ŞEKER HAMMADDESİ:
Şeker (sakkaroz) çoğu bitkinin bünyesinde bulunur. Fakat bünyesinde ekonomik olarak şeker elde edilebilecek kadar şeker bulunduran iki bitki vardır: Şeker kamışı ve şeker pancarı.
Ana vatanı Hindistan ve Arap ülkeleri olan şeker kamışı dünyada tropikal ve yarı tropikal bölgelerde yetiştirilmektedir. Ülkemizde şeker kamışı tarımı yapılmamaktadır.
Şeker kamışının bünyesinde yaklaşık olarak % 12 ?C 16 şeker bulunur ve dünyada üretilen şekerin % 60 kadarı şeker kamışından elde edilmektedir.
Şeker pancarı ise ülkemizi de kaplayan ılıman iklime sahip kuşakta yetiştirilmektedir. Şeker pancarının yapısında % 4 ?C 5 hücre dokusu, % 4 ?C 5 kimyasal bağlı su ve % 90 ?C 95 öz suyu vardır. Pancar öz suyunun bileşimi şu şekildedir: % 15 ?C 18 şeker (sakkaroz), % 1,0 ?C 1,5 diğer şeker dışı organik maddeler, % 0,8 anorganik tuzlar.
ŞEKER ÜRETİM PROSESİ:
Şeker pancarından şeker üretim prosesi başlıca üç bölümden oluşmaktadır:
a) Meydan işleri ve pancarın işletmeye hazırlanması,
b) Ham fabrika işlemleri
c) Rafineri-Pişirim
Ham fabrika işlemleri:
Ham fabrika kısmında proses şu bölümlerden oluşur:
a) Pancarın kıyılması,
b) Difüzyon işlemi,
c) Şerbetin arıtılması,
d) Filtrasyon,
e) Berrak şerbetin koyulaştırılması
Meydan işleri ve pancarın işletmeye hazırlanması:
Şeker pancarı ekimi yapıldıktan sonra yılın belli aylarında sökülür. Söküm genellikle Eylül-Kasım ayları arasında yapılır ve sökümü yapılan pancarlar işlenmek üzere fabrikaya taşınır. Fabrikaya ulaşan pancarlar Meydan??ın kontrolünde günlük işletmeye veya silolara yönlendirilir.
Günlük işletmeye yönlendirilen pancarlar fabrika sahasındaki beton silolardan su yardımıyla pancar yıkama istasyonuna sevk edilir. Bu istasyonda pancar, taşından, toprağından ve otundan temizlenir, işletmeye hazır hale getirilir. Pancar yıkama tesisinde yıkama işleminde yaş sistemlerde pancar, kendi ağırlığının yedi katı kadar su kullanılarak yıkanır. Kullanılan su havuzlarda çöktürülüp durultma işlemine tabi
tutulduktan sonra tekrar kullanılır. Bu yolla su ekonomisi sağlanmış olur.
Şeker fabrikalarında kullanılan su çoğunlukla derin kuyu pompaları yardımıyla yer altından temin edilir.
Difüzyon işlemi:
Ham şerbetin üretildiği cihazlara Difüzör adı verilir.
Bıçaklarda kıyılan pancar, difüzöre gitmeden önce haşlama teknesine girer. Haşlama teknesinde kıyımlar, kule difüzörden gelen % 300-350 oranındaki 68 ?C 72 C sıcaklığındaki ham şerbetle karıştırılarak haşlanır. Burada şerbetin
bir bölümü çekilerek arıtılmak üzere şerbet arıtım istasyonuna gönderilirken kalan kısım kıyımla birlikte difüzyon kulesinin altından kuleye verilir. Difüzörde kıyımlar ortada dönen mile bağlı kanatlar yardımıyla yukarı doğru çıkarken, yukarıdan küspe çıkış helezonunun altından verilen difüzyon besleme suyu ile temas eder. Ters akım prensibine göre su, aşağı doğru inerken kıyımın şekerini alır, kıyım yukarı doğru hareket ederken şekerini kaybeder. Kıyım yukarıya ulaştığında küspe çıkış helezonlarıyla dışarı alınarakPancarın kıyılması:
Pancar yıkama istasyonunda işletmeye hazır hale getirilen pancarlar, pancar bıçaklarından geçirilerek doğranırlar. Pancar bıçakları, etrafındaki kasalara zigzaglı yapıya sahip özel bıçaklar yerleştirilmiş döner tambur şeklindedir. Dönüş hareketi, tamburun iç bölümünden beslenen pancarı prizma şeklinde kıyım haline getirir. Bir bant kantarında ağırlık tartımının ardından bu kıyımlar difüzyon işlemi öncesi haşla
ma teknesine gönderilir.
preselerden geçirildikten sonra küspe olarak değerlendirilir. Küspe değerli bir hayvan yemidir ve yaş ve/veya kuru küspe olarak hayvanlara verilir.
Difüzörün alt bölümüne ulaşan derişmiş şerbet ise süzgeçlerden geçirildikten sonra kule dönüş şerbeti yolundan haşlamaya yeni gelen kıyımla karıştırılmak üzere gönderilir. Bu işlem süreklidir.
Ham Şerbetin Arıtılması:
Arıtım işlemi şu aşamalarda gerçekleşir:
a) Kireçlemeler,
b) Karbonatlamalar ve filtrasyon,
Kireçlemeler:
Difüzörden gelen ham şerbet, içerisinde şeker dışı yabancı maddeler de bulunduran %12-15 şeker içeren bulanık bir sıvıdır. Ham şerbetin arıtılması için en uygun ve ucuz yöntem kireçle muameledir. Şerbetin yabancı madde içeriğine göre % 1,5 ?C 2,0 kireç kullanılır. Kireç, kireç taşının kireç ocaklarında yakılmasıyla elde edilir. Ortaya çıkan sönmemiş kireç suyl
a söndürülerek kireç sütü haline dönüştürülür. Kireç sütü ham şerbetle karıştırılarak kireçleme işlemi gerçekleştirilir. Kireçleme iki aşamada yapılır.
Ön kireçlemede şerbete kireç sütü ilave edilerek pH 6-7 ??den 11,0-11,2 çıkarılır. Bu işlem kademelidir yani ayarlanabilir 6 kanatla bölmelere ayrılmış yatay ön kireçleme teknesinde her kademede pH bir öncekinden yüksektir. Bu sırada şerbetin alkalitesi 0,18-0,22 g CaO/100 ml değerine ulaşır. Şerbetin sıcaklığı ise 55-60 oC??dir. Burada şu reaksiyonlar oluşur:
- İlk önce verilen kireçle ham şerbetin asitleri nötrleşir.
- Aynı zamanda çözünmeyen Ca tuzlarının kompleksleri çökelir.
Baziklik arttıkça yani pH 9.00 ?C 11.00 ortamında ham şerbet içindeki kolloidler pıhtılaşır ve buruşurlar. Daha ziyade protein-pektin kompleksinden ibaret bu pıhtılaşmanın pH 10.8 ?C 11.2 ortamında bir optimumu vardır.
Ön Kireçleme Akış Diyagramı
Önce bir soğuk ana kireçleme aşamasından geçirilip alkalitesi 1,3-1,5 g CaO/100 ml değerine ulaşan ham şerbetin sıcaklığı 85 oC??ye yükseltilir ve sıcak ana kireçlemeye yani ikinci kireçlemeye gönderilir. Sıcak ana kireçlemede sıcaklık çok önemlidir. Sıcaklık, burada oluşacak kimyasal reaksiyonlara ve ?-amino azot miktarına göre ayarlanır. Ön kireçlemede çökelme ve pıhtılaşma reaksiyonları oluşurken ll. kireçlemede oluşan reaksiyonlar şerbeti stabil hale getirirler. Burada şerbetteki invert şeker de reaksiyona girerek parçalanır.
Şeker fabrikaları kendi kullanacağı kireci kendi kireç ocaklarında uygun kalitedeki kireç taşını kok ile 900 oC??de yakarak elde eder. Bu sırada CO2 gazı da çıkar ve bu gaz da arıtım istasyonunda karbonatlamalarda kullanılır.
Karbonatlamalar ve filtrasyon:
Kireçlenmiş şerbete CO2 verme işlemidir. Karbonatlamalarda daha önce oluşan sakkaratlar bozunur, kirecin fazlası ise CaCO3 şeklinde çöker. Bu çökelme işlemi daha sonra yapılacak süzme işlemini kolaylaştırır. Karbonatlama işlemi iki kademede gerçekleştirilir.
I. karbonatlamada sıcak ana kireçleme işlemi yapılmış şerbete pH 10,8 ?C 11,2 oluncaya kadar CO2 gazı verilir. CO2 gazı silindirik yapıdaki I. Karbonatlama cihazının tabanında bulunan gaz dağıtım boruları yardımıyla verilir. Sıcaklık 85 oC civarındadır. Karbonatlanmış şerbet süzülmek üzere filtre istasyonuna gönderilir.
Önce Kandil tip yoğunlaştırma filtrelerinde karbonatlanmış şerbet yoğunlaştırılır. İkinci aşamada ise bu yoğun çamurun bir kısmı ön kireçlemeye maya olarak gönderilip, kalanı pres filtrelere gönderilir. Filtrelerde ayrılan kuru maddesi yaklaşık % 70 olan filtre toprağı ayrılarak fabrikadan uzaklaştırılır. Her iki filtrenin şerbeti birleştirilerek son kireçlemeye gönderilir.