غذائی صنعت میں فعال کاربن کے ذریعے رنگ کی ہٹانے کے بہترین طریقے

ایکٹیویٹڈ کاربن کو سمجھنا اور خوراک کی رنگت زدالی میں اس کا کردار

ایکٹیویٹڈ کاربن کے ساتھ رنگت زدالی کیا ہے؟

فعال کاربن وہ کام کرتا ہے جو ہماری غذائی اشیاء سے رنگینیوں اور ناخالصیوں کو ختم کرنے میں حیرت انگیز کام کرتا ہے، جس کی وجہ کچھ ایسی چیز ہوتی ہے جسے جسمانی ترسیب کہا جاتا ہے۔ اس مواد کو اتنا مؤثر کیا کرتا ہے؟ اس کی ساخت پر ایک نظر ڈالیں: صرف 1 سے 2 نینو میٹر کے قطر والے چھوٹے چھوٹے سوراخوں سے بھرا ہوا۔ یہ مائیکروسکوپک جگہیں ہماری روزمرہ کی غذا میں پائی جانے والی رنگین مالیکیولز کے لیے چھوٹے جال کی طرح کام کرتی ہیں۔ سوچیں کہ اینتھوسیاننز بیریز کو ان کے زندہ دل رنگ کیسے دیتے ہیں لیکن جوس کی تیاری میں مسئلہ بن سکتے ہیں، یا کیسے کیرامیل مرکبات چینی کی پروسیسنگ کے دوران تشکیل پاتے ہیں۔ یہاں خوبصورتی یہ ہے کہ فعال کاربن عمل میں کوئی کیمیکل استعمال نہیں کرتا، جس کا مطلب ہے کہ ہماری غذائیں اپنے زیادہ تر غذائی اجزاء برقرار رکھتی ہیں۔ 2019 میں شائع ہونے والی تحقیقات نے بھی متاثر کن نتائج ظاہر کیے، کچھ تجربات میں تقریباً مکمل رنگ کی ہٹائی تک پہنچ گئے جب تمام چیزوں کو زیادہ سے زیادہ کارکردگی کے لیے درست طریقے سے سیٹ کیا گیا تھا۔

غذائی اور مشروباتی صفائی میں فعال کاربن کا کردار

500–1,500 میٹر²/گرام کے سطحی رقبہ کے ساتھ، فعال کاربن صرف رنگ ہی نہیں بلکہ بےمزا طعم، بدبو اور آلودگی کو بھی ختم کردیتا ہے۔ اس کی اہم درخواستیں مندرجہ ذیل ہیں:

• پالی فینولز کو جذب کرکے پھلوں کے رس کی وضاحت کرنا
• پراکسائڈز اور آزاد فیٹی ایسڈز سے خوراکی تیلوں کی تصفیہ کرنا
• سبزیوں کی ہائیڈرولائزڈ پروٹینز سے تلخی کو ہٹانا

حالیہ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ مناسب طور پر منتخب کردہ فعال کاربن مشروب کی پیداوار کے 78 فیصد معاملات میں مصنوعی رال کے مقابلے میں ذائقہ کے خصوصیات کو زیادہ مؤثر طریقے سے برقرار رکھتا ہے، جس کی وجہ سے یہ اعلیٰ معیار کی مصنوعات کی تکمیل کے لیے ترجیحی انتخاب بن جاتا ہے۔

غذائی تحفظ پر جذب کی کارکردگی اور انتخابیت کا کیا اثر پڑتا ہے

کچلنے والے اہم غذائی اجزاء کو برقرار رکھتے ہوئے کچھ آلودگیوں کو ختم کرنے میں کاربن کی فعالیت دو عوامل پر بہت حد تک منحصر ہوتی ہے: آئوڈین ویلیو جو عام طور پر فی گرام تقریباً 900 سے 1,100 ملی گرام کے درمیان ہوتی ہے، اور مولاسس نمبر جو عام طور پر 150 اور 250 کے درمیان ہوتا ہے۔ جب ہم زیادہ انتخابی درجوں کی بات کرتے ہیں، تو یہ تقریباً 98.7 فیصد تک نقصان دہ 3-ایم سی پی ڈی اسٹرز کو ختم کر سکتے ہیں جو صاف شدہ تیلوں میں ظاہر ہوتے ہیں اور حالیہ مطالعات کے مطابق درحقیقت کینسر کا باعث بن سکتے ہیں۔ اس بات کی اہمیت یہ ہے کہ وہ وٹامن ای کو ختم کیے بغیر یہ تمام کام کرتے ہیں، جس پر ایف ڈی اے نے اپنے 2023 کے اپ ڈیٹ میں زور دیا تھا کہ پروسیسنگ کے بعد غذا کی اشیاء میں وسائل قابل حل وٹامنز کی کتنی مقدار برقرار رہنی چاہیے۔ خرد ذراتی سطح پر تفصیل کا مطلب یہ ہے کہ زیادہ پروسیسنگ کے مراحل کی کم ضرورت ہوتی ہے۔ نیز، پیدا کرنے والے یہ پایا جائے گا کہ باقیات والے کاربن کے ذرات آخر میں صارفین کے لیے ہر چیز کو محفوظ رکھنے میں مدد کرتے ہوئے 0.5 اجزا فی ملین کی حد سے کم رہتے ہیں۔

موثر فعال کاربن رنگبری کے لیے اہم عمل کے پیرامیٹرز

زیادہ سے زیادہ کارکردگی کے لیے pH، درجہ حرارت اور رابطے کے وقت کو بہتر بنانا

رنگ کو ختم کرنے کے لیے بہترین نتائج تب حاصل ہوتے ہیں جب درجہ حرارت تقریباً 4.5 سے 6.5 کے درمیان ہو۔ ان سطحوں پر، رنگت کے مالیکیولز اپنی بار الگ کر دیتے ہیں اور پروسیسنگ کے دوران سطحوں سے بہتر طریقے سے چپک جاتے ہیں۔ درجہ حرارت کی بات کریں تو، 50 ڈگری سیلسیس سے زیادہ جانے سے یقیناً چیزوں میں تیزی آتی ہے کیونکہ مالیکیولز تیزی سے حرکت کرتے ہیں۔ لیکن ایک مسئلہ ہے - زیادہ درجہ حرارت پر کچھ حساس اجزاء خراب ہو سکتے ہیں۔ اسی وجہ سے زیادہ تر پلانٹس اپنے آپریشنز 35 سے 45 ڈگری سیلسیس کے درمیان رکھتے ہیں۔ اس بہترین حد کو تلاش کرنا وسائل کے ضائع ہونے کے بغیر ہر چیز کو مناسب طریقے سے کام کرتے رہنے کی اجازت دیتا ہے۔ فوڈ کیمسٹری میں شائع ہونے والی حالیہ تحقیق نے بھی کچھ دلچسپ باتیں بتائی ہیں۔ انہوں نے پایا کہ عمل کو لمبے عرصے تک چلانے سے، تقریباً 90 منٹ تک بجائے صرف آدھے گھنٹے تک، سیرپ میں شکر کی زیادہ مقدار کے ساتھ رنگت کو ختم کرنے میں قریب قریب 40 فیصد بہتری آئی۔ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ بیچ پروسیسنگ سسٹمز میں مناسب رابطے کے لیے مناسب وقت دینا کتنا اہم ہے۔

