Tá siúcra ar cheann de na bianna is mó a ithetar ar domhan, agus is as cána siúcra agus biatas siúcra a thagann sé den chuid is mó. Is próiseas casta é siúcra ardchaighdeáin a tháirgeadh ina bhfuil céimeanna éagsúla: eastóscadh, soiléiriú, galú, criostalú agus scagadh. Ag gach céim de phróiseáil an tsiúcra, ní mór cáilíocht agus íonacht sú an tsiúcra a rialú go beacht. Is féidir le neamhíonachtaí nádúrtha, amhail cáithníní collóideacha, próitéiní, líocha agus miocrorgánaigh, dul i bhfeidhm go mór ar éifeachtúlacht an tsoiléirithe, an scagacháin agus an chriostalaithe.
Tá ról ríthábhachtach ag ceimiceáin i bpróisis nua-aimseartha déanta siúcra. Gan rialú ceimiceach cuí, is féidir leis na neamhíonachtaí seo scálú, fadhbanna datha agus caillteanas aschuir a chur faoi deara. Ní hamháin go bhfeabhsaíonn ceimiceáin déanta siúcra éifeachtúlacht agus aschur, ach feabhsaíonn siad cáilíocht táirgí, laghdaíonn siad tomhaltas fuinnimh, agus cabhraíonn siad le monarchana caighdeáin chosanta comhshaoil a chomhlíonadh. Is féidir leis na ceimiceáin seo:
- Feabhas a chur ar éifeachtúlacht soiléirithe agus ar éifeacht deighilte soladach-leachtach.
- Cosc a chur ar fhás miocrorgánach i sú torthaí agus i síoróip.
- Feabhas a chur ar éifeacht dí-dhathaithe siúcra gráinnithe bán ard-íonachta.
- Rialú a dhéanamh ar fhoirmiú cúr agus scálú sa ghalaitheoir agus sa ghalaitheoir folúis.
Glacann an t-alt seo cána siúcra mar shampla chun achoimre chuimsitheach a dhéanamh ar an bpróiseas déanta siúcra. Mínítear ann freisin conas a cuireadh ceimiceáin éagsúla - flocculantáin, díghalráin, gníomhairí dí-dhathaithe agus dí-chúrthóirí - i bhfeidhm ag gach céim chun oibriú réidh agus táirgeadh siúcra ardchaighdeáin a chinntiú.
Próiseas Táirgthe Siúcra agus Feidhmiú Ceimiceán
Ullmhú Amhábhar
Tosaíonn táirgeadh siúcra le fómhar agus ullmhú na n-amhábhar. Nítear agus mionghearrtar an cána siúcra chun ithir, clocha agus duilleoga a bhaint. Ag an gcéim seo, má fhágtar an sú ina sheasamh ar feadh i bhfad, tosóidh sé ag pórú miocrorgánaigh. Chun an t-ualach miocróbach ar dhromchla na n-amhábhar a laghdú, chun éilliú nó milleadh sú siúcra a chosc le linn an phróisis saicriúcháin, cuirtear díghalráin i bhfeidhm uaireanta ar dhromchla an chána siúcra, uisce stórála nó trealamh glantacháin.
