يُعدّ السكر مادة خام أساسية للمشروبات والأطعمة الجاهزة والوجبات السريعة والحلويات والمعجنات والصناعات ذات الصلة. كما يُستخدم بكثرة كتوابل في الحياة اليومية. وله استخدامات عديدة وطلب كبير. يُستخرج السكر عادةً من بنجر السكر والسكروز. يُشكّل بنجر السكر 20% من إنتاج السكر، بينما يُشكّل قصب السكر 80%. أكبر خمس دول منتجة لسكر قصب السكر في العالم هي البرازيل والهند والصين وتايلاند وباكستان. أما أكبر خمس دول منتجة لبنجر السكر فهي فرنسا والولايات المتحدة وألمانيا وروسيا وتركيا.
ينتج عن صناعة السكر كميات كبيرة من مياه الصرف الصحي وعصير السكر. ويجب معالجة هذه المياه والعصير أثناء التصنيع أو التصريف لضمان مطابقتها للمعايير. وتُعدّ عملية الترويق أهم خطوة في هذه العملية.
على مدى العقد الماضي،كلوريد البولي ألومنيوميُستخدم على نطاق واسع في مصانع السكر حول العالم نظرًا لكفاءته العالية وثباته، ليصبح أحد أكثر المواد المُخثِّرة شيوعًا. بدءًا من تنقية عصير السكر وصولًا إلى معالجة الطلب الكيميائي للأكسجين في مياه الصرف الصحي، يُقدِّم مُخثِّر PAC الحل الأمثل لصناعة السكر.
تطبيق PAC في صناعة السكر
يُمكن لكلوريد البولي ألومنيوم أن يُفكك ويُجمع بفعالية الجزيئات العالقة والغرويات والمواد العضوية الذائبة. وهو عامل تصفية بوليمري غير عضوي يتميز بدرجة بلمرة عالية وكثافة شحنة عالية. ويُستخدم غالبًا في صناعة السكر للأغراض التالية:
- تصفية عصير قصب السكر أو عصير الشمندر.
- إزالة اللون وتقليل العكارة.
- تحسين أداء الترسيب والترشيح.
- معالجة مياه الصرف الصحي قبل تصريفها أو إعادة استخدامها.
بخلاف المواد المخثرة التقليدية مثل كبريتات الألومنيوم أو الجير، فإن PAC يعمل بشكل فعال على نطاق أوسع من الرقم الهيدروجيني، ويولد كمية أقل من الحمأة وله معدل تخثر أسرع.
يُستخدم كلوريد البولي ألومنيوم لتصفية عصير السكر
يحتوي عصير السكر غير المعالج على شوائب متنوعة: مواد صلبة عالقة، ألياف نباتية، غرويات، بروتينات، عديدات السكاريد، أصباغ، تربة، وجزيئات غير عضوية، وغيرها. تؤثر هذه الشوائب على نقاء عصير السكر، وكفاءة التبلور، وجودة السكر النهائي، وما إلى ذلك. يمكن لـ PAC إزالة الشوائب العالقة والمذابة؛ وتُسمى هذه العملية بالتصفية.
آلية عمل كلوريد البولي ألومنيوم في تصفية العصير
·تعمل الشحنة الموجبة لكلوريد البولي ألومنيوم على معادلة الشحنة السالبة على الغرويات والجسيمات الدقيقة، مما يجعلها غير مستقرة.
·التقاط البروتينات وجزيئات الرمل ومركبات الصبغة والمواد الأخرى الموجودة في السائل، مما يؤدي إلى تكوين كتل أكبر تستقر بسرعة في جهاز التصفية.
·علاوة على ذلك، يمكن لـ PAC أيضًا امتصاص المركبات التي تسبب تلوين السائل، مما يجعل لون شراب السكر أفتح وبالتالي يجعل لون المنتج النهائي أكثر شفافية.
مزايا استخدام الكربون المنشط المسحوق في تنقية العصائر
* تأثير أفضل في تقليل صفاء ولون العصير
* سرعة استقرار أسرع ووقت إقامة أقصر
* يقلل من عكارة العصير المصفى
* تقليل الترسبات الكلسية في المبخرات والسخانات
* زيادة إنتاج السكر نتيجة لتحسين قدرة التبلور
* انخفاض استهلاك المواد الكيميائية مقارنة بالمواد المخثرة التقليدية
* انخفاض حجم الحمأة وتبسيط عملية ترشيح الحمأة
بشكل عام، تعمل تقنية PAC على تحسين الكفاءة التشغيلية مع تعزيز جودة منتج السكر النهائي.
الجرعة الموصى بها من مادة PAC لتصفية العصير
تعتمد الجرعة الشائعة على جودة العصير، ونوع قصب السكر أو الشمندر، ودرجة النقاء المطلوبة. وتشمل نطاقات الجرعات الشائعة ما يلي:
تتراوح جرعة PAC في عصير قصب السكر الخام بين 20 و 50 ملغم/لتر
عند استخدامها مع المواد المساعدة على التلبيد، يكون تركيز PAC من 10 إلى 30 ملغم/لتر.
بالنسبة لعصائر الفاكهة ذات الشوائب العالية أو عصائر موسم الأمطار، فإن جرعة PAC تتراوح بين 40-80 ملغم/لتر.
يُفضل إجراء تحسين الجرعة من خلال اختبارات المختبر في الكؤوس الزجاجية.
حدد الجرعة المثلى بناءً على درجات العكارة المختلفة لعصير السكر.
كلوريد البولي ألومنيوم: يستخدم لمعالجة مياه الصرف الصحي الناتجة عن صناعة السكر
إذا تم تصريف مياه الصرف الصحي الناتجة عن صناعة السكر دون معالجة، فسيؤدي ذلك إلى مشاكل تلوث في النظم البيئية المائية والبرية. إضافةً إلى ذلك، إذا لم تتم معالجة مياه الصرف الصحي هذه بشكل كامل، فستنتج عنها روائح كريهة عند تصريفها في البيئة. تشمل المصادر الرئيسية لمياه الصرف الصحي من مصانع السكر عمليات العصر والتنظيف، وتصريف الغلايات، وعمليات الترشيح والتصفية، وعمليات تنظيف المعدات، بالإضافة إلى مياه التكثيف ومياه التبريد، وغيرها.
خصائص مياه الصرف الصحي الناتجة عن صناعة السكر
يحتوي هذا النوع من مياه الصرف الصحي عادةً على مواد عضوية (COD وBOD)، ومواد صلبة عالقة، وأصباغ، وزيوت، ومواد أخرى. ويتميز بلونه البني، وانخفاض درجة حموضته، ورائحته الكريهة، وارتفاع نسبة المواد الصلبة الكلية فيه، ونسبة عالية نسبياً من المواد العضوية وغير العضوية الذائبة.
مبدأ عمل الكربون المنشط المسحوق في معالجة مياه الصرف الصحي
تحقق شركة PAC معالجة فعالة لمياه الصرف الصحي بالطرق التالية:
التخثر والترسيب
يمكن أن يؤدي ذلك إلى تعطيل استقرار المواد الصلبة العالقة والغرويات العضوية، مما يعزز التكوين السريع للندف.
انخفض الطلب الكيميائي على الأكسجين والطلب البيولوجي على الأكسجين
يمكن لـ PAC إزالة المركبات العضوية الذائبة التي تسبب حملاً كبيراً من COD/BOD.
إزالة اللون
يمكن لمركب PAC امتصاص المركبات الملونة والأصباغ الموجودة في مياه الصرف الصحي.
· ينخفض حجم الحمأة
تتميز الحمأة الناتجة عن PAC بكثافة أعلى، وهي أكثر تماسكًا، وأسهل في التعامل معها وتجفيفها.
فوائد الكربون المنشط في إدارة مياه الصرف الصحي
- اعتمادًا على ظروف المصنع، يمكن أن تصل نسبة إزالة الأكسجين الكيميائي الحيوي إلى 60% إلى 85%.
- تم تحسين العكارة والمواد الصلبة العالقة الكلية بشكل ملحوظ
- زيادة معدل الترسيب في حوض الترسيب
- بالمقارنة مع الشب أو الأملاح الحديدية، يكون إنتاج الحمأة أقل
- يتميز بثبات أدائه ضمن نطاق واسع من الرقم الهيدروجيني (5-9).
- انخفض الطلب على المواد الكيميائية لضبط درجة الحموضة
- تحسين أداء نظام المعالجة البيولوجية
- هذه المزايا تجعل مادة PAC الخيار المفضل لمصانع السكر التي تسعى إلى الامتثال والفعالية من حيث التكلفة.
الجرعة الموصى بها من مركبات البولي أكريليك متعددة الحلقات لمعالجة مياه الصرف الصحي
تختلف جرعة PAC تبعاً لخصائص مياه الصرف الصحي:
بشكل عام، يتراوح التركيز بين 30 و150 ملغم/لتر. أما بالنسبة لمياه الصرف الصحي ذات التركيز العالي من الأكسجين الكيميائي الحيوي، فيتراوح التركيز بين 100 و200 ملغم/لتر.
عند استخدامه مع المواد المُرَسِّبة (مثل PAM)، يكون التركيز 20-50 ملغم/لتر.
تضمن الجرعة الصحيحة توضيحًا فعالًا دون جرعة زائدة أو تكاليف غير ضرورية.
نقاط إضافة البولي أكريلات الصوديوم في معالجة المياه
مرحلة ما قبل المعالجة:هذه هي النقطة الرئيسية لإضافة PAC، حيث تعمل بشكل فعال على زعزعة استقرار الجسيمات الغروية وتقليل العكارة.
قبل التلبد والترسيب:إن الجمع بين PAC ومادة التلبيد مثل PAM في هذه المرحلة يحقق أداءً مثاليًا للتخثر والترسيب، مما يحسن صفاء المياه بشكل عام وكفاءة المعالجة.
الاستخدام التآزري لـ PAC مع مواد التلبيد الأخرى
غالباً ما يستخدم مع PAM (بولي أكريلاميد) لتحسين قوة الندف.
للحصول على كثافة لون عالية، يمكن إضافة عامل مزيل للون.
يكون التأثير الأمثل عند درجة حموضة تتراوح بين 6.5 و 7.5؛ ويمكن استخدام الجير لضبط درجة الحموضة.
أصبح كلوريد البولي ألومنيوم (PAC) مادةً كيميائيةً مضافةً لا غنى عنها في صناعة السكر الحديثة، وذلك بفضل كفاءته العالية، وثباته، وقابليته للتكيف في تصفية عصير السكر ومعالجة مياه الصرف. وبالمقارنة مع المواد المخثرة التقليدية، يوفر كلوريد البولي ألومنيوم العديد من المزايا، منها: نطاق أوسع لدرجة الحموضة، وسرعة ترسب أعلى، وإنتاج أقل للحمأة، وكفاءة تشغيلية أعلى، وإنتاجية سكر أكبر. ومن خلال التحكم الدقيق في جرعة كلوريد البولي ألومنيوم ودمجه مع مواد مُخثرة مساعدة مثل بولي أكريلاميد (PAM)، تستطيع مصانع السكر تحقيق نتائج تصفية مثالية وفعالية من حيث التكلفة.
يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول صناعة السكر في "حلول كيميائية لصناعة السكرنأمل أن يكون هذا مفيدًا لك.
تاريخ النشر: 2 ديسمبر 2025
