لا تفوت.. دراسة كاملة عن تحويل السكر الخام إلى استخدامات حياتية
الباحثون في ولاية لوزيانا ينظرون إلى السكر، دبس السكر، تفل قصب السكر، الطين المصفي ويعتقدون إنها مواد خام لمجموعة كبيرة من المنتجات.
عند القيادة علي طريق خلفي غرب نهر المسسيسبي في جنوب لوزيانا في فترة ما بعد الظهر في الصيف. ستجد نباتات عُشبية عملاقة 8 إلى 10 أقدام وهي عالية على جانبي الطريق بالإضافة لمحصول قصب السكر وهو محصول رئيسي في منطقة جنوب الخليج.
عند العودة في الخريف سترى شاحنة بعد شاحنة محملة بالقصب المطحون، وأعمدة ضخمة من البخار ترتفع من مطاحن السكر والتي تقوم بتحويل القصب إلى سكر متبلور.
بالطبع.. عندما نري حقول القصب، معظمنا يفكر في البلورات البيضاء التي نرشها على حبوبنا الصباحية ونحركها في فنجان من القهوة.
ولكن عندما يري العلماء في معهد أودوبون السكر في ولاية لويزيانا (بتون روج) مصنعًا كميائيًا ومجموعة من الشركات الجديدة المربحة التي تحدثت إليها مع البروفسيور وليم كامبين وDonladay، حيث إن حماسها لإمكانيات المنتجات ذات القيمة المضافة من السكر عديدة، اكتشفت أولًا كيف يتم إنتاج السكر وبعض المنتجات البديلة له والمنتجات الثانوية.
كيف يتحول إلى سكر؟
بواسطة الشاحنة وبعد مرحلة قطع القصب وإزالته، ينتقل إلى مطحنة السكر ومن ثم يتم نقل القصب إلى حزام ناقل يأخذ سكاكين دوارة متقابلة، ثم إلى جهاز التقطيع، وأخيرًا إلى كسارة. ومن ثم إلى مطحنة المياه التي تنزع عصير القصب من الخلايا.
إن العصير هو عبارة عن سكر ممزوج بالطين يحتوي على حوالي 12% سكروز، ولفصل العصير يتم إضافة هيدروكسيد الكالسيوم والمواد الصلبة (الطين المرشح) عن طريق الترشيح، ويتم تبخير المرشح تحت الفراغ ليترك محلول سكر 60%.
وبمزيد من التبخر ينتج المحصول الأول (A- strike) من السكر الخام بعد أن يتم جمع البلورات بواسطة الطرد المركزي، يتم حصاد المحصولين الأخرين (C-B strikes) من المشروبات الكحولية الأم، ولا يتم استخدام C لإنه غير مصرح به تجاريًا، وتصبح بلورات البذور للمحصول التالي هي السكر الخام والذي يتكون من السكروز بنسبة 98%، ثم يتم شحن السكر الخام إلى مصفاة، حيث يعاد تبلور في جدول السكر إلى 99.9% سكروز.
تعرف مرحلة التخمر النهائية باسم دبس السكر، والمواد الباقية تُعرف باسم تفل القصب والمكوّن من: السكر، والطين المرشح حيث إن لها استخدامات متعددة ويمكن أن تؤدي إلى القيمة المضافة 30illhtml / ll taylor html.
المنتجات
في العام الماضي كان سعر السكر <21enb ولكنه انخفض إلى 19e-18 بحلول نهاية العام الأول. وعادة ما يذهب سعر ثلثي الإنتاج إلى مزارع قصب السكر مهددة بذلك المكسيك، فإذا كان السكر يمكن تحويله إلى منتجات ثانوية ومواد كميائية عالية القيمة ومنتجات أخرى، سيزدهر المزارعون ومشغلي المطاحن وسيتم إنشاء وظائف جديدة.
السكروز كمواد أولية
كانت المحاصيل في عام 1999 جيدة جدًا لمزراعي سكر لوزيانا لدرجة أن إنتاج السكر الفائض كان أكثر من بيعه، وانخفض السعر.
ولم يتمكن العديد من المزارعين من سداد قروضهم الحكومية الثانوية وقد خططت وزارة الزراعة الأمريكية (USDA) لشراء 150 ألف طن من السكر لإنقاذ المطاحن وتحقيق استقرار السعر:-
1- سيكلف هذا المقدار من السكر 60 مليون دولار، وسيتم إنفاقها علي 500 مليون دولار مع شراء المزيد من السكر.
2- يقول المسئولون إن القرض سوف يكلف أكثر لذا فإن الشراء مبرر.