ذرّہ کے سائز کا اثر: دانوں والے بمقابلہ پاؤڈر شدہ فعال کاربن کا انتخاب

ایکٹیویٹڈ کاربن پاؤڈر کی شکل میں آتا ہے جس کے ذرات تقریباً 0.1 سے 0.2 ملی میٹر کے سائز کے ہوتے ہیں۔ یہ ننھے ذرات ان چیزوں کو حل کیے گئے مادوں سے نکالنے میں بہت تیزی سے کام کرتے ہیں۔ یہ خاص طور پر کھانے کے تیلوں جیسے موٹے مائعات میں تیرتے رنگین مالیکیولز کو الگ کرنے میں بہت اچھے ہوتے ہیں۔ دوسری طرف، دانوں والے ایکٹیویٹڈ کاربن کے دانے 0.5 سے 2.5 ملی میٹر کے درمیان ہوتے ہیں۔ شکر کی تصفیہ صنعت عام طور پر اس قسم کو ترجیح دیتی ہے کیونکہ جاری پیداواری عمل کے دوران فلٹرز سے گزرنا کم مزاحمت پیدا کرتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ فیکٹریاں اپنے نظام کو بڑے پیمانے پر ہموار طریقے سے چلا سکتی ہیں بغیر رکاوٹ والے سامان یا وقتاً فوقتاً کارکردگی میں کمی کی پریشانی کے۔

صنعتی ماحول میں ایڈسورپشن کا عمل اور فلٹریشن کے طریقے

بہت سے جدید پروسیسنگ پلانٹس مینے کے قریب تمام رنگوں کو ختم کرنے کے لیے ممبرین فلٹرز کے ساتھ اوپر کی طرف بہاؤ والے ایڈсорپشن کالم استعمال کرتے ہیں، جو کبھی کبھار 99.9 فیصد تک پہنچ جاتا ہے۔ کراس فلو سیٹ اپ ختم شدہ مصنوعات میں کاربن کے ذرات کے داخل ہونے کو روکتا ہے، جو مشروبات بنانے میں سخت ایف ڈی اے تقاضوں کو پورا کرنے کے لحاظ سے بہت اہم ہے۔ تقریباً 320 مختلف سہولیات کے ڈیٹا کا جائزہ لینے سے ایک دلچسپ بات سامنے آتی ہے۔ جب وہ ہر 8 سے 12 گھنٹے بعد بیک واش سائیکل کو خودکار بناتے ہیں، تو یہ نظام اپنی اصلی سنجش کی صلاحیت کا تقریباً 93 فیصد برقرار رکھتے ہیں۔ اس قسم کی کارکردگی پورے عمل کو وقت کے ساتھ ساتھ خاص طور پر طویل پیداواری دورانیوں کے دوران کہیں زیادہ قابل اعتماد بناتی ہے۔

بڑے پیمانے پر پلانٹس میں بیچ کی ہم آہنگی اور عمل کی بہتری کا حصول

اعلیٰ درجے کی تصفیہ گاہیں رئیل ٹائم یو وی-وز اسپیکٹرو فوٹومیٹری کا استعمال کاربن کی مقدار کو ±2 فیصد درستگی کے ساتھ ڈھالنے کے لیے کرتی ہیں، جس سے رنگ کی معیار میں مستقل مزاجی برقرار رہتی ہے۔ 2024 کے ایک صنعتی معیار کے مطابق، خودکار تجدید نظام استعمال کرنے والی سہولیات نے سالانہ 18 میٹرک ٹن کاربن کے استعمال میں کمی کی، جس سے تقریباً 740,000 ڈالر کی بچت ہوئی، اور 98 فیصد بیچوں میں چینی کے رنگ کی استحکام 5 آئی سی یو ایم ایس اے یونٹس سے کم رکھی گئی۔

چینی اور کھانے کے تیل کی پروسیسنگ میں اہم درخواستیں

چینی کی تصفیہ کاری اور کھانے کے تیل کی صفائی میں بہترین طریقہ کار

فعال کاربن وہ اہم کردار ادا کرتا ہے جب چینی کی تصفیہ کاری کے مختلف مراحل میں سخت ICUMSA رنگ معیارات کو پورا کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ جب ہم حرارتی طور پر دوبارہ فعال کیے گئے کاربن کی بات کرتے ہیں جو خاص طور پر 20 سے 50 انگسٹروم کے درمیان ناپے جانے والے مesoپورز کے ساتھ ڈیزائن کیے گئے ہوتے ہیں، تو یہ مواد میلانوائیڈنز اور فینولک مرکبات کو پکڑنے میں بہت اچھا کام کرتے ہیں جبکہ سکروز کی پیداوار برقرار رکھتے ہیں۔ خوراکی تیلوں کی بات کریں تو ناریل کی خول پر مبنی فعال کاربن پام آئل کی بليچنگ کے عمل کے دوران کافی اثر ڈالتا ہے۔ یہ کیروٹینائیڈز کا تقریباً 95 فیصد حصہ ہٹا دیتا ہے، جو پرانے مٹی کے طریقوں کو بآسانی پیچھے چھوڑ دیتا ہے۔ روایتی طریقے عام طور پر تیل کا تقریباً 35 فیصد حصہ کھو دیتے تھے، لیکن اس نئے طریقے کے ساتھ نقصان 8 فیصد سے کم ہو جاتا ہے، جیسا کہ چیو اور نیام نے 2020 میں شائع کردہ تحقیق میں بتایا گیا تھا۔

سکروز اور انورٹ شوگر کی پروسیسنگ میں کارکردگی اور موثریت

70–80°C پر کام کرنے والے مخالف سمت جذب شدہ نظام جدید ریفائنریز کو 10 IU سے کم سیال چینی کے رنگ کے انڈیکس حاصل کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ بلند درجہ حرارت پولی فینول جذب کی صلاحیت میں 40 فیصد اضافہ کرتا ہے، جو اعلیٰ فرکٹوز سیرپ میں میلارڈ رد عمل کے ثانوی مصنوعات کو کم سے کم کرنے اور مصنوع کی وضاحت اور میعادِ تاثیر کو یقینی بنانے کے لیے نہایت ضروری ہے۔

سرگرم کاربن کے ساتھ کھانے کے تیل کی تصفیہ کاری: رنگوں اور بوؤں کو ختم کرنا

جدید تیل کے رنگ کو دور کرنے کے چار اہم مراحل ہیں:

اس مربوط طریقہ کار سے سویابین تیل میں ہیکسن کے نشانات کم ہو کر 1 ppm سے بھی کم ہو جاتے ہیں، جو غذائی درجے کے محلول کے لیے FDA 21 CFR 173.275 کی ضروریات کو پورا کرتا ہے۔

وائن اور جوس کی وضاحت کے لیے فعال کاربن: ذائقے کی برقراری کا توازن

جوس کے پروسیسر pH کنٹرول شدہ علاج (3.8–4.2) کا اطلاق زہریلے خمیر کے زہر جیسے پیٹولین کو معدوم کرنے کے لیے کرتے ہیں بغیر وolatile خوشبو والے مرکبات کو متاثر کیے۔ تجربات سے پتہ چلا ہے کہ تیزاب سے دھلے ہوئے فعال کاربن سیب کے جوس میں افلاتوکسنز کا 99.6% خاتمہ کرتے ہیں جبکہ مقامی ٹرپینز کا 92% برقرار رکھتے ہیں، جو صارفین کی منظوری کے لیے حسی خصوصیات کو محفوظ رکھتا ہے۔

ریگولیٹری کمپلائنس اور غذائی تحفظ کو یقینی بنانا

غذائی تحفظ اور ضابطے کی پابندی (ایف ڈی اے، ایفسا) ہدایات

کسی بھی ایسے پلانٹ کو جو غذا کی تیاری میں فعال کاربن کے ساتھ کام کرتا ہو، ایف ڈی اے اور ایفسا کے قواعد کی پابندی کرنی ہوتی ہے۔ من regulating ادارے حتمی مصنوعات میں بھاری دھاتوں کے حوالے سے بہت سخت پابندیاں عائد کرتے ہیں - 0.1 ملین فی حصہ سے زیادہ کی اجازت نہیں ہوتی۔ اس کے علاوہ وہ یہ چاہتے ہیں کہ آزادانہ طور پر تصدیق کی جائے کہ کاربن درحقیقت اپنے جذب کے مقصد کے مطابق کام کر رہا ہے۔ ان سہولیات پر نظر ڈالیں جنہوں نے ایچ اے سی سی پی اور آئسو 22000 دونوں معیارات نافذ کیے ہوں۔ عالمی خوراک کی حفاظت کی کوشش کی جانب سے 2023 کی ایک حالیہ رپورٹ میں پتہ چلا کہ ان پلانٹس میں آلودگی کے مسائل کی بناء پر واپسی کے واقعات تقریباً 62 فیصد کم ہو گئے۔ حقیقت میں یہ منطقی بات ہے۔ جب کمپنیاں خطرات کے انتظام کے لیے منظم طریقہ اختیار کرتی ہیں، تو تمام فریقوں کو فائدہ ہوتا ہے، بشمول صارفین جنہیں محفوظ مصنوعات ملتی ہیں۔

صفائی کو یقینی بنانا: فعال کاربن کا استعمال کرتے ہوئے خوراک کے اضافی اجزاء کی تصفیہ کاری

سائٹرک ایسڈ اور وٹامن سی جیسی مصنوعات کے لیے، فعال کاربن کے ذریعے غذائی اضافات کی صفائی حیرت انگیز کام کرتی ہے، جو ناپسندیدہ رنگ، مضر مائیکو ٹاکسن اور باقی محلل کو مؤثر طریقے سے ختم کر دیتی ہے۔ پاؤڈر والی اقسام کی بات کی جائے تو، کرامیل رنگت کی پیداوار کے دوران پیدا ہونے والے مسئلہ والے مادہ 4-میتھائل امیڈیازول کا تقریباً تمام (تقریباً 99.8%) خاتمہ ممکن ہوتا ہے، خاص طور پر pH کی حد 6 سے 7.5 کے درمیان۔ یہ صفائی کا معیار کثیرالغذائی معیار (Codex Alimentarius) کی سخت شرائط کو پورا کرتا ہے جن کی پیروی بہت سی غذائی کمپنیوں کے لیے ضروری ہوتی ہے۔ ان مواد کے ساتھ روزانہ کام کرنے والے پیداواری یونٹس کے لیے، مختلف مواد کے ساتھ ہر بیچ کی کارکردگی کے بارے میں تفصیلی ریکارڈ رکھنا نہایت ضروری ہوتا ہے۔ یہ ایڈسوپشن پروفائل دستاویزات اس وقت انتہائی اہم ثبوت بن جاتی ہیں جب انسپکٹرز اپنے معمول کے معائنے کے دوران آتے ہیں۔

صنعتی پیراڈوکس: زیادہ اثربخشی بمقابلہ نشانی کی آلودگی کے خطرات

جبکہ ایکٹیویٹڈ کاربن شوگر کے شربت میں 85 سے 97 فیصد رنگ روغن کی کارکردگی فراہم کرتا ہے (جنس آف فوڈ انجینئرنگ، 2022)، غلط دوبارہ فعال کرنے سے پولی سائیکلک ارومائیٹک ہائیڈروکاربنز (PAHs) 0.05 تا 1.2 مائیکروگرام/کلوگرام کی سطح پر دوبارہ داخل ہو سکتے ہیں۔ اس خطرے کو کم کرنے کے لیے FDA 21 CFR §173.345 کے مطابق ہر تین ماہ بعد ٹیسٹنگ کی سفارش کی جاتی ہے، یہ یقینی بنانے کے لیے کہ زیادہ کارکردگی حفاظت کو متاثر نہ کرے۔

