دانلود طرح توجیه فنی، مالی، اقتصادی فرآیند تولید شکر و نیشکر

مقدمه و هدف:

نیشکر از گیاهان زراعی است که ظاهراً اهلی کردن آت برای اولین بار در جزایر اقیانوس آرام (گینه نو) اتفاق افتاد و سپس از آنجا به چین و هند برده شده است. سابقه تاریخی کشت نیشکر به هزار سال قبل از میلاد می رسد نیشکر از هند به سایر نقاط دنیا راه یافت و تا اوایل قرن هجدهم تنها محصولی بود که در سطح تجارتی برای تولید شکر کشت می شد.

تولید شکر از اجزاء مهم اقتصادی کشاورزی بسیاری از کشورهاست در مقیاس جهانی عملکرد قند چغندر و قند نیشکر در واحد سطح تقریباً مساوی است.

سابقه تولید نیشکر در ایران به سال 600 میلادی می رسد در این زمان شکر تصفیه شده از نیشکر تولید می شده. ظاهراً تولید نیشکر در خوزستان اهمیت داشته است زیرا کلمه خوز به معنی نیشکر است به هر حال اولین تلاش وسیع برای تولید آزمایشی نیشکر در سال 1329 در خوزستان انجام گردید. (3)

اکنون صنعت قندسازی کاملاً استقرار یافته مهذا پژوهشگران تحقیقات زیادی درباره تحول این صنعت آن هم با توجه به تکنیک های کاملاً مدرن با توجه به شرایط سخت که به این صنعت تحمیل شده است اشتغال به کار دارند.

هدفهای کنونی این پژوهشگران و محققان را می توان به شرح زیر خلاصه کرد.

استخراج حداکثر ممکن قند از نیشکر

شکر با کیفیتی تولید گردد که جوابگوی خواسته های مصرف کنندگان باشد. بسیار از این مصرف کنندگان شرایط بسیار سختی را برای کیفیت شکر قائل شده اند.

شکر را هر چقدر ممکن است با قیمت کمتری به بازار عرضه نمایند یا به عبارت دیگر استفاده از تجهیزات پیشرفته و کاهش ضایعات در کلیه مراحل تولید شکر. (10)

همچنین توجه به مسائلی مانند کاهش مصرف انرژی و حداقل آلودگی محیط زیست. (8)

از جمله مسائلی که کارخانجات نیشکری با آن دست به گریبان هستند ضایعات ناشی از فعالیت میکروارگانیزم ها می باشد. میکروارگانیزم ها قادرند تحت شرایط مناسب و در مراحل مختلف مانند آتش زدن. حمل نی . آسیاب و سایر مراحل تولید شکر در کارخانه به روش های گوناگون همانند تجزیه ساکاروز، تولید قند معکوس، تولید اسید، تولید مواد صمغی مثل دکستران لوان ضایعات جبران ناپذیری وارد کند. (10)

دکستران از جمله موادی است که توسط باکتری به نام لوکونوستوک مزنتروییدس تولید می شود که در صورت توقف نی در مرحله برداشت. حمل و یا توقف شربتها و آلودگی آسیاب ها این باکتری وارد عمل شده و منجر به تولید دکستران و اسید می گردد که از جمله خسارات وارده را می توان 1- افزایش ضایعات نامعلوم در شربت ناشی از تشکیل دکستران که بر طبق نظر کلارک میزان ضایعات را می توان در جدول زیر نمایش داد. (24)

جدول 1: ضایعات قندی بر اساس دکستران موجود در شکر خام (24)

که این ضایعات فقط در رابط مستقیم با تولید دکستران می باشند و 3 تا 5 برابر ضایعات نیز در مرحله فرایند رخ می دهد 2- اثر بر تصفیه شربت 3- تشکیل رسوبات در صافی ها 4- سوزنی شدن کریستالها 5- افزایش خلوص ملاس بدلیل ورود کریستالهای ریز به ملاس و قند زدایی ضعیف ملاس 6- کاهش قیمت شکر . افزایش میزان دکستران در شکر به بیش از m.a.u 250 باعث کاهش قیمت شکر می گردد که بر اساس میزان دکستران ، جریمه هایی در نظر گرفته شده است.

هدف از این تحقیق تعیین آثار زمان تأثیر بین برداشت و آسیاب نی ، روش های و برداشت اثر آتش زدن بر روند تشکیل دکستران در نی می باشد.

اثر عواملی مانند زمان نگهداری شربته دما و PH های مختلف بر سرعت تشکیل دکستران و نیز تأثیر 3 سطح فرمالین برای جلوگیری از تشکیل دکستران، اثر دکستران بر انحراف پلاریزاسیون که باعث ایجاد خطا در محاسبه درصد قند و خلوص شربت های آزمایش می شود و نیز اثر استات سرب بر حذف دکستران بررسی شد.

