كيفية تطبيق الكربون المنشط لتنقية السكر وإزالة اللون؟

السكر عنصر أساسي في إنتاج الأغذية والحياة اليومية، وتنعكس جودته مباشرةً على طعم المنتجات وقبولها في السوق. تُعد تنقية السكر وإزالة لونه خطوتين حيويتين في معالجة السكر، إذ يحتوي السكر الخام على شوائب وأصباغ وكولويديات يجب إزالتها. ويُعد الكربون المنشط، بفضل قدرته العالية على الامتزاز، مادة لا غنى عنها في هذه العملية. وبعد أن أمضيت أكثر من 25 عامًا في صناعة الكربون المنشط، ساعدت العديد من مصانع السكر في تحسين عمليات التنقية وإزالة اللون. فمن المصافي الصغيرة إلى الشركات الكبرى لإنتاج السكر التي تصدّر عالميًا، يمكن للتطبيق الصحيح للكربون المنشط أن يحسّن جودة السكر بشكل كبير وفي الوقت نفسه يقلل من تكاليف الإنتاج. في هذا المقال، سأشارك طرقًا عملية، واعتبارات رئيسية، وحالات من الواقع، لتساعدك على إتقان استخدام الكربون المنشط في تنقية السكر وإزالة لونه.

الخطوة الأولى في تنقية السكر وتفتيح لونه بنجاح هي اختيار الكربون المنشط المناسب. كقاعدة عامة، تُستخدم عادةً أشكال الكربون المنشط العسلي والكويرات في معالجة الغازات، في حين تعتمد عمليتا إزالة اللون والتنقية بشكل رئيسي على الكربون المنشط الناعم. بالنسبة لمعالجة السكر، يُعد الكربون المنشط الناعم الخيار المثالي نظرًا لمساحته السطحية النوعية الكبيرة، ومعدل الامتصاص السريع، وقدرته على الخلط الكامل مع شراب السكر. قبل بضع سنوات، كانت إحدى مصانع السكر في جنوب الصين تعاني من عدم اتساق لون السكر المنتج ونقاوته. وبعد تحليل عملية الإنتاج وعينات شراب السكر، أوصينا باستخدام كربون منشط ناعم من قشور جوز الهند الصالح للأغراض الغذائية، بمساحة سطحية نوعية تزيد عن 1100 م²/غ. وقد أسفر هذا الاختيار ليس فقط عن إزالة الفعالة للأصباغ والشوائب، بل حافظ أيضًا على الحلاوة الطبيعية للسكر. ومن المهم تجنّب استخدام الكربون المنشط الحبيبي أو الكويرات في هذه المهمة، لأنها تمتلك معدلات امتصاص أبطأ وقد لا تمتزج جيدًا مع الشراب، مما يؤدي إلى تنقية وتفتيح لون غير كاملين. ويؤكد خبراء الصناعة من جمعية معالجة السكر أن الكربون المنشط الغذائي يجب أن يستوفي معايير صارمة للسلامة، دون وجود بقايا معادن ثقيلة أو مواد ضارة.

يؤثر معدل استخدام الكربون المنشط بشكل مباشر على فعالية تنقية السكر وتبييضه، وكذلك على تكاليف الإنتاج. إن استخدام كمية قليلة جدًا يؤدي إلى إزالة غير كافية للألوان والشوائب، في حين أن الاستخدام الزائد قد يتسبب في هدر لا داعي له وقد يؤثر على طعم السكر. وبناءً على خبرتنا، فإن المعدل الأمثل لاستخدام الكربون المنشط الناعم في تنقية السكر وتبييضه يتراوح بين 0.2٪ و1.5٪ من وزن عصير السكر. على سبيل المثال، في مشروع لمصنع سكر كبير في جنوب شرق آسيا، أجرينا اختبارات مخبرية صغيرة وحددنا معدل استخدام بنسبة 0.5٪ من الكربون المنشط الناعم. وقد نجح هذا المعدل في تخفيض قيمة لون عصير السكر من 800 ICUMSA إلى 150 ICUMSA، ما استوفى المعايير الدولية للجودة. وقبل الاستخدام، يجب تحضير الكربون المنشط الناعم بشكل مناسب. من الأفضل مزج الكربون بكمية صغيرة من الماء الدافئ (حوالي 40-50°م) لتكوين معلق متجانس. تساعد هذه الخطوة في توزيع جزيئات الكربون بالكامل داخل عصير السكر، مما يضمن أكبر اتصال ممكن مع الأصباغ والشوائب. وفي إرشاداتنا الفنية، نذكّر العملاء دائمًا بتحريك المعلق بلطف لتجنب إتلاف البنية الامتصاصية للكربون.