پائیداری، فضلہ کا انتظام اور مستقبل کے رجحانات

غذائی پروسیسنگ کی صنعتوں میں ایکٹیویٹڈ کاربن کا پائیدار استعمال

غذائی شعبے میں زیادہ سے زیادہ کمپنیاں فعال کاربن کے استعمال کے حوالے سے سرکولر طریقہ کار اپنانا شروع کر رہی ہیں۔ جب وہ اس مواد کو دوبارہ فعال کرنے کے طریقے کو بہتر بناتی ہیں، تو بہت سی چینی ریفائنریوں کو نئے کاربن کی ضرورت 35 فیصد سے لے کر تقریباً آدھے تک کم ہوتی نظر آتی ہے، جو کہ ظاہر ہے اخراجات کو کم کرتی ہے اور ساتھ ہی ساتھ ماحول کے لیے بھی بہتر ہے۔ آج کل کے بہت سے اہم کھلاڑی اپنا ناریل کی خول پر مبنی کاربن ان مقامات سے حاصل کرتے ہیں جہاں پائیدار کاشتکاری کے لیے مناسب سرٹیفکیشن موجود ہوتی ہے۔ عالمی کاربن کونسل کی جانب سے 2024 میں جاری کردہ اعداد و شمار کے مطابق، یہ ذرائع دنیا بھر میں تیار ہونے والے تمام فوڈ گریڈ کاربن کا تقریباً دو تہائی حصہ تشکیل دیتے ہیں۔

خراب ہوئے کاربن کے ت disposal کے بعد کچرہ انتظام کی حکمت عملیاں

استعمال شدہ فعال کاربن کو مناسب طریقے سے نمٹانے کا مطلب قریبی طور پر ماحولیاتی ضوابط کی پیروی کرنا ہوتا ہے۔ حالیہ ای پی اے ہدایات کے مطابق، بڑے پلانٹس میں سے تقریباً 60 فیصد نے بند لوپ حرارتی تجدید کے طریقوں کی جانب منتقلی کر دی ہے، لیکن بہت سی چھوٹی کمپنیاں اب بھی مستحکم لینڈ فلز کا استعمال جاری رکھے ہوئے ہیں کیونکہ وہ ابتدائی طور پر سستی ہوتی ہیں۔ تاہم نئی ٹیکنا لوجی چیزوں کو بدل رہی ہے۔ کچھ نظام تیل کی تصفیہ کرنا والے عمل میں استعمال ہونے والے پرانے کاربن سے تقریباً 95 فیصد بھاری دھاتوں کو نکال سکتے ہیں۔ جس مواد کو پہلے فضلہ سمجھا جاتا تھا وہ اب دوسری صنعتوں کے لیے خام مال کی حیثیت سے نیا جنم لے رہا ہے، خاص طور پر کیمیکل تیار کرنے والی صنعت میں جہاں ان بازیافت شدہ دھاتوں کا استعمال اہم اجزاء کے طور پر ہوتا ہے۔

نئی رجحان: فعال کاربن کی تجدید اور دوبارہ استعمال

ریجنریشن کے لیے تھرمل اور کیمیائی طریقے استعمال کرنے سے کھانے کی درجہ بندی کاربن کی 70 سے 80 فیصد تک جذب کرنے کی صلاحیت واپس آ جاتی ہے۔ NSF انٹرنیشنل کی حالیہ تحقیق (2024) نے دکھایا ہے کہ اس دوبارہ فعال کاربن کو مشروبات صاف کرنے کے لیے استعمال کرنا بھی محفوظ ہے۔ دوبارہ استعمال کے تین چکروں کے بعد، آلودگی کی مقدار 0.2 پارٹس فی ملین سے کم رہتی ہے جو قابل قبول حد کے اندر ہے۔ اس طرح کمپنیاں ہر سال فی کلوگرام تبدیلی کی لاگت پر چار ڈالر بیس سینٹ بچاتی ہیں جو نئی چیز خریدنے کے مقابلے میں ہوتا ہے۔ عملی کارکردگی نئی کاربن مواد کے برابر ہوتی ہے، اس لیے اب کثیر تعداد میں مینوفیکچررز اپنی پائیدار کوششوں کا حصہ بناتے ہوئے اس پر منتقل ہونا شروع ہو گئے ہیں۔