U zuccheru hè unu di l'alimenti i più cunsumati in u mondu, derivatu principalmente da a canna da zuccheru è da e barbabietole da zuccheru. A pruduzzione di zuccheru di alta qualità hè un prucessu cumplessu chì implica parechje tappe: estrazione, chiarificazione, evaporazione, cristallizazione è raffinazione. In ogni tappa di a trasfurmazione di u zuccheru, a qualità è a purità di u suchju di zuccheru devenu esse cuntrullate precisamente. L'impurità naturali, cum'è e particelle colloidali, e proteine, i pigmenti è i microrganismi, ponu influenzà seriamente l'efficienza di a chiarificazione, a filtrazione è a cristallizazione.
I prudutti chimichi ghjocanu un rollu cruciale in i prucessi muderni di fabricazione di zuccheru. Senza un cuntrollu chimicu adattatu, ste impurità ponu causà squame, prublemi di culore è perdite di pruduzzione. I prudutti chimichi per a fabricazione di zuccheru ùn solu migliuranu l'efficienza è a pruduzzione, ma migliuranu ancu a qualità di u produttu, riducenu u cunsumu d'energia è aiutanu e fabbriche à rispettà i standard di prutezzione ambientale. Sti prudutti chimichi ponu:
- Migliurà l'efficienza di chiarificazione è l'effettu di separazione solidu-liquidu.
- Impedisce a crescita di microorganismi in suchji è sciroppi di frutta.
- Migliurà l'effettu di decolorazione di u zuccheru granulatu biancu d'alta purità.
- Cuntrullà a furmazione di schiuma è di incrostazioni in l'evaporatore è in l'evaporatore à vuoto.
Questu articulu piglia a canna da zuccheru cum'è esempiu per riassume cumpletamente u prucessu di fabricazione di u zuccheru. Hà ancu spiegatu cumu diverse sustanze chimiche - flocculanti, disinfettanti, agenti decoloranti è antischiuma - sò state applicate in ogni tappa per assicurà un funziunamentu lisciu è una pruduzzione di zuccheru di alta qualità.
Prucessu di Pruduzzione di Zuccheru è Applicazione di Prodotti Chimichi
Preparazione di materie prime
A pruduzzione di zuccheru principia cù a racolta è a preparazione di e materie prime. A canna da zuccheru hè lavata è tagliata per caccià a terra, e petre è e foglie. À questu stadiu, se u suchju hè lasciatu stà per un bellu pezzu, cumincierà à ripruduce microrganismi. Per riduce a carica microbica nantu à a superficia di e materie prime, impedisce a contaminazione o u deterioramentu di u suchju di zuccheru durante u prucessu di saccarificazione, i disinfettanti sò qualchì volta applicati à a superficia di a canna da zuccheru, l'acqua di almacenamentu o l'attrezzatura di pulizia.
| Tipu di disinfettante | Cuncentrazione Raccomandata | Metudu d'applicazione | Funzioni principali | Precauzioni | Vantaghji |
| Ipocloritu di sodiu (NaClO) | 50–200 ppm di cloru liberu | Spruzzà o immergere a superficia di a canna da zuccheru per 5-10 minuti | Sterilizazione à largu spettru, riduce a carica microbica | Cuntrullà a cuncentrazione (in generale 50-200 ppm di cloru liberu). Evità un residu eccessivu di cloru in u suchju per impedisce prublemi di culore o di cristallizazione. Sciacquate o sguttate dopu l'usu se necessariu. | Sterilizazione à largu spettru; bassu costu. |
| Dicloroisocianuratu di sodiu (SDIC) | 50–150 ppm di cloru liberu | Spruzzà o immergere a superficia di a canna da zuccheru per 5-10 minuti | Alta stabilità, forte efficienza di sterilizazione | Cuntrullà u cloru liberu per evità di influenzà a cristallizazione è u culore di u suchju. | Più stabile chè l'ipocloritu di sodiu; alta efficienza; cloru residuale cuntrullatu; largamente adupratu in ambienti di trasfurmazione alimentaria. |
| Perossidu d'idrogenu (H₂O₂) | 0,1%–0,5% | Aggiuntu à l'acqua di pulizia o à a spruzzatura di superficie | Sterilizazione, senza residui, rispettosa di l'ambiente | Cuntrollu di cuncentrazione; generalmente 0,1–0,5% per u trattamentu di a superficia. Maneghjà cun cura durante l'operazione. | Si decompone senza residui; sicuru è rispettuosu di l'ambiente. |
| Acqua calda / Vapore | Acqua calda à 80–90 °C o vapore à 100 °C | Risciacquamentu cù acqua calda o trattamentu à vapore per 2-5 minuti | Sterilizazione senza aggiunta di chimichi | Cunsumu energeticu elevatu; richiede un equipaggiamentu adattatu; osservate e precauzioni di sicurezza. | Nisun additivu chimicu; riduce i residui chimichi. |
| Pulizia di l'Impianti / Strutture Disinfezione di l'Acqua | SDIC, 50–100 ppm | Pulizia di l'attrezzatura, veiculi di trasportu | Impedisce a contaminazione secundaria | Rimpiazzà è monitorà regularmente a cuncentrazione di cloru liberu. | — |
Pratica cunsigliata
Quandu a canna da zuccheru entra in fabbrica, hè sottumessa à un primu lavaggio cù acqua pulita per caccià a terra è l'impurità.
Dopu, a disinfezione di a superficia hè realizata spruzzendu SDIC à bassa cuncentrazione o ipocloritu di sodiu secondu e cundizioni.
E fonti d'acqua è l'attrezzatura di pulizia di a fabbrica di zuccheru devenu ancu esse disinfettate regularmente per assicurà l'ambiente igienicu generale.
Estrazione di suchju
Dopu à a prima tappa di pulizia è disinfezione. U prossimu passu hè di estrarre u suchju di canna da zuccheru. U suchju hè generalmente estrattu per pressatura meccanica o sistemi di diffusione. Questa tappa implica rompe a struttura dura di a canna da zuccheru è estrarre u suchju da ella.
In a maiò parte di i casi, un spremiagrumi di canna da zuccheru hè custituitu da trè mulini à rulli in cumbinazione cù un trituratore o lame rotanti. Dopu chì a canna da zuccheru hè stata trasfurmata nantu à una cinta trasportatrice, serà trasportata à un'altra cinta trasportatrice per estrarre più suchju. Tuttavia, prima di u trasportu, l'acqua serà prima spruzzata per estrarre ulteriormente u suchju. U residuu lasciatu dopu a spremitura hè chjamatu bagassa.
U suchju cuntene impurità solubili è in sospensione, cumprese fibre vegetali, proteine è ancu particelle di terra chì sò state cumpletamente lavate via. Queste impurità devenu esse trattate per migliurà l'efficienza di a chiarificazione è a cristallizazione successive.
Chiarificazione di u suchju di canna da zuccheru
A chiarificazione di u suchju hè u passu u più cruciale in a prima fase di u prucessu di fabricazione di u zuccheru. L'obiettivu hè di caccià l'impurità (cum'è a terra, e proteine, i colloidi, l'acidu organicu, ecc.) da u suchju di canna da zuccheru è di migliurà a so purità. In generale, si usa u prucessu di a calce, cumminatu cù u metudu di flottazione di u fosforu o u metudu di carbonatazione.
Usu chimicu
Calce (CaO)/latte di calce (Ca(OH)2) : Neutralizza e sustanze acide è precipita l'impurità.
diossidu di carbonu (CO2) (utilizatu in u metudu di carbonazione): Reagisce cù a calce per furmà un precipitatu di carbonatu di calciu, chì adsorbe l'impurità.
Aiutu flocculante/coagulante: Aiuta i solidi in sospensione à sedimentà rapidamente.
Cumunimenti usati: Cloruru di polialuminiu (PAC), poliacrilamide (PAM), ecc.
Zolfu (SO2) o sulfitu di sodiu: Ghjoca un rolu in u sbiancamentu, a decolorazione è a sterilizazione in a flottazione di fosforu.
Filtrazione è Preriscaldamentu
Dopu a clarificazione, u suchju deve esse filtratu per caccià i sedimenti. U preriscaldamentu di u suchju prima di l'evaporazione hè cruciale, postu chì aiuta à riduce a viscosità di u suchju è impedisce a crescita microbica.
Evaporazione è Cuncentrazione
U suchju di frutta hè tandu cuncintratu in un sciroppu aduprendu un evaporatore multi-effettu, riducendu u cuntenutu d'umidità da circa 85% à 30-40%. L'evaporazione à u vacuum aiuta à mantene a qualità di u zuccheru, ma presenta ancu qualchi sfide operative:
- E proteine è i tensioattivi dissolti causanu a furmazione di schiuma.
- Accumulazione di calcare nantu à a superficia di l'evaporatore.
Applicazioni chimiche:
Antischiuma: Antischiuma à basa di silicone per a soppressione di a schiuma à alta temperatura. Antischiuma à basa di polietere è alcolu grassu adatti per sistemi di succhi di frutta à schiuma media.
Inibitori/Disperdenti di Scale: Impediscenu a furmazione di carbonatu di calciu o di sulfatu di scala in l'evaporatore.
Impattu: U cuntrollu efficiente di a schiuma è a prevenzione di u calcare assicuranu una evaporazione liscia, una maggiore efficienza di trasferimentu di calore è menu tempi di inattività.
Cristallizazione
U prucessu di cristallizazione in a pruduzzione di zuccaru (spessu chjamatu ebullizione in l'industria) hè una tappa cruciale per cunvertisce u sciroppu di zuccaru cuncintratu in cristalli di saccarosu solidi. U sciroppu cuncintratu hè bollitu in una caldaia à vuoto per inizià a cristallizazione di u zuccaru. Una cristallizazione curretta hè essenziale per u rendimentu di u zuccaru, a dimensione di i cristalli è u culore. Questu hè un prucessu fisicu-chimicu cumplessu cuncipitu per cuntrullà a dimensione è l'uniformità di i cristalli di saccarosu precipitati.
I antischiuma sò spessu usati in questu prucessu. I antischiuma cuntrolanu a furmazione di schiuma durante l'ebullizione, impedendu u traboccu di sciroppu.
A cristallizazione stabile aumenta u rendimentu di zuccheru è riduce e perdite durante a centrifugazione.
Centrifugazione è Separazione
Dopu a furmazione di cristalli, i cristalli sò separati da a melassa cù una centrifuga è dopu asciugati per mezu di tubi caldi. A melassa pò esse ulteriormente trasfurmata per a pruduzzione d'etanolu, alimenti per animali o altri usi.
Decolorazione è Raffinazione
A decolorazione è a raffinazione hè l'ultima tappa di u prucessu di fabricazione di u zuccheru, aduprata principalmente in a pruduzzione di zuccheru raffinatu biancu di alta purezza (cum'è u zuccheru granulatu o u zuccheru di roccia). Questa tappa richiede l'usu di grandi quantità di prudutti chimichi è adsorbenti.
I prudutti chimichi cumunimenti usati includenu:
Carbone attivatu (in polvere o granuli): Adsorbe polifenoli, caramellu è altri pigmenti.
Resine decoloranti/resine à scambiu ionicu: Eliminate i cumposti culurati ionici è non ionici.
Perossidu d'idrogenu (H₂O₂): Ossida i pigmenti rimanenti, schiarendu ulteriormente u culore di u sciroppu.
Agenti decoloranti: Assicuranu valori ICUMSA bassi è alta qualità visuale.
Quì sopra descrive i principali prucessi è applicazioni chimiche in l'industria di u zuccheru.
Mostra di prudutti chimichi cunnessi:
Cumu sò trattate l'acque residuali di l'industria di u zuccheru?
E fabbriche di zuccheru generanu acque reflue durante u prucessu di pruduzzione di zuccheru. Queste acque reflue sò di qualità cumplessa è anu un altu caricu d'inquinamentu, chì richiede un trattamentu sistematicu di l'acqua prima di u scaricu.
L'acqua di scaricu vene principalmente da u lavaggiu di materie prime, a pulizia di l'attrezzatura, l'acqua di scaricu di u prucessu di pruduzzione di zuccheru, l'acqua di raffreddamentu / condensatu è u spurgu di caldaie. Queste acque di scaricu sò carattarizate da un COD è BOD assai elevati (per via di u cuntenutu di zuccheru), un altu cuntenutu di solidi sospesi, una forte biodegradabilità, è qualchì volta cuntenenu oliu è limu. Dunque, una cumminazione di prucessi - pretrattamentu + coagulazione è sedimentazione + trattamentu biologicu + trattamentu avanzatu - hè tipicamente aduprata per trattà queste acque di scaricu. I metudi di trattamentu cumuni includenu u trattamentu fisicu (cum'è a sedimentazione è a filtrazione), u trattamentu chimicu (cum'è a coagulazione è a neutralizazione) è u trattamentu biologicu (cum'è i prucessi di fanghi attivati è e zone umide custruite).
Chì prudutti chimichi sò necessarii per trattà l'acqua di scaricu di l'industria di u zuccheru ?
I passi specifichi è l'applicazioni chimiche sò i seguenti:
| Fase di trattamentu | Scopu | Prodotti chimichi cunsigliati | Funzioni principali |
| 1. Lavaggio di materie prime è pretrattamentu primariu | Eliminate a sabbia, u fangu, e fibre, i solidi in sospensione | PAC (Cloruru di Polialuminiu) | Coagulazione rapida, eliminazione di SS è turbidità |
| PAM (Poliacrilamide) – Anionicu/Nonionicu | A furmazione di flocculi, migliora a sedimentazione | ||
| Antischiuma | Cuntrolla a schiuma generata durante u lavaggiu di a canna è l'estrazione di u suchju | ||
| 2. Equalizazione è aghjustamentu di u pH | Stabilizà a qualità di l'influente, aghjustà u pH per i prucessi à valle | Calce (CaO / Ca(OH)₂) | Aumenta u pH, elimina parzialmente a durezza |
| Idrossidu di sodiu (NaOH) | Ajustamentu precisu di u pH | ||
| Acidu sulfuricu / Acidu cloridricu | Diminuisce u pH | ||
| Antischiuma | Riduce a schiuma in u bacinu di equalizazione | ||
| 3. Coagulazione è Flocculazione (Sedimentazione Primaria) | Eliminate i solidi in sospensione, i colloidi, u culore; riduce u COD | PAC / PolyDADMAC / Poliammina | Coagulanti primari per a rimuzione di a turbidità è di u culore |
| PAM (Anionicu) | Migliora a forza di i fiocchi è a velocità di sedimentazione | ||
| Aiuti coagulanti (per esempiu, silicatu di magnesiu) | Migliora a chiarezza è e prestazioni di sedimentazione | ||
| 4. Trattamentu Biologicu Anaerobicu (UASB, EGSB) | Riduce l'alta carica organica (COD, BOD) | Additivi Nutritivi (fonti di N è P) | Mantene l'attività microbica è una biomassa sana |
| Aggiustatori di pH | Mantene u pH ottimale (6,8–7,2) per i batteri anaerobici | ||
| Antischiuma | Sopprime a schiuma ligata à u biogas | ||
| 5. Trattamentu Aerobicu (Fangi Attivati, SBR) | Riduce ulteriormente u COD, u BOD, l'ammoniaca | Additivi Nutritivi (N & P) | Fornisce nutrienti equilibrati à i microorganismi |
| Antischiuma | Cuntrolla a schiuma durante l'aerazione | ||
| Bioenzimi / Culture microbiche | Migliora l'efficienza di a degradazione biologica | ||
| 6. Trattamentu Avanzatu (S'ellu si applicanu norme di dimissione strette) | Migliurà a chiarezza, caccià u COD residuale, SS, culore | Poliammina / PoliDADMAC | Forte decolorazione è rimozione di torbidità |
| PAC | Rimozione supplementare di SS è colloidi | ||
| PAM (Altu Pesu Moleculare) | Flocculazione finale è lucidatura | ||
| Carbone attivatu | Elimina u culore, l'odore è i residui organici | ||
| 7. Disinfezione è Riutilizazione di l'Acqua | Assicurà a sicurezza microbica per u scaricu o u riutilizazione | Ipocloritu di calciu | Disinfezzione putente |
| Ipocloritu di sodiu | Disinfettante di dosaggio in linea cumunu | ||
| SDIC (Dicloroisocianuratu di sodiu) | Liberazione di cloru stabile è di longa durata | ||
| TCCA (Acidu Tricloroisocianuricu) | Altu cuntenutu di cloru, clorurazione à liberazione lenta |
A pruduzzione di zuccheru hè un prucessu industriale cumplessu chì richiede un cuntrollu precisu in ogni tappa, da a preparazione di e materie prime è u suchju à a chiarificazione, l'evaporazione, a cristallizazione, a raffinazione è u trattamentu di l'acque reflue. Ogni tappa presenta e so sfide, cumprese i solidi sospesi, u culore, l'attività microbica, a furmazione di schiuma è l'accumulu di calcare. Integrandu prudutti chimichi adatti in ogni tappa di u prucessu di pruduzzione di zuccheru, i mulini di zuccheru ponu aumentà a pruduzzione, migliurà a qualità di i cristalli, migliurà u culore, riduce e perdite è minimizà i tempi di inattività. Simultaneamente, e soluzioni chimiche ottimizzate cuntribuiscenu à a prutezzione di l'ambiente per mezu di un trattamentu di l'acque reflue più efficiente è di una riduzione di i rifiuti chimichi.
Sceglie u cumpagnu chimicu ghjustu permette à i zuccherifici di migliurà l'efficienza di a produzzione, assicurà una qualità consistente di u produttu, allargà a durata di vita di l'attrezzatura è ottene l'eccellenza operativa à longu andà.