चिनी संसारमा सबैभन्दा धेरै खपत हुने खाद्य पदार्थहरू मध्ये एक हो, जुन मुख्यतया उखु र चुकन्दरबाट प्राप्त हुन्छ। उच्च गुणस्तरको चिनी उत्पादन गर्नु एक जटिल प्रक्रिया हो जसमा धेरै चरणहरू समावेश छन्: निकासी, स्पष्टीकरण, वाष्पीकरण, क्रिस्टलाइजेसन र प्रशोधन। चिनी प्रशोधनको प्रत्येक चरणमा, चिनीको रसको गुणस्तर र शुद्धतालाई सटीक रूपमा नियन्त्रण गर्न आवश्यक छ। कोलोइडल कणहरू, प्रोटीनहरू, पिग्मेन्टहरू र सूक्ष्मजीवहरू जस्ता प्राकृतिक अशुद्धताहरूले स्पष्टीकरण, निस्पंदन र क्रिस्टलाइजेसनको दक्षतालाई गम्भीर रूपमा असर गर्न सक्छन्।
आधुनिक चिनी बनाउने प्रक्रियाहरूमा रसायनहरूले महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्। उचित रासायनिक नियन्त्रण बिना, यी अशुद्धताहरूले स्केलिंग, रङ समस्या र उत्पादन हानि निम्त्याउन सक्छ। चिनी बनाउने रसायनहरूले दक्षता र उत्पादन मात्र बढाउँदैन, तर उत्पादनको गुणस्तर सुधार गर्दछ, ऊर्जा खपत घटाउँछ, र कारखानाहरूलाई वातावरणीय संरक्षण मापदण्डहरू पूरा गर्न मद्दत गर्दछ। यी रसायनहरूले:
- स्पष्टीकरण दक्षता र ठोस-तरल पृथकीकरण प्रभाव सुधार गर्नुहोस्।
- फलफूलको रस र सिरपमा सूक्ष्मजीवहरूको वृद्धिलाई रोक्नुहोस्।
- उच्च-शुद्धता भएको सेतो दानेदार चिनीको रंग परिवर्तन गर्ने प्रभाव बढाउनुहोस्।
- बाष्पीकरण यन्त्र र भ्याकुम बाष्पीकरण यन्त्रमा फोमको गठन र स्केलिंग नियन्त्रण गर्नुहोस्।
यस लेखले चिनी बनाउने प्रक्रियालाई विस्तृत रूपमा संक्षेप गर्न उखुलाई उदाहरणको रूपमा लिन्छ। यसले सुचारु सञ्चालन र उच्च गुणस्तरको चिनी उत्पादन सुनिश्चित गर्न प्रत्येक चरणमा कसरी विभिन्न रसायनहरू - फ्लोक्युलेन्टहरू, कीटाणुनाशकहरू, डिकलराइजिङ एजेन्टहरू र डिफोमरहरू प्रयोग गरियो भनेर पनि व्याख्या गरेको छ।
चिनी उत्पादन प्रक्रिया र रसायनको प्रयोग
कच्चा पदार्थको तयारी
चिनीको उत्पादन कच्चा पदार्थको सङ्कलन र तयारीबाट सुरु हुन्छ। उखुलाई धोएर काटिन्छ र माटो, ढुङ्गा र पातहरू हटाइन्छ। यस चरणमा, यदि रस लामो समयसम्म खडा रह्यो भने, यसले सूक्ष्मजीवहरूको प्रजनन गर्न थाल्छ। कच्चा पदार्थको सतहमा सूक्ष्मजीवीय भार कम गर्न, स्याचरिफिकेशन प्रक्रियाको क्रममा चिनीको रसको दूषितता वा बिग्रनबाट बच्न, कहिलेकाहीं उखुको सतह, भण्डारण पानी वा सफाई उपकरणहरूमा कीटाणुनाशकहरू लगाइन्छ।
| कीटाणुनाशक प्रकार | सिफारिस गरिएको एकाग्रता | आवेदन विधि | मुख्य कार्यहरू | सावधानी | फाइदाहरू |
| सोडियम हाइपोक्लोराइट (NaClO) | ५०-२०० पीपीएम रहित क्लोरिन | उखुको सतहमा ५-१० मिनेटसम्म स्प्रे गर्ने वा भिजाउने | व्यापक-स्पेक्ट्रम निर्जंतुकीकरण, माइक्रोबियल भार कम गर्दछ | सांद्रता नियन्त्रण गर्नुहोस् (सामान्यतया ५०-२०० पीपीएम क्लोरिन रहित)। रङ वा क्रिस्टलाइजेसन समस्याहरू रोक्नको लागि रसमा अत्यधिक क्लोरिन अवशेषहरूबाट बच्नुहोस्। आवश्यक परेमा प्रयोग पछि कुल्ला गर्नुहोस् वा पानी निकाल्नुहोस्। | व्यापक-स्पेक्ट्रम नसबंदी; कम लागत। |
| सोडियम डाइक्लोरोइसोसाइन्युरेट (SDIC) | ५०-१५० पीपीएम रहित क्लोरिन | उखुको सतहमा ५-१० मिनेटसम्म स्प्रे गर्ने वा भिजाउने | उच्च स्थिरता, बलियो नसबंदी दक्षता | रसको क्रिस्टलाइजेसन र रंगलाई असर गर्नबाट बच्न फ्री क्लोरिन नियन्त्रण गर्नुहोस्। | सोडियम हाइपोक्लोराइट भन्दा बढी स्थिर; उच्च दक्षता; नियन्त्रित अवशिष्ट क्लोरीन; खाद्य प्रशोधन वातावरणमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। |
| हाइड्रोजन पेरोक्साइड (H₂O₂) | ०.१%–०.५% | सफा गर्ने पानी वा सतह स्प्रे गर्नेमा थपियो | जीवाणुमुक्त, अवशेषरहित, वातावरणमैत्री | नियन्त्रण सांद्रता; सतह उपचारको लागि सामान्यतया ०.१-०.५%। सञ्चालनको क्रममा सावधानीपूर्वक ह्यान्डल गर्नुहोस्। | अवशेष बिना नै कुहिन्छ; सुरक्षित र वातावरणमैत्री। |
| तातो पानी / बाफ | ८०-९० डिग्री सेल्सियसमा तातो पानी वा १०० डिग्री सेल्सियसमा वाफ | २-५ मिनेटसम्म तातो पानी वा स्टीम उपचारले कुल्ला गर्ने | रासायनिक थप बिना नै नसबंदी | उच्च ऊर्जा खपत; उपयुक्त उपकरण चाहिन्छ; सुरक्षा सावधानीहरू पालना गर्नुहोस्। | कुनै रासायनिक additives छैन; रासायनिक अवशेषहरू कम गर्दछ। |
| प्लान्ट / सुविधा सफा गर्ने पानी कीटाणुशोधन | SDIC, ५०-१०० पीपीएम | उपकरण, ढुवानी सवारी साधनको सफाई | दोस्रो प्रदूषण रोक्छ | नियमित रूपमा मुक्त क्लोरिनको सांद्रता प्रतिस्थापन र निगरानी गर्नुहोस्। | - |
सिफारिस गरिएको अभ्यास
जब उखु कारखानामा प्रवेश गर्छ, माटो र फोहोर हटाउन यसलाई सुरुमा सफा पानीले धुनुपर्छ।
त्यसपछि, अवस्था अनुसार कम सांद्रता भएको SDIC वा सोडियम हाइपोक्लोराइट छर्केर सतहको कीटाणुशोधन गरिन्छ।
समग्र स्वच्छ वातावरण सुनिश्चित गर्न चिनी कारखानाको पानीको स्रोत र सफाई उपकरणहरू पनि नियमित रूपमा कीटाणुरहित गरिनुपर्छ।
रस निकासी
सफाई र कीटाणुशोधनको पहिलो चरण पछि। अर्को चरण भनेको उखुको रस निकाल्नु हो। रस सामान्यतया मेकानिकल प्रेसिंग वा प्रसार प्रणालीद्वारा निकालिन्छ। यो चरणमा उखुको कडा संरचना तोडेर त्यसबाट रस निकाल्नु समावेश छ।
धेरैजसो अवस्थामा, उखुको जुसरमा हेलिकप्टर वा घुम्ने ब्लेडहरू सहित तीनवटा रोलर मिलहरू हुन्छन्। एउटा कन्भेयर बेल्टमा उखु प्रशोधन गरिसकेपछि, थप रस निकाल्नको लागि यसलाई अर्को कन्भेयर बेल्टमा पठाइनेछ। यद्यपि, ढुवानी गर्नु अघि, रस निकाल्न पहिले पानी छर्किनेछ। जुस निकालेपछि बाँकी रहेको अवशेषलाई ब्यागास भनिन्छ।
रसमा घुलनशील र निलम्बित अशुद्धताहरू हुन्छन्, जसमा वनस्पति फाइबर, प्रोटिन र माटोका कणहरू पनि समावेश छन् जुन पूर्ण रूपमा पखालिएका छन्। पछिको स्पष्टीकरण र क्रिस्टलाइजेसनको दक्षता बढाउन यी अशुद्धताहरूलाई प्रशोधन गर्नुपर्छ।
उखुको रसको स्पष्टीकरण
चिनी बनाउने प्रक्रियाको प्रारम्भिक चरणमा रस स्पष्टीकरण सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण चरण हो। यसको उद्देश्य उखुको रसबाट अशुद्धताहरू (जस्तै माटो, प्रोटीन, कोलोइड, जैविक एसिड, आदि) हटाउनु र यसको शुद्धता सुधार गर्नु हो। सामान्यतया, फस्फोरस फ्लोटेशन विधि वा कार्बोनेशन विधिसँग मिलाएर लाइम प्रक्रिया अपनाइन्छ।
रासायनिक प्रयोग
कागती (CaO)/कागती दूध (Ca(OH)2) : अम्लीय पदार्थहरूलाई तटस्थ बनाउँछ र अशुद्धताहरूलाई अवक्षेपण गर्छ।
कार्बनडाइअक्साइड (CO2) (कार्बोनेशन विधिमा प्रयोग गरिन्छ): क्याल्सियम कार्बोनेट अवक्षेपण बनाउन चुनासँग प्रतिक्रिया गर्दछ, जसले अशुद्धताहरू सोस्छ।
फ्लोकुलेन्ट/कोगुलेन्ट सहायता: निलम्बित ठोस पदार्थहरूलाई छिटो जम्मा हुन मद्दत गर्दछ।
सामान्यतया प्रयोग हुने: पोलियाल्युमिनियम क्लोराइड (PAC), पोलियाक्रिलामाइड (PAM), आदि।
सल्फर (SO2) वा सोडियम सल्फाइट: यसले फस्फोरस फ्लोटेशनमा ब्लीचिङ, डिकोलराइजेसन र स्टेरिलाइजेशनमा भूमिका खेल्छ।
निस्पंदन र पूर्व-तयार गर्ने
स्पष्टीकरण पछि, रसलाई मलमूत्र हटाउन फिल्टर गर्न आवश्यक छ। वाष्पीकरण हुनु अघि रसलाई पहिले नै तताउनु महत्त्वपूर्ण छ, किनकि यसले रसको चिपचिपापन कम गर्न मद्दत गर्दछ र सूक्ष्मजीव वृद्धिलाई रोक्छ।
वाष्पीकरण र एकाग्रता
त्यसपछि फलफूलको रसलाई बहु-प्रभाव बाष्पीकरणकर्ता प्रयोग गरेर सिरपमा केन्द्रित गरिन्छ, जसले गर्दा आर्द्रताको मात्रा लगभग ८५% बाट ३०-४०% सम्म घट्छ। भ्याकुम बाष्पीकरणले चिनीको गुणस्तर कायम राख्न मद्दत गर्छ, तर यसले केही सञ्चालन चुनौतीहरू पनि प्रस्तुत गर्दछ:
- घुलनशील प्रोटिन र सर्फ्याक्टेन्टहरूले फोम गठन गराउँछन्।
- बाष्पीकरणकर्ताको सतहमा स्केल निर्माण।
रासायनिक अनुप्रयोगहरू:
डिफोमरहरू: उच्च-तापमान फोम दमनको लागि सिलिकन-आधारित डिफोमरहरू। मध्यम-फोम फलफूलको रस प्रणालीहरूको लागि उपयुक्त पोलिथर र फ्याटी अल्कोहल-आधारित डिफोमरहरू।
स्केल इन्हिबिटर/डिस्पर्सेन्ट: बाष्पीकरण यन्त्रमा क्याल्सियम कार्बोनेट वा सल्फेट स्केल बन्नबाट रोक्नुहोस्।
प्रभाव: कुशल फोम नियन्त्रण र स्केल रोकथामले सहज वाष्पीकरण, उच्च ताप स्थानान्तरण दक्षता, र कम डाउनटाइम सुनिश्चित गर्दछ।
क्रिस्टलाइजेसन
चिनी उत्पादनमा क्रिस्टलाइजेसन प्रक्रिया (जसलाई प्रायः उद्योगमा उमाल्ने भनिन्छ) गाढा चिनी सिरपलाई ठोस सुक्रोज क्रिस्टलमा रूपान्तरण गर्ने एउटा महत्त्वपूर्ण चरण हो। गाढा सिरपलाई चिनी क्रिस्टलाइजेसन सुरु गर्न भ्याकुम केटलमा उमालिन्छ। चिनीको उत्पादन, क्रिस्टलको आकार र रंगको लागि उचित क्रिस्टलाइजेसन आवश्यक छ। यो एक जटिल भौतिक-रासायनिक प्रक्रिया हो जुन अवक्षेपित सुक्रोज क्रिस्टलको आकार र एकरूपता नियन्त्रण गर्न डिजाइन गरिएको हो।
यस प्रक्रियामा प्रायः डिफोमरहरू प्रयोग गरिन्छ। डिफोमरहरूले उमाल्ने क्रममा फोम गठनलाई नियन्त्रण गर्छन्, सिरप ओभरफ्लो हुनबाट रोक्छन्।
स्थिर क्रिस्टलाइजेसनले चिनीको उत्पादन बढाउँछ र सेन्ट्रीफ्यूगेसनको समयमा हुने नोक्सान कम गर्छ।
केन्द्रापसारन र पृथकीकरण
क्रिस्टल बनेपछि, क्रिस्टलहरूलाई सेन्ट्रीफ्यूज प्रयोग गरेर मोलासेसबाट अलग गरिन्छ र त्यसपछि तातो पाइपहरू मार्फत सुकाइन्छ। मोलासेसलाई इथेनॉल, पशु आहार, वा अन्य प्रयोगको लागि थप प्रशोधन गर्न सकिन्छ।
रंग बिगार्ने र परिष्कृत गर्ने
चिनी बनाउने प्रक्रियाको अन्तिम चरण भनेको डिकोलराइजेसन र रिफाइनिङ हो, जुन मुख्यतया उच्च-शुद्धता, सेतो रिफाइन्ड चिनी (जस्तै दानेदार चिनी वा रक चिनी) को उत्पादनमा प्रयोग गरिन्छ। यस चरणमा ठूलो मात्रामा रसायन र सोस्ने पदार्थहरूको प्रयोग आवश्यक पर्दछ।
सामान्यतया प्रयोग हुने रसायनहरूमा समावेश छन्:
सक्रिय कार्बन (पाउडर वा दाना): यसले पोलिफेनोल, कारमेल र अन्य पिग्मेन्टहरू सोस्छ।
रेजिन्स/आयन एक्सचेन्ज रेजिन्सलाई डिकलरिङ गर्ने: आयनिक र गैर-आयनिक रंगीन यौगिकहरू हटाउनुहोस्।
हाइड्रोजन पेरोक्साइड (H₂O₂): बाँकी रहेका पिग्मेन्टहरूलाई अक्सिडाइज गर्छ, जसले गर्दा सिरपको रंग अझ हल्का हुन्छ।
रंग हटाउने एजेन्टहरू: कम ICUMSA मानहरू र उच्च दृश्य गुणस्तर सुनिश्चित गर्नुहोस्।
माथि उल्लेखित विवरणले चिनी उद्योगमा मुख्य प्रक्रियाहरू र रासायनिक प्रयोगहरूको रूपरेखा प्रस्तुत गर्दछ।
सम्बन्धित रसायन प्रदर्शन:
चिनी उद्योगको फोहोर पानी कसरी प्रशोधन गरिन्छ?
चिनी उत्पादन प्रक्रियाको क्रममा चिनी कारखानाहरूले फोहोर पानी उत्पादन गर्छन्। यो फोहोर पानी गुणस्तरमा जटिल छ र यसमा उच्च प्रदूषण भार छ, जसलाई निष्कासन गर्नु अघि व्यवस्थित पानी प्रशोधन आवश्यक पर्दछ।
फोहोर पानी मुख्यतया कच्चा पदार्थ धुने, उपकरण सफा गर्ने, चिनी उत्पादन प्रक्रियाको फोहोर पानी, चिसो पानी/कन्डेन्सेट, र बोयलर ब्लोडाउनबाट आउँछ। यी फोहोर पानीहरूमा धेरै उच्च COD र BOD (चिनीको मात्राको कारणले), उच्च निलम्बित ठोस पदार्थको मात्रा, बलियो जैविक अपघटनशीलता, र कहिलेकाहीं तेल र माटो हुन्छ। त्यसकारण, यस फोहोर पानीलाई प्रशोधन गर्न सामान्यतया प्रक्रियाहरूको संयोजन - पूर्व-उपचार + जमघट र अवसादन + जैविक उपचार + उन्नत उपचार - प्रयोग गरिन्छ। सामान्य उपचार विधिहरूमा भौतिक उपचार (जस्तै अवसादन र निस्पंदन), रासायनिक उपचार (जस्तै जमघट र तटस्थीकरण), र जैविक उपचार (जस्तै सक्रिय फोहोर प्रक्रियाहरू र निर्मित सिमसार) समावेश छन्।
चिनी उद्योगबाट निस्कने फोहोर पानी प्रशोधन गर्न कस्ता रसायनहरू आवश्यक पर्छन्?
विशिष्ट चरणहरू र रासायनिक प्रयोगहरू निम्नानुसार छन्:
| उपचार चरण | उद्देश्य | सिफारिस गरिएका रसायनहरू | मुख्य कार्यहरू |
| १. कच्चा पदार्थ धुने र प्राथमिक पूर्व उपचार | बालुवा, हिलो, फाइबर, निलम्बित ठोस पदार्थहरू हटाउनुहोस् | PAC (पोलिएल्युमिनियम क्लोराइड) | द्रुत जमघट, SS र टर्बिडिटी हटाउने |
| PAM (पोल्याएक्रिलामाइड) - एनियोनिक/नोनियोनिक | फ्लक गठन, बसोबास बढाउँछ | ||
| डिफोमर | उखु धुने र रस निकाल्ने क्रममा उत्पन्न हुने फोम नियन्त्रण गर्दछ। | ||
| २. समीकरण र pH समायोजन | प्रभावशाली गुणस्तर स्थिर गर्नुहोस्, डाउनस्ट्रीम प्रक्रियाहरूको लागि pH समायोजन गर्नुहोस् | कागती (CaO / Ca(OH)₂) | pH बढाउँछ, आंशिक कठोरता हटाउँछ |
| सोडियम हाइड्रोक्साइड (NaOH) | सटीक pH समायोजन | ||
| सल्फ्यूरिक एसिड / हाइड्रोक्लोरिक एसिड | pH घटाउँछ | ||
| डिफोमर | समीकरण बेसिनमा फोम कम गर्छ | ||
| ३. जम्ने र जम्ने (प्राथमिक अवसादन) | निलम्बित ठोस पदार्थ, कोलोइड, रङ हटाउनुहोस्; COD घटाउनुहोस् | PAC / PolyDADMAC / पोलिमाइन | धमिलोपन र रङ हटाउनको लागि प्राथमिक कोगुलेन्टहरू |
| PAM (एनियोनिक) | फ्लोक शक्ति र स्थिरीकरण वेग सुधार गर्दछ | ||
| कोगुलेन्ट एड्स (जस्तै, म्याग्नेसियम सिलिकेट) | स्पष्टता र स्थिरता प्रदर्शन बढाउँछ | ||
| ४. एनारोबिक जैविक उपचार (UASB, EGSB) | उच्च जैविक भार (COD, BOD) घटाउनुहोस् | पौष्टिक तत्वहरू (एन एण्ड पी स्रोतहरू) | सूक्ष्मजीव गतिविधि र स्वस्थ बायोमास कायम राख्नुहोस् |
| pH समायोजकहरू | एनारोबिक ब्याक्टेरियाको लागि इष्टतम pH (६.८–७.२) राख्नुहोस् | ||
| डिफोमर | बायोग्यास-सम्बन्धित फोमलाई दबाउँछ | ||
| ५. एरोबिक उपचार (सक्रिय स्लज, SBR) | COD, BOD, अमोनियालाई अझ कम गर्नुहोस् | पौष्टिक तत्वहरू (एन एण्ड पी) | सूक्ष्मजीवहरूलाई सन्तुलित पोषक तत्व प्रदान गर्नुहोस् |
| डिफोमर | वायुमण्डलको समयमा फोम नियन्त्रण गर्दछ | ||
| बायो-इन्जाइमहरू / माइक्रोबियल कल्चरहरू | जैविक क्षयीकरण दक्षता बढाउँछ | ||
| ६. उन्नत उपचार (यदि कडा डिस्चार्ज मापदण्डहरू लागू भएमा) | स्पष्टता सुधार गर्नुहोस्, अवशिष्ट COD, SS, रङ हटाउनुहोस् | पोलिमाइन / पोलिडीएडीएमएसी | बलियो डिकोलराइजेसन र टर्बिडिटी हटाउने |
| पीएसी | अतिरिक्त SS र कोलोइड हटाउने | ||
| PAM (उच्च आणविक तौल) | अन्तिम फ्लोकुलेशन र पोलिश | ||
| सक्रिय कार्बन | रंग, गन्ध र जैविक अवशेषहरू हटाउँछ | ||
| ७. कीटाणुशोधन र पानी पुन: प्रयोग | डिस्चार्ज वा पुन: प्रयोगको लागि माइक्रोबियल सुरक्षा सुनिश्चित गर्नुहोस् | क्याल्सियम हाइपोक्लोराइट | शक्तिशाली कीटाणुशोधन |
| सोडियम हाइपोक्लोराइट | सामान्य अनलाइन डोजिङ कीटाणुनाशक | ||
| SDIC (सोडियम डाइक्लोरोइसोसाइन्युरेट) | स्थिर, लामो समयसम्म चल्ने क्लोरिन रिलिज | ||
| TCCA (ट्राइक्लोरोइसोसायन्युरिक एसिड) | उच्च क्लोरिन सामग्री, ढिलो-रिलीज क्लोरिनेशन |
चिनी उत्पादन एक जटिल औद्योगिक प्रक्रिया हो जसलाई प्रत्येक चरणमा सटीक नियन्त्रण आवश्यक पर्दछ - कच्चा पदार्थको तयारी र जुस बनाउनेदेखि स्पष्टीकरण, वाष्पीकरण, क्रिस्टलाइजेसन, प्रशोधन र फोहोर पानी प्रशोधनसम्म। प्रत्येक चरणले आफ्नै चुनौतीहरू प्रस्तुत गर्दछ, जसमा निलम्बित ठोस पदार्थ, रंग, सूक्ष्मजीव गतिविधि, फोम गठन, र स्केल निर्माण समावेश छ। चिनी उत्पादन प्रक्रियाको प्रत्येक चरणमा उपयुक्त रसायनहरू एकीकृत गरेर, चिनी मिलहरूले उत्पादन बढाउन, क्रिस्टलको गुणस्तर सुधार गर्न, रंग बढाउन, घाटा कम गर्न र डाउनटाइम कम गर्न सक्छन्। साथसाथै, अनुकूलित रासायनिक समाधानहरूले अधिक कुशल फोहोर पानी प्रशोधन र रासायनिक फोहोर कम गरेर वातावरण संरक्षणमा योगदान पुर्याउँछन्।
सही रासायनिक साझेदार छनौट गर्नाले चिनी मिलहरूलाई उत्पादन दक्षता सुधार गर्न, उत्पादनको गुणस्तर स्थिर राख्न, उपकरणको आयु बढाउन र दीर्घकालीन सञ्चालन उत्कृष्टता प्राप्त गर्न अनुमति दिन्छ।