کلیات

تولید شکر و نیشکر در جهان

تولید قند و شکر از نیشکر و چغندر قند از مرز یکصد و ده میلیون تن گذشته است نرخ رشد سالیانه شکر تولیدی در جهان 4-3% و این رقم بیش از نرخ رشد جمعیت در جهان است (11)

جدول شماره 2 تولید و بهای شکر چغندری (هزار تن) 11

 در 120 کشور جهان حدود 27 میلیون هکتار زراعت نیشکر وجود دارد که اگر آنها را به تفکیک بیان کنیم. 38 کشور چغندر کار – 73 کشور نیشکر کار و 9 کشور از جمله ایران کشت چغندر و نیشکر را به همراه هم دارند.

در 120 كشور جهان حدود 27 ميليون هكتار زراعت نيشكر وجود دارد كه اگر آنها را به تفكيك بيان كنيم. 38 كشور چغندر كار – 73 كشور نيشكر كار و 9 كشور از جمله ايران كشت چغندر و نيشكر را به همراه هم دارند.

در اين بخش 28 ميليون نفر براي 2586 كارخانه قند (885 كارخانه چغندر – 1700 كارخانه نيشكر) مشغول به كار مي باشند (11)

در جهان حدود 23/11 ميليون هكتار زمين زير كشت نيشكر مي باشد و بيشترين سطح زير كشت نيشكر مربوط به برزيل است با 925/1 ميليون هكتار و پس از آن هندوستان با 85/1 ميليون هكتار در مكان دوم قرار دارد. (11)

از نيشكر توليدي در جهان 993/63 ميليون تن شكر حاصل مي شود كه بطور متوسط براي هر هكتار 7/5 تن شكر توليد مي گردد.

برزيل با توليد 4/9 ميليون تن شكر داراي بيشترين توليد در جهان است و پس از آن هندوستان و كوبا در رده هاي بعدي قرار دارند و بيشترين توليد محصول نيشكر در هكتار مربوط به هاوايي است با توليد معادل 3/214 تن نيشكر در هكتار و پس از آن كلمبيا با توليد 3/127 تن در هكتار در مقام بعدي قرار دارد.

توليد شكر و نيشكر در ايران

1-2-1- نيشكر كاري در ايران

نيشكر كاري صنعتي در ايران به اواخر سال 1328 بر مي گردد كه در پي درخواست سازمان برنامه و بودجه ، كشورهاي مصر – برزيل – اتازوني – پاكستان – هر يك 10 كيلو گرم از قلمه هاي نيشكر مرغوب خود را با ذكر مشخصات به ايران فرستادند ساير كشورها به دليل مقررات گمركي خود نتوانستند درخواست ايران را اجابت نمايند. (7)

اين قلمه ها در اواخر سال 1328 و اوايل 1329 در اهواز كشت شد و در سال 1331 آقاي وان دوشور كه يكي از كارشناسان نيشكر كاري بود براي مدت شش ماه به ايران آمد و اصول كلي زراعت و مراقبت در مزارع نيشكر كاري را به مهندسان ايراني آموزش داد. در همين زمان 12 نوع قلمه ديگر نيشكر آمريكايي بوسيله سازمان غذا و كشاورزي به ايران رسيد و در خوزستان كاشته شد كه اين نيشكرها در مناطق خوزستان مانند اهواز – دزفول – حميديه – شوش – سوسنگرد – شوشتر كشت شدند.

از تمام عمليات بالا نتايج بسيار مثبت زير بدست آمده است.

علي الاصول نيشكر در خوزستان به عمل مي آيد برخلاف شايعاتي كه پخش شده بود از سرماي احتمالي موقتي كه ممكن است پيش آيد زيان نمي بيند.

انواع مخصوصي از نيشكرهاي رسيده در خوزستان خوب رشد مي كند و درصورت ايجاد كارخانه اين انواع زياد خواهد شد.

ميزان قند نيشكري كه در خوزستان كشت شده بود بسيار رضايت بخش بود.

مطالعات و بررسي هاي انجام شده بلاخره منجر به طرحي شد كه خوشبختانه از شهريور 1336 به مرحله اجرا گزارده شد. طبق اين طرح در منطقه هفت تپه 12 هزار هكتار زمين خريداري شده و به كشت نيشكر اختصاص داده شد و در سال 1340 اولين كارخانه قند نيشكر ايران شروع به بهره برداري كرد و در بهره برداري 1346 با توليد 104 تن نيشكر در هكتار و 1/10 هكتار تن شكر در هكتار موفق ترين بهره برداري را در تاريخ خود داشت و از نظر توليد در واحد سطح يكي از بهترين ركوردها را در دنيا بدست آورد. (7)

1-2-2- توليد نيشكر در ايران

توليد شكر در سال 83 در مقايسه با سال 63 رشدي معادل 204 درصد داشته است و توليد نيشكر در طي اين سالها نيز رشدي معادل 246 درصد داشته است كه شكر توليدي از نيشكر در حدود 45 درصد توليد داخلي را به خود اختصاص داده است.

مصرف سرانه كشور معادل 35 كيلو قند و شكر مي باشد كه توليد داخلي بيش از 50 درصد مصرف داخلي كشور داخلي كشور را تامين نموده است.

نيشكر كاري در خوزستان

خوزستان با موفقيت بين 29 تا 33 درجه عرض جغرافيايي بلحاظ شرايط اقليمي مناسب يكي از مساعدترين و مستعدترين مناطق توليد نيشكر در جهان محسوب مي گردد.

جلگه خوزستان در ارتفاع بين 4 تا 150 متر از سطح دريا قرار گرفته و از اين لحاظ موقعيت مناسبي براي توليد نيشكر محسوب مي شود.

درجه حرارت زياد، طولاني بودن دوران روشنايي روز ، فراواني انرژي خورشيدي، و درخشندگي هوا، از امتياز اين منطقه مي باشد.

كمي ميزان بارندگي به كوتاهتر شدن و اقتصادي تر شدن عمليات برداشت و افزايش فرصت رشد محصول در سال بعد كمك مي نمايد و وجود سرماهاي حدود صفر در ريزش برگ. افزايش فعاليتهاي قند سازي و جلوگيري از گل دهي نيشكر كمك مي كند. گرم و خشك بودن منطقه در كنترل طبيعي و محدوديت خسارات بسياري از آفات و امراض نيشكر كه در ساير نقاط دنيا موجب خسارت عمده اي مي باشد مؤثر بوده و امكانات مساعدي را براي كشت نيشكر در اين منطقه بوجود مي آورد.

مجموعه امكانات طبيعي – اقتصادي – اجتماعي – فني – تخصصي منطقه را در هيچيك از مناطق نيشكر خيز جهان نمي توان مانند خوزستان يك جا و مجتمع در نظر گرفت. سوابق تاريخي كشت نيشكر در اين منطقه نيز درخشان و حائز اهميت است.

نيشكر با توجه به پيچيدگي عمليات زراعي آن از گياهاني است كه در مقايسه با كشتهاي ديگر عمليات زراعي آن مستلزم برنامه ريزي دقيق و ماشين آلات ويژه مي باشد انتخاب ماشين آلات عمليات برداشت و حمل آن نيز با در نظر گرفتن مشخصات فني و ابعاد ظرفيت آنها فارغ از ساير عوامل و فاكتورهاي مؤثر مشكلاتي در پي خواهد داشت.

بهترين زمان برداشت از اوايل آبان ماه تا اواخر اسفند مي باشد در بعضي ماه ها فصل برداشت طولاني مي گردد كه از عوامل محدود كننده و باز دارنده مي توان باران و برداشت و حمل ني را نام برد.

جدول شماره 3: صورت عملكرد بهره برداري كارخانه هاي نيشكري 1384 (11)

كشت و صنعت كارون

كشت و صنعت كارون در حمل اراضي ديمچه در 50 كيلو متري شهرستان دزفول و 12 كيلومتري شوشتر در منطقه شبكه آبياري كارون واقع مي باشد محل انتخاب شده اين طرح با توجه به آب و هوا و توپوگرافي اراضي براي حصول بهترين نتيجه از اين طرح نيشكر انتخاب شده است. آب مورد نياز طرح از طريق سد انحرافي گتوند تأمين مي شود و كليه اراضي به منظور كنترل و جلوگيري از بالا آمدن سطح آبهاي زير زميني مجهز به شبكه زهكشي كامل مي باشد. طراحي و اجراي آن از سال 1353 آغاز گرديد و اولين محصول اين كارخانه در سال 1356 عرضه گرديد و اين بهره برداري (1385) سي امين بهره برداري اين شركت مي باشد.

كارخانه قند كازرون داراي دو بخش توليد شكر و تصفيه خانه مي باشد كه از آخرين و مدرن ترين لوازم در تكنولوژي برخوردار مي باشد، ساخت و نصب ماشين آلات كارخانه و ديگ بخار و دستگاه مولد نيرو توسط شركت استورك و ركسپور هلند با مشاركت بوكاولف آلماني و شركت تكنواكسپورت چك واسلواكي انجام شد و احداث انبارهاي شكر خام و تصفيه و ماشين آلات مربوط با شركت مهندسين تحقيقاتي از ايران انجام گرديد.

نيشكر مصرفي كارخانه در سطحي معادل 20 – هزار هكتار كشت مي شود كه عمدتاً از 3 واريته مختلف زودرس – ميان رس- دير رس مي باشد.

جدول 4: واريته هاي تجاري نيشكر كارون

بخش ديگر كشت و صنعت كارون بخش غير نيشكري آن مي باشد كه در زمينه توليد نئوپان از باگاس – خوراك دام – حوضچه هاي پرورش ماهي و كشت محصولاتي به غير از نيشكر نيز فعاليت دارد. ميزان نيشكر توليدي 120 -110 هزار تن در سال و ميزان توليد شكر در هكتار 7-8 تن مي باشد. همچنين نيشكر توليدي معادل 95-85 تن در هكتار مي باشد كه كل نيشكر توليدي ساليانه بالغ بر 5/1 ميليون تن است. به منظور خودكفايي در تأمين شكر مورد نياز كشور به ايجاد 7 واحد كشت و صنعت نيشكري به وسعت 184 هزار هكتار كشت نيشكر واحدهاي زير احداث و يا در حال احداث است:

كشت و صنعت امير كبير:

كشت و صنعت امير كبير در كيلومتر 45 جاده اهواز – خرمشهر (جاده امام جعفر صادق (ع) واقع شده است. مساحت ناخالصي اراضي اين كشت و صنعت ، 15000 هكتار و مساحت خالص آن 12000 هكتار است.

در شبكه آبياري و زهكشي كشت و صنعت امير كبير ايستگاه تلمبه خانه اصلي آبرساني با ظرفيت 36 متر در ثانيه ، 5/34 كيلومتر كانال اصلي آبرساني ، 53 كيلومتر زهكشي روباز ، 2700 كيلومتر زهكش زيرزميني (لترال) و 155 كيلومتر لوله هاي زير زميني جمع كننده زه آبها (كلكتور) به كار رفته است.

صنايع مستقر در اين كشت و صنعت عبارتند از:

كارخانه شكر 2- كارخانه كاغذ 3- كارخانه خوراك دام كارخانه شكر امير كبير شامل دو بخش توليد شكر خام و تصفيه شكر مي باشد كه ساخت آن از سال 75 آغاز و در 10 اسفند 1379 با حضور جناب آقاي هاشمي رفسنجاني (رياست محترم مجمع تشخيص مصلحت نظام) مورد بهره برداري قرار گرفت. اين كارخانه با توليد 108 هزار تن شكر در سال 1383 حدود 3/8 درصد از كل توليد شكر كشور را به خود اختصاص داد.

كارخانه هاي خوراك دام و كاغذ هم اكنون در مرحله نصب و ساخت تاسيسات مي باشند.

كشت و صنعت امام خميني (ره):

كشت و صنعت امام خميني در اراضي شعيبيه، بين رودخانه هاي شطيط (شاخه اي از كارون) و دز در 30 كيلومتري جنوب شهر شوشتر واقع شده است. مساحت تقريبي كشت و صنعت 15800 هكتار مي باشد و مساحت خالص اراضي براي كشت نيشكر بيش از 12800 هكتار است.

در كشت و صنعت امام خميني آبياري مزارع به روش ثقلي انجام مي گيرد. دو ايستگاه تلمبه خانه اصلي آبرساني ، يكي از رودخانه دز و ديگري از رودخانه كارون (شاخصه شطيط)، 37 كيلومتر كانال آبرسان اصلي، 100 كيلومتر كانال درجه 2 آبرسان ، 100 كيلومتر كانال فرعي آبياري، 2000 كيلومتر زهكش زيرزميني (لتران)، 64 كيلومتر جمع كننده زه آبهاي زيرزميني (كلكتور) و 114 كيلومتر زهكش روباز و ... سيستم ابياري و زهكشي اين كشت و صنعت را تشكيل مي دهند.

صنايع مستقر در كشت و صنعت امام خميني (ره) عبارتند از : كارخانه شكر با ظرفيت توليد 100 هزار تن شكر در سال، كارخانه خوراك دام با ظرفيت 100 هزار تن در سال و كارخانه تخته صنعتي (MDF) با ظرفيت 100 هزار تن در سال.

كشت و صنعت دعبل خزاعي:

كشت و صنعت دعبل خزاعي در كيلومتر 25 جاده اهواز – آبادان در جنوب شرقي اهواز واقع شده است. كل سطح قابل كشت نيشكر در اين واحد 12000 هكتار مي باشد.

در كشت و صنعت دعبل خزاعي براي آبياري و زهكشي ، 1 ايستگاه پمپاژ اصلي آبياري، 141 كيلومتر كانال اصلي آبياري، 2/28 كيلومتر زهكش اصلي روباز، 5/64 كيلومتر كانال و لوله اصلي آبياري، 141 كيلومتر جمع كننده زه (كلكتور) و 2376 كيلومتر لوله هاي زهكش زيرزميني (لتران) به كار رفته است.

صنايع مستقر در كشت و صنعت دعبل خزاعي عبارتند از :

كارخانه شكر، كارخانه خوراك دام ، مجتمع بيوتكنولوژي كه شامل كارخانه هاي توليد الكل و خميرمايه خشك فعال از ملاس نيشكر مي باشند.

كشت و صنعت ميرزا كوچك خان:

كشت و صنعت ميرزا كوچك خان در جنوب غربي اهواز و در 75 كيلومتر 75 جاده اهواز – خرمشهر قرار دارد. كل مساحت كشت و صنعت 14 هزار هكتار و مساحت خالص اراضي آن 12 هزار هكتار مي باشد.

شبكه عظيم آبياري – زهكشي كشت و صنعت ميرزا كوچك خان، متشكل از ايستگاه اصلي و فرعي به طول 50 كيلومتر ، 24 ايستگاه فرعي آبرسان براي پمپاژ ثانويه و شبكه زهكشي زير زميني به طول 2863 كيلومتر مي باشد. همچنين در اين كشت و صنعت 913 كيلومتر انواع جاده احداث شده است.

صنايع مستقر در كشت و صنعت ميرزا كوچك خان عبارتند از: كارخانه شكر ميرزا كوچك خان با ظرفيت توليد سالانه 100 هزار تن شكر مورد بهره برداري قرار گرفت.

كارخانه هاي خوراك دام و كاغذ در مراحل ساخت هستند كه در آينده نزديك به بهره برداري خواهند رسيد.

كشت و صنعت سلمان فارسي:

كشت و صنعت سلمان فارسي در كيلومتر 40 جاده اهواز – آبادان ، در جنوب شرقي اهواز قرار گرفته است. مساحت كل كشت و صنعت بيش از 14 هزار هكتار و مساحت خالص اراضي آن 12 هزار هكتار مي باشد.

شبكه آبياري و زهكشي كشت و صنعت سلمان فارسي از كانالهاي آبرساني اصلي و فرعي و لوله هاي اصلي آبياري به طول 94 كيلومتر، تعداد24 ايستگاه فرعي آبرساني و شبكه زهكشي زيرزميني به طول 2203 كيلومتر تشكيل شده است. تلمبه خانه اصلي آبرساني كشت و صنعت سلمان فارسي در 14 اسفند 1376 توسط رياست محترم جمهوري جناب آقاي خاتمي افتتاح شد و مورد بهره برداري قرار گرفت.

همچنين در اين كشت و صنعت بيش از 330 كيلومتر جاده احداث شده است.

صنايع مستقر در كشت و صنعت سلمان فارسي علاوه بر كارخانه شكر، كارخانه هاي خوراك دام و كاغذ مي باشد.

ظرفيت پذيرش سالانه يك ميليون تن نيشكر و توليد 100 هزار تن شكر خام را در هر فصل زراعي دارد و توليدات ثانويه آن ، 330 هزار تن با گاس و 38 هزار تن گل صافي است كه در كارخانه خوراك دام مورد مصرف قرار مي گيرد. يادآور مي شود، كارخانه هاي كاغذ و خوراك دام هم اكنون در مرحله ساخت قرار دارند.

كشت و صنعت فارابي:

كشت و صنعت فارابي در جنوب شرقي اهواز و در كيلومتر 35 جاده اهواز – آبادان واقع شده است.

در كشت و صنعت فارابي بخش عظيمي از عمليات زير بنايي از جمله شبكه هاي آبياري و زهكشي آن به پايان رسيده است.

صنايع مستقر در كشت و صنعت فارابي عبارتند از:

كارخانه شكر – كارخانه هاي خوراك دام و كاغذ

كارخانه شكر فارابي در مراحل پاياني احداث مي باشد و در فصل زراعي 85-86 به بهره برداري رسمي خواهد رسيد.

همچنين در آينده كارخانه هاي كاغذ و خوراك دام نيز در اين كشت و صنعت ساخته خواهند شد.

كشت و صنعت دهخدا:

كشت و صنعت دهخدا در شمال اهواز و در 20 جاده اهواز – انديمشك ، در ميان رودخانه كارون و جاده مزبور قرار دارد.

عمليات اجرايي و زير بنايي و پروژه هاي در دست اجراي اين واحد نسبت به كشت و صنعتهاي ديگر از پيشرفت كمتري برخوردار بوده است كه اميد مي رود در آينده نزديك به پايان برسد.

2- تركيبات شيميايي نيشكر:

در نيشكر به غير از ساكاروز مواد ديگري هم وجود دارد مانند سلولز و فيبر و نشاسته و ... درصد شكر (پلاريمتري) از 8 تا 16 متغير است و به عواملي مانند رسيدگي ، واريته ، جنس خاك شرايط آب و هوايي و همچنين عمليات كشاورزي بستگي تام دارد.

ميزان و نسبت مواد متشكلة نيشكر از منطقه اي به منطقة ديگر متفاوت مي باشد. ولي بصورت كلي مي توان نوشت:(جدول شماره5)

2-1- مواد آلي غير از ساكاروز:

مواد آلي از ساكاروز عبارتند از پروتئين – اسيدهاي آلي – پنتوزان – پكتين – موم و مواد رنگي

2-2- اسيدهاي آلي

اسيدهاي آلي موجود در شربت مي توان

1- اسيد گليكوليك 4- مقدار كمي تانيك اسيد

2- اسيد ماليك 5- اسيد بوتيريك

3- اسيد سوكسينيك 6- آكونتيك اسيد

را نام برد كه در حدود 1-5/0 درصد وزني نيشكر را تشكيل مي دهد. (40)

2-3- تركيبات غير آلي

فسفات، كلريد، سولفات، نيترات، سيليكات هاي سديم، منيزيم، پتاسيم، آلومينيم و آهن كه در حدود 2/0 تا 6/0 درصد وزني ني را تشكيل مي دهد.

2-4- تركيبات ازت دار

آلبومينوئيدها، اسيدها و گزانتين كه حدود 5/0 تا 1 درصد وزن نيشكر را تشكيل مي دهند. (40)

2- توليد شكر از نيشكر:

مقدمه

توليد شكر از نيشكر داراي سه مرحله است كه عبارتند از كشت نيشكر در مزرعه ، برداشت و حمل و بالاخره استخراج شكر از نيشكر در كارخانه.

معمولاً توجه عمومي به ضايعات قندي داخل كارخانه بوده و تمام سعي و تلاش در جهت كاهش اين ضايعات مي باشد ولي در حقيقت قند بيشتري به طور نا محسوس در طي مراحل كاشت و برداشت نيشكر ضايع و قبل از رسيدن به كارخانه تلف مي گردد. كه معمولاً اين بخش از ضايعات فراموشي سپرده مي شود و عملاً هم تاكنون تعيين نشده است (4و5)

اين ضايعات قندي اجزاي زيادي دارد كه بطور مثال مي توان به كاهش محصول نيشكر در هكتار اشاره كرد كه خود مي تواند از دلايل ديگري از جمله وجود آفات و بيماري هاي گياهي. كمبو.د مواد شيميايي. بي آبي و نظاير آنچه كه در ايجاد ضايعات نقش دارند باشد. به همين جهت است كه كنترل كيفي توليد بايستي از مراحل كشت قلمه تا مرحله اوليه نهايي توليد شكر به دقت دنبال گردد. (4)

آماده سازي مزارع توليد نيشكر عملياتي پرهزينه و گران است و نياز به نيروي انساني زياد دارد در نتيجه مكانيزه كردن عمليات كاشت، داشت، برداشت در بيشتر كشورهاي نيشكر خيز جهان در حال توسعه مي باشد. (6،5)

3-1- برداشت نيشكر

در اكثر مزارع وسيع تمايل بيشتر به سمت برداشت مكانيكي است ولي در مزارع كوچك برداشت بيشتر بصورت دستي انجام مي شود. برداشت مكانيكي نيشكر در صورتيكه در شرايط متعارف انجام شود داراي مزاياي فراواني است از جمله كوتاه شدن دوره برداشت، كاهش هزينه هاي برداشت ولي در صورتيكه عمليات در شرايط نامطلوب انجام شود مثل تلف شدن مقدار قابل توجهي از نيشكر در زمان برداشت و حمل به كارخانه و يا ضايع شدن مقداري از قند به دليل فاسد شدن و كاهش كيفيت قلمه سود آوري خود را از دست خواهد داد. (7)

مقدار مواد خارجي همراه ساقه هاي نيشكر (خاشاك) كه به كارخانه حمل مي گردد. با افزايش درجه مكانيزاسيون افزايش مي يابد و برعكس در صورت استفاده از نيروي انساني ميزان خاشاك كاهش پيدا مي كند. (29)

در صورتيكه از كارگر براي قطع كردن ساقه ها از سطح زمين استفاده شود و حذف برگها و قسمت انتهايي و حمل به ماشين نيز توسط دست صورت گيرد ميزان مواد زائد در حدود يك درصد خواهد بود كه البته ميزان راندمان به ازاي هر نفر –روز معادل يك تن نيشكر خواهد بود.

در روش هاي كاملاً مكانيزه درو و بارگيري بصورت مكانيكي و همزمان انجام مي شود. بعنوان مثال مي توان به دروگر خرد كننده اشاره كرد كه براي برداشت ني هاي سبز و سوخته مورد استفاده قرار مي گيرد. اين دروگر پس از درو كردن ني از روي سطح زمين و سرزني آنها را به قسمت هاي كوچكتر تقسيم كرده و توسط سيستم نقاله به ماشين هاي حمل ني منتقل مي كند در كشورهايي مثل برزيل ، استراليا و هاوايي قبل از برداشت مزارع را آتش زدن حذف شده است در سالهاي اخير عمل سوزاندن به علت دود و بخاري كه ايجاد مي كند و هواي مناطق اطراف را آلوده مي كند مورد انتقاد شديد طرفداران محيط زيست قرار گرفته است و از طرف ديگر هزينه برداشت دستي نيشكر سوزانده نشده بسيار زيادتر از هزينه برداشت نيشكر سوزانده شده است. علاوه بر آن پيدا كردن كارگراني كه حاضر باشند نيشكر سبز را ببرند با مشكلات فراواني روبرو است. همچنين سوزاندن نيشكر باعث كاهش هزينه هاي برداشت مي گردد. (8)

در جدول (5) تركيبات شيميايي قسمت هاي مختلف ني برداشت شده نشان داده شده است. اين آزمايش توسط كينوشتا انجام گرديد. او پس از برداشت ني هاي سبز آنها را به پنج گروه مختلف ني هاي سالم، ني هاي ترشيده، ني خشك، برگ سبز و سر ني و برگ هاي خشك تقسيم نمود. سپس ميزان ساكاروز – فيبر – ماده خشك رافراكتومتري را در هر بخش اندازه گيري نمود. (38)

جدول 6: مقادير تركيبات مختلف در ني هاي سالم تراشيده، خشك، برگ سبز و سر ني برگهاي خشك (38)

همانطور كه از جدول (6) پيداست بيش از 95 درصد ساكاروز 5/88 درصد ماده خشك درون ني هاي سالم قرار دارد در حاليكه فقط 53 درصد فيبر در اين بخش وجود دارد. او در مقايسه اي كه بين ني هاي سبز و سوخته انجام داد به اين نتيجه رسيد كه ميزان فيبر ماده خشك رفراكتوري در ني هاي سبز به ترتيب 51 و 3 درصد بيش از ني هاي سوخته شده مي باشند. همچنين خلوص شربت در ني سوخته شده بيش از ني هاي سبز مي باشد كه شايد به دليل استخراج مواد غير قندي از برگ و خاشاك مي باشد. (38)

3-1-1- مواد زائد همراه نيشكر

مقدار كل مواد زائد (مانند گل ، سرني ، برگ، ريشه) در روش هاي مكانيزه بيش از روش برداشت با دست بوده و ميزان آن به 18 -15 درصد نيز مي رسد.

تمام ماشين هاي بارگيري ميزان مواد زائد را افزايش مي دهد به دليل جمع آوري از روي زمين كه در اين مواد نه تنها مواد فيبري بلكه خاك و گل نيز همراه ني بارگيري مي شوند و مقدار اين مواد به شرايط محيطي و آب و هوايي بستگي دارد. كه حتي در موارد كاملاً مناسب ضايعات قندي فراواني به دنبال دارد. بويژه در برداشت با دروگر خرد كننده كه احتمال دارد ني هاي قطعه قطعه شده در مزارع باقي بمانند. ديگر اينكه چون ني به قطعات 40-30 سانتي متر تبديل مي شود به علت افزايش سطح ني ميزان آلودگي بيشتر شده و سرعت افت كيفيت افزايش چشمگيري پيدا مي كند . با مطالعات و بررسي هاي زيادي كه انجام گرفته تأييد شده است كه با افزايش درصد برگ و خاشاك همراه نيشكر به ترتيب دگرگوني هاي زير در عمليات بروز خواهد كرد. (29 و 1)

كاهش مقدار شربت حاصل از عصاره گيري در آسياب ها

تقليل مقدار درصد قند شربت و بالاخره درجه خلوص

افزايش تفاله نيشكر توليدي

افزايش رطوبت و قند تفاله نيشكر كه موجب بالا رفتن ضايعات تفاله شده

افزايش ملاس نهايي توليدي

افزايش قند ملاس و درجه خلوص آن باعث افزايش ضايعات ملاس شده

افزايش حجم گل در دستگاه هاي ترسيب دهنده

افزايش ضايعات گل

كاهش راندمان كلي كارخانه

نقصان كيفيت شكر توليدي

افزايش هزينه توليد

3-2- آماده سازي نيشكر

3-2-1- شتشوي ني

هدف از اين عمليات تهيه يك ني با شرايط مناسب جهت انجام بهينه عمليات استخراج شربت مي باشد. بطور متوسط در هر مرحله شستشو بايستي حدود 95% سنگ و شن و فلزات جدا گردند. اين عمليات از پرهزينه ترين مراحل مي باشد.

در تمام انواع شستشو ضايعات قندي وجود دارد. در نيشكرهايي كه با دست قطع شده اند و به روش افشاني با آب شسته مي شوند ضايعات قندي نسبتاً كمي خواهيم داشت كه در اثر ورود قند از محل قطع ني به آب رخ مي دهد ولي در اثر عمليات مكانيكي برداشت به علت صدمات و ضربات بيشتري كه توسط دروگرها به ني وارد مي شود و سطح بيشتر ني ضايعات قندي بيشتر خواهد بود به عبارت ديگر ميزان ضايعات قندي بستگي تام به ميزان صدمات وارده به ني دارد و ميزان آب شستشو تأثير چنداني در ميزان ضايعات قندي ندارد. (23)

در ساده ترين روش شستشو با استفاده از نازل هايي آب را روي ني ها مي پاشند كه البته اين روش زماني مناسب است كه مواد زائد همراه ني كم باشد و براي زماني كه برداشت و بارگيري با ماشين انجام شود كافي به نظر نمي رسد. در سالهاي اخير براي تميز كردن و شستشوي توده هاي ني در هم پيچيده همراه خاشاك ، خاك ، گل و ساير واد زائد تغيييرات و پيشرفت هاي زيادي حاصل شده است.

3-2-2- خرد كردن نيشكر

ني هاي شسته شده روي نقاله هاي به سمت آسياب ها حركت مي كنند در ضمن حركت از زير يك يا دو سري چاقوي متصل شده به محوري كه با سرعت بسيار زياد (750-450 دور در دقيقه) مي چرخد مي گذرند.

هدف از اين چاقوها خردكردن نيشكر به قطعات كوچكتر و يكنواخت كردن سطح نيشكر و در نهايت آماده سازي ني براي يك عصاره گيري خوب در آسياب ها مي باشد. ني هاي خرد شده پس از عبور از بخش آهن ربا به منظور حذف فلزات وارد آسياب مي شود.

3-3- عصاره گيري (آسياب ني)

آسياب ها شامل يك له كننده دو غلتكي و همچنين داراي 3 يا بيشتر آسياب 3 غلتكي مي باشد البته در بعضي كارخانه ها له كننده ممكن است داراي 3 غلتك باشد. هدف اصلي له كننده خرد كردن و عصاره گيري قسمت هاي نرمتر نيشكر مي باشد و در نتيجه شرايط مناسبي بوجود مي آورد تا آسياب ها بتوانند عمل عصاره گيري را بهتر انجام دهند.

هر آسياب شامل 3 غلطك مي باشد و نيشكر خرد شده نخست بين غلتك بالايي و يكي از غلتك هاي پائيني مي گذرد و سپس از بين غلتك بالايي و يكي ديگر از غلتك هاي پائيني (خروجي) مي گذرد. محور غلتك هاي پائيني ثابت هستند و تنها محور غلتك بالايي است كه مي تواند بالا و پايين حركت كند. شربت از بين شيارهاي غلتك به داخل حوضچه آسياب ريخته شده و ازآن جا توسط ناوداني هايي به داخل مخازني مي ريزد. نيشكر بعد از عبور از بين غلتكهاي له كننده توسط نقاله هاي به اولين آسياب مي رود و در ضمن شربت آسياب هاي سوم و زلال كننده شامل يك مخزن بزرگي است كه دست كم 3 تا چهار صفحه شيب دار دارد.

ساختمان آن طوريست كه از مخلوط شدن شربت ناخالصي كه وارد زلال كننده ها مي شود با شربت زلال شده اي كه از آن خارج مي گردد جلوگيري مي كند و گل تحت نيروي ثقل خود ته نشين و توسط پاروهاي بزرگ مكانيكي كه در هر طبقه نصب گرديده اند جمع آوري و در ته مخزن ريخته شده و از آنجا جهت قندگيري به صافي هاي خلايي مي رود.

3-5- صافي هاي خلايي

صافي هاي خلايي استوانه هاي افقي بزرگي هستند كه جدار خارجي آنرا توري فلزي مشبكي تشكيل داده است و براي صاف نمودن شربت از خلاء استفاده مي شود بدين ترتيب هر استوانه به آرامي به حركت در آمده و گل ارسالي از ته نشين كننده ها را كه در قسمت زير آن قرار دارد با ايجاد خلاء مي كشد. گل در روي توري باقيمانده و شربت از آنها گذشته و شربت حاصل را به شربت خام مخلوط اضافه مي كنند.

3-6- تبخير كننده ها

شربت حاصل از ته نشين كننده ها مخلوطي است از ساكاروز، آب ، انورت، مواد معدني. همچنين مواد آلي كه در حين عمل ته نشين شدن از بين نرفته اند مي باشد براي اينكه ساكاروز را بتوان متبلور كرد بايستي آبهاي اضافي شربت را خارج نمائيم. كه اين عمل در تبخير كننده هاي چند بدنه اي انجام مي شود. شربت رقيق از بريكس 15-12 در بدنه هاي تبخير به شربت غليظ يا بريكس 60-65 تبديل مي شود.

3-7- تبلور

متبلور كردن ساكاروز در شربت غليظ در دستگاه هاي پخت در خلاء صورت مي گيرد.

3-8- سانتريفوژ كردن