შაქრის ჭარხლის გადამუშავება მნიშვნელოვანი ტექნოლოგიური პროცედურაა შაქრის წარმოებაში. ეს პროდუქტი ფართოდ გამოიყენება მთელ მსოფლიოში, რასაც მოწმობს წარმოების დიდი მოცულობები – მინიმუმ 168 მილიონი ტონა წელიწადში. შაქრის ძირითადი მწარმოებლებიდან გამოირჩევიან ბრაზილია, ინდოეთი, ევროკავშირი, ტაილანდი, ჩინეთი, შეერთებული შტატები და რუსეთი. თბილი კლიმატის ქვეყნებში შაქრის ლერწამი გამოიყენება შაქრის წარმოებისთვის, ხოლო ცივი კლიმატის ქვეყნები შაქრის ჭარხალს იყენებენ. ამ სტატიაში განვიხილავთ, თუ როგორ მიმდინარეობს შაქრის ჭარხლის გადამუშავება, ასევე შაქრის ინდუსტრიის ნარჩენების გამოყენების გზებს.

შაქრის ჭარხლის დამუშავება – პროცესის ძირითადი ეტაპები

შაქრის ჭარხლიდან შაქრის მიღების პროცესი რამდენიმე ეტაპს მოიცავს:

• შაქრის ჭარხალი მინდვრიდან საწყობში მოჰყავთ; თუმცა, ისინი შეიცავს დედამიწის ნაწილაკებს და სხვა მინარევებს. ამ მიზეზით, ძირეული ბოსტნეული ჯერ გარეცხილია.
• გარეცხვის შემდეგ ჭარხალი იჭრება წვრილ კოსეტებად.
• ჭარხლის კოსეტები დიფუზიით გარდაიქმნება ჭარხლის წვენში. შაქარი კოსეტებიდან წყალში გადადის, ხოლო მიღებული დიფუზიური წვენი შეიცავს შაქარს 12–18%. ამ ეტაპზე კოსეტები რბილად იქცევა.
• დიფუზიური წვენი შეიცავს არა მხოლოდ შაქარს, არამედ სხვა მინარევებსაც, რომლებმაც შეიძლება ხელი შეუშალონ შაქრის მოპოვებას. აქედან გამომდინარე, შაქარი იწმინდება ქიმიური აგენტების გამოყენებით.
• წვენს სქელებენ და ფილტრავენ, რომ მიღებულ სიროფში შაქრიანობა 38-40%-მდე გაიზარდოს.
• შაქრის სიროფს ადუღებენ ვაკუუმში და მიიღება მასეკუიტი. მასეკუიტი შეიცავს 55%-მდე კრისტალურ შაქარს და 7,5%-მდე წყალს.
• მასეკუიტი ცენტრიფუგირდება შაქრის კრისტალების გამოსაყოფად.
• მიღებულ შაქარს „გათეთრება“ ცხელი წყლით გარეცხვით.
• გაშრობა, გაგრილება და შეფუთვა.

შაქრის ინდუსტრიის ნარჩენები

შაქრის ჭარხლის დამუშავება იწვევს ქვეპროდუქტების წარმოქმნას. ესენი მოიცავს:

• რბილობი – დაჭრილი შაქრის ჭარხალი, საიდანაც მიღებულია სასარგებლო ნივთიერებები;
• მელასი – ბლანტი მუქი ყავისფერი სითხე უსიამოვნო სუნით.

რბილობიც და მელასი არ უნდა უბრალოდ გადააგდოთ ან მინდორში დატოვოთ, რადგან მათ შეუძლიათ ზიანი მიაყენონ ეკოლოგიური სისტემის მთლიანობას, რომლის აღდგენასაც რამდენიმე წელი დასჭირდება. აქედან გამომდინარე, შაქრის ინდუსტრიის ნარჩენები გამოიყენება სხვადასხვა გზით. მაგალითად, რბილობი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც საკვები პირუტყვისთვის ან ნედლეულის სახით ბიოგაზისა და პექტინის წარმოებისთვის. მელას ასევე იყენებენ ფერმის ცხოველების კვებაში, მაგალითად, შერეული საკვების წარმოებაში, როგორც დამაკავშირებელი ინგრედიენტი.

რბილობის დამუშავება პექტინის ექსტრაქციით

რბილობის ერთ-ერთი სასარგებლო გამოყენება პექტინის ექსტრაქციაა. პექტინს ყველაზე აქტიურად მოიხმარს საკონდიტრო მრეწველობა, სადაც მას იყენებენ როგორც საკვებ დანამატს ტკბილეულის, მარშმელოუს სუფლის, ნაყინის, მარმელადის და ჟელე პროდუქტების წარმოებაში. მედიცინაში პექტინის თვისებები მონაწილეობს ადამიანის სხეულის უჯრედების გაწმენდაში მავნე ნივთიერებებისგან, მათ შორის რადიოაქტიური ელემენტებისგან. პექტინის სასარგებლო გამოყენების გამო, წარმოების ნარჩენებისგან მისი მიღება სავსებით გამართლებულია. ჭარხლის რბილობის გარდა (პექტინის შემცველობა 30%-მდე), ამ ნივთიერების წარმოებისთვის ნედლეული არის აგრეთვე ვაშლის გადამუშავების ნარჩენები (20%-მდე), ციტრუსები (14%-მდე), იერუსალიმის არტიშოკი (მდე 12%-მდე და მზესუმზირა (24%-მდე). შაქრის ჭარხლის დამუშავება უზრუნველყოფს პერსპექტიულ ნედლეულს პექტინის წარმოებისთვის.

ამჟამად მომწიფებულია პექტინის წარმოქმნის ტექნოლოგია, რომელიც შედგება სამი თანმიმდევრული ეტაპისგან:

• პექტინის მოპოვება რბილობიდან ჰიდროლიზის გამოყენებით.
• მიღებული ექსტრაქტიდან პექტინის ნალექი.
• პექტინის გაშრობა და გაწმენდა.

ისევე როგორც შაქრის ჭარხლის გადამუშავების შემთხვევაში, სადაც გამოყენებული ტექნოლოგიების ეფექტურობა განსაზღვრავს ნედლიდან მოპოვებული შაქრის რაოდენობას, გამოყენებული ტექნოლოგიები და აღჭურვილობა განსაზღვრავს ჭარხლის რბილობიდან მოპოვებული პექტინის რაოდენობას. მაგრამ ყოველთვის რჩება ამოცანა, რომ მიიღოთ სასარგებლო პროდუქტის მაქსიმალური რაოდენობა შაქრის ინდუსტრიის ნარჩენებისგან იმავე მოცულობისგან.

ჭარხლის რბილობის დამუშავებაში მორევის შრის მოწყობილობების გამოყენების პერსპექტივები

ჩვენი კომპანიის გამოცდილება მიუთითებს, რომ ნედლეულის წინასწარი მომზადება გადამუშავებამდე მორევის ფენის მოწყობილობა უკეთეს შედეგებამდე მივყავართ. ეს ჰიპოთეზა დაადასტურა იე. მიხეევა და სხვ. [2017] ჭარხლის რბილობიდან პექტინის მოპოვების შემთხვევისთვის.

რა არის მორევის ფენის მოწყობილობა და როგორ მუშაობს იგი? დიზაინის თვალსაზრისით, მორევის ფენის მოწყობილობა წარმოადგენს ინდუქტორს მბრუნავი ელექტრომაგნიტური ველის შესაქმნელად, სადაც განთავსებულია არამაგნიტური მასალისგან დამზადებული ოპერაციული კამერა. ნემსის ფორმის ფერომაგნიტური ნაწილაკები ამ პალატაშია ჩასმული. ინდუქტორის გრაგნილზე ძაბვის გამოყენებისას ფერომაგნიტური ნაწილაკები ელექტრომაგნიტური ველით მოძრაობენ; თუმცა, მოძრაობის ტრაექტორიები რთული რჩება, რადგან ნაწილაკები მუდმივად ეჯახებიან ერთმანეთს, სამოქმედო კამერის კედლებს და დამუშავებული ნივთიერების ნაწილაკებს, რომლებიც წარმოდგენილია ჭარხლის რბილობით ჩვენს შემთხვევაში. საოპერაციო პალატაში წარმოიქმნება რამდენიმე ფაქტორი და ფენომენი, რომლებიც ხელსაყრელ გავლენას ახდენენ დამუშავებულ ნივთიერებაზე. მათ შორისაა ელექტრომაგნიტური ველის ეფექტი, ფერომაგნიტური ნაწილაკების პირდაპირი კონტაქტი რბილობთან, აკუსტიკური ვიბრაციები და ა.შ. ეს იწვევს პროდუქტის ერთდროულ შერევას და დაფქვას ძალიან ინტენსიური სიჩქარით. უმეტეს შემთხვევაში, წამები ან ათობით წამი საკმარისი იქნება დადებითი ეფექტის მისაღწევად, ხოლო მსგავსი პროცესები გრძელდება ათობით წუთი ან მთელი საათი სხვა საფქვავებსა და აქტივატორებში.

ჭარხლის რბილობიდან პექტინის მოპოვების ექსპერიმენტის შედეგები

ექსპერიმენტის ფარგლებში გამოვიყენეთ გრანულირებული ჭარხლის რბილობი 11,08% ტენიანობით. ეს რბილობი მოთავსებულია მორევის ფენის მოწყობილობის საოპერაციო კამერაში და მუშავდება 15 წამის განმავლობაში. წინასწარი დამუშავების შემდეგ ჭარხლის რბილობი გამოიყენებოდა პექტინის მოპოვების საკვებად სქემის მიხედვით „მჟავა ჰიდროლიზი – ფილტრაცია – ხსნარის კონცენტრირება – გამოყოფა და გაშრობა“. იგივე სქემა გამოიყენებოდა პულპისთვის, რომელიც არ იყო წინასწარ დამუშავებული მორევის ფენის მოწყობილობაში.

მიღებული შედეგები მიუთითებს, რომ ფერომაგნიტური ნაწილაკების მორევის ფენის მოწყობილობაში გრანულირებული ჭარხლის რბილობის წინასწარ დამუშავებამ განსახილველი შემთხვევისთვის გაზარდა პექტინის მოსავლიანობა 28,5%-ით, რაც ძალიან კარგ შედეგს წარმოადგენს.

შაქრის ჭარხლის გადამამუშავებელი და მორევის შრის მოწყობილობა

ექსპერიმენტული შედეგები საშუალებას გვაძლევს გამოვავლინოთ სხვა ჰიპოთეზა, რომლის მიხედვითაც, მორევის ფენის მოწყობილობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას შაქრის ჭარხლისგან სიროფის მისაღებად, რათა გაიზარდოს შაქრის მოსავლიანობა 10-20%-ით. ამ ეფექტის მიღწევა შესაძლებელია მცენარის უჯრედების სრული დაშლით და ექსტრაქციის უფრო ეფექტური პროცესით.

თუ დაგაინტერესებთ მორევის ფენის მოწყობილობების შესაძლო გამოყენება შაქრის ჭარხლის დამუშავებისთვის ან ჭარხლის რბილობიდან პექტინის ამოღების მიზნით, ასევე ექსპერიმენტების ჩასატარებლად, გთხოვთ დაგვიკავშირდეთ ვებგვერდის შესაბამის განყოფილებაში არსებული ზოგიერთი საკონტაქტო ინფორმაციის გამოყენებით.