Şeker pancarının işlenmesi, şeker üretiminde önemli bir teknolojik işlemdir. Bu ürün, yılda en az 168 milyon ton olan büyük üretim hacimlerinin de gösterdiği gibi, tüm dünyada yaygın olarak kullanılmaktadır. Brezilya, Hindistan, Avrupa Birliği, Tayland, Çin, ABD ve Rusya başlıca şeker üreticileri arasında öne çıkıyor. Sıcak iklime sahip ülkeler şeker üretimi için hammadde olarak şeker kamışını kullanırken, daha soğuk iklime sahip ülkeler şeker pancarını kullanır. Bu yazımızda şeker pancarının işlenmesinin nasıl yapıldığını ve şeker endüstrisi atıklarının değerlendirilme yollarını ele alacağız.

Şeker pancarı işleme – sürecin ana aşamaları

Şeker pancarından şeker elde etme süreci birkaç aşamadan oluşur:

• Şeker pancarı tarladan depoya getirilir; ancak toprak parçacıkları ve diğer yabancı maddeleri içerirler. Bu nedenle öncelikle kök sebzeler yıkanır.
• Pancarlar yıkandıktan sonra ince dilimler halinde kesilir.
• Pancar kasetleri difüzyonla pancar suyuna dönüştürülür. Şeker, kasetlerden suya geçer ve elde edilen difüzyon suyu %12-18 oranında şeker içerir. Bu aşamada köfteler posa haline gelir.
• Difüzyon suyu sadece şekeri değil aynı zamanda şeker ekstraksiyonunu engelleyebilecek diğer yabancı maddeleri de içerir. Bu nedenle şeker kimyasal maddeler kullanılarak saflaştırılır.
• Elde edilen şuruptaki şeker içeriğini %38-40’a kadar arttırmak için meyve suyu koyulaştırılır ve süzülür.
• Şeker şurubu vakum altında kaynatılarak masifuit elde edilir. Massecuite %55’e kadar kristal şeker ve %7,5’e kadar su içerir.
• Massecuite, şeker kristallerini ayırmak için santrifüjlenir.
• Elde edilen şeker sıcak su ile yıkanarak “beyazlatılır”.
• Kurutma, soğutma ve paketleme.

Şeker endüstrisi atıkları

Şeker pancarının işlenmesi yan ürünlerin oluşmasına neden olur. Bunlar şunları içerir:

• kağıt hamuru – faydalı maddelerin ekstrakte edildiği doğranmış şeker pancarı;
• pekmez – hoş olmayan bir kokuya sahip, viskoz, koyu kahverengi bir sıvı.

Hem posa hem de melas öylece atılmamalı veya tarlalarda bırakılmamalıdır çünkü bunlar, restorasyonu birkaç yıl sürecek olan ekolojik sistemin bütünlüğünü tehlikeye atabilir. Bu nedenle şeker endüstrisi atıkları farklı şekillerde kullanılmaktadır. Örneğin kağıt hamuru büyükbaş hayvan yemi olarak veya biyogaz ve pektin üretimi için ham madde olarak kullanılabilir. Melas ayrıca çiftlik hayvanlarının beslenmesinde, örneğin karma yem üretiminde bağlayıcı bir bileşen olarak kullanılır.

Pektin ekstraksiyonuyla kağıt hamuru işleme

Kağıt hamurunun faydalı kullanımlarından biri pektin ekstraksiyonudur. Pektin en çok şekerleme endüstrisi tarafından tüketilir; burada tatlılar, hatmi sufle, dondurma, marmelat ve jöle ürünlerinin imalatında gıda katkı maddesi olarak kullanılır. Tıpta pektinin özellikleri, insan vücudu hücrelerinin radyoaktif elementler de dahil olmak üzere zararlı maddelerden temizlenmesinde rol oynar. Pektinin faydalı kullanımı nedeniyle üretim atıklarından elde edilmesi tamamen haklıdır. Pancar posası (%30’a kadar pektin içeriği) yanı sıra, bu maddenin üretimi için kullanılan ham maddeler aynı zamanda elma (%20’ye kadar), narenciye (%14’e kadar), yer elması (%14’e kadar) işlenmesinden kaynaklanan atıklardır. %12’ye kadar) ve ayçiçeği (%24’e kadar). Şeker pancarının işlenmesi, pektin türetilmesi için umut verici ham maddeler sağlar.

Şu anda, üç ardışık aşamadan oluşan pektin türetme teknolojisi olgunlaşmıştır:

• Hidroliz kullanılarak hamurdan pektin ekstraksiyonu.
• Elde edilen ekstrakttan pektin çökeltmesi.
• Pektinin kurutulması ve saflaştırılması.

Uygulanan teknolojilerin verimliliğinin hammaddeden elde edilen şeker miktarını belirlediği şeker pancarı işleme durumunda olduğu gibi, pancar küspesinden ekstrakte edilen pektin miktarını da uygulanan teknolojiler ve ekipmanlar belirler. Ancak aynı hacimdeki şeker endüstrisi atıklarından maksimum miktarda faydalı ürün elde etme görevi her zaman vardır.

Pancar küspesi işlemede girdap katmanı cihazlarının uygulanma beklentileri

Firmamızın tecrübesi, ham maddelerin işlenmeden önce ön hazırlığının, bir girdap katmanı cihazı daha iyi sonuçlara yol açar. Bu hipotez Ye tarafından doğrulandı. Mikheyeva ve ark. [2017] pancar küspesinden pektin ekstraksiyonu durumu için.

Girdap katmanı cihazı nedir ve nasıl çalışır? Tasarım açısından, bir girdap katmanı cihazı, manyetik olmayan malzemeden yapılmış bir çalışma odasının yerleştirildiği, dönen bir elektromanyetik alan oluşturmaya yönelik bir indüktör oluşturur. Bu hazneye iğne şeklindeki ferromanyetik parçacıklar konur. İndüktör sargısına voltaj uygulandığında, ferromanyetik parçacıklar bir elektromanyetik alan tarafından harekete geçirilir; ancak hareket yörüngeleri karmaşık kalır çünkü parçacıklar sürekli olarak birbirleriyle, çalışma odası duvarlarıyla ve bizim durumumuzda pancar posası ile temsil edilen işlenmiş madde parçacıklarıyla çarpışır. Ameliyathanede işlenmiş maddeyi olumlu yönde etkileyen birkaç faktör ve olay ortaya çıkar. Bunlar arasında elektromanyetik alan etkisi, ferromanyetik parçacıkların hamurla doğrudan teması, akustik titreşimler vb. yer alır. Bu, ürünün çok yoğun bir oranda eş zamanlı olarak karıştırılması ve öğütülmesiyle sonuçlanır. Çoğu durumda, olumlu bir etki elde etmek için saniyeler veya onlarca saniye yeterli olurken, diğer öğütücülerde ve aktivatörlerde benzer işlemler onlarca dakika veya saatlerce sürer.

Pancar küspesinden pektin ekstraksiyonuna yönelik deneyin sonuçları

Deneme kapsamında nem içeriği %11,08 olan granül pancar küspesi kullandık. Bu hamur, vorteks katman cihazının çalışma odasına yerleştirildi ve 15 saniye süreyle işlendi. Ön işleme sonrasında pancar küspesi “asit hidrolizi – filtrasyon – çözelti konsantre etme – ayırma ve kurutma” şemasına göre pektin ekstraksiyonu için hammadde olarak kullanıldı. Aynı şema, girdap katman cihazında ön işleme tabi tutulmayan kağıt hamuru için de kullanıldı.

Elde edilen sonuçlar, söz konusu durum için granüle pancar küspesinin ferromanyetik parçacıklar girdap katmanı cihazında ön işleme tabi tutulmasının, pektin verimini %28.5 oranında arttırdığını ve bunun çok iyi bir sonucu temsil ettiğini göstermektedir.

Şeker pancarı işleme ve vorteks katman cihazı

Deneysel sonuçlar, şeker pancarından şurup elde etmede şeker verimini %10-20 oranında artırmak için bir girdap katman cihazının kullanılabileceğine dair başka bir hipotezin önerilmesine olanak sağlar. Bu etkiyi bitki hücrelerinin tamamen parçalanması ve daha verimli bir ekstraksiyon işlemi ile elde etmek mümkündür.

Şeker pancarı işleme veya pancar küspesinden pektin ekstraksiyonu için vorteks katman cihazlarının olası uygulamalarıyla ve ayrıca deneyler yürütmekle ilgileniyorsanız, lütfen web sitesinin ilgili bölümünde bulunan iletişim bilgilerinden bazılarını kullanarak bizimle iletişime geçin.