Ang asukal ay isa sa mga pinakakaraniwang kinakain sa mundo, pangunahin na mula sa tubo at mga sugar beet. Ang paggawa ng mataas na kalidad na asukal ay isang masalimuot na proseso na kinasasangkutan ng maraming yugto: pagkuha, paglilinaw, pagsingaw, pagkikristal, at pagpino. Sa bawat yugto ng pagproseso ng asukal, ang kalidad at kadalisayan ng katas ng asukal ay kailangang maingat na kontrolin. Ang mga natural na dumi, tulad ng mga colloidal particle, protina, pigment, at mikroorganismo, ay maaaring malubhang makaapekto sa kahusayan ng paglilinaw, pagsasala, at pagkikristal.
Ang mga kemikal ay may mahalagang papel sa mga modernong proseso ng paggawa ng asukal. Kung walang wastong kontrol sa kemikal, ang mga duming ito ay maaaring magdulot ng pag-aalis ng kaliskis, mga problema sa kulay, at pagkawala ng output. Ang mga kemikal sa paggawa ng asukal ay hindi lamang nagpapahusay sa kahusayan at output, kundi nagpapabuti rin sa kalidad ng produkto, nakakabawas sa pagkonsumo ng enerhiya, at nakakatulong sa mga pabrika na matugunan ang mga pamantayan sa pangangalaga sa kapaligiran. Ang mga kemikal na ito ay maaaring:
- Pagbutihin ang kahusayan sa paglilinaw at epekto ng paghihiwalay ng solid-liquid.
- Pigilan ang pagdami ng mga mikroorganismo sa katas ng prutas at syrup.
- Pahusayin ang epekto ng pag-aalis ng kulay ng mataas na kadalisayan na puting butil-butil na asukal.
- Kontrolin ang pagbuo ng foam at scaling sa evaporator at vacuum evaporator.
Ginagamit ng artikulong ito ang tubo bilang halimbawa upang komprehensibong ibuod ang proseso ng paggawa ng asukal. Ipinaliwanag din nito kung paano inilapat ang iba't ibang kemikal - mga flocculant, disinfectant, decolorizing agent at defoamer - sa bawat yugto upang matiyak ang maayos na operasyon at mataas na kalidad na produksyon ng asukal.
Proseso ng Produksyon ng Asukal at Aplikasyon ng mga Kemikal
Paghahanda ng Hilaw na Materyales
Ang produksyon ng asukal ay nagsisimula sa pag-aani at paghahanda ng mga hilaw na materyales. Ang tubo ay hinuhugasan at tinatadtad upang maalis ang lupa, mga bato, at mga dahon. Sa yugtong ito, kung ang katas ay iiwan nang matagal, magsisimula itong dumami ng mga mikroorganismo. Upang mabawasan ang dami ng mikrobyo sa ibabaw ng mga hilaw na materyales, maiwasan ang kontaminasyon o pagkasira ng katas ng asukal habang nasa proseso ng saccharification, ang mga disinfectant ay minsang inilalapat sa ibabaw ng tubo, tubig na iniimbak, o kagamitan sa paglilinis.
| Uri ng Disimpektante | Inirerekomendang Konsentrasyon | Paraan ng Aplikasyon | Pangunahing mga Tungkulin | Mga pag-iingat | Mga Kalamangan |
| Sodium Hypochlorite (NaClO) | 50–200 ppm libreng klorin | Pag-iispray o pagbababad sa ibabaw ng tubo sa loob ng 5-10 minuto | Isterilisasyon sa malawak na spectrum, binabawasan ang dami ng mikrobyo | Kontrolang konsentrasyon (karaniwan ay 50–200 ppm free chlorine). Iwasan ang labis na natitirang chlorine sa juice upang maiwasan ang mga problema sa kulay o kristalisasyon. Banlawan o patuluin pagkatapos gamitin kung kinakailangan. | Isterilisasyon na may malawak na spectrum; mababang gastos. |
| Sodium Dichloroisocyanurate (SDIC) | 50–150 ppm libreng klorin | Pag-iispray o pagbababad sa ibabaw ng tubo sa loob ng 5-10 minuto | Mataas na katatagan, malakas na kahusayan sa isterilisasyon | Kontrolin ang free chlorine upang maiwasan ang pag-apekto sa kristalisasyon at kulay ng katas. | Mas matatag kaysa sa sodium hypochlorite; mataas na kahusayan; kontroladong natitirang chlorine; malawakang ginagamit sa mga kapaligirang nagpoproseso ng pagkain. |
| Hydrogen Peroxide (H₂O₂) | 0.1%–0.5% | Idinagdag sa tubig panlinis o pag-spray sa ibabaw | Isterilisasyon, walang nalalabi, environment friendly | Kontrol na konsentrasyon; karaniwang 0.1–0.5% para sa paggamot sa ibabaw. Hawakan nang may pag-iingat habang ginagamit. | Nabubulok nang walang nalalabi; ligtas at ligtas sa kapaligiran. |
| Mainit na Tubig / Singaw | Mainit na tubig sa 80–90°C o singaw sa 100°C | Pagbabanlaw gamit ang mainit na tubig o steam treatment sa loob ng 2-5 minuto | Isterilisasyon nang walang karagdagang kemikal | Mataas na konsumo ng enerhiya; nangangailangan ng angkop na kagamitan; sundin ang mga pag-iingat sa kaligtasan. | Walang mga kemikal na additives; binabawasan ang mga kemikal na residues. |
| Paglilinis ng Planta / Pasilidad Pagdidisimpekta ng Tubig | SDIC, 50–100 ppm | Paglilinis ng mga kagamitan, mga sasakyang pangtransportasyon | Pinipigilan ang pangalawang kontaminasyon | Regular na palitan at subaybayan ang konsentrasyon ng free chlorine. | — |
Inirerekomendang Pagsasanay
Kapag ang tubo ay ipinasok sa pabrika, ito ay sasailalim sa unang paghuhugas gamit ang malinis na tubig upang maalis ang dumi at mga dumi.
Pagkatapos, isinasagawa ang pagdidisimpekta sa ibabaw sa pamamagitan ng pag-ispray ng low-concentration SDIC o sodium hypochlorite ayon sa mga kondisyon.
Ang mga pinagmumulan ng tubig at mga kagamitan sa paglilinis ng pabrika ng asukal ay dapat ding regular na disimpektahin upang matiyak ang pangkalahatang kalinisan ng kapaligiran.
Pagkuha ng Katas
Pagkatapos ng unang hakbang ng paglilinis at pagdidisimpekta. Ang susunod na hakbang ay ang pagkuha ng katas ng tubo. Ang katas ay karaniwang kinukuha sa pamamagitan ng mekanikal na pagpindot o mga sistema ng diffusion. Ang hakbang na ito ay kinabibilangan ng pagbasag sa matigas na istruktura ng tubo at pagkuha ng katas mula rito.
Sa karamihan ng mga kaso, ang isang sugarcane juicer ay binubuo ng tatlong roller mill na may kasamang chopper o umiikot na blades. Pagkatapos maproseso ang tubo sa isang conveyor belt, ito ay dadalhin sa isa pang conveyor belt upang kumuha ng mas maraming katas. Gayunpaman, bago ang transportasyon, ang tubig ay iwiwisik muna upang higit pang makuha ang katas. Ang natitirang residue pagkatapos ng pag-juice ay tinatawag na bagasse.
Ang katas ay naglalaman ng mga natutunaw at nakabitin na dumi, kabilang ang mga hibla ng halaman, protina at maging ang mga partikulo ng lupa na tuluyang naalis. Ang mga duming ito ay dapat tratuhin upang mapahusay ang kahusayan ng kasunod na paglilinaw at pagkikristal.
Paglilinaw ng Katas ng Tubo
Ang paglilinaw ng katas ang pinakamahalagang hakbang sa maagang yugto ng proseso ng paggawa ng asukal. Ang layunin ay alisin ang mga dumi (tulad ng lupa, protina, colloid, organic acid, atbp.) mula sa katas ng tubo at mapabuti ang kadalisayan nito. Kadalasan, ginagamit ang Proseso ng Dayap, na sinamahan ng pamamaraan ng phosphorus flotation o pamamaraan ng carbonation.
Paggamit ng kemikal
Dayap (CaO)/gatas ng dayap (Ca(OH)2) : Nine-neutralize ang mga acidic na sangkap at pinalalabas ang mga dumi.
Karbon dioksida (CO2) (ginagamit sa paraan ng carbonation): Tumutugon sa dayap upang bumuo ng namuong calcium carbonate, na sumisipsip ng mga dumi.
Pantulong sa flocculant/coagulant: Nakakatulong sa mabilis na pag-ayos ng mga suspendidong solido.
Karaniwang ginagamit: Polyaluminium chloride (PAC), polyacrylamide (PAM), atbp.
Asupre (SO2) o sodium sulfite: Ito ay may papel sa pagpapaputi, pag-aalis ng kulay at isterilisasyon sa phosphorus flotation.
Pagsasala at Pag-init Paunang
Pagkatapos linisin, kailangang salain ang katas upang maalis ang mga latak. Napakahalagang painitin muna ang katas bago ang pagsingaw, dahil nakakatulong ito na mabawasan ang lagkit ng katas at mapigilan ang pagdami ng mikrobyo.
Pagsingaw at Konsentrasyon
Ang katas ng prutas ay pinagsasama-sama sa isang syrup gamit ang isang multi-effect evaporator, na binabawasan ang nilalaman ng kahalumigmigan mula humigit-kumulang 85% hanggang 30-40%. Ang vacuum evaporation ay nakakatulong na mapanatili ang kalidad ng asukal, ngunit nagdudulot din ito ng ilang mga hamon sa pagpapatakbo:
- Ang mga natunaw na protina at surfactant ay nagdudulot ng pagbuo ng bula.
- Pag-iipon ng kaliskis sa ibabaw ng evaporator.
Mga Aplikasyon sa Kemikal:
Mga Defoamer: Mga defoamer na nakabatay sa silicone para sa pagsugpo ng foam sa mataas na temperatura. Mga defoamer na nakabatay sa polyether at fatty alcohol na angkop para sa mga medium-foam na sistema ng fruit juice.
Mga Scale Inhibitor/Dispersant: Pinipigilan ang pagbuo ng calcium carbonate o sulfate scale sa evaporator.
Epekto: Ang mahusay na pagkontrol ng foam at pag-iwas sa scale ay nagsisiguro ng maayos na pagsingaw, mas mataas na kahusayan sa paglipat ng init, at mas kaunting downtime.
Kristalisasyon
Ang proseso ng kristalisasyon sa produksyon ng asukal (madalas tinutukoy sa industriya bilang pagpapakulo) ay isang mahalagang hakbang sa pag-convert ng concentrated sugar syrup sa solidong sucrose crystals. Ang concentrated syrup ay pinakukuluan sa isang vacuum kettle upang simulan ang kristalisasyon ng asukal. Ang wastong kristalisasyon ay mahalaga para sa ani ng asukal, laki ng kristal, at kulay. Ito ay isang komplikadong prosesong pisiko-kemikal na idinisenyo upang kontrolin ang laki at pagkakapareho ng mga namuong kristal ng sucrose.
Kadalasang ginagamit ang mga defoamer sa prosesong ito. Kinokontrol ng mga defoamer ang pagbuo ng bula habang kumukulo, na pumipigil sa pag-apaw ng syrup.
Ang matatag na kristalisasyon ay nagpapataas ng ani ng asukal at binabawasan ang mga pagkalugi sa panahon ng centrifugation.
Sentripugasyon at Paghihiwalay
Pagkatapos mabuo ang kristal, ang mga kristal ay pinaghihiwalay mula sa mga molasses gamit ang isang centrifuge at pagkatapos ay pinatutuyo sa pamamagitan ng mga mainit na tubo. Ang mga molasses ay maaaring iproseso pa para sa produksyon ng ethanol, pagkain ng hayop, o iba pang gamit.
Pag-aalis ng Kulay at Pagpino
Ang pag-aalis ng kulay at pagpino ang huling yugto sa proseso ng paggawa ng asukal, na pangunahing ginagamit sa paggawa ng mataas na kadalisayan, puting pinong asukal (tulad ng granulated sugar o rock sugar). Ang yugtong ito ay nangangailangan ng paggamit ng malalaking dami ng mga kemikal at adsorbent.
Kabilang sa mga karaniwang ginagamit na kemikal ang:
Aktibong uling (pulbos o granules): Sumisipsip ng mga polyphenols, caramel, at iba pang mga pigment.
Mga resin na pang-alis ng kulay/mga resin na pang-ion exchange: Alisin ang mga ionic at non-ionic na compound na may kulay.
Hydrogen peroxide (H₂O₂): Nag-o-oxidize ng mga natitirang pigment, na lalong nagpapaputi ng kulay ng syrup.
Mga ahente ng pag-aalis ng kulay: Tiyakin ang mababang halaga ng ICUMSA at mataas na kalidad ng paningin.
Binabalangkas sa itaas ang mga pangunahing proseso at aplikasyon ng kemikal sa industriya ng asukal.
Mga Kaugnay na Kemikal na Pagpapakita：
Paano ginagamot ang wastewater mula sa industriya ng asukal?
Ang mga pabrika ng asukal ay lumilikha ng wastewater habang nasa proseso ng produksyon ng asukal. Ang wastewater na ito ay kumplikado ang kalidad at may mataas na polusyon, na nangangailangan ng sistematikong paggamot ng tubig bago ilabas.
Ang wastewater ay pangunahing nagmumula sa paghuhugas ng mga hilaw na materyales, paglilinis ng kagamitan, wastewater sa proseso ng produksyon ng asukal, cooling water/condensate, at boiler blowdown. Ang mga wastewater na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng napakataas na COD at BOD (dahil sa nilalaman ng asukal), mataas na nilalaman ng suspended solids, malakas na biodegradability, at kung minsan ay naglalaman ng langis at banlik. Samakatuwid, ang isang kumbinasyon ng mga proseso—pretreatment + coagulation at sedimentation + biological treatment + advanced treatment—ay karaniwang ginagamit upang gamutin ang wastewater na ito. Kabilang sa mga karaniwang paraan ng paggamot ang pisikal na paggamot (tulad ng sedimentation at filtration), kemikal na paggamot (tulad ng coagulation at neutralization), at biological treatment (tulad ng mga proseso ng activated sludge at mga constructed wetlands).
Anong mga kemikal ang kailangan upang gamutin ang wastewater mula sa industriya ng asukal?
Ang mga tiyak na hakbang at aplikasyon ng kemikal ay ang mga sumusunod:
| Yugto ng Paggamot | Layunin | Mga Inirerekomendang Kemikal | Pangunahing mga Tungkulin |
| 1. Paghuhugas ng Hilaw na Materyales at Pangunahing Pretreatment | Alisin ang buhangin, putik, mga hibla, mga suspendidong solido | PAC (Polyaluminum Chloride) | Mabilis na pamumuo, pag-alis ng SS at turbidity |
| PAM (Polyakrilamida) – Anionic/Nonionic | Pagbuo ng floc, nagpapahusay sa pag-aayos | ||
| Pangtanggal ng bula | Kinokontrol ang bula na nalilikha habang naghuhugas ng tubo at naglalabas ng katas | ||
| 2. Pagpantay at Pagsasaayos ng pH | Patatagin ang impluwensyal na kalidad, ayusin ang pH para sa mga prosesong pang-agos | Dayap (CaO / Ca(OH)₂) | Nagpapataas ng pH, bahagyang pag-aalis ng katigasan |
| Sodium Hydroxide (NaOH) | Tumpak na pagsasaayos ng pH | ||
| Asidong Sulfurik / Asidong Hidroklorik | Nagpapababa ng pH | ||
| Pangtanggal ng bula | Binabawasan ang bula sa equalization basin | ||
| 3. Koagulation at Flocculation (Pangunahing Sedimentasyon) | Alisin ang mga suspended solid, colloid, kulay; bawasan ang COD | PAC / PolyDADMAC / Polyamine | Mga pangunahing coagulant para sa turbidity at pag-alis ng kulay |
| PAM (Anionic) | Nagpapabuti ng lakas ng floc at bilis ng pag-settle | ||
| Mga Pantulong sa Coagulant (hal., Magnesium Silicate) | Pinahuhusay ang kalinawan at pagganap ng pag-aayos | ||
| 4. Anaerobic Biological Treatment (UASB, EGSB) | Bawasan ang mataas na organikong karga (COD, BOD) | Mga Sustansyadong Additive (mga pinagmumulan ng N at P) | Panatilihin ang aktibidad ng mikrobyo at malusog na biomass |
| Mga Tagapag-ayos ng pH | Panatilihin ang pinakamainam na pH (6.8–7.2) para sa anaerobic bacteria | ||
| Pangtanggal ng bula | Pinipigilan ang foam na may kaugnayan sa biogas | ||
| 5. Paggamot gamit ang Aerobic (Activated Sludge, SBR) | Dagdag na pagbawas ng COD, BOD, ammonia | Mga Sustansyadong Additive (N & P) | Magbigay ng balanseng sustansya sa mga mikroorganismo |
| Pangtanggal ng bula | Kinokontrol ang bula habang pinapahangin | ||
| Mga Bio-enzyme / Mga Kultura ng Mikrobyo | Pinahuhusay ang kahusayan ng biyolohikal na pagkasira | ||
| 6. Mas Masusing Paggamot (Kung may mahigpit na pamantayan sa paglabas) | Pagbutihin ang kalinawan, alisin ang natitirang COD, SS, kulay | Polyamine / PolyDADMAC | Malakas na pag-aalis ng kulay at turbidity |
| PAC | Karagdagang pag-alis ng SS at colloid | ||
| PAM (Mataas na Timbang ng Molekular) | Pangwakas na flocculation at polish | ||
| Aktibong Karbon | Tinatanggal ang kulay, amoy, at mga organikong residue | ||
| 7. Pagdidisimpekta at Muling Paggamit ng Tubig | Tiyakin ang kaligtasan ng mikrobyo para sa paglabas o muling paggamit | Kalsiyum Hypochlorite | Mabisang pagdidisimpekta |
| Sodium Hypochlorite | Karaniwang online na disinfectant para sa paglalagay ng dosis | ||
| SDIC (Sodium Dichloroisocyanurate) | Matatag at pangmatagalang paglabas ng chlorine | ||
| TCCA (Asidong Trichloroisocyanuric) | Mataas na nilalaman ng chlorine, mabagal na paglabas ng chlorination |
Ang produksyon ng asukal ay isang masalimuot na prosesong industriyal na nangangailangan ng tumpak na kontrol sa bawat yugto—mula sa paghahanda at paggawa ng mga hilaw na materyales at paggawa ng juice hanggang sa paglilinaw, pagsingaw, pagkikristal, pagpino, at paggamot ng wastewater. Ang bawat yugto ay may kanya-kanyang hamon, kabilang ang mga suspended solid, kulay, aktibidad ng mikrobyo, pagbuo ng bula, at pagdami ng kaliskis. Sa pamamagitan ng pagsasama ng mga angkop na kemikal sa bawat yugto ng proseso ng produksyon ng asukal, maaaring mapataas ng mga gilingan ng asukal ang output, mapabuti ang kalidad ng kristal, mapahusay ang kulay, mabawasan ang mga pagkalugi, at mabawasan ang downtime. Kasabay nito, ang mga na-optimize na solusyon sa kemikal ay nakakatulong sa pangangalaga sa kapaligiran sa pamamagitan ng mas mahusay na paggamot ng wastewater at nabawasang basura ng kemikal.
Ang pagpili ng tamang kasosyo sa kemikal ay nagbibigay-daan sa mga gilingan ng asukal na mapabuti ang kahusayan ng produksyon, matiyak ang pare-parehong kalidad ng produkto, pahabain ang buhay ng kagamitan, at makamit ang pangmatagalang kahusayan sa operasyon.