’S e siùcar aon de na biadhan as fharsainge a thathas ag ithe san t-saoghal, air a thoirt gu ìre mhòr à siùcar-cain agus biatas siùcair. Tha cinneasachadh siùcar àrd-inbhe na phròiseas iom-fhillte anns a bheil grunn ìrean: às-tharraing, soilleireachadh, falmhachadh, criostalachadh agus grinneachadh. Aig gach ìre de phròiseasadh siùcair, feumar smachd mionaideach a chumail air càileachd agus purrachd sùgh an t-siùcair. Faodaidh neo-chunbhalachdan nàdarra, leithid mìrean colloidal, pròtainean, pigmentan agus meanbh-fhàs-bheairtean, buaidh mhòr a thoirt air èifeachdas soilleireachaidh, sìolaidh agus criostalachadh.
Tha ceimigean a’ cluich pàirt chudromach ann am pròiseasan dèanamh siùcair an latha an-diugh. Às aonais smachd ceimigeach ceart, faodaidh na neo-chunbhalachdan sin sgèileadh, duilgheadasan dath agus call toraidh adhbhrachadh. Chan e a-mhàin gu bheil ceimigean dèanamh siùcair a’ leasachadh èifeachdas agus toradh, ach cuideachd a’ leasachadh càileachd toraidh, a’ lughdachadh caitheamh lùtha, agus a’ cuideachadh factaraidhean gus coinneachadh ri inbhean dìon na h-àrainneachd. Faodaidh na ceimigean seo:
- Leasaich èifeachdas soilleireachaidh agus buaidh dealachaidh cruaidh-leaghaidh.
- Cuir casg air fàs meanbh-fhàs-bheairtean ann an sùgh mheasan agus siorup.
- Meudaich buaidh dì-dhathachaidh siùcar geal gràinealaichte àrd-ghlan.
- Smachd a chumail air cruthachadh cobhar agus sgèileadh anns an evaporator agus an evaporator falamh.
Tha an t-artaigil seo a’ gabhail siùcar-cain mar eisimpleir gus geàrr-chunntas coileanta a thoirt air a’ phròiseas dèanamh siùcair. Mhìnich e cuideachd mar a chaidh diofar cheimigean - flocculants, dì-ghalaran, riochdairean dì-dhathachaidh agus riochdairean dì-fhòdraidh - a chur an sàs aig gach ìre gus dèanamh cinnteach à obrachadh rèidh agus cinneasachadh siùcair àrd-inbhe.
Pròiseas Riochdachaidh Siùcair agus Cleachdadh Cheimigean
Ullachadh Stuth Amh
Bidh cinneasachadh siùcair a’ tòiseachadh le buain agus ullachadh stuthan amh. Tha an siùcar-cain air a nighe agus air a ghearradh gus ùir, clachan agus duilleagan a thoirt air falbh. Aig an ìre seo, ma thèid an sùgh fhàgail na sheasamh airson ùine mhòr, tòisichidh e a’ briodadh meanbh-fhàs-bheairtean. Gus an luchd meanbh-fhàs-bheairtean air uachdar stuthan amh a lughdachadh, casg a chuir air truailleadh no milleadh sùgh siùcair rè a’ phròiseas saccharification, bidh dì-ghalaran uaireannan air an cur air uachdar siùcar-cain, uisge stòraidh no uidheam glanaidh.
| Seòrsa dì-ghalarachaidh | Dùmhlachd a thathar a’ moladh | Modh Iarrtais | Prìomh Ghnìomhan | Earalasan | Buannachdan |
| Sòidiam Hipeaclòrait (NaClO) | 50–200 ppm clòirin shaor | A’ frasadh no a’ bogadh uachdar a’ chana-siùcair airson 5–10 mionaidean | Sterilization speactram farsaing, a’ lughdachadh luchd meanbh-fhàs-bheairtean | Cùm smachd air dùmhlachd (mar as trice 50–200 ppm clòirin shaor). Seachain cus clòirin a bhith air fhàgail anns an sùgh gus casg a chur air cùisean dath no criostalachadh. Sruthlaich no drèanaich às dèidh a chleachdadh ma tha feum air. | Sterilization speactram farsaing; cosgais ìseal. |
| Dichloroisocyanurate sodium (SDIC) | 50–150 ppm clòirin shaor | A’ frasadh no a’ bogadh uachdar a’ chana-siùcair airson 5–10 mionaidean | Seasmhachd àrd, èifeachdas sterilachaidh làidir | Smachd a chumail air clòirin an-asgaidh gus nach bi buaidh aig criostalachadh agus dath an sùgh. | Nas seasmhaiche na sodium hypochlorite; èifeachdas àrd; clòirin fuigheallach fo smachd; air a chleachdadh gu farsaing ann an àrainneachdan giullachd bìdh. |
| Haidridean Perocsaid (H₂O₂) | 0.1%–0.5% | Air a chur ri uisge glanaidh no spraeadh uachdar | Sterilization, gun fhuigheall, càirdeil don àrainneachd | Dùmhlachd smachd; mar as trice 0.1–0.5% airson làimhseachadh uachdar. Làimhsich gu faiceallach rè obrachadh. | A’ lobhadh gun fhuigheall fhàgail; sàbhailte agus càirdeil don àrainneachd. |
| Uisge Teth / Smùid | Uisge teth aig 80–90°C no smùid aig 100°C | A’ nighe le uisge teth no làimhseachadh smùide airson 2–5 mionaidean | Sterilachadh gun chur-ris ceimigeach | Caitheamh lùtha àrd; feumaidh uidheamachd iomchaidh; lean ceumannan sàbhailteachd. | Gun stuthan cur-ris ceimigeach; a’ lughdachadh fuigheall ceimigeach. |
| Glanadh is Dì-ghalarachadh Uisge Plannt/Goireas | SDIC, 50–100 ppm | Glanadh uidheamachd, carbadan còmhdhail | A’ cur casg air truailleadh àrd-sgoile | Cuir clòirin shaor an àite gu cunbhalach agus cùm sùil air dùmhlachd a’ chlòirin shaor. | — |
Cleachdadh a thathar a’ moladh
Nuair a thig cainn-siùcair a-steach don fhactaraidh, thèid a nighe an toiseach le uisge glan gus salachar agus neo-chunbhalachdan a thoirt air falbh.
An uairsin, thèid dì-ghalarachadh uachdar a dhèanamh le bhith a’ frasadh SDIC dùmhlachd ìosal no sodium hypochlorite a rèir nan suidheachaidhean.
Bu chòir stòran uisge agus uidheam glanaidh factaraidh an siùcair a dhì-ghalarachadh gu cunbhalach cuideachd gus dèanamh cinnteach à àrainneachd shlàinteil iomlan.
Tarraing Sùgh
Às dèidh a’ chiad cheum de ghlanadh agus dì-ghalarachadh. Is e an ath cheum sùgh a’ chana-siùcair a thoirt a-mach. Mar as trice, thèid an sùgh a thoirt a-mach le bhith a’ brùthadh no a’ cleachdadh siostaman sgaoilidh meacanaigeach. Tha an ceum seo a’ toirt a-steach briseadh structar cruaidh a’ chana-siùcair agus an sùgh a thoirt a-mach às.
Anns a’ mhòr-chuid de chùisean, tha trì muilnean rolair ann an inneal-sùghaidh siùcair-chànain còmhla ri inneal-gearraidh no lannan rothlach. Às dèidh don siùcair-chànain a bhith air a phròiseasadh air aon chrios-giùlain, thèid a ghiùlan gu crios-giùlain eile gus barrachd sùgh a thoirt a-mach. Ach, mus tèid a ghiùlan, thèid uisge a chrathadh an toiseach gus an sùgh a thoirt a-mach tuilleadh. Canar bagasse ris a’ chòrr a tha air fhàgail às dèidh an t-sùghaidh.
Tha neo-chunbhalachdan so-sgaoilte agus crochte ann an sùgh, a’ gabhail a-steach snàithleanan planntrais, pròtainean agus eadhon mìrean ùir a chaidh a nighe air falbh gu tur. Feumar na neo-chunbhalachdan sin a làimhseachadh gus èifeachdas soilleireachaidh agus criostalachaidh às dèidh sin a leasachadh.
Soilleireachadh Sùgh Siùcair-chàna
’S e soilleireachadh sùgh an ceum as cudromaiche anns a’ chiad ìre de phròiseas dèanamh siùcair. ’S e an t-amas neo-chunbhalachdan (leithid ùir, pròtain, colloid, searbhag organach, msaa.) a thoirt air falbh bho shùgh siùcair-chànain agus a ghlanachd a leasachadh. San fharsaingeachd, thèid Pròiseas an Aoil a chleachdadh, còmhla ri dòigh-snàmhaidh fosfair no dòigh-charbonachaidh.
Cleachdadh ceimigeach
Aol (CaO)/bainne aoil (Ca(OH)2): A’ neodachadh stuthan searbhagach agus a’ leigeil às neo-chunbhalachdan.
Carbon dà-ogsaid (CO2) (air a chleachdadh anns an dòigh charbonachaidh): Bidh e ag ath-fhreagairt le aol gus deascadh calcium carbonate a chruthachadh, a bhios a’ gabhail a-steach neo-chunbhalachdan.
Cobhair flocculant/coagulant: A’ cuideachadh solidan crochte gus socrachadh gu luath.
Air a chleachdadh gu cumanta: Polyaluminium chloride (PAC), polyacrylamide (PAM), msaa.
Sulfar (SO2) no sodium sulfite: Tha pàirt aige ann am gealachadh, dì-dhath agus sterilachadh ann an flotation fosfair.
Sìoladh agus Ro-theasachadh
Às dèidh soilleireachadh, feumar an sùgh a shìoladh gus grùid a thoirt air falbh. Tha e deatamach an sùgh a theasachadh ro-làimh mus tèid a ghalachadh, oir cuidichidh e le slaodachd an t-sùgh a lughdachadh agus casg a chur air fàs meanbh-fhàs-bheairtean.
Falmhachadh agus Dùmhlachd
Tha an sùgh mheasan an uair sin air a dhlùthadh gu bhith na siorup le bhith a’ cleachdadh inneal-falmhachaidh ioma-bhuaidh, a’ lughdachadh an taiseachd bho mu 85% gu 30-40%. Bidh falmhachadh falamh a’ cuideachadh le bhith a’ cumail suas càileachd an t-siùcair, ach tha e cuideachd a’ toirt a-steach cuid de dhùbhlain obrachaidh:
- Bidh pròtainean agus surfactants sgaoilte ag adhbhrachadh cruthachadh cobhar.
- Cruinneachadh sgèile air uachdar an evaporator.
Tagraidhean Ceimigeach:
Luchd-dìon foam: Luchd-dìon foam stèidhichte air silicone airson casg foam aig teòthachd àrd. Luchd-dìon foam stèidhichte air polyether agus deoch làidir geir a tha freagarrach airson siostaman sùgh mheasan meadhanach-foam.
Luchd-bacadh/sgaoilidh sgèile: Cuir casg air cruthachadh sgèile calcium carbonate no sulfate anns an evaporator.
Buaidh: Bidh smachd èifeachdach air foam agus casg sgèile a’ dèanamh cinnteach à falmhachadh rèidh, èifeachdas gluasaid teas nas àirde, agus nas lugha de ùine downt.
Criostalachadh
Tha am pròiseas criostalachaidh ann an cinneasachadh siùcair (ris an canar gu tric goil sa ghnìomhachas) na cheum deatamach ann a bhith ag atharrachadh siorup siùcair dùmhail gu criostalan siùcros cruaidh. Tha an siorup dùmhail air a ghoil ann an coire falamh gus criostalachadh siùcair a thòiseachadh. Tha criostalachadh ceart riatanach airson toradh siùcair, meud criostail, agus dath. Tha seo na phròiseas fiosaigeach-cheimigeach iom-fhillte a chaidh a dhealbhadh gus smachd a chumail air meud agus aonfhoirmeachd nan criostalan siùcros a tha air an dealachadh.
Bithear tric a’ cleachdadh luchd-dìon foam sa phròiseas seo. Bidh luchd-dìon foam a’ cumail smachd air cruthachadh foam nuair a bhios e a’ goil, a’ cur casg air cus siorup.
Bidh criostalachadh seasmhach a’ meudachadh toradh siùcair agus a’ lughdachadh call rè meadhanachadh.
Meadhan-ghluasad & Dealachadh
Às dèidh cruthachadh criostalan, thèid na criostalan a sgaradh bhon mhuileas le bhith a’ cleachdadh centrifuge agus an uairsin gan tiormachadh tro phìoban teth. Faodar am muileas a phròiseasadh tuilleadh airson cinneasachadh ethanol, biadh bheathaichean, no cleachdaidhean eile.
Dì-dhathachadh agus Grinneachadh
’S e dì-dhath agus grinneachadh an ìre mu dheireadh ann am pròiseas dèanamh siùcair, air a chleachdadh sa mhòr-chuid ann an cinneasachadh siùcair gheal grinneichte àrd-ghlan (leithid siùcar gràinneichte no siùcar creige). Feumaidh an ìre seo meudan mòra de cheimigean agus stuthan-sùghaidh a chleachdadh.
Am measg nan ceimigean a thathas a’ cleachdadh gu cumanta tha:
Carbon gnìomhaichte (pùdar no gràinneagan): A’ gabhail a-steach poileafenolan, caramel, agus pigmentan eile.
Roisinnean dì-dhathte/roisinnean iomlaid ian: Thoir air falbh todhar dathte ianach agus neo-ianach.
Haidridean piorocsaid (H₂O₂): Bidh e a’ ocsaidachadh nam pigmentan a tha air fhàgail, a’ soilleireachadh dath an t-sioraip tuilleadh.
Àidseantan dì-dhathachaidh: Dèan cinnteach gu bheil luachan ICUMSA ìosal agus càileachd lèirsinneach àrd.
Tha an rud gu h-àrd a’ toirt geàrr-chunntas air na prìomh phròiseasan agus na cleachdaidhean ceimigeach ann an gnìomhachas an siùcair.
Taisbeanadh Ceimigean Co-cheangailte:
Ciamar a thèid uisge sgudail bho ghnìomhachas an t-siùcair a làimhseachadh?
Bidh factaraidhean siùcair a’ gineadh uisge sgudail rè pròiseas cinneasachaidh siùcair. Tha càileachd an uisge sgudail seo iom-fhillte agus tha eallach truaillidh àrd ann, agus mar sin feumar làimhseachadh uisge siostamach mus tèid a leigeil ma sgaoil.
Tha an t-uisge sgudail a’ tighinn sa mhòr-chuid bho nighe stuthan amh, glanadh uidheamachd, uisge sgudail pròiseas cinneasachaidh siùcair, uisge fuarachaidh/dùmhlachadh, agus sèideadh boiler. Tha na h-uisgeachan sgudail seo air an comharrachadh le COD agus BOD glè àrd (air sgàth susbaint siùcair), susbaint àrd de sholaidean crochte, bith-mhilleadh làidir, agus uaireannan tha ola agus silt annta. Mar sin, mar as trice bithear a’ cleachdadh measgachadh de phròiseasan - ro-làimhseachadh + dùmhlachadh agus grùdadh + làimhseachadh bith-eòlasach + làimhseachadh adhartach - gus an uisge sgudail seo a làimhseachadh. Am measg nan dòighean làimhseachaidh cumanta tha làimhseachadh corporra (leithid grùdadh agus sìoladh), làimhseachadh ceimigeach (leithid dùmhlachadh agus neodrachadh), agus làimhseachadh bith-eòlasach (leithid pròiseasan sloda gnìomhaichte agus boglaichean togte).
Dè na ceimigean a tha a dhìth gus uisge sgudail bho ghnìomhachas an siùcair a làimhseachadh?
Seo na ceumannan sònraichte agus na cleachdaidhean ceimigeach:
| Ìre an Làimhseachaidh | Adhbhar | Ceimigean a thathar a’ moladh | Prìomh Ghnìomhan |
| 1. Nighe Stuthan Amh & Ro-làimhseachadh Bunasach | Thoir air falbh gainmheach, eabar, snàithleanan, solidan crochte | PAC (Clòraid Phoilealuminium) | Dùmhlachd luath, toirt air falbh SS agus ceòthachd |
| PAM (Poileacrylamide) – Anionach/Neo-ionach | Cruthachadh floc, a’ neartachadh socrachadh | ||
| Dì-fhuaradair | A’ cumail smachd air cobhar a thèid a chruthachadh nuair a thèid bata a nighe agus sùgh a thoirt a-mach | ||
| 2. Co-ionannachd & Atharrachadh pH | Seasmhachdaich càileachd an t-sruth-a-steach, atharraich pH airson pròiseasan sìos an abhainn | Aol (CaO / Ca(OH)₂) | A’ togail pH, a’ toirt air falbh cruas pàirteach |
| Haidreocsaid sodium (NaOH) | Atharrachadh pH mionaideach | ||
| Aigéad Sulfarach / Aigéad Hidroclòrach | A’ lughdachadh pH | ||
| Dì-fhuaradair | A’ lughdachadh foam anns a’ bhasain co-ionannachaidh | ||
| 3. Coagulachadh & Flocculation (Prìomh Dhrùidheadh) | Thoir air falbh solidan crochte, colloidan, dath; lughdaich COD | PAC / PolyDADMAC / Polyamine | Coagulants bun-sgoile airson cuir às do mhilleadh agus dath |
| PAM (Anionach) | A’ leasachadh neart floc agus astar socrachaidh | ||
| Taic-cuideachaidh coagulant (me, magnesium silicate) | A’ neartachadh soilleireachd agus coileanadh rèiteachaidh | ||
| 4. Làimhseachadh Bith-eòlasach Anaerobach (UASB, EGSB) | Lùghdaich luchd organach àrd (COD, BOD) | Stuthan-cuideachaidh beathachaidh (stòran N & P) | Cùm suas gnìomhachd meanbh-bhitheach agus bith-mhais fallain |
| Luchd-atharrachaidh pH | Cùm pH as fheàrr (6.8–7.2) airson bacteria anaerobach | ||
| Dì-fhuaradair | A’ cur bacadh air foam co-cheangailte ri biogas | ||
| 5. Làimhseachadh Aerobic (Sludge Gnìomhaichte, SBR) | Lùghdaich COD, BOD, ammonia tuilleadh | Stuthan-cuideachaidh beathachaidh (N & P) | Thoir beathachadh cothromach do meanbh-fhàs-bheairtean |
| Dì-fhuaradair | A’ cumail smachd air foam rè èadharachadh | ||
| Bith-einsìmean / Cultaran Meanbh-bhitheach | A’ neartachadh èifeachdas lobhadh bith-eòlasach | ||
| 6. Làimhseachadh Adhartach (Ma tha inbhean teann sgaoilidh an sàs) | Leasaich soilleireachd, thoir air falbh COD, SS, dath a tha air fhàgail | Poileamain / Poileadamad | Dì-dhathachadh làidir agus toirt air falbh ceòthachd |
| PAC | Toirt air falbh SS agus colloid a bharrachd | ||
| PAM (Cuideam Moileciuil Àrd) | Flocculation agus snasadh deireannach | ||
| Carbon Gnìomhaichte | A’ toirt air falbh dath, fàileadh agus fuigheall organach | ||
| 7. Dì-ghalarachadh & Ath-chleachdadh Uisge | Dèan cinnteach à sàbhailteachd meanbh-fhàs-bheairtean airson sgaoileadh no ath-chleachdadh | Calcium Hypoclorit | Dì-ghalarachadh cumhachdach |
| Sòidiam Hipeaclòrait | Dì-ghalaran dòsaidh air-loidhne cumanta | ||
| SDIC (Sodium Dichloroisocyanurate) | Sgaoileadh clòirin seasmhach, maireannach | ||
| TCCA (Aigéad Trichloroisocyanuric) | Susbaint àrd clòirin, clòrinachadh slaodach-sgaoilidh |
Tha cinneasachadh siùcair na phròiseas gnìomhachais iom-fhillte a dh’ fheumas smachd mionaideach aig gach ìre - bho ullachadh stuthan amh agus sùgh gu soilleireachadh, falmhachadh, criostalachadh, grinneachadh, agus làimhseachadh uisge sgudail. Tha dùbhlain sònraichte aig gach ìre, a’ gabhail a-steach solidan crochte, dath, gnìomhachd meanbh-bhitheach, cruthachadh cobhar, agus togail sgèile. Le bhith a’ toirt a-steach ceimigean iomchaidh a-steach do gach ìre de phròiseas cinneasachaidh siùcair, faodaidh muilnean siùcair toradh a mheudachadh, càileachd criostail a leasachadh, dath a neartachadh, call a lughdachadh, agus ùine downt a lughdachadh. Aig an aon àm, bidh fuasglaidhean ceimigeach leasaichte a’ cur ri dìon na h-àrainneachd tro làimhseachadh uisge sgudail nas èifeachdaiche agus lùghdachadh sgudail cheimigeach.
Le bhith a’ taghadh a’ chom-pàirtiche cheimigeach cheart, faodaidh muilnean siùcair èifeachdas cinneasachaidh a leasachadh, dèanamh cinnteach à càileachd cunbhalach toraidh, fad-beatha uidheamachd a leudachadh, agus sàr-mhathas obrachaidh fad-ùine a choileanadh.