إذًا.. ماذا ستفعل الحكومة بكل هذا السكر؟
أحد الاقتراحات هو استخدامه لتصنيع الإيثانول الذي يحل محل مضاعفات ميثيل البنزين المضافة للأكسجين، ويمكن أيضًا تحويل الإيثانول إلى ايثيل إيثر مضاف للوقود البديل من المنطقي أن يحول سلعة فائضة إلى سلعة مطلوبة ولكن بسبب الضغط الناجم عن حالات نمو الذرة، فإن معظم الإيثانول في الولايات المتحدة ينتج من نشا الذرة، ومن المحتمل ألا يستخدم القصب في صناعة الإيثانول.
استخدام آخر مُذهل للسكروز في إنتاج الديكستران، وهو يستخدم كموسع لبلازما الدم، قد يبدو هذا الاستخدام غريبًا بالنسبة لمنتجي السكر المخضرمين الذين يشعرون بالقلق من تكوين الكثير من الديكستران في عملية قطع القصب في انتظار المعالجة.
أثناء العمل على طرق التحكم في تكوين الديكستران طور KIM اليوم الرابع، هناك كائن دقيق متحرك يصنع الديكستراناز وهو الإنزيم الذي يكسر الديكستران وقد قاموا ببراءة اختراع عملية تستخدم كائن ديسكترانيا منتجة إلى جانب الديكستراناز - إنتاج كائن حي من خلال تغيير نسبة النوعيين، يمكن للباحثين تجميع الدكستران في نطاقات محددة من الوزن الجزئي، يجب أن تكون هذه العملية مفيدة بشكل خاص للدكستر (PLASMA – GRADE) الذي يتطلب وزن جزئي قدره 75000.
وجد الباحثون أيضًا أن بعض الديكستران يمكن أن تستخدم لتحل محل المضادات الحيوية في الأعلاف الحيوانية. ويغذي الديكستران البكتريا النافعة على حساب الضارة، تجارب الديكستران في أعلاف الدجاج والنباتات، إذا نجحت فإن الباحثون سيؤمنون أن المخاطر المرتبطة باستهلاك الدجاج ستقل.
دبس السكر: تغذية أم مواد أولية؟
السائل الأم الناتج من بلورات السكر ليس هو الذي يستخدم في الكعك والخبز، تساعد خصائصه على الاحتفاظ بالرطوبة، وتساعد خصائص مضادات الأكسدة في الدبس على الاحتفاظ باحتياطي الفيتامينات والزيوت الاحتياطية القابلة للذوبان، الأملاح العضوية وغير العضوية وتخلق مخزن يتحكم في الأس الهيدروجيني في الخميرة التي ترتفع فيها المخبوزات وتسهم في تخمر مخبوزات الدبس.
حقيقة غريبة .. على الرغم من أنه يتم وصفه في بعض الأحيان على إنه غذاء صحي، إلا أن دبس السكر (العسل الأسود) في حالة التخمر النهائية، هو مادة داكنة وذات رائحة كريهة ليست مشهية للغاية. ومع ذلك فإن نسبة السكر فيها 44%، تجعل من دبس السكر ماده خام مثالية لمجموعة من المنتجات
إن أحد استخدامات دبس السكر (العسل الأسود) هو إنتاج الكحول التقليدي في صناعات عند الروم، وتخطط شركة جديدة وهي شركة لوزيانا روم و بتون روج لإنشاء مرفق حديث لإنتاج شراب الروم من دبس لوزيانا.
ويتم تخمير دبس السكر بخميرة خاصة تنتج الجلسريين والكحول، ثم يفصل جزء الكحول وتنتج العملية الجديدة شرابًا مُخمرًا في يوم واحد فقط، وتستغرق العملية التقليدية عامين، ومع ذلك فإن عمر التخمر يكون في براميل البلوط لمدة 6 أشهر عالأقل، لتطوير لونه ونكهته، ثم يتم تخفيف الشراب المخمر بالماء المفلتر وتعبئته في زجاجات.
إن بقايا التقطير التي تسمى الرواسب، هي مصدر العديد من مكونات نكهة الشراب المسكر على سبيل المثال مع استخدام البكتريا الأصلية والمضافة، تنتج الشفرات الأحماض، وينتج التخمير الاضافي حمض السكسينيك والتي تثبتها إلى Ethulsuccinate.
هذا الإستر هو مكون هام للنكهة إلى جانب بعض الألديات وزيوت الفوسفات، يتم إنتاج مشروب خفيف أو ثقيل من خلال التحكم في الكميات النسبية من هذه المكونات.
فرصة نجاح تجاري ضخم لمحطة الشراب المخمر المُقترحة .. كيف؟
وتمتلك محطه الشراب المخمر المقترحة فرصة قوية للنجاح التجاري، لإنها قادرة على إنتاج الخل والخمور بالإضافة إلى مشروب الروم، وسوف يكون المصنع الجديد قادر على إنتاج أعلاف الحيوانات التي تمزج الركام مع اثنين مع المنتجات الأخرى المتوفرة في أسماك لوزيانا.
الإيثانول والجلسرين
لا ينتج مصنع شراب الروم المقترح العديد من المواد الكيميائية، ولكن السكر القائم على مصنع وقود الايثانول كافي لإنتاج مواد كيميائية عديدة. ويعد هذا المصنع مصدر هام وجديد للجلسرين.
لقد درس العلماء kampen ،njapau،munene التخمر الناتج لكل من الإيثانول والجلسرين. وحصل kampen على براءة اختراع في زيادة إنتاج الجلسرين
ومن الممكن أن يغطي الجلسرين باستخدام الترشيح الغشائي، وعملية فصل المواد من المركبات السائلة. وفي حالة زيادة الضغط في وعاء التخمر، فإن سيتوبلازم الخلايا سوف يتقلص ويبقي حيًا بارتفاع الضغط لهذه الخلايا. وتزود الخلايا ضغطها عن طريق صناعة البوليمرات وهذا يحدث بصورة رئيسية في الجلسرين. ويوجد طلب علي الجلسرين من قبل المنتجون للمواد الكيميائية، التبغ، العناية الشخصية والمنتجات الصيدلية، سعره دائمًا في تزايد مستمر.
معظم كميات الجلسرين تستخلص من دهون الحيوانات، فقد تزايد داء جنون البقر في مصنع اشتقاق الجلسرين خاصة في الصناعة الصيدلية.
وحاليًا، معظم مصانع وقود الإيثانول تعتمد على الإعانات المالية الحكومية. إذا استطاعت هذه الإعانات عمل منتجات إضافية عالية القيمة، سوف تحقق هذه المصانع أرباح ومكاسب عديدة. يعتمد مصنع الإيثانول اعتماد رئيسي على الشركات العالية. لقد رخصت (Wichita,ks) تكنولوجيا kampen وبدأت في إنتاج الجلسرين.
المزيد من المولاس!
من المتوقع أن تنتج الشركات العالية 99,7% من الجلسرين النقي الصافي 15c/ib وتبيعه مقابل 60c /$1، ومن المحتمل أن تتوافر العديد من المواد الكيميائية الأخرى من خلال التخمر وتنقية السكر مثل:
*الاينوسيتول:
مكون لبعض أنواع الفسفوليبيدات، الوحدات البنائية للجلد وأنسجة أخرى.
يعتبر فيتامين (ب) هو العامل المسبب لنمو الحيوانات والكائنات المجهرية الدقيقة.
يتضمن التسويق لمادة الاينوسيتول استخداماته في غذاء الأطفال وفي طعام الحيوانات الأليفة ويعتبر مادة جيدة لصحة هذه الحيوانات.
حمض الهيكسافسفوريك الاينوسيتول أو حمض الفايتك هو علاج فعال لمرض الأنجينا وأمراض القلب والأوعية الدموية حيث إنه مرتبط ارتباط تام بالهيموجلوبين ويعمل على تضاعفه ثلاثة مرات لتحسين عملية توصيل الأكسجين.
*حمض اللاكتيك:
يستخدم صيدليًا لعلاج الجفاف والجلد المتقشر ويعمل علي ذوبان العقاقير القلوية.
من بين كل هذه الاستخدامات فمن الممكن أن يكون البولي استرات متضمنا ألياف البوليلاكتيد، كما وصف في شهر مارس عام 2000 في قضية ابتكار المواد الكيميائية.
*حمض السكسنيك:
يستخدم في استخدامات صيدلية.
*حمض الجلوتاميك:
هو النكهة المحسنة لجلوتومات الصوديوم.
*حمض الأكونيتك وملح الماغنسيوم- الكالسيوم الخاص به:
كل منهم موجود في قصب السكر غير الناضج. بصفة عامة يتم حصاد قصب السكر بشكل طفيف غير ناضج بسبب شدة الصقيع. المنتجون يستخدمون الحمض كتلدين المطاط.
*حمض الكوجيك:
يوجد بصورة طبيعية في قصب السكر، ومن الممكن أن يتم تحويله إلى مالتول وايثيل مالتول الذين يتم إضافتهم لعجينة الخبز لتعطيه رائحة ونكهة طازجة.
*الخلايا البروتينية الأحادية:
من الممكن أن تنمو في السكر، الاستخدام التقليدي لها كسكر هو وجودها متحدة في طعام الحيوانات.
بقايا قصب السكر: قمامة أم كنز؟!
تحرق بقايا قصب السكر بعد الطحن كوقود لإمداد الحرارة من أجل تركيز عصير السكر. مع ذلك، تقوم مصانع الصناعات التحويلية بإنتاج المزيد من بقايا قصب السكر وتقوم بالتخلص منها، ومن ثم من الممكن أن تستخدم كمادة بادئة لعملية أخرى. وسوف تصبح بقايا قصب السكر مادة التلقيم عندما تقوم (Bci (dedham,ma بإعادة بناء الحبوب الفاشلة لمصنع الايثانول في جينينجس إلى بقايا لمصنع الايثانول.
تقوم تكنولوجيا المصنع جينيًا على السلالة الهندسية للبكتيريا المعوية الذي طورها العالم Lonnie ingram في جامعة Florida,gainesville والتي تحول سكر الكربون إلى ايثانول. ويتحلل السليلوزالموجود في بقايا قصب السكر عن طريق حمض السالفوريك ثم يخضع للتخمر مع بكتيريا ingram.
وصرح أستاذ في الهندسة الكيميائية في جامعة تكساس في مقال في الأخبار الهندسية والكيميائية في اليوم السابع من شهر ديسمبر عام 1998 يدعي Harry Parker بأنه يراهن على عدم وجود سليلوز للإيثانول في العملية التجارية الدائمة بعد 18 شهر من الآن. وكما هو متوقع، تم بناء المصنع بالرغم من أن الاحتفال بوضع حجر الأساس كان في اليوم العشرين من شهر نوفمبر عام 1998. مع ذلك، لقد وافقت رابطة لجنة حقوق الإنسان علي الخصم إلى 120 مليون دولار في روابط الضرائب الحرة لتمويل المصنع.
تفاوضت Bci على عقد 82 مليون دولار مع شركة إنشائية. وبالرغم من النجاح الاقتصادي للمصنع، فإن المادة البادئة الجوهرية والإعانة المالية المتحدة للإيثانول 54c/gal كلاهما ف صالح المصنع.
العوامل السلبية هي تكلفة شحن بقايا قصب السكر من لويزيانا 18 مطحن سكر إلى جينينحس واعتماد المصنع على الدعم الحكومي. إضافة منتجات ذو قيمة عالية من الممكن في النهاية أن تعوض التكلفة العالية.
يوجد منتج كيميائي آخر من عصارة قصب السكر هو فورفورال، والذي يحتوي على "تطبيقات تتراوح من راتينجات القصب إلى وقود الصواريخ"، وأوضح كارل Zeitsch أنه إذا كانت العملية مستمرة، يتم إنتاج كميات كبيرة من المنتجات ذات القيمة المضافة ثنائي أسيتيل و2،3-بنتانيدايون. وتستخدم هذه المنتجات كنكهات زبدية للسمن والكعك والآيس كريم وغيرها من الأطعمة.
بالإضافة إلى استخدامه للسماد والعلف الحيواني، يمكن استخدام مصاصة القصب في الورق واللوح الحبيبي. تأمل شركة Acadia Board Co (New Iberia، LA) في تصنيع مواد لوحية مركبة لبناء المنازل من توليفة من الإيبوكسي وفلساس.
قام الكيميائيون في مركز البحوث الإقليمي الجنوبي التابع لوزارة الزراعة الأمريكية في نيو أورلينز بإنتاج بوليمرات إيبوكسية من السكر. مزيج من الايبوكسي وتشكيل مواد البناء التي تقاوم النمل الأبيض.
أليست نفاية! أم ليست نافعة!
حتى الطين المرشح، الذي تمت إزالته من عصير القصب الخام قبل أن يتركز، له قيمة. بالإضافة إلى التربة والمواد النباتية، يحتوي الطين على شمع يكسو سيقان قصب السكر. والطين عادة يعود إلى حقول قصب السكر، ولكن عمل معهد أدوبون لمايكل saska على طرق لاستخراج الشمع.
وينتج الطين عن 1٪ من الشمع عالي الجودة. شمع القصب هو بديل محتمل لمنتج من الغابات المطيرة، شمع كرنوبا، يستخدم على نطاق واسع في مستحضرات التجميل والأطعمة والأدوية. بالإضافة إلى ذلك، مع استخراج بعض السوائل، الشمع هو مصدر للكحولات الأليفاتية طويلة السلسلة.
وتفيد التقارير أوكتاكوزانول (C28) إلى "زيادة القدرة على التحمل البدني" و"معالجة الخلايا العصبية التالفة"، وحتى لتحفيز الهرمونات الجنسية. قصب السكر هو أيضًا مصدر للـ sterols، ولا سيما بيتا سيتوستيرول، فإن العنصر النشط في saw palmetto barries، والمكملات الغذائية لمشاكل البروستاتا.
على الرغم من أن الاحتمالات الكيميائية لقصب السكر تبدو بلا حدود، إلا أن القليل من هذه المنتجات هو قيد الإنتاج حاليًا. فإن صناعة السكر المرتبطة بالصناعات حاليًا تتسم بالبطئ في تبني التقنيات الجديدة المطلوبة للتنفيذ، لكن العلماء في معهد أودوبون للسكر يأملون في تغيير هذه العقلية.
عند القيادة علي طريق خلفي غرب نهر المسسيسبي في جنوب لوزيانا في فترة ما بعد الظهر في الصيف. ستجد نباتات عُشبية عملاقة 8 إلى 10 أقدام وهي عالية على جانبي الطريق بالإضافة لمحصول قصب السكر وهو محصول رئيسي في منطقة جنوب الخليج.
عند العودة في الخريف سترى شاحنة بعد شاحنة محملة بالقصب المطحون، وأعمدة ضخمة من البخار ترتفع من مطاحن السكر والتي تقوم بتحويل القصب إلى سكر متبلور.
بالطبع.. عندما نري حقول القصب، معظمنا يفكر في البلورات البيضاء التي نرشها على حبوبنا الصباحية ونحركها في فنجان من القهوة.
ولكن عندما يري العلماء في معهد أودوبون السكر في ولاية لويزيانا (بتون روج) مصنعًا كميائيًا ومجموعة من الشركات الجديدة المربحة التي تحدثت إليها مع البروفسيور وليم كامبين وDonladay، حيث إن حماسها لإمكانيات المنتجات ذات القيمة المضافة من السكر عديدة، اكتشفت أولًا كيف يتم إنتاج السكر وبعض المنتجات البديلة له والمنتجات الثانوية.
كيف يتحول إلى سكر؟
بواسطة الشاحنة وبعد مرحلة قطع القصب وإزالته، ينتقل إلى مطحنة السكر ومن ثم يتم نقل القصب إلى حزام ناقل يأخذ سكاكين دوارة متقابلة، ثم إلى جهاز التقطيع، وأخيرًا إلى كسارة. ومن ثم إلى مطحنة المياه التي تنزع عصير القصب من الخلايا.
إن العصير هو عبارة عن سكر ممزوج بالطين يحتوي على حوالي 12% سكروز، ولفصل العصير يتم إضافة هيدروكسيد الكالسيوم والمواد الصلبة (الطين المرشح) عن طريق الترشيح، ويتم تبخير المرشح تحت الفراغ ليترك محلول سكر 60%.
وبمزيد من التبخر ينتج المحصول الأول (A- strike) من السكر الخام بعد أن يتم جمع البلورات بواسطة الطرد المركزي، يتم حصاد المحصولين الأخرين (C-B strikes) من المشروبات الكحولية الأم، ولا يتم استخدام C لإنه غير مصرح به تجاريًا، وتصبح بلورات البذور للمحصول التالي هي السكر الخام والذي يتكون من السكروز بنسبة 98%، ثم يتم شحن السكر الخام إلى مصفاة، حيث يعاد تبلور في جدول السكر إلى 99.9% سكروز.
تعرف مرحلة التخمر النهائية باسم دبس السكر، والمواد الباقية تُعرف باسم تفل القصب والمكوّن من: السكر، والطين المرشح حيث إن لها استخدامات متعددة ويمكن أن تؤدي إلى القيمة المضافة 30illhtml / ll taylor html.
المنتجات
في العام الماضي كان سعر السكر <21enb ولكنه انخفض إلى 19e-18 بحلول نهاية العام الأول. وعادة ما يذهب سعر ثلثي الإنتاج إلى مزارع قصب السكر مهددة بذلك المكسيك، فإذا كان السكر يمكن تحويله إلى منتجات ثانوية ومواد كميائية عالية القيمة ومنتجات أخرى، سيزدهر المزارعون ومشغلي المطاحن وسيتم إنشاء وظائف جديدة.
السكروز كمواد أولية
كانت المحاصيل في عام 1999 جيدة جدًا لمزراعي سكر لوزيانا لدرجة أن إنتاج السكر الفائض كان أكثر من بيعه، وانخفض السعر.
ولم يتمكن العديد من المزارعين من سداد قروضهم الحكومية الثانوية وقد خططت وزارة الزراعة الأمريكية (USDA) لشراء 150 ألف طن من السكر لإنقاذ المطاحن وتحقيق استقرار السعر:-
1- سيكلف هذا المقدار من السكر 60 مليون دولار، وسيتم إنفاقها علي 500 مليون دولار مع شراء المزيد من السكر.
2- يقول المسئولون إن القرض سوف يكلف أكثر لذا فإن الشراء مبرر.
إذًا.. ماذا ستفعل الحكومة بكل هذا السكر؟
أحد الاقتراحات هو استخدامه لتصنيع الإيثانول الذي يحل محل مضاعفات ميثيل البنزين المضافة للأكسجين، ويمكن أيضًا تحويل الإيثانول إلى ايثيل إيثر مضاف للوقود البديل من المنطقي أن يحول سلعة فائضة إلى سلعة مطلوبة ولكن بسبب الضغط الناجم عن حالات نمو الذرة، فإن معظم الإيثانول في الولايات المتحدة ينتج من نشا الذرة، ومن المحتمل ألا يستخدم القصب في صناعة الإيثانول.
استخدام آخر مُذهل للسكروز في إنتاج الديكستران، وهو يستخدم كموسع لبلازما الدم، قد يبدو هذا الاستخدام غريبًا بالنسبة لمنتجي السكر المخضرمين الذين يشعرون بالقلق من تكوين الكثير من الديكستران في عملية قطع القصب في انتظار المعالجة.
أثناء العمل على طرق التحكم في تكوين الديكستران طور KIM اليوم الرابع، هناك كائن دقيق متحرك يصنع الديكستراناز وهو الإنزيم الذي يكسر الديكستران وقد قاموا ببراءة اختراع عملية تستخدم كائن ديسكترانيا منتجة إلى جانب الديكستراناز - إنتاج كائن حي من خلال تغيير نسبة النوعيين، يمكن للباحثين تجميع الدكستران في نطاقات محددة من الوزن الجزئي، يجب أن تكون هذه العملية مفيدة بشكل خاص للدكستر (PLASMA – GRADE) الذي يتطلب وزن جزئي قدره 75000.
وجد الباحثون أيضًا أن بعض الديكستران يمكن أن تستخدم لتحل محل المضادات الحيوية في الأعلاف الحيوانية. ويغذي الديكستران البكتريا النافعة على حساب الضارة، تجارب الديكستران في أعلاف الدجاج والنباتات، إذا نجحت فإن الباحثون سيؤمنون أن المخاطر المرتبطة باستهلاك الدجاج ستقل.
دبس السكر: تغذية أم مواد أولية؟
السائل الأم الناتج من بلورات السكر ليس هو الذي يستخدم في الكعك والخبز، تساعد خصائصه على الاحتفاظ بالرطوبة، وتساعد خصائص مضادات الأكسدة في الدبس على الاحتفاظ باحتياطي الفيتامينات والزيوت الاحتياطية القابلة للذوبان، الأملاح العضوية وغير العضوية وتخلق مخزن يتحكم في الأس الهيدروجيني في الخميرة التي ترتفع فيها المخبوزات وتسهم في تخمر مخبوزات الدبس.
حقيقة غريبة .. على الرغم من أنه يتم وصفه في بعض الأحيان على إنه غذاء صحي، إلا أن دبس السكر (العسل الأسود) في حالة التخمر النهائية، هو مادة داكنة وذات رائحة كريهة ليست مشهية للغاية. ومع ذلك فإن نسبة السكر فيها 44%، تجعل من دبس السكر ماده خام مثالية لمجموعة من المنتجات
إن أحد استخدامات دبس السكر (العسل الأسود) هو إنتاج الكحول التقليدي في صناعات عند الروم، وتخطط شركة جديدة وهي شركة لوزيانا روم و بتون روج لإنشاء مرفق حديث لإنتاج شراب الروم من دبس لوزيانا.
ويتم تخمير دبس السكر بخميرة خاصة تنتج الجلسريين والكحول، ثم يفصل جزء الكحول وتنتج العملية الجديدة شرابًا مُخمرًا في يوم واحد فقط، وتستغرق العملية التقليدية عامين، ومع ذلك فإن عمر التخمر يكون في براميل البلوط لمدة 6 أشهر عالأقل، لتطوير لونه ونكهته، ثم يتم تخفيف الشراب المخمر بالماء المفلتر وتعبئته في زجاجات.
إن بقايا التقطير التي تسمى الرواسب، هي مصدر العديد من مكونات نكهة الشراب المسكر على سبيل المثال مع استخدام البكتريا الأصلية والمضافة، تنتج الشفرات الأحماض، وينتج التخمير الاضافي حمض السكسينيك والتي تثبتها إلى Ethulsuccinate.
هذا الإستر هو مكون هام للنكهة إلى جانب بعض الألديات وزيوت الفوسفات، يتم إنتاج مشروب خفيف أو ثقيل من خلال التحكم في الكميات النسبية من هذه المكونات.
فرصة نجاح تجاري ضخم لمحطة الشراب المخمر المُقترحة .. كيف؟
وتمتلك محطه الشراب المخمر المقترحة فرصة قوية للنجاح التجاري، لإنها قادرة على إنتاج الخل والخمور بالإضافة إلى مشروب الروم، وسوف يكون المصنع الجديد قادر على إنتاج أعلاف الحيوانات التي تمزج الركام مع اثنين مع المنتجات الأخرى المتوفرة في أسماك لوزيانا.
الإيثانول والجلسرين
لا ينتج مصنع شراب الروم المقترح العديد من المواد الكيميائية، ولكن السكر القائم على مصنع وقود الايثانول كافي لإنتاج مواد كيميائية عديدة. ويعد هذا المصنع مصدر هام وجديد للجلسرين.
لقد درس العلماء kampen ،njapau،munene التخمر الناتج لكل من الإيثانول والجلسرين. وحصل kampen على براءة اختراع في زيادة إنتاج الجلسرين
ومن الممكن أن يغطي الجلسرين باستخدام الترشيح الغشائي، وعملية فصل المواد من المركبات السائلة. وفي حالة زيادة الضغط في وعاء التخمر، فإن سيتوبلازم الخلايا سوف يتقلص ويبقي حيًا بارتفاع الضغط لهذه الخلايا. وتزود الخلايا ضغطها عن طريق صناعة البوليمرات وهذا يحدث بصورة رئيسية في الجلسرين. ويوجد طلب علي الجلسرين من قبل المنتجون للمواد الكيميائية، التبغ، العناية الشخصية والمنتجات الصيدلية، سعره دائمًا في تزايد مستمر.
معظم كميات الجلسرين تستخلص من دهون الحيوانات، فقد تزايد داء جنون البقر في مصنع اشتقاق الجلسرين خاصة في الصناعة الصيدلية.
وحاليًا، معظم مصانع وقود الإيثانول تعتمد على الإعانات المالية الحكومية. إذا استطاعت هذه الإعانات عمل منتجات إضافية عالية القيمة، سوف تحقق هذه المصانع أرباح ومكاسب عديدة. يعتمد مصنع الإيثانول اعتماد رئيسي على الشركات العالية. لقد رخصت (Wichita,ks) تكنولوجيا kampen وبدأت في إنتاج الجلسرين.
المزيد من المولاس!
من المتوقع أن تنتج الشركات العالية 99,7% من الجلسرين النقي الصافي 15c/ib وتبيعه مقابل 60c /$1، ومن المحتمل أن تتوافر العديد من المواد الكيميائية الأخرى من خلال التخمر وتنقية السكر مثل:
*الاينوسيتول:
مكون لبعض أنواع الفسفوليبيدات، الوحدات البنائية للجلد وأنسجة أخرى.
يعتبر فيتامين (ب) هو العامل المسبب لنمو الحيوانات والكائنات المجهرية الدقيقة.
يتضمن التسويق لمادة الاينوسيتول استخداماته في غذاء الأطفال وفي طعام الحيوانات الأليفة ويعتبر مادة جيدة لصحة هذه الحيوانات.
حمض الهيكسافسفوريك الاينوسيتول أو حمض الفايتك هو علاج فعال لمرض الأنجينا وأمراض القلب والأوعية الدموية حيث إنه مرتبط ارتباط تام بالهيموجلوبين ويعمل على تضاعفه ثلاثة مرات لتحسين عملية توصيل الأكسجين.
*حمض اللاكتيك:
يستخدم صيدليًا لعلاج الجفاف والجلد المتقشر ويعمل علي ذوبان العقاقير القلوية.
من بين كل هذه الاستخدامات فمن الممكن أن يكون البولي استرات متضمنا ألياف البوليلاكتيد، كما وصف في شهر مارس عام 2000 في قضية ابتكار المواد الكيميائية.
*حمض السكسنيك:
يستخدم في استخدامات صيدلية.
*حمض الجلوتاميك:
هو النكهة المحسنة لجلوتومات الصوديوم.
*حمض الأكونيتك وملح الماغنسيوم- الكالسيوم الخاص به:
كل منهم موجود في قصب السكر غير الناضج. بصفة عامة يتم حصاد قصب السكر بشكل طفيف غير ناضج بسبب شدة الصقيع. المنتجون يستخدمون الحمض كتلدين المطاط.
*حمض الكوجيك:
يوجد بصورة طبيعية في قصب السكر، ومن الممكن أن يتم تحويله إلى مالتول وايثيل مالتول الذين يتم إضافتهم لعجينة الخبز لتعطيه رائحة ونكهة طازجة.
*الخلايا البروتينية الأحادية:
من الممكن أن تنمو في السكر، الاستخدام التقليدي لها كسكر هو وجودها متحدة في طعام الحيوانات.
بقايا قصب السكر: قمامة أم كنز؟!
تحرق بقايا قصب السكر بعد الطحن كوقود لإمداد الحرارة من أجل تركيز عصير السكر. مع ذلك، تقوم مصانع الصناعات التحويلية بإنتاج المزيد من بقايا قصب السكر وتقوم بالتخلص منها، ومن ثم من الممكن أن تستخدم كمادة بادئة لعملية أخرى. وسوف تصبح بقايا قصب السكر مادة التلقيم عندما تقوم (Bci (dedham,ma بإعادة بناء الحبوب الفاشلة لمصنع الايثانول في جينينجس إلى بقايا لمصنع الايثانول.
تقوم تكنولوجيا المصنع جينيًا على السلالة الهندسية للبكتيريا المعوية الذي طورها العالم Lonnie ingram في جامعة Florida,gainesville والتي تحول سكر الكربون إلى ايثانول. ويتحلل السليلوزالموجود في بقايا قصب السكر عن طريق حمض السالفوريك ثم يخضع للتخمر مع بكتيريا ingram.
وصرح أستاذ في الهندسة الكيميائية في جامعة تكساس في مقال في الأخبار الهندسية والكيميائية في اليوم السابع من شهر ديسمبر عام 1998 يدعي Harry Parker بأنه يراهن على عدم وجود سليلوز للإيثانول في العملية التجارية الدائمة بعد 18 شهر من الآن. وكما هو متوقع، تم بناء المصنع بالرغم من أن الاحتفال بوضع حجر الأساس كان في اليوم العشرين من شهر نوفمبر عام 1998. مع ذلك، لقد وافقت رابطة لجنة حقوق الإنسان علي الخصم إلى 120 مليون دولار في روابط الضرائب الحرة لتمويل المصنع.
تفاوضت Bci على عقد 82 مليون دولار مع شركة إنشائية. وبالرغم من النجاح الاقتصادي للمصنع، فإن المادة البادئة الجوهرية والإعانة المالية المتحدة للإيثانول 54c/gal كلاهما ف صالح المصنع.
العوامل السلبية هي تكلفة شحن بقايا قصب السكر من لويزيانا 18 مطحن سكر إلى جينينحس واعتماد المصنع على الدعم الحكومي. إضافة منتجات ذو قيمة عالية من الممكن في النهاية أن تعوض التكلفة العالية.
يوجد منتج كيميائي آخر من عصارة قصب السكر هو فورفورال، والذي يحتوي على "تطبيقات تتراوح من راتينجات القصب إلى وقود الصواريخ"، وأوضح كارل Zeitsch أنه إذا كانت العملية مستمرة، يتم إنتاج كميات كبيرة من المنتجات ذات القيمة المضافة ثنائي أسيتيل و2،3-بنتانيدايون. وتستخدم هذه المنتجات كنكهات زبدية للسمن والكعك والآيس كريم وغيرها من الأطعمة.
بالإضافة إلى استخدامه للسماد والعلف الحيواني، يمكن استخدام مصاصة القصب في الورق واللوح الحبيبي. تأمل شركة Acadia Board Co (New Iberia، LA) في تصنيع مواد لوحية مركبة لبناء المنازل من توليفة من الإيبوكسي وفلساس.
قام الكيميائيون في مركز البحوث الإقليمي الجنوبي التابع لوزارة الزراعة الأمريكية في نيو أورلينز بإنتاج بوليمرات إيبوكسية من السكر. مزيج من الايبوكسي وتشكيل مواد البناء التي تقاوم النمل الأبيض.
أليست نفاية! أم ليست نافعة!
حتى الطين المرشح، الذي تمت إزالته من عصير القصب الخام قبل أن يتركز، له قيمة. بالإضافة إلى التربة والمواد النباتية، يحتوي الطين على شمع يكسو سيقان قصب السكر. والطين عادة يعود إلى حقول قصب السكر، ولكن عمل معهد أدوبون لمايكل saska على طرق لاستخراج الشمع.
وينتج الطين عن 1٪ من الشمع عالي الجودة. شمع القصب هو بديل محتمل لمنتج من الغابات المطيرة، شمع كرنوبا، يستخدم على نطاق واسع في مستحضرات التجميل والأطعمة والأدوية. بالإضافة إلى ذلك، مع استخراج بعض السوائل، الشمع هو مصدر للكحولات الأليفاتية طويلة السلسلة.
وتفيد التقارير أوكتاكوزانول (C28) إلى "زيادة القدرة على التحمل البدني" و"معالجة الخلايا العصبية التالفة"، وحتى لتحفيز الهرمونات الجنسية. قصب السكر هو أيضًا مصدر للـ sterols، ولا سيما بيتا سيتوستيرول، فإن العنصر النشط في saw palmetto barries، والمكملات الغذائية لمشاكل البروستاتا.
على الرغم من أن الاحتمالات الكيميائية لقصب السكر تبدو بلا حدود، إلا أن القليل من هذه المنتجات هو قيد الإنتاج حاليًا. فإن صناعة السكر المرتبطة بالصناعات حاليًا تتسم بالبطئ في تبني التقنيات الجديدة المطلوبة للتنفيذ، لكن العلماء في معهد أودوبون للسكر يأملون في تغيير هذه العقلية.
الرابط مصدر المقال
