولید شکر. (10)
همچنین توجه به مسائلی مانند کاهش مصرف انرژی و حداقل آلودگی محیط زیست. (8)
از جمله مسائلی که کارخانجات نیشکری با آن دست به گریبان هستند ضایعات ناشی از فعالیت میکروارگانیزم ها می باشد. میکروارگانیزم ها قادرند تحت شرایط مناسب و در مراحل مختلف مانند آتش زدن. حمل نی . آسیاب و سایر مراحل تولید شکر در کارخانه به روش های گوناگون همانند تجزیه ساکاروز، تولید قند معکوس، تولید اسید، تولید مواد صمغی مثل دکستران لوان ضایعات جبران ناپذیری وارد کند. (10)
دکستران از جمله موادی است که توسط باکتری به نام لوکونوستوک مزنتروییدس تولید می شود که در صورت توقف نی در مرحله برداشت. حمل و یا توقف شربتها و آلودگی آسیاب ها این باکتری وارد عمل شده و منجر به تولید دکستران و اسید می گردد که از جمله خسارات وارده را می توان 1- افزایش ضایعات نامعلوم در شربت ناشی از تشکیل دکستران که بر طبق نظر کلارک میزان ضایعات را می توان در جدول زیر نمایش داد. (24)
جدول 1: ضایعات قندی بر اساس دکستران موجود در شکر خام (24)
اسید
فروکتوز
ضایعات قندی
درصد
شکر (lbt)
شکر (lb/t)
% دکستران
07/0
2/2
4/4
05/0
14/0
4/4
8/8
1/0
7/0
22
44
5/0
که این ضایعات فقط در رابط مستقیم با تولید دکستران می باشند و 3 تا 5 برابر ضایعات نیز در مرحله فرایند رخ می دهد 2- اثر بر تصفیه شربت 3- تشکیل رسوبات در صافی ها 4- سوزنی شدن کریستالها 5- افزایش خلوص ملاس بدلیل ورود کریستالهای ریز به ملاس و قند زدایی ضعیف ملاس 6- کاهش قیمت شکر . افزایش میزان دکستران در شکر به بیش از m.a.u 250 باعث کاهش قیمت شکر می گردد که بر اساس میزان دکستران ، جریمه هایی در نظر گرفته شده است.
هدف از این تحقیق تعیین آثار زمان تأثیر بین برداشت و آسیاب نی ، روش های و برداشت اثر آتش زدن بر روند تشکیل دکستران در نی می باشد.
اثر عواملی مانند زمان نگهداری شربتة دما و PH های مختلف بر سرعت تشکیل دکستران و نیز تأثیر 3 سطح فرمالین برای جلوگیری از تشکیل دکستران، اثر دکستران بر انحراف پلاریزاسیون که باعث ایجاد خطا در محاسبه درصد قند و خلوص شربت های آزمایش می شود و نیز اثر استات سرب بر حذف دکستران بررسی شد.
- کلیات
- تولید شکر و نیشکر در جهان
تولید قند و شکر از نیشکر و چغندر قند از مرز یکصد و ده میلیون تن گذشته است نرخ رشد سالیانه شکر تولیدی در جهان 4-3% و این رقم بیش از نرخ رشد جمعیت در جهان است (11)
جدول شماره 2 تولید و بهای شکر چغندری (هزار تن) 11
سال زراعی
تولید جهانی شکر
شکر چغندر نی
نیشکری
درصد شکر چغندری
درصد شکر نیشکر
1/2000
130615
36591
94024
01/28
19/71
2/2001
136159
33017
103142
25/24
75/75
3/2002
149399
27283
112116
96/24
04/75
4/2003
143971
34582
109389
02/24
98/75
در 120 کشور جهان حدود 27 میلیون هکتار زراعت نیشکر وجود دارد که اگر آنها را به تفکیک بیان کنیم. 38 کشور چغندر کار – 73 کشور نیشکر کار و 9 کشور از جمله ایران کشت چغندر و نیشکر را به همراه هم دارند.
در این بخش 28 میلیون نفر برای 2586 کارخانه قند (885 کارخانه چغندر – 1700 کارخانه نیشکر) مشغول به کار می باشند (11)
در جهان حدود 23/11 میلیون هکتار زمین زیر کشت نیشکر می باشد و بیشترین سطح زیر کشت نیشکر مربوط به برزیل است با 925/1 میلیون هکتار و پس از آن هندوستان با 85/1 میلیون هکتار در مکان دوم قرار دارد. (11)
از نیشکر تولیدی در جهان 993/63 میلیون تن شکر حاصل می شود که بطور متوسط برای هر هکتار 7/5 تن شکر تولید می گردد.
برزیل با تولید 4/9 میلیون تن شکر دارای بیشترین تولید در جهان است و پس از آن هندوستان و کوبا در رده های بعدی قرار دارند و بیشترین تولید محصول نیشکر در هکتار مربوط به هاوایی است با تولید معادل 3/214 تن نیشکر در هکتار و پس از آن کلمبیا با تولید 3/127 تن در هکتار در مقام بعدی قرار دارد.
- تولید شکر و نیشکر در ایران
1-2-1- نیشکر کاری در ایران
نیشکر کاری صنعتی در ایران به اواخر سال 1328 بر می گردد که در پی درخواست سازمان برنامه و بودجه ، کشورهای مصر – برزیل – اتازونی – پاکستان – هر یک 10 کیلو گرم از قلمه های نیشکر مرغوب خود را با ذکر مشخصات به ایران فرستادند سایر کشورها به دلیل مقررات گمرکی خود نتوانستند درخواست ایران را اجابت نمایند. (7)
این قلمه ها در اواخر سال 1328 و اوایل 1329 در اهواز کشت شد و در سال 1331 آقای وان دوشور که یکی از کارشناسان نیشکر کاری بود برای مدت شش ماه به ایران آمد و اصول کلی زراعت و مراقبت در مزارع نیشکر کاری را به مهندسان ایرانی آموزش داد. در همین زمان 12 نوع قلمه دیگر نیشکر آمریکایی بوسیله سازمان غذا و کشاورزی به ایران رسید و در خوزستان کاشته شد که این نیشکرها در مناطق خوزستان مانند اهواز – دزفول – حمیدیه – شوش – سوسنگرد – شوشتر کشت شدند.
از تمام عملیات بالا نتایج بسیار مثبت زیر بدست آمده است.
- علی الاصول نیشکر در خوزستان به عمل می آید برخلاف شایعاتی که پخش شده بود از سرمای احتمالی موقتی که ممکن است پیش آید زیان نمی بیند.
- انواع مخصوصی از نیشکرهای رسیده در خوزستان خوب رشد می کند و درصورت ایجاد کارخانه این انواع زیاد خواهد شد.
- میزان قند نیشکری که در خوزستان کشت شده بود بسیار رضایت بخش بود.
مطالعات و بررسی های انجام شده بلاخره منجر به طرحی شد که خوشبختانه از شهریور 1336 به مرحله اجرا گزارده شد. طبق این طرح در منطقه هفت تپه 12 هزار هکتار زمین خریداری شده و به کشت نیشکر اختصاص داده شد و در سال 1340 اولین کارخانه قند نیشکر ایران شروع به بهره برداری کرد و در بهره برداری 1346 با تولید 104 تن نیشکر در هکتار و 1/10 هکتار تن شکر در هکتار موفق ترین بهره برداری را در تاریخ خود داشت و از نظر تولید در واحد سطح یکی از بهترین رکوردها را در دنیا بدست آورد. (7)
1-2-2- تولید نیشکر در ایران
تولید شکر در سال 83 در مقایسه با سال 63 رشدی معادل 204 درصد داشته است و تولید نیشکر در طی این سالها نیز رشدی معادل 246 درصد داشته است که شکر تولیدی از نیشکر در حدود 45 درصد تولید داخلی را به خود اختصاص داده است.
مصرف سرانه کشور معادل 35 کیلو قند و شکر می باشد که تولید داخلی بیش از 50 درصد مصرف داخلی کشور داخلی کشور را تامین نموده است.
خوزستان با موفقیت بین 29 تا 33 درجه عرض جغرافیایی بلحاظ شرایط اقلیمی مناسب یکی از مساعدترین و مستعدترین مناطق تولید نیشکر در جهان محسوب می گردد.
جلگه خوزستان در ارتفاع بین 4 تا 150 متر از سطح دریا قرار گرفته و از این لحاظ موقعیت مناسبی برای تولید نیشکر محسوب می شود.
درجه حرارت زیاد، طولانی بودن دوران روشنایی روز ، فراوانی انرژی خورشیدی، و درخشندگی هوا، از امتیاز این منطقه می باشد.
کمی میزان بارندگی به کوتاهتر شدن و اقتصادی تر شدن عملیات برداشت و افزایش فرصت رشد محصول در سال بعد کمک می نماید و وجود سرماهای حدود صفر در ریزش برگ. افزایش فعالیتهای قند سازی و جلوگیری از گل دهی نیشکر کمک می کند. گرم و خشک بودن منطقه در کنترل طبیعی و محدودیت خسارات بسیاری از آفات و امراض نیشکر که در سایر نقاط دنیا موجب خسارت عمده ای می باشد مؤثر بوده و امکانات مساعدی را برای کشت نیشکر در این منطقه بوجود می آورد.
مجموعه امکانات طبیعی – اقتصادی – اجتماعی – فنی – تخصصی منطقه را در هیچیک از مناطق نیشکر خیز جهان نمی توان مانند خوزستان یک جا و مجتمع در نظر گرفت. سوابق تاریخی کشت نیشکر در این منطقه نیز درخشان و حائز اهمیت است.
نیشکر با توجه به پیچیدگی عملیات زراعی آن از گیاهانی است که در مقایسه با کشتهای دیگر عملیات زراعی آن مستلزم برنامه ریزی دقیق و ماشین آلات ویژه می باشد انتخاب ماشین آلات عملیات برداشت و حمل آن نیز با در نظر گرفتن مشخصات فنی و ابعاد ظرفیت آنها فارغ از سایر عوامل و فاکتورهای مؤثر مشکلاتی در پی خواهد داشت.
بهترین زمان برداشت از اوایل آبان ماه تا اواخر اسفند می باشد در بعضی ماه ها فصل برداشت طولانی می گردد که از عوامل محدود کننده و باز دارنده می توان باران و برداشت و حمل نی را نام برد.
جدول شماره 3: صورت عملکرد بهره برداری کارخانه های نیشکری 1384 (11)
کارخانه
ظرفیت اسمی
راندمان در هکتار
سطح زیر کشت هکتار
خریداری به تن
مصرف به تن
هفت تپ
10000
83/84
9387
864148
864148
کارون
20000
10/97
17489
1698214
1639678
امام خمینی
10000
82
12684
1040222
1040222
امیر کبیر
10000
67
12715
856483
856483
میرزا کوچک خان
10000
70
10554
716270
716217
فارابی
10000
60
6506
382910
382910
سلمان فارسی
10000
70
7435
514012
514012
دعبل خزاعی
10000
72
8162
586217
586217
جمع کل
90000
4/78
84932
6658476
6599940
کشت و صنعت کارون در حمل اراضی دیمچه در 50 کیلو متری شهرستان دزفول و 12 کیلومتری شوشتر در منطقه شبکه آبیاری کارون واقع می باشد محل انتخاب شده این طرح با توجه به آب و هوا و توپوگرافی اراضی برای حصول بهترین نتیجه از این طرح نیشکر انتخاب شده است. آب مورد نیاز طرح از طریق سد انحرافی گتوند تأمین می شود و کلیه اراضی به منظور کنترل و جلوگیری از بالا آمدن سطح آبهای زیر زمینی مجهز به شبکه زهکشی کامل می باشد. طراحی و اجرای آن از سال 1353 آغاز گردید و اولین محصول این کارخانه در سال 1356 عرضه گردید و این بهره برداری (1385) سی امین بهره برداری این شرکت می باشد.
کارخانه قند کازرون دارای دو بخش تولید شکر و تصفیه خانه می باشد که از آخرین و مدرن ترین لوازم در تکنولوژی برخوردار می باشد، ساخت و نصب ماشین آلات کارخانه و دیگ بخار و دستگاه مولد نیرو توسط شرکت استورک و رکسپور هلند با مشارکت بوکاولف آلمانی و شرکت تکنواکسپورت چک واسلواکی انجام شد و احداث انبارهای شکر خام و تصفیه و ماشین آلات مربوط با شرکت مهندسین تحقیقاتی از ایران انجام گردید.
نیشکر مصرفی کارخانه در سطحی معادل 20 – هزار هکتار کشت می شود که عمدتاً از 3 واریته مختلف زودرس – میان رس- دیر رس می باشد.
جدول 4: واریته های تجاری نیشکر کارون