| Cineál Díghalraitheora | Tiúchan Molta | Modh Iarratais | Príomhfheidhmeanna | Réamhchúraimí | Buntáistí |
| Hipeaclóirít Sóidiam (NaClO) | 50–200 ppm clóirín saor in aisce | Dromchla an tsiúcra cána a spraeáil nó a sáithiú ar feadh 5–10 nóiméad | Steiriliú leathanspeictrim, laghdaíonn sé ualach miocróbach | Tiúchan rialaithe (de ghnáth 50–200 ppm clóirín saor). Seachain iarmhar iomarcach clóirín sa sú chun fadhbanna datha nó criostalaithe a chosc. Sruthlaigh nó draenáil tar éis úsáide más gá. | Steiriliú speictrim leathan; costas íseal. |
| Déchlóraisocianúráit Sóidiam (SDIC) | 50–150 ppm clóirín saor in aisce | Dromchla an tsiúcra cána a spraeáil nó a sáithiú ar feadh 5–10 nóiméad | Ardchobhsaíocht, éifeachtúlacht láidir steiriliú | Rialú clóirín saor in aisce chun nach ndéanfaidh sé difear do chriostalú agus do dhath an sú. | Níos cobhsaí ná hipeaclóirít sóidiam; ardéifeachtúlacht; clóirín iarmharach rialaithe; a úsáidtear go forleathan i dtimpeallachtaí próiseála bia. |
| Sárocsaíd hidrigine (H₂O₂) | 0.1%–0.5% | Cuirtear le huisce glantacháin nó le spraeáil dromchla | Steiriliú, gan aon iarmhar, neamhdhíobhálach don chomhshaol | Tiúchan rialaithe; 0.1–0.5% de ghnáth le haghaidh cóireála dromchla. Láimhseáil go cúramach le linn oibríochta. | Díscaoileann gan iarmhar; sábháilte agus neamhdhíobhálach don chomhshaol. |
| Uisce Te / Gaile | Uisce te ag 80–90°C nó gal ag 100°C | Sruthlú le huisce te nó le cóireáil gaile ar feadh 2–5 nóiméad | Steiriliú gan ceimiceáin a chur leis | Tomhaltas ard fuinnimh; teastaíonn trealamh cuí; lean réamhchúraimí sábháilteachta. | Gan breiseáin cheimiceacha; laghdaíonn sé iarmhair cheimiceacha. |
| Glanadh/Saoráid Glanadh Uisce Díghalrú | SDIC, 50–100 ppm | Glanadh trealaimh, feithiclí iompair | Coscann sé éilliú tánaisteach | Déan clóirín saor in aisce a athsholáthar go rialta agus déan monatóireacht ar thiúchan an chlóirín saor in aisce. | — |
Cleachtas Molta
Nuair a thagann cána siúcra isteach sa mhonarcha, déantar é a ní le huisce glan ar dtús chun salachar agus eisíontais a bhaint.
Ansin, déantar díghalrú dromchla trí SDIC ísealtiúchana nó hipeaclóirít sóidiam a spraeáil de réir na gcoinníollacha.
Ba cheart foinsí uisce agus trealamh glantacháin mhonarcha an tsiúcra a dhíghalrú go rialta freisin chun an timpeallacht sláinteachais fhoriomlán a chinntiú.
Eastóscadh Sú
Tar éis an chéad chéim den ghlanadh agus den dhíghalrú, is é an chéad chéim eile ná sú an tsiúcra a bhaint amach. De ghnáth, baintear an sú trí bhrú meicniúil nó córais scaipthe. Baineann an chéim seo le struchtúr crua an tsiúcra a bhriseadh agus an sú a bhaint as.
I bhformhór na gcásanna, bíonn trí mhuileann sorcóra i gcomhcheangal le gearrthóir nó lanna rothlacha i sú-mheaisín siúcra. Tar éis an siúcra-mheaisín a phróiseáil ar chrios iompair amháin, iomprófar chuig crios iompair eile é chun níos mó sú a bhaint amach. Mar sin féin, roimh iompar, cuirfear uisce air ar dtús chun an sú a bhaint amach tuilleadh. Tugtar bagáis ar an iarmhar a fhágtar tar éis sú-mheaisín.
Bíonn eisíontais intuaslagtha agus ar fionraí i sú, lena n-áirítear snáithíní plandaí, próitéiní agus fiú cáithníní ithreach atá nite go hiomlán. Ní mór na heisíontais seo a chóireáil chun éifeachtúlacht an ghlóirithe agus an chriostalaithe ina dhiaidh sin a fheabhsú.
Soiléiriú ar Shú Cána Siúcra
Is é soiléiriú sú an chéim is ríthábhachtaí i gcéim luath an phróisis déanta siúcra. Is é an aidhm eisíontais (amhail ithir, próitéin, collóideach, aigéad orgánach, srl.) a bhaint as sú cána siúcra agus a íonacht a fheabhsú. Go ginearálta, glactar leis an bPróiseas Aoil, in éineacht leis an modh snámhachta fosfair nó leis an modh carbónúcháin.
