پروژه کارآفرینی فرآیند تولید شکر و نیشکر

فهرست مطالب
عنوان صفحه
مقدمه و هدف
1- کلیات
1-1- تولید شکر و نیشکر در جهان ………………………………………………………9
1-2- تولید شکر و نیشکر در ایران ……………………………………………………….10
1-2-1- نیشکر کاری در ایران …………………………………………………………….10
1-2-2- تولید شکر نیشکری در ایران ………………………………………………….11
1-3- نیشکر کاری در خوزستان ………………………………………………………….12
1-4- کشت و صنعت کارون …………………………………………………………….14
2- ترکیب شیمیایی نیشکر
2-1- مواد آلی غیر از ساکاروز ………………………………………………………….19
2-2- اسید های آلی ……………………………………………………………………….20
2-3- ترکیبات غیر آلی ……………………………………………………………………20
2-4- ترکیبات ازت دار …………………………………………………………………..20
3- فرایند تولید شکر از نیشکر
مقدمه
3-1- برداشت نیشکر …………………………………………………………………….21
3-1-1- مواد زائد همراه نی ……………………………………………………………23
3-2- آماده سازی نی ………………………………………………………………….24-25
3-2-1- شستشوی نی …………………………………………………………………..25
3-2-2- خرد کردن نی ………………………………………………………………….25
3-3- عصاره گیری ……………………………………………………………………….26
عنوان…………………………………………………………………………………………… صفحه
3-4- زلال کردن……………………………………………………………………………….26
3-5- صافی های خلاء……………………………………………………………………….27
3-6- تبخیر کننده ها………………………………………………………………………….27
3-7- تبلور …………………………………………………………………………………….27
3-8- سانتریفوژ ……………………………………………………………………………….27
4- ترکیبات شربت نیشکر …………………………………………………………………..28
4-1- پلی ساکاریدها …………………………………………………………………………28
4-1-1- لوان ……………………………………………………………………………………29
4-1-2- پکتین …………………………………………………………………………………29
4-1-3- سلولزان ………………………………………………………………………………29
4-1-4 نشاسته …………………………………………………………………………………29
4-1-5- دکستران …………………………………………………………………………….31
4-1-5-1- مشخصات فیزیکی شیمیایی دکستران…………………………………….31
4-1-5-2- تولید دکستران……………………………………………………………………33
5 مشخصات جنس لوکونوستوک …………………………………………………………..34
6 میکربهای موجود در کارخانه قند ……………………………………………………….35
6-1- میکروارگانیسم های نیشکر ………………………………………………………….35
6-2- سالم سازی آسیاب ها ………………………………………………………………..37
7- روش های سریع اندازه گیری دکستران………………………………………………38
8- پلی ساکاریدهای نیشکر………………………………………………………………..39
8-1- صمغ درنی ترش……………………………………………………………………….41
8-2- پلی ساکاریدهای بخش تصفیه …………………………………………………….44
9- ضایعات ناشی از دکستران ………………………………………………………………45
9-1- ضایعات نامعلوم ……………………………………………………………………….45
9-2- تداخل در اندازه گیری درصد قند …………………………………………………46
9-3- مشکلات ناشی از دکستران