بخشی از مقاله
تفاله چغندر
1-مقدمه
امروزه استفاده از تولیدات کارخانه های قند در جهان به صورت وسییع و چشمگیری مورد توجه صنایع پلاستیک و داروئی غذایی قرار گرفته است و با مطالعات مداومی که انجام شده همه ساله تولیدات نوینی به بازار صنعت عرضه میگردد بطوریکه عنوان SUCROHIMIE در مقابل PETROCHIMIE صورت حقیقت به خود گرفته است.
در کاخانجات قند اعم از چغندری و نیشکری سه محصول جنبی تولید می شود که این محصولات جنبی در صنایع دیگر و مصارف دیگر مورد استفاده قرار می گیرد .
در حال حاضر در ایران معمولا تمامی تفاله چغندر ومقدار ملاس به عنوان خوراک دام و قسمت مهمی از ملاس تولیدی از چغندر در قندگیری از ملاس مورد استفاده مجدد قرار گرفته و از پس آب آن استفاده مجدد نمی شود . مقدار کمی از ملاس نیز در کارخانه الکل سازی به اتانول تبدیل می شود . مقداری از باگاس یا تفاله نیشکر در صنعت کاغذ سازی استفاده می شود و مقدار بیشتری از آن بعنوان سوخت در کوره بخار مورد استفاده واقع می شود .
در فن قند سازی خشک کردن مواد اهمیت شایان توجهی دارد زیرا پس از بکار گرفتن مواد تر در کارخانه ی قند فراورده های کارخانه باید بصورت خشک به بازار فروش عرضه شود . دست کم دو فرآورده ی اصلی کارخانه یعنی شکر وتفاله تر چغندر باید خشک شود . شکر همیشه بصورت خشک و تفاله ی چغندر گاهی بصورت تر ولی بیشتر بصورت تفاله ی خشک بفروش میرسد . افزوده بر دو فرآورده فوق بخشی از ملاس (پاشیره ) همراه با تفاله ی چغندر خشک می شود و برگ و سرچغندر خوراک سبز دام و گل اضافی و دیگر مواد نیز خشک شده با بازار هرضه می گردد . بخش بزرگی از فرآورده هائی که در کارخانه ی قند به بازار عرضه میشود باید خشک شده باشد .
از دیدگاه نیاز کلی کارخانه به گرما خشک کردن مواد یک عامل بسیار مهم است . باید در نظر گرفته شود که کارخانه ی قند چغندر زدیک به 25 تا 30 % گرم و گاهی بیشتر تنها برای خشک کردن تفاله ی چغندر بکار برده می شود . از اینرو خشک کردن مواد در پایان کار قرار دارد . خشک کردن در چگونگی فرآورده های کارخانه یک عامل شناسگر است هر چند که نمی تواند با عدد یا پول نشان داده شود . موادی که از خشک کن بیرون داده می شود فراورده ی پایانی کارخانه است . اگر هنگام خشک کرن فراورده زیانی ببیند جبران ناپذیر بوده و قابل تبدیل نمی باشد . فراورده ی خشک شده با همه نقص خود نشانگر همه هزینه ی فرایند های کارخانه قند می باشد . هر چند که خشک کردن در پایان کارهای کارخانه قند قرار دارد نباید با توجه کمتری انجام گیرد .
فصل اول
2- فرآیند تولید تفاله چغندر
چغندر پس از خلال شدن در اسیاب خلال وارد دستگاه عصاره گیری یا دیفوزیون شده در دستگاه دیفوزیون خلال در اثر تماس با آب گرم ابتدا دفاتوره شده و سپس عملیات دیفوزیون زبق قانون فیک انجام می شود . در حین این عملیات ساکاروز و یک سری از مواد غیر قندی داخل خلال به درون آب نفوذ کرده و خلال تبدیل به تفاله شده و آب خام تبدیل به شربت می شود . تفاله از یک طرف و شربت خام از طرف دیگر خارج میشود .
3-تعریف تفاله چغندر
تفاله چغندر یکی از محصولات جنبی در کارخانه قند است و خلالی است که در دستگاه دیفوزیون تا حد امکان که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد قند آن استخراج شده باشد.
4-ترکیبات شیمیایی تفاله چغندر
تفاله چغندر همان استخوان بندی سلولهای چغندر است که از سلولوز تشکیل شده است و آنرا در لصطلاح قند سازی مارک می نامند . مارک 4 تا 5 درصد از ترکیبات چغندر را تشکیا می دهد .
مارک چغندر عمدتا از مقادیر مساوی سلولز هستند که موجب استحکام سلول چغندر می شوند در صورتیکه مواد پکتیکی مانند سیمان موجب چسبیدن سلولها به یکدیگر می گردد .
علاوه بر ترکیبات فوق مارک دارای پروتئین ها و ساپونین و مقدار بسیار جزئی مواد آلی و مواد معدنی می باشد .
همی سلولز عبارتند از پلیمرهای هیدرات دو کربن و از نقطه نظر شیمیایی هیچگونه تشابهی با سلولز ندارد و اسم اینگونه مواد بدان جهت همی سلولز می باشد که همراه با سلولز در مواد سلولزی یافت می شود . همی سلولزها معمولا از زنجیره آرابینوز که نوعی ماده قندی دارای 5 اتم کربن است تشکیل شده است این زنجیره پلی سلکارید معمولا با مواد پکتیکی ترکیب شده و جدار سلولها را تشکیل می دهند.
سلولز زنجیره ای است مرکب از گلوکز (قند با شش کربن ) که به یک ملکول بسیار طولانی و بسیار ثابت از گلوکوزیدیک مرتبط شده است . سلولز ماده ای است که در آب نا محلول ولی در معده حیوانات نشخوار کننده هضم می شود .
لیکن زنجیره است با ده کربن که برروی سلولز مستقر و موجب استحاکام بیشتر سلولهای گیاهی می گدد ولی بدون ارزش غذایی بوده و خوبخاتانه بمقدار خیلی کمی در مارک چغندر وجود دارد .
پکین ها زنجیره اسید است با ده کربن که بر روی سلولز مستقر و موجب استحکام بیشتر سلولهای گیاهی میگردد ولی بدون ارزش غذایی بوده و خوشبختانه بمقدار خیلی کمی در مارک چغندر وجود دارد .
پکین ها زنجیره اسید D گالاکنورونیک همراه بندهای گلوکوزیدیک است . پکتینه حاوی تقریبا 7% گروه متیل کاربوکسیلیک و 6% گروه استیل ها هستند .
پکینها تفاله چغندر شامل قسمت عمده ای از گروه استیل ها می باشد که به مراتب بیشتر از سایر پکین های گیاهی است .
تفاله کارگاه شربت گیری (دیفوزیون)
برای اینکه تفاله ی شربت گیری بتواند خوب ترابری شود باید نزدیک به 8% مواد خشک داشته باشد .
تفاله ای که از بیشتر دستگاههای شربت گیری بیرون ریخته می شود کمتر از این مواد خشک دارد و از اینرو باید پیش از ترابری چلاونده شود در بسیاری از جاها مثلا در آلمان تفاله ی چغندر که 45% وزن چفندر است با 10% مواد خشک به کشاورزان پس داده می شود . گاهی مواد خشک تفاله تا 22% نیز بالا می رود که آنوقت مقدار تفاله نسبت به چغندر کمتر از 45% می شود .
تفاله ی تر تازه یا ترشاندههمراه با برگ چغندر قند یک خوراک دام آبداری است که شیر گاوهای شیرده را افزایش میدهد . نسبت مواد پروته اینی آن به یگان نشاسته 9/10: 1 بسیار نامساعد است چنانچه خوراک دام نشاسته دار یک جانبه نامیده می شود . گذشته از این بیشترین بخش املاح چغندر در فرایند شربت گیری در شربت می رود و تنها در بخشی از آن پس از دادن ملاس به خوراک دام بهره گیری می شود .
دادن تفاله ی تازه و تر به دام تنها در زمان بهره برداری و در موسسه های کشاورزی که در نزدیکی کارخانه ی قند قرار گرفته انجام میگیرد . چون مقدار آب این تفاله ها زیاد است ارزش خوراک دهی آن کم است . اینگونه تفاله میتواند روزانه 20 کیلوگرم به گاو ماده و 30 کیلوگرم به گاو نر داده شود . به گوسفند هم بمقدار کمی می تواند داده شود ولی برای اسب و حیوانات جوان و بچه دار خوب نیست .
تفاله چغندر ترشانده از دیفوزیون
تفاله ی تر بصورت تازه به مقدار کمی به دام داده می شود و بقیه ی آن برای خوراک دادن در وقت دیگر از راه ترشاندن یا خشک کردن دیر داشت و نگهداری می شود بهترین راه آنست که تفاله چغندر در چاله هائی که دور آن دیوار ساخته شده ریخته و ترشانده شود . از این راه تفاله بهم چسبیده و سفت می شود و حیوانات نشخوارکننده آنرا با میل می خورند چون برای ساختن اینگونه چاله ها نیاز به جای بزرگی است که در بیشتر کارخانه های قند آلمان وجود ندارد عمل ترشاندن آلمان در موسسه های کشاورزی انجام می گیرد .
ارزش خوراک دهندگی تفاله ی ترشیده همانند تفاله ی تر است ولی چنانکه گفته شد از آمیختن تفاله تر با برگ چغندر قند و علف کاه به نسبت 0/1-5/0: 2 : 3 (کاه و علف :تفاله : برگ) ارزش خوراک دهی آن افزایش داده می شود و نسبت مواد پروتئینی و یگان نشاسته ی آن بهتر می گردد و دارای ویتامین هم می شود . مهم آنست که در طی عمل ترشاندن اشکالی روی ندهد .
تفاله خشک شده دیفوزیون
تفاله چغندر در بیشتر کارخانه های قند پس از چلاندن خشک می شود و از اینراه یک خوراک دام قابل فروش به بازار عرضه می شود که از دیدگاه ماندگار بودن از دیگر خوراک دام خشک شده کم دوام تر نمی باشد . کارخانه های قند آلمان 5/4% تفاله ی خشک نسبت به وزن چغندر را مجانی به کشاورزان می دهند . تفاله ی خشک شده چغندر یک خوراک دامی است که هیدرات دو کربن فراوانی دارد ولی مواد پروتئینی و چربی ان کم است .
مقدار قند آ« بسته به فرآیند شربت گیری میان 3 تا 7% تغییر می کند . فینگرلینگ * تفاله خشک شده چغندر را یک خوراک دام کمل میداند بویزه کع آخال (مارک) موجود در آن برای تجزیه شدن آنزیمی (بوزانه ای) بسیار مناسب می باشد .
تفاله خشک شده میتواند شکل آجرک (بریکت) برای خوراک دام نی بکار برده شود . به نوشتار ریشتر RICHTER و همکاران مقدار تفاله ی خشک شده در خوراک دام پرواربندی نباید از 5% بیشتر باشد و تفاله ی خشک را حیوانات با میل می خرند . در موسسه های کشاورزی که گاوهای خود را در بخار به چراگاه میفرستند باید یک تنظیم خوراک دام از لحاظ تنظیم بر ضد تتانی علفی CREATETANIE و برای حفظ سطح چربی در شیر انجام گیرد .
از راه افزودن تفاله ی خشک و املاح لازم که سطح کلسیوم و منیزیوم را تنظیم می کند میتواند یگان نشاسته تعدیل گردد و مواد سلولزی خوراک دام افزایش داده شود.
برای تفاله ی خشک شده هم مانند همه ی خوراکهای دام خشک شده مقرر است که 12 تا 14% رطوبت در ان وجود داشته باشد وگرنه انبار کردن آن محدود می گردد و در اثر کپک زدن ارزش خوراک دهی آن کاهش پیدا می کند .
تفاله های ویزه
در دهه های گذشته فراوردن تفاله ی خشک شده ملاس زده گاهی آمیخته با گل صافی آهک زنی و گاهی بدون گل صافی یا آهک افزایش پیدا کرده است . این تفاله ها بنامها ترنو TERNO یا سپا SEPA با وجودی که بهای سوختمایه افزایش پیدا کرد بسیار رواج یافته است . در سال 1952 مقدار 000/475 تن تفاله با 12% ماده ی خشک به موسسات کشاورزی داده شده بود ولی در سال 62/1961 به 000/290 تن کاهش یافته ولی مقدار تفاله ی خشک شده ملاس زده از 000/125 تن به 000/419 تن افزایش یافته است . مقدار تفاله ی اشتفن و تفاله ی آب داغ زده که تنها در ایالت «نیدرساکسن» و «نوردراین وستفالن» رواج دارد وابسته به وضع تحویل چغندر در هر سالی به این کارخانه ها می باشد . میانگین تحویل چغندر در ده سال گذشته 000/80 تن بوده است ولی فراوردن خلال خشک شده ی چغندر اهمیت زیادی ندارد و تنها در سالی کهتحویل چغندر به کارخانه ها سهمیه بندی شود اهمیت پیدا می کند .
تفاله ی چغندر با مقدار قند فراوان
تفاله ی چغندر که شربت گیری ناقص شده
بیرون کشیدن قنذ از چغندر در شربت گیری تا درصد معینی است بسته به آن که مصرف شکر داخلی تا چه میزانی باید داخل کشور تامین شود .
در این کار روابط اقتصادی نقش موثری بازی می کند . در ده سال گذشته تفاله ای با 18 درجه پلاریزاسیون در مواد خشک تولید شده است در گذشته برای تولید اینگونه تفاله فرآیند استفن یا زدن آب داغ به تفاله به کار میرفت چنانکه تفاله ها امروزه هم تفاله ی استفن یا زدن آب داغ زده نامیده میشود . مقدار قند فراوان این تفاله های تازه اجازه نمی دهد که برای مدت درازی انبار شود و از اینرو فورا خشک می شود . اینگونه تفاله های خشک نه خلال چغندر خشک است و نه تفاله ی قند گیری شده در دستگاه دیفوزیون بلکه از نظر کیفیت میان این دو قرار دارد . چون قند آن زاید است برای دامهای یک شکنبه ای بهتر از گاو و گوسفند است . تفاله ای که از کارخانه های شیره سازی بدست می آید همین گونه است .
تفاله ملاس زده
برای فراوردن تفاله ملاس زده به تفاله ی خشک شده پیش از آنکه بهم فشرده شود به اندازه های مختلف ملاس شده می شود . مقدار قند تفاله ی خشک شده به مقدار ملای که با آن آمیخته شده بستگی دارد . افزایش روزافزون فراوردن تفاله ی خشک شده ملاس زده نشان می دهد که این خوراک دام برای موسسه های کشاورزی اهمیت فراوانی دارد . بسته به مقدار ملاسی که به آن زده شده به تفاله استفن یا خلال چغندر خشک شده شباهت می کند .
تفاله ی قند دار آمیخته با مواد دیگر
تفاله ملاس زده با آهک (تفاله ی ترنو TERNO)
در کشور اطریش از دهه سی ام این سده تفاله ملاس زده با آهک به اختراع ثبت شده ی فاتینگر FANTTINGER فرآورده می شود . ملاس گرم با گل صافی از اهک زنی آمیخته می شود و به تفاله ی چغندر زده شده خشک می شود .
این خوراک دام کاربرد خوبی برای گل صافی کربناتاسیون بوجود آورده است . دادن این خوراک دام به گاوهای شیرده مقدار شیر آنان را کمی افزایش داده است . دام های ج.ان وزن بیشتری پیدا می کنند و استخوان بندی آنان قوی تر می شود .
تفاله ی سپا – پاتنت SPA-PATENT
فرآوردن تفاله سپا –پاتنت با فرایند دیگری انجام می گیرد .به این اختراع مواد غیر قندی که بیشتر پروتئین است و از شربت خام با افزودن کمی آهک جدا میشود با ملاس به تفاله ی چلانده افزوده شده و خشک می شود . از این راه یک خوراک دام قند دار و پروتئین دار فراورده می شود که موادی که در شربت خام اهک زده ارزش خوراکی دارد در خود جمع کرده است . در جدول زیر مقدار موادی که در تفاله ی ترنو و سپا ارزش خوراکی دارد نشان داده شده است .
ارزش تفاله ملاس زده به گل صافی به شرح زیر است :
الف- تفاله ی خشک شده نم گیر نمیباشد .
ب-اگر نسبت آمیختن ملاس (شیرک ) با تفاله درست برگزیده شده باشد دامها بیش از حد معینی خوراک نمیی خورند .
پ-ترکیبهای ازتی به صورتی که اسان جذب می شود تبدیل می گردد .
ت-بخشی از قند بصورت ساکارات کلسیوم وجود دارد و از اینرو اهک خوب جذب می شود .
ث-پکین(سفتانه) قابل جذب می شود .
ج-تفاله هنگام انبار کردن ترش نمی شود و در شکنبه های دام نیز ترشی زیاد انجام نمیشود .
نسبت کربنات کلسیوم و اسید فسفوریک در تفاله ی خشک شده ی ترنو (1 :18) است از اینرو باید مواد فسفر دار اضافی به خوراک دام افزوده شود در تفاله ی خشک سپا-پاتنت این نسبت مناسب تر است و 1: 10 میباشد .
همراه با ملاس تفاله ی ملاس و گل اضافی کربناتاسیون با تفاله ی چلانده شده افزوده و خشک می شود .
بتفور BETFOR
ر سوئد از آّب چلانده مواد پروتئینی را به صورت پرزه ی شناور در اورده و با سانتریفوز از آب تفاله جدا می کنند .
این کار به روزن بلاد (ROSENBLAD) انجام میگیرد و پروتئین بدست آمده با 50% ملاس به زتفاله ی چلانده اضافه شده خشک می گردد . از این راه تفاله ی خشک با مقدار بیشتری مواد پروتئینی بدست می اید که به نام بتفور به بازار عرضه می شود .
فصل دوم
1-بنیان خشک کردن
1-1فرمول (دیسال ) های حساب گری
برای حساب کردن مقدار مواد خشکی که از مواد تر بدست ما ِد و برای حساب کردن مقدار ابی که باید بخار شود معادله های زیر بکار برده می شود .
مقدار مواد خشک شده چنین است :
فرمول ص 9
مقدار مواد تر چنین است :
فرمول ص 9
از اینو معادله ی زیر برای آبی که باید بخار شود بدست می آید .
فرمول ص 9
حروف این معادله های معنی زیر را دارد .
Gt= مقدار مواد خشک شده
Gf=مقدار مواد تر