درجة الحرارة، وقيمة الأس الهيدروجيني، وزمن التلامس هي ثلاثة عوامل عملية حرجة تؤثر على أداء الكربون المنشط في تنقية السكر وإزالة لونه. وتتطلب أنواع مختلفة من السكر (مثل سكر القصب، وسكر البنجر) إعدادات معايير مختلفة. عمومًا، تتحسن كفاءة الامتصاص مع ارتفاع معتدل في درجة الحرارة، ولكن قد تؤدي درجات الحرارة العالية جدًا إلى تحلل السكر. بالنسبة لمعظم عمليات تنقية السكر وإزالة لونه، ينبغي التحكم بدرجة الحرارة بين 60°م و80°م. فقد تجاهلت إحدى مصانع السكر في شمال الصين ذات مرة التحكم بدرجة الحرارة وقامت بتجهيز شراب السكر عند 90°م، مما أدى إلى انخفاض إنتاجية السكر وسوء في اللون. كما يلعب الأس الهيدروجيني دورًا مهمًا أيضًا. يتراوح المدى الأمثل للأس الهيدروجيني في عمليات تنقية السكر وإزالة لونه بين 7.0 و8.5، لأن هذا البيئة تعزز قدرة الكربون المنشط على امتصاص الصبغات الحمضية. ويجب أن يكون زمن التلامس بين الكربون المنشط وشراب السكر لا يقل عن 30 إلى 45 دقيقة لضمان امتصاص كافٍ. وفي مشروع نُفذ لمصنع سكر بنجر في أوروبا، قمنا بتمديد زمن التلامس من 20 إلى 40 دقيقة، ما رفع معدل إزالة اللون بنسبة 30% وحسّن وضوح السكر. ووفقًا لبيانات بحثية من مختبرات معالجة السكر، يمكن أن يؤدي التحكم المناسب بهذه المعايير الثلاثة إلى تحسين كفاءة الكربون المنشط في تنقية السكر وإزالة لونه بنسبة تتراوح بين 40% و60%.

يُعد الخلط الموحّد أمرًا ضروريًا لضمان تلامس كل جسيم من الفحم المنشط مع الصبغات والشوائب الموجودة في شراب السكر. أثناء عملية الخلط، استخدم محرّكًا بسرعة منخفضة لتجنب تكوين فقاعات زائدة قد تؤثر على عملية الفصل اللاحقة. في إحدى الحالات التي شملت مصنعًا صغيرًا لتكرير السكر في أفريقيا، استخدم العميل في البداية محرّكًا عالي السرعة، مما أدى إلى خلط غير كافٍ وعدم اكتمال الامتزاز. وبعد التحوّل إلى التحريك بسرعة منخفضة، تحسّن لون السكر ونقاوته بشكل ملحوظ. بمجرد اكتمال عملية الامتزاز، يصبح من الضروري فصل الفحم المنشط عن شراب السكر بشكل كامل. وتشمل طرق الفصل الشائعة الترشيح، والطرد المركزي، والترسيب. بالنسبة لإنتاج السكر على نطاق واسع، يُوصى باستخدام مزيج من الترشيح باللوحات والإطارات والترشيح بالشفط لضمان خلو شراب السكر النهائي من بقايا الكربون. في مشروع نفّذناه لمصنع سكر في البرازيل، أسفرت هذه الطريقة عن شراب واضح ونقي دون وجود شوائب مرئية. ومن المهم ملاحظة أنه ينبغي تنظيف معدات الفصل بانتظام لمنع التلوث المتقاطع والحفاظ على كفاءة الترشيح.

تُعد سلامة الأغذية أمرًا بالغ الأهمية عند استخدام الكربون المنشط في تنقية السكر وازالة لونه. يجب أن يكون جميع الكربونات المنشطة المستخدمة من الدرجة الغذائية، مع توفر شهادات تحليل وتقارير فحص السلامة. تخضع كربوناتنا المنشطة المسحوقة لرقابة صارمة على الجودة، حيث تقوم إدارة فحص مخصصة باختبار كل دفعة للتحقق من محتوى المعادن الثقيلة ومحتوى الرماد وقدرة الامتصاص. بالإضافة إلى ذلك، من الضروري مراقبة عملية تنقية السكر وإزالة لونه بشكل مستمر. يجب اختبار قيمة اللون (ICUMSA)، والنقاوة، ومحتوى الشوائب في شراب السكر قبل المعالجة وبعدها بانتظام لضمان جودة ثابتة. على سبيل المثال، تقوم إحدى شركات السكر التي نتعاون معها باختبار ICUMSA كل ساعتين أثناء الإنتاج، وتعديل كمية الكربون المنشط حسب النتائج فورًا. ومن المهم أيضًا تخزين الكربون المنشط المسحوق بشكل صحيح – احفظه في مكان جاف وجيد التهوية، وبعيدًا عن الرطوبة والمواد ذات الروائح. تجدر الإشارة إلى أن معالجة الغازات تستخدم عمومًا الكربون المنشط العسلي والكربون المنشط الحبيبي، بينما تُستخدم الكربونات المنشطة المسحوقة أساسًا في إزالة اللون والتنقية. يساعد هذا التقسيم الواضح في تجنب الاستخدام الخاطئ للمواد ويضمن نتائج مثلى في تنقية السكر وإزالة لونه.

يتطلب استخدام الكربون المنشط في تنقية السكر وإزالة لونه مجموعة من العوامل، تشمل اختيار المنتج المناسب، والتحكم الدقيق في الجرعة، وتحسين معايير العملية، وإدارة صارمة للجودة. وباتباع الطرق والاحتياطات المذكورة في هذه المقالة، يمكنك تحقيق تنقية فعالة وآمنة للسكر وإزالة لونه، مما يحسن جودة منتجات السكر وقدرتها التنافسية في السوق. ولكل نوع من أنواع السكر خصائصه الفريدة، لذلك من الضروري إجراء اختبارات على نطاق صغير قبل التطبيق الواسع النطاق لتحديد أفضل الظروف. ومع خبرة تزيد عن 25 عامًا في مجال الكربون المنشط، ساعدنا 856 عميلًا في 78 دولة على تحقيق نتائج ناجحة في تنقية السكر وإزالة لونه. سواء كنت تعالج سكر القصب أو سكر البنجر أو غيرها من أنواع السكر، فإن الاستخدام الصحيح للكربون المنشط سيحقق فوائد ملموسة لإنتاجك، تشمل تحسين جودة المنتج، وتقليل التكاليف، وزيادة رضا العملاء.