Úsáid cheimiceach
Aol (CaO)/bainne aoil (Ca(OH)2): Neodraíonn sé substaintí aigéadacha agus deascaíonn sé eisíontais.
Dé-ocsaíd charbóin (CO2) (a úsáidtear sa mhodh carbónúcháin): Imoibríonn sé le haol chun deascán carbónáite cailciam a fhoirmiú, a ionsúann eisíontais.
Cúnamh flocculant/téachtaithe: Cabhraíonn sé le solaid ar fionraí socrú go tapa.
Úsáidtear go coitianta: Clóiríd polalúmanaim (PAC), polaicrilimíd (PAM), etc.
Sulfar (SO2) nó sulfít sóidiam: Tá ról aige i dtuaradh, i ndídhathú agus i steiriliú i snámhacht fosfair.
Scagadh agus Réamhthéamh
Tar éis soiléirithe, ní mór an sú a scagadh chun dríodar a bhaint. Tá sé ríthábhachtach an sú a réamhthéamh roimh ghalú, mar go gcabhraíonn sé le slaodacht an tsú a laghdú agus go gcoisceann sé fás miocróbach.
Galú agus Tiúchan
Ansin, déantar an sú torthaí a chomhdhlúthú i síoróip ag baint úsáide as galaitheoir iléifeachtach, rud a laghdaíonn an cion taise ó thart ar 85% go 30-40%. Cuidíonn galú folúis le cáilíocht an tsiúcra a choinneáil, ach cuireann sé roinnt dúshlán oibríochta i láthair freisin:
- Is cúis le foirmiú cúr iad próitéiní agus dromchlaghníomhaithe tuaslagtha.
- Carnadh scála ar dhromchla an ghalaitheora.
Feidhmeanna Ceimiceacha:
Dí-chúrthóirí: Dí-chúrthóirí bunaithe ar shiliceán le haghaidh cosc a chur ar chúr ag teocht ard. Dí-chúrthóirí bunaithe ar phoileitéar agus ar alcól sailleach atá oiriúnach do chórais sú torthaí meánchúr.
Coscóirí/Scaiptheoirí Scála: Coscann siad foirmiú scála carbónáit chailciam nó sulfáit sa ghalaitheoir.
Tionchar: Cinntíonn rialú éifeachtach cúr agus cosc scála galú réidh, éifeachtúlacht aistrithe teasa níos airde, agus níos lú ama neamhghníomhach.
Criostalú
Is céim ríthábhachtach í an próiseas criostalaithe i dtáirgeadh siúcra (ar a dtugtar fiuchadh go minic sa tionscal) chun síoróip siúcra tiubhaithe a thiontú ina criostail siúcróis sholadacha. Fiuchtar an síoróip tiubhaithe i gciteal folúis chun criostalú siúcra a thionscnamh. Tá criostalú ceart riachtanach chun toradh siúcra, méid criostail agus dath a chinntiú. Is próiseas casta fisiciceimiceach é seo atá deartha chun méid agus aonfhoirmeacht na gcriostal siúcróis deasctha a rialú.
Is minic a úsáidtear díchúrthóirí sa phróiseas seo. Rialaíonn díchúrthóirí foirmiú cúr le linn fiuchta, rud a chuireann cosc ar ró-shreabhadh síoróipe.
Méadaíonn criostalú cobhsaí toradh siúcra agus laghdaíonn sé caillteanais le linn lártheifneoireachta.
Lártheifneoiriú & Deighilt
Tar éis foirmiú criostail, déantar na criostail a dheighilt ón molás ag baint úsáide as lártheifneoir agus ansin triomaítear iad trí phíobáin the. Is féidir an molás a phróiseáil tuilleadh chun eatánól, beatha ainmhithe, nó úsáidí eile a tháirgeadh.
Dí-dhathú agus Scagadh
Is í an dí-dhathú agus an scagadh an chéim dheireanach sa phróiseas déanta siúcra, a úsáidtear go príomha i dtáirgeadh siúcra bán scagtha ard-íonachta (amhail siúcra gráinnithe nó siúcra carraige). Éilíonn an chéim seo úsáid cainníochtaí móra ceimiceán agus ionsúiteoirí.
I measc na gceimiceán a úsáidtear go coitianta tá:
Carbón gníomhachtaithe (púdar nó gráinníní): Glacann sé polaifeanóil, caramal, agus líocha eile.
Dí-dhathú roisíní/roisíní malairte ian: Bain comhdhúile daite ianacha agus neamh-ianacha.
Sárocsaíd hidrigine (H₂O₂): Ocsaídíonn sé na líocha atá fágtha, rud a fhágann go mbíonn dath an tsíoróip níos gile fós.
Gníomhairí dí-dhathaithe: Cinntigh luachanna ísle ICUMSA agus cáilíocht amhairc ard.
Leagtar amach thuas na príomhphróisis agus na feidhmeanna ceimiceacha i dtionscal an tsiúcra.
Taispeántas Ceimiceán Gaolmhar:
Conas a dhéantar fuíolluisce ón tionscal siúcra a chóireáil?
Gineann monarchana siúcra fuíolluisce le linn an phróisis táirgthe siúcra. Tá an fuíolluisce seo casta ó thaobh cáilíochta de agus tá ualach ard truaillithe ann, rud a éilíonn cóireáil chórasach uisce sula n-scaoiltear é.
Tagann an fuíolluisce den chuid is mó ó níochán amhábhar, glanadh trealaimh, fuíolluisce ó phróiseas táirgthe siúcra, uisce fuaraithe/comhdhlútháin, agus séideadh coire. Is sainairíonna na fuíolluisce seo COD agus BOD an-ard (mar gheall ar an cion siúcra), cion ard solad ar fionraí, bithdhíghrádaitheacht láidir, agus uaireanta bíonn ola agus silt iontu. Dá bhrí sin, úsáidtear meascán de phróisis - réamhchóireáil + téachtadh agus dríodrú + cóireáil bhitheolaíoch + cóireáil ardleibhéil - de ghnáth chun an fuíolluisce seo a chóireáil. I measc na modhanna cóireála coitianta tá cóireáil fhisiceach (amhail dríodrú agus scagachán), cóireáil cheimiceach (amhail téachtadh agus neodrú), agus cóireáil bhitheolaíoch (amhail próisis sloda gníomhachtaithe agus tailte fliucha tógtha).
Cad iad na ceimiceáin atá riachtanach chun fuíolluisce ón tionscal siúcra a chóireáil?
Seo a leanas na céimeanna sonracha agus na feidhmeanna ceimiceacha:
| Céim na Cóireála | Cuspóir | Ceimiceáin Molta | Príomhfheidhmeanna |
| 1. Níochán Amhábhar & Réamhchóireáil Phríomhúil | Bain gaineamh, láib, snáithíní, solaid ar fionraí | PAC (Clóiríd Polalúmanaim) | Téachtadh tapa, baint SS agus moirtiúlacht |
| PAM (Polaicrilimíd) – Ainianach/Neamhianach | Foirmiú floc, feabhsaíonn sé socrú | ||
| Dí-chúradóir | Rialaíonn sé cúr a ghintear le linn níochán cána agus eastóscadh sú | ||
| 2. Cothromú & Coigeartú pH | Cobhsaigh cáilíocht an tsreabháin, coigeartaigh pH le haghaidh próisis iartheachtacha | Aol (CaO / Ca(OH)₂) | Ardaíonn sé pH, baintear cruas páirteach |
| Hiodrocsaíd Sóidiam (NaOH) | Coigeartú beacht pH | ||
| Aigéad Sulfarach / Aigéad Hidreaclórach | Íslíonn sé pH | ||
| Dí-chúradóir | Laghdaíonn sé cúr sa bhabhla cothromúcháin | ||
| 3. Téachtadh & Flocasú (Dríodrú Príomhúil) | Bain solaid ar fionraí, collóidigh, dath; laghdaigh COD | PAC / PolyDADMAC / Polaimín | Téachtáin phríomhúla le haghaidh moirtiúlachta agus bainte datha |
| PAM (Ainianach) | Feabhsaíonn sé neart floc agus luas socraithe | ||
| Áiseanna Téachtaithe (m.sh., Sileacáit Mhaignéisiam) | Feabhsaíonn sé soiléireacht agus feidhmíocht socraithe | ||
| 4. Cóireáil Bhitheolaíoch Anaeróbach (UASB, EGSB) | Laghdaigh ualach ard orgánach (COD, BOD) | Breiseáin Chothaitheacha (foinsí N & P) | Gníomhaíocht mhiocróbach agus bithmhais shláintiúil a choinneáil |
| Coigeartóirí pH | Coinnigh pH optamach (6.8–7.2) do bhaictéir anaeróbach | ||
| Dí-chúradóir | Cuireann sé cosc ar chúr a bhaineann le bithghás | ||
| 5. Cóireáil Aeróbach (Sloda Gníomhachtaithe, SBR) | Laghdaigh COD, BOD, amóinia tuilleadh | Breiseáin Chothaitheacha (N & P) | Cothaithigh chothromaithe a sholáthar do mhiocrorgánaigh |
| Dí-chúradóir | Rialaíonn sé cúr le linn aeraithe | ||
| Bith-einsímí / Cultúir Mhiocróbacha | Feabhsaíonn sé éifeachtúlacht dhíghrádaithe bitheolaíoch | ||
| 6. Cóireáil Ardleibhéil (Má tá caighdeáin dhiana urscaoilte i bhfeidhm) | Feabhas a chur ar shoiléireacht, COD, SS agus dath atá fágtha a bhaint | Polaimín / PolaDADMAC | Dí-dhathú láidir agus baint moirtiúlachta |
| PAC | Baint bhreise SS agus collóideach | ||
| PAM (Meáchan Móilíneach Ard) | Flocasú agus snas deiridh | ||
| Carbón Gníomhachtaithe | Baintear dath, boladh agus iarmhair orgánacha | ||
| 7. Díghalrú & Athúsáid Uisce | Sábháilteacht mhiocróbach a chinntiú le haghaidh urscaoilte nó athúsáide | Hipeaclóirít Cailciam | Díghalrú cumhachtach |
| Hipeaclóirít Sóidiam | Díghalrán dáileog coitianta ar líne | ||
| SDIC (Déchlóraisocianúráit Sóidiam) | Scaoileadh clóirín cobhsaí, fadtéarmach | ||
| TCCA (Aigéad Tríchlóraisocianúrach) | Ábhar ard clóirín, clóiríniú mall-scaoilte |
Is próiseas casta tionsclaíoch é táirgeadh siúcra a éilíonn rialú beacht ag gach céim—ó ullmhú amhábhar agus súú go soiléiriú, galú, criostalú, scagadh, agus cóireáil fuíolluisce. Cuireann gach céim a dúshláin féin i láthair, lena n-áirítear solaid ar fionraí, dath, gníomhaíocht mhiocróbach, foirmiú cúr, agus carnadh scála. Trí cheimiceáin chuí a chomhtháthú i ngach céim den phróiseas táirgthe siúcra, is féidir le muilte siúcra aschur a mhéadú, cáilíocht criostail a fheabhsú, dath a fheabhsú, caillteanais a laghdú, agus am neamhghníomhach a íoslaghdú. Ag an am céanna, cuireann réitigh cheimiceacha optamaithe le cosaint an chomhshaoil trí chóireáil fuíolluisce níos éifeachtaí agus dramhaíl cheimiceach laghdaithe.
Trí an comhpháirtí ceimiceach ceart a roghnú, is féidir le muilte siúcra éifeachtúlacht táirgthe a fheabhsú, cáilíocht táirgí comhsheasmhach a chinntiú, saolré trealaimh a shíneadh, agus sármhaitheas oibríochtúil fadtéarmach a bhaint amach.