با ضایعات کارخانه قند چه کنیم؟

با ضایعات کارخانه قند چه کنیم؟

شکر یکی از محصولات استراتژیک برای هر کشوری است و تولید آن از اهمیت بالایی برخوردار است. کشت و تولید چغندرقند در ایران از گذشته‌های دور رایج بوده است. جالب است بدانید محل پیدایش چغندر به آسیای صغیر و قسمت‌هایی از ایران برمی‌گردد. اولین کارخانه قند در ایران در سال ۱۲۷۴ هجری شمسی تأسیس شد. در حال حاضر نیز کارخانه‌های قند زیادی در سرتاسر کشور فعالیت دارند. متأسفانه در هر صنعتی ضایعاتی وجود دارد که برای محیط‌زیست مضر بوده و به آن آسیب می‌رساند. با این‌ وجود می‌توان ضایعات را نیز به محصولاتی مفید و کاربردی تبدیل کرد. در این مقاله ضایعات کارخانه قند را بررسی کرده و توضیح می‌دهیم. که چگونه می‌توان از آن‌ها به محصول دیگری تولید کرد.

ضایعات کارخانه قند

در طول فرآیند تولید و بهره‌برداری کارخانه‌های قند مقدار زیادی تفاله، و ملاس و گل کربنات تولید می‌شود. این مواد به‌نوعی ضایعات کارخانه قند به‌حساب می‌آیند. اما هر یک از آن‌ها می‌توانند ماده‌ی اولیه برای محصولات دیگر باشند که از ارزش بالایی برخوردار هستند.

تفاله چغندرقند

تفاله‌ی چغندرقند زمانی به دست می‌آید. که قند و دیگر موادی که قابلیت استخراج از چغندرقند را دارند. به همراه آب از آن گرفته شود. در واقع، باقی‌مانده‌ی فیبر به‌دست‌آمده پس از استخراج مایع چغندر که «تفاله مایع چغندر» نامیده می‌شود. تفاله ی چغندرقند است. یکی از مهم‌ترین کاربردهای تفاله چغندرقند به‌عنوان خوراک دام می باشد. برای این منظور، پس از خشک شدن تفاله‌ی چغندرقند، به شکل‌های مفتولی، پلت (پرک) و قالبی درمی‌آیند.

کاربرد ضایعات کارخانه قند در خوراک دام

این ماده دارای مقدار بالایی فیبر بوده و به‌راحتی قابل‌هضم است. که البته ارزش انرژی این ماده بالاتر از ذرت سیلو شده است. میزان پروتئین در این ماده ۱۱ درصد، قند ۷ درصد، الیاف خام  ۱۹ درصد، ماده خشک ۲۰ درصد، نشاسته ۱۵ درصد و خاکستر ۷ درصد است. باید توجه داشت که مصرف بیش از ۵۰ درصد از تفاله‌ی چغندرقند در جیره غذایی باعث کاهش اشتها دام‌ها می‌شود. تفاله‌ی چغندرقند در فصل زمستان گزینه‌ی مناسبی برای خوراک دام است. زیرا مراتع زیادی در فصل زمستان وجود ندارد. این ماده در موارد زیر کاربرد دارد:

در خوراک بره‌های پرواری.

خوراک گاو و گوساله‌های پرواری.

تغذیه دام‌های شیرده مانند گوسفند و گاو.

ملاس

از دیگر محصولات جانبی کارخانه قند، ملاس است. ملاس به شکل عصاره‌ای تیره و چسبناک بوده و کیفیت آن بستگی به چغندرقند اولیه، مقدار شکر استخراجی و روش استخراج دارد. انواع مختلف ملاس از نظر رنگ، قوام، طعم و محتوای شکر متفاوت است. که عبارت است از: ملاس سبک، ملاس تیره، ملاس بلک استراپ.

ملاس در صنایع مختلفی یکی از مواد اولیه به حساب می آید. از روش‌های جلوگیری از هدر رفتن این پساب قندی، قند گیری از ملاس است. قند گیری از ملاس نیاز به واحدی اضافی در کارخانه قند دارد. تا به‌عنوان ضایعات وارد فاضلاب نشود. اولین واحد قند گیری از ملاس در ایران، در کارخانه قند شیروان تأسیس شد. این واحد به روش استفن شروع به کار کرد. در سال ۱۳۴۰ در این کارخانه از ۴۰۰۰ تن ملاس تولیدی حدود ۹۰۰ تن شکر به دست آمد.

در سطح صنعتی، اتانول با تخمیر ملاس تهیه می‌شود. ملاس مورداستفاده به‌عنوان منبع الکل باید با دقت انتخاب گردد. ملاس با رنگ روشن بهترین نوع برای این کاربرد می باشد. زیرا حاوی بیشترین شکر غیر متبلور است. تخمیر ملاس یکی از اولین بیوتکنولوژی‌هایی است که توسط انسان برای تولید اتانول استفاده می‌شود و مقرون‌به‌صرفه ترین روش نیز هست.

ملاس به‌غیراز تشکیل الکل اتیل یا اتانول، یک منبع انرژی میکروبیولوژیکی است که به روند رشد مخمر، باکتری و کپک کمک می‌کند. این ماده نه تنها در بین منابع انرژی موجود برای چنین صنایعی اقتصادی است بلکه در فرآیندهای تخمیر نیز آسان‌ترین ترکیب است. یک منبع صوتی ویتامین B و بیوتین در ملاس روند تخمیر را تسریع می‌کند که به تولید سریع‌تر اتانول کمک می‌کند.

از دیگر کاربردهای ملاس می‌توان به: خوراک دام، کود، سوخت، تولید مرکب مشکی نیز اشاره کرد.

گل کربنات

پساب کارخانه قند به همراه گل کربناته یا فیلتر کیک, لجنی است که از ترکیبات آهکی و مواد آلی غیر قندی حاصل از فرایند استخراج قند از چغندرقند تشکیل شده است. این رسوب یک آلاینده زیست‌محیطی است. میزان تولید گل کربنات در ایران بر اساس آمار سال ۱۳۸۸ حدود ۶۰۰ هزار تن بوده است. مدیریت و دفن گل کربنات هزینه بالایی به همراه دارد. استفاده سودآور از این ترکیب می‌تواند مشکلات کارخانه‌های قند به‌منظور دفن آن‌ها را برطرف نماید و از طرفی با سودآوری به‌عنوان یک محصول همراه با کارایی محسوب می‌شود. بااین‌وجود، گل کربنات دارای مواد آلی و مغذی زیادی نیز بوده که در مصارف کشاورزی مفید می باشد. در کشورهای اروپایی و آمریکایی از این رسوب برای پرورش قارچ خوراکی استفاده می‌کنند.

پرورش قارچ

در سال ۲۰۱۰ نشان داده شده است که از این ماده برای تولید سوخت زیستی که به‌وسیله‌ی مخمرها ایجاد می‌شود، استفاده کرد. همچنین یکی دیگر از یافته‌های به‌دست‌آمده استفاده از گل کربنات کلسیم جهت تولید کود و کمپوست های اصلاح‌کننده خاک می‌باشد.

بیوکمپوست

بیوکمپوست یکی دیگر از روش های مدیریت فاضلاب در بخش صنعت قند است. با این حال، کمپوست‌سازی با فرآیند تجزیه بی‌هوازی انجام می‌شود. در حالی که بیوکمپوست‌سازی تهیه یک کود آلی است که می‌تواند با مخلوط کردن گل پرس (گل و خاک باقی‌مانده از شفاف‌سازی آب‌میوه) با شستشوی صرف شده در تقطیر ساخته شود. تبدیل ضایعات صنعتی به کودهای آلی غنی نه تنها مشکلات دفع زباله و آلودگی را حل می کند. بلکه خاک را دوباره پر کرده و هزینه کود را کاهش می دهد.

با این حال، شست و شوی صرف شده تقطیر خام باید در درجه اول تحت عملیات هضم بی هوازی (بیومتاناسیون) قرار گیرد. تا BOD 5 و COD و سایر آلاینده ها را کاهش دهد. قبل از اینکه با گل پرس برای تولید بیوکمپوست ترکیب شود. علاوه بر این، مدیریت حجم عظیمی از شست‌وشو صرف شده از طریق فرآیند بیوکمپوست‌سازی، که فرآیند بسیار کندی است. که می‌تواند حدود ۱۵ روز برای یک درمان واحد طول بکشد. علاوه بر نیاز به فضای تصفیه زیاد، دشوار است. تأثیر همه این فناوری های رایج تصفیه بر روی محیط زیست به طور فزاینده ای درک می شود. و محققان بر روی یافتن فناوری های تصفیه کارآمد و کافی برای فاضلاب صنعت نیشکر متمرکز شده اند.

ضایعات صنعت کارخانه های قند به مواد باتری نسل بعدی تبدیل خواهند شد

دانشمندان هندی نشان داده‌اند که فاضلاب برخی از کثیف‌ترین فرآیندهای صنعتی می‌تواند به منبع کربن برای تهیه مواد ذخیره‌سازی انرژی تبدیل شود.

محققان به سرپرستی دانشمندان مؤسسه تحقیقاتی نمک و دریای مرکزی مستقر در باوناگار (CSMRI)  از ضایعات صنعت چغندر قند و تقطیر برای توسعه مواد کربنی عملکردی استفاده کرده اند که دارای خواص ذخیره انرژی است. چنین مواد الکتروشیمیایی را می توان برای ساخت الکترودها، حسگرها و ابرخازن هایی که در دستگاه های دیجیتال کاربرد دارند، استفاده کرد.

در یک فرآیند دو مرحله ای، شستشوی صرف شده از یک کارخانه تقطیر اسیدی شد تا pH آن به حدود ۲ کاهش یابد. محلول اسیدی شده در طول شب در دمای اتاق به هم زده شد و منجر به رسوب توده جامد یا لجن شد. دانشمندان توضیح دادند که این توده جامد سپس در آفتاب خشک و در دمای بالا کلسینه شد تا ماده کربنی عامل دار تولید شود که دارای خواص ذخیره انرژی است.

دکتر Ramavatar Meena با تیم تحقیقاتی CSMRI. اعتبار: India Science Wire

صنایع پرمصرف آب مانند شکر و کارخانه های تقطیر، مقادیر زیادی ضایعات مایع و جامد از جمله شستشوی مصرف شده بیومتانه تولید می کنند. که در این مطالعه استفاده شد. لجن جامد را می توان به جای ریختن در محل های دفن زباله و تولید شیرابه، با پیش ساز فلزی فعال کرد. و در دمای بالا در اتمسفر بی اثر کلسینه کرد. دکتر Ramavatar Meena، یکی از نویسندگان این گروه به هند گفت: حضور ذاتی ناخالصی های حاوی گوگرد و نیتروژن در لجن به عنوان مواد ناخالصی عمل می کند. و در ترکیب با پیش ساز فلز می تواند مکانیسم ذخیره بار جایگزینی را برای مواد فراهم کند.

ناخالصی‌های گوگرد و نیتروژن موجود در لجن در ترکیب با یک پیش‌ساز فلزی، “شبه خازن” را به مواد کربن می‌دهند.

دکتر مینا افزود: «مطالعات الکتروشیمیایی چرخه‌های شارژ-تخلیه خوبی را با حفظ ظرفیت تقریباً ۱۰۰ درصد حتی پس از ۱۰۰۰ سیکل نشان داده‌اند.

پس از بازیابی شکر از آب نیشکر در فرآیند تبخیر، باقیمانده آن ملاس است. که در کارخانه های تقطیر برای تولید بیو اتانول تخمیر می شود. به ازای هر لیتر اتانول تولیدی، ۱۲ تا ۱۴ لیتر آب مصرف می شود. این امر باعث ایجاد مقادیر زیادی زباله در قالب شستشوی صرف شده می شود که یک خطر زیست محیطی است.

روش توسعه‌یافته را می‌توان برای فاضلاب‌هایی با محتوای کربن آلی بالا که توسط سایر صنایع آلاینده مانند دباغ‌سازی‌ها تولید می‌شود، استفاده کرد. علاوه بر استخراج مواد کربنی، ترکیبی از جذب سطحی و اسمز معکوس فشار پایین (RO) را می توان برای تصفیه بیشتر پساب استفاده کرد و آن را قابل استفاده مجدد در صنایع قند و همچنین برای اهداف آبیاری کرد. محققان گفتند: «هدف ما کاهش وابستگی صنایع قند و تقطیر به آب شیرین از طریق خودکفایی آنها از نظر مصرف آب است. همچنین مطالعاتی برای بازیابی آب آشامیدنی از این فاضلاب بسیار آلوده در حال انجام است.

بااین‌وجود بررسی و پژوهش بر روی این ماده هنوز یکی از به‌روزترین پژوهش‌ها است.

در پایان

امروزه با صنعتی شدن جوامع، ضایعات کارخانه‌های مختلف یکی از مشکلات اصلی و مهم در هر کشوری است که اگر مدیریت نشود آسیب‌های جبران‌ناپذیری به محیط‌زیست وارد می‌کند. با مدیریت صحیح و دقیق می‌توان ضایعات را به مواد اولیه برای مصارف دیگر تبدیل کرد.

برای خرید و فروش انواع محصولات و همچنین ضایعات کارخانه های چغندر قند و نیشکر می توانید از سامانه تموک کمک بگیرید.

مطلب مرتبط:

کاربرد ضایعات نیشکر یا محصولات جانبی نیشکر در صنعت

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *