चुकंदर से चीनी का उत्पादन: प्रौद्योगिकी विवरण

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

चीनी उत्पादन बड़े कारखानों का विशेषाधिकार है। आखिरकार, तकनीक काफी जटिल है। कच्चे माल को निरंतर उत्पादन लाइनों पर संसाधित किया जाता है। एक नियम के रूप में, चीनी उत्पादन सुविधाएं चुकंदर की खेती के स्थलों के करीब स्थित हैं।

उत्पाद विवरण

चीनी अनिवार्य रूप से एक शुद्ध कार्बोहाइड्रेट (सुक्रोज) है जिसका स्वाद मीठा और सुखद होता है। यह अच्छी तरह से अवशोषित होता है और शरीर के सामान्य कामकाज को सुनिश्चित करता है (दृश्य और श्रवण तीक्ष्णता, मस्तिष्क कोशिकाओं के लिए एक महत्वपूर्ण पोषक तत्व, वसा के निर्माण में भाग लेता है)। उत्पाद के दुरुपयोग से रोगों का विकास होता है (क्षय, अधिक वजन, आदि)।

उत्पादन के लिए कच्चा माल

परंपरागत रूप से हमारे देश में यह उत्पाद चुकंदर से बनाया जाता है। चीनी उत्पादन के लिए कच्चे माल की बड़ी आपूर्ति की आवश्यकता होती है।

चुकंदर धुंध परिवार का प्रतिनिधि है। दो साल तक बढ़ता है, संस्कृति सूखे के लिए प्रतिरोधी है। पहले वर्ष के दौरान जड़ बढ़ती है, और फिर दूसरे वर्ष के दौरान विकसित होती हैतना, फूल और बीज दिखाई देते हैं। जड़ फसल का द्रव्यमान 200-500 ग्राम है कठोर ऊतक का द्रव्यमान अंश 75% है। शेष चीनी और अन्य कार्बनिक यौगिक हैं।

चुकंदर की कटाई में 50 दिन लगते हैं। वहीं, प्लांट साल में औसतन 150 दिन काम करते हैं। चीनी उद्योग के लिए कच्चा माल उपलब्ध कराने के लिए चुकंदर को तथाकथित कागट (बड़े ढेर) में संग्रहित किया जाता है।

चुकंदर भंडारण तकनीक

बीट को पहले से तैयार क्षेत्रों पर ढेर में परतों में बिछाया जाता है। यदि भंडारण तकनीक का उल्लंघन किया जाता है, तो बीट अंकुरित होकर सड़ जाएंगे। आखिरकार, जड़ें जीवित जीव हैं। अंकुरण की एक विशेषता स्प्राउट्स के पूरे फल के द्रव्यमान के अनुपात का सूचकांक है। उच्च तापमान और उच्च आर्द्रता की स्थितियों में, भंडारण के पांचवें दिन पहले से ही बीट अंकुरित होने लगते हैं। इसी समय, ढेर के ऊपरी भाग में स्थित बीट सबसे अधिक तीव्रता से अंकुरित होते हैं। यह एक अत्यंत नकारात्मक घटना है, जिससे चीनी उत्पादन की दक्षता में कमी आती है। अंकुरण से होने वाले नुकसान को कम करने के लिए, कटाई के दौरान फलों के शीर्ष काट दिए जाते हैं, और ढेर में फसल को एक विशेष समाधान के साथ इलाज किया जाता है।

फलों को ढेर में सावधानी से स्टोर करना महत्वपूर्ण है, ताकि उन्हें नुकसान न पहुंचे। आखिरकार, भ्रूण के क्षतिग्रस्त क्षेत्र एक कमजोर बिंदु हैं जो सबसे पहले प्रभावित होते हैं, और फिर स्वस्थ ऊतक।

बैक्टीरिया का विकास तापमान और आर्द्रता के स्तर से काफी प्रभावित होता है। यदि आप अनुशंसित वायु संरचना और तापमान बनाए रखते हैं1-2 डिग्री सेल्सियस, फिर क्षय की प्रक्रिया धीमी हो जाती है (कभी-कभी विकसित नहीं होती)।

जो बीट स्टोर किए जा रहे हैं वे बेहद प्रदूषित (मिट्टी, घास) हैं। गंदगी ढेर में वायु परिसंचरण को बाधित करती है, सड़ने की प्रक्रिया को भड़काती है।

इसलिए, चुकंदर को धोने और धोकर रखने की सलाह दी जाती है। हाल के वर्षों में, खरपतवार, पुआल और गंदगी को बाहर निकालने के लिए विशेष उपकरणों का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।

चुकंदर की उपज

सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक चुकंदर की उपज को बढ़ाना है। यह कई कारकों पर निर्भर करता है। चीनी का उत्पादन सीधे संग्रह की मात्रा के साथ-साथ कच्चे माल की तकनीकी गुणवत्ता पर निर्भर करता है।

सबसे पहले, खेती किए गए बीट्स के तकनीकी गुण उपयोग किए गए बीजों पर निर्भर करते हैं। आधुनिक प्रौद्योगिकियां जैविक और अन्य विशेषताओं को नियंत्रित करने की अनुमति देती हैं। बीज गुणवत्ता नियंत्रण से प्रति हेक्टेयर बुवाई क्षेत्र की उपज में उल्लेखनीय वृद्धि हो सकती है।

बीट उगाने की विधि भी महत्वपूर्ण है। उपज में उल्लेखनीय वृद्धि तथाकथित रिज खेती विधि (क्षेत्र की जलवायु विशेषताओं के आधार पर उपज वृद्धि 15 से 45% तक होती है) के साथ देखी जाती है। विधि का सार इस प्रकार है। शरद ऋतु में, विशेष मशीनें लकीरें डालती हैं, जिसकी बदौलत पृथ्वी सक्रिय रूप से नमी को अवशोषित और जमा करती है। इसलिए, वसंत ऋतु में, पृथ्वी जल्दी से पक जाती है, फल की बुवाई, वृद्धि और विकास के लिए अनुकूल परिस्थितियों का निर्माण करती है। इसके अलावा, चुकंदर की कटाई करना बहुत आसान होता है: मेड़ों की मिट्टी का घनत्व अपेक्षाकृत कम होता है।

यह उत्सुक है कि इस तकनीक का प्रस्ताव सोवियत वैज्ञानिक ग्लूखोवस्की ने पिछली सदी के दूर के 20 के दशक में दिया था। और अपेक्षाकृत हाल ही में, उन्नत देशों में इस पद्धति को पेश किया गया था।

अत्यधिक प्रभावशीलता के बावजूद, इस तकनीक को व्यापक अनुप्रयोग नहीं मिला है। इसका कारण विशेष उपकरणों की कमी और उच्च लागत है। इसलिए चुकंदर से चीनी के उत्पादन में विकास और एक नए तकनीकी स्तर तक पहुंचने की संभावनाएं हैं।

बीट्स को ठंढ से पहले काटा जाना चाहिए। डग आउट बीट के उद्यमों को वितरण प्रवाह सिद्धांत के अनुसार या प्रवाह-ट्रांसशिपमेंट विधि द्वारा किया जा सकता है। ट्रांसशिपमेंट बेस पर लंबी अवधि के भंडारण के दौरान सुक्रोज के नुकसान को कम करने के लिए, फलों को पुआल से ढक दिया जाता है।

उत्पादन प्रक्रिया

रूस में एक औसत चीनी संयंत्र कई हजार टन कच्चे माल (चुकंदर) को संसाधित करने में सक्षम है। प्रभावशाली, है ना?

उत्पादन जटिल रासायनिक प्रक्रियाओं और प्रतिक्रियाओं पर आधारित है। सार निम्नलिखित है। चीनी क्रिस्टल प्राप्त करने के लिए कच्चे माल से सुक्रोज को अलग करना (निकालना) आवश्यक है। फिर चीनी को अनावश्यक पदार्थों से अलग किया जाता है और खाने के लिए तैयार उत्पाद (सफेद क्रिस्टल) प्राप्त होता है।

चीनी उत्पादन तकनीक में निम्नलिखित कार्य शामिल हैं:

• गंदगी से सफाई (धोना);
• चिप्स प्राप्त करना (काटना, पीसना);
• सुक्रोज निष्कर्षण;
• रस छानना;
• मोटा होना (नमी का वाष्पीकरण);
• उबलते द्रव्यमान(सिरप);
• गुड़ को चीनी से अलग करना;
• सुखाने वाली चीनी।

चुकंदर धोना

जब चीनी प्लांट में कच्चा माल पहुंचता है तो वह एक तरह के बंकर में आ जाता है। यह भूमिगत और बाहर दोनों जगह स्थित हो सकता है। पानी के एक शक्तिशाली निर्देशित जेट के साथ, चुकंदर को हॉपर से धोया जाता है। जड़ फसलें कन्वेयर पर गिरती हैं, जिसके संचलन के दौरान कच्चे माल को सभी प्रकार के मलबे (पुआल, घास, आदि) से पहले से साफ किया जाता है।

जड़ वाली फसलों को कुचलना

बीट्स को बिना पीसे चीनी का उत्पादन असंभव है। तथाकथित चुकंदर काटने वाले काम में आते हैं। उत्पादन चुकंदर की पतली स्ट्रिप्स है। चीनी उत्पादन तकनीक में, टुकड़ों को काटने का तरीका बहुत महत्वपूर्ण है: सतह का क्षेत्रफल जितना बड़ा होगा, सुक्रोज को उतनी ही कुशलता से अलग किया जाएगा।

सुक्रोज निष्कर्षण

बीट चिप्स को कन्वेयर के माध्यम से प्रसार उपकरण में बरमा के साथ खिलाया जाता है। चिप्स से चीनी को गर्म पानी से अलग किया जाता है। चिप्स को बरमा के माध्यम से खिलाया जाता है, और गर्म पानी उसकी ओर बहता है, जिससे चीनी निकल जाती है। चीनी के अलावा, पानी में अन्य घुलनशील पदार्थ भी होते हैं। प्रक्रिया काफी प्रभावी है: उत्पादन में, लुगदी (तथाकथित बीट चिप्स) में बड़े पैमाने पर केवल 0.2-0.24% चीनी होती है। पानी, शर्करा और अन्य कार्बनिक पदार्थों से संतृप्त, बादल बन जाता है और जोरदार झाग बनता है। इस द्रव को विसरण रस भी कहते हैं। सबसे पूर्ण प्रसंस्करण तभी संभव है जब कच्चे माल को 60 डिग्री तक गर्म किया जाए। इस तापमान पर, प्रोटीन जमा हो जाते हैं और बीट्स से अलग नहीं होते हैं।चीनी का उत्पादन यहीं खत्म नहीं होता।

डिफ्यूजिंग जूस प्यूरीफिकेशन

तरल से चुकंदर और घुले हुए कार्बनिक पदार्थों के सबसे छोटे निलंबित कणों को निकालना आवश्यक है। तकनीकी रूप से, 40% तक उप-उत्पादों को हटाया जा सकता है। जो कुछ बचा है वह गुड़ में जमा हो जाता है और उत्पादन के अंतिम चरण में ही निकाला जाता है।

जूस को 90°C तक गर्म किया जाता है। फिर इसे चूने के साथ संसाधित किया जाता है। नतीजतन, रस में मौजूद प्रोटीन और अन्य पदार्थ अवक्षेपित हो जाते हैं। यह ऑपरेशन 8-10 मिनट के भीतर विशेष उपकरणों पर किया जाता है।

अब आपको चूना हटाने की जरूरत है। इस प्रक्रिया को संतृप्ति कहा जाता है। इसका सार इस प्रकार है: रस कार्बन डाइऑक्साइड से संतृप्त होता है, जो चूने के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया में प्रवेश करता है, जिससे कैल्शियम कार्बोनेट बनता है, जो विभिन्न प्रदूषकों को अवशोषित करता है। रस की पारदर्शिता बढ़ जाती है, यह हल्का हो जाता है।

रस को फ़िल्टर किया जाता है, 100 डिग्री सेल्सियस तक गरम किया जाता है और फिर से संतृप्त किया जाता है। इस स्तर पर, अशुद्धियों से गहरा शुद्धिकरण किया जाता है, जिसके बाद रस को फिर से छानने के लिए भेजा जाता है।

रस का रंग फीका और पतला होना चाहिए (इतना चिपचिपा नहीं)। इस उद्देश्य के लिए, सल्फर डाइऑक्साइड इसके माध्यम से पारित किया जाता है। रस में सल्फ्यूरस एसिड बनता है - एक बहुत मजबूत कम करने वाला एजेंट। पानी के साथ अभिक्रिया से एक निश्चित मात्रा में सल्फ्यूरिक एसिड बनता है, जिससे हाइड्रोजन निकलता है, जो बदले में रस को उज्ज्वल करता है।

मोटे और शुद्ध संतृप्ति के बाद, उत्पादन उच्च गुणवत्ता की मूल मात्रा का 91-93% है,प्रक्षालित रस। रस की परिणामी मात्रा में सुक्रोज का प्रतिशत 13-14% है।

नमी का वाष्पीकरण

विशेष उपकरणों का उपयोग करके दो चरणों में निर्मित। पहले चरण में चीनी के उत्पादन के लिए, 65-70% की ठोस सामग्री के साथ एक मोटी चाशनी प्राप्त करना महत्वपूर्ण है। परिणामी सिरप अतिरिक्त शुद्धिकरण से गुजरता है और फिर से वाष्पीकरण प्रक्रिया के अधीन होता है, इस बार विशेष वैक्यूम उपकरणों में। 92-93% की सुक्रोज सामग्री के साथ एक चिपचिपा गाढ़ा पदार्थ प्राप्त करना आवश्यक है।

यदि आप पानी का वाष्पीकरण जारी रखते हैं, तो घोल सुपरसैचुरेटेड हो जाता है, क्रिस्टलीकरण केंद्र दिखाई देते हैं और चीनी के क्रिस्टल बढ़ते हैं। परिणामी द्रव्यमान को मस्सेक्यूइट कहा जाता है।

सामान्य परिस्थितियों में परिणामी द्रव्यमान का क्वथनांक 120 °C होता है। लेकिन आगे उबाल एक निर्वात में किया जाता है (कारमेलाइजेशन को रोकने के लिए)। वैक्यूम के करीब की स्थितियों में, क्वथनांक बहुत कम होता है - 80 डिग्री सेल्सियस। वैक्यूम उपकरण में वाष्पीकरण के चरण में यह द्रव्यमान पाउडर चीनी के साथ "मिश्रित" होता है। क्रिस्टल के विकास को क्या उत्तेजित करता है।

गुड़ से चीनी अलग करना

शुगर द्रव्यमान सेंट्रीफ्यूज में जाता है। वहां क्रिस्टल को गुड़ से अलग किया जाता है। चीनी के क्रिस्टल को अलग करने के बाद जो तरल पदार्थ निकलता है वह हरा गुड़ है।

अपकेंद्रित्र ड्रम की जाली पर चीनी के क्रिस्टल रहते हैं, जिन्हें गर्म पानी से उपचारित किया जाता है और सफेद करने के लिए स्टीम किया जाता है। इस मामले में, तथाकथित सफेद गुड़ बनता है। यह पानी में चीनी और हरे गुड़ के अवशेष का घोल है। सफेद गुड़ माध्यमिक प्रसंस्करण से गुजरता हैवैक्यूम मशीन (नुकसान को कम करने के लिए, उत्पादन क्षमता में सुधार करने के लिए)।

हरी गुड़ उबालने के लिए दूसरे उपकरण में जाता है। नतीजतन, तथाकथित दूसरा मस्सुकाइट प्राप्त होता है, जिसमें से पीली चीनी पहले से ही प्राप्त होती है। यह पहली सफाई के बाद रस में घुल जाता है।

सुखाने वाली चीनी

चीनी उत्पादन चक्र अभी पूरा नहीं हुआ है। अपकेंद्रित्र की सामग्री को हटा दिया जाता है और सूखने के लिए भेजा जाता है। अपकेंद्रित्र के बाद, चीनी की नमी लगभग 0.5% है और तापमान 70 डिग्री सेल्सियस है। ड्रम-प्रकार के ड्रायर में, उत्पाद को 0.1% नमी की मात्रा में सुखाया जाता है (यह सेंट्रीफ्यूज के बाद अवशिष्ट तापमान द्वारा काफी हद तक सुनिश्चित किया जाता है)।

अपशिष्ट

चुकंदर से चीनी उत्पादन के मुख्य अपशिष्ट उत्पाद लुगदी (तथाकथित रूट शेविंग्स), गुड़, फिल्टर-प्रेस मिट्टी हैं।

चुकंदर का गूदा कच्चे माल के भार के हिसाब से 90% तक होता है। पशुओं के लिए अच्छा चारा के रूप में कार्य करता है। लुगदी को लंबी दूरी पर ले जाना लाभहीन है (उच्च आर्द्रता के कारण, यह बहुत भारी है)। इसलिए, इसे चीनी उत्पादन सुविधाओं के पास स्थित खेतों द्वारा खरीदा और उपयोग किया जाता है। लुगदी को नुकसान से बचाने के लिए, इसे साइलेज में संसाधित किया जाता है।

कुछ चीनी उत्पादन संयंत्रों में, चुकंदर से छीलन को दबाया जाता है (50% तक नमी हटा दी जाती है) और फिर विशेष कक्षों में सुखाया जाता है। इस तरह के प्रसंस्करण के परिणामस्वरूप, लुगदी का द्रव्यमान, उपयोग के लिए तैयार है और लंबी दूरी पर ले जाया जाता है, इसके मूल द्रव्यमान का 10% से अधिक नहीं है।

मेलासा -चारा गुड़ - दूसरे मालिश करने वाले को संसाधित करने के बाद प्राप्त किया जाता है। फीडस्टॉक के वजन से इसकी मात्रा 3-5% है। यह 50% चीनी है। फ़ीड गुड़ एथिल अल्कोहल के उत्पादन के साथ-साथ पशु चारा के उत्पादन में एक महत्वपूर्ण घटक है। इसके अलावा, इसका उपयोग खमीर उत्पादन में, साइट्रिक एसिड और यहां तक कि दवाओं के निर्माण में भी किया जाता है।

असंसाधित कच्चे माल के द्रव्यमान के 5-6% तक फिल्टर-प्रेस मिट्टी की मात्रा तक पहुंच जाती है। कृषि मिट्टी के लिए उर्वरक के रूप में उपयोग किया जाता है।

रिफाइंड चीनी का उत्पादन

रिफाइंड चीनी का उत्पादन आमतौर पर चीनी कारखानों में ही होता है। ऐसे पौधों के हिस्से के रूप में, विशेष कार्यशालाएँ होती हैं। लेकिन तीसरे पक्ष के संगठन जो कारखानों से दानेदार चीनी खरीदते हैं, वे भी परिष्कृत चीनी का उत्पादन कर सकते हैं। परिष्कृत चीनी प्राप्त करने की विधि के अनुसार इसे कास्ट करके दबाया जा सकता है।

परिष्कृत चीनी के उत्पादन में तकनीकी संचालन का क्रम इस प्रकार है।

चीनी पानी में घुल जाती है। विभिन्न रंग वाले पदार्थों को हटाने के लिए गाढ़े सिरप को संसाधित किया जाता है। शुद्धिकरण के बाद, सिरप को एक निर्वात कक्ष में उबाला जाता है, और पहला परिष्कृत मैसेक्यूइट प्राप्त होता है। पीलेपन को खत्म करने के लिए, अल्ट्रामरीन को वैक्यूम चैंबर में जोड़ा जाता है (सिरप के वजन से 0.0008%, और नहीं)। उबालने की प्रक्रिया चीनी प्राप्त करते समय उबलने की प्रक्रिया के समान है।

परिष्कृत मस्सुकाइट को जगह देने की जरूरत है। एक मोटा द्रव्यमान बनता है (3% की नमी के साथ घोल, अधिक नहीं), जिसे दबाया जाता है। परिणाम एक परिष्कृत चीनी है जो एक प्रेस का रूप ले लेती है। रूप में परिष्कृत होने के लिएसिर, मस्सेसाइट को उपयुक्त रूपों में डाला जाता है। सांचे के तल पर एक विशेष छेद होता है जिसके माध्यम से शेष घोल बाहर निकलता है। गीली रिफाइंड चीनी को गर्म हवा में तब तक सुखाया जाता है जब तक कि नमी सूचकांक 0.3-0.4% के मान तक कम न हो जाए। फिर यह केवल चीनी गांठ के ठंडा होने तक प्रतीक्षा करने के लिए रहता है, काटता है (यदि आवश्यक हो) और पैक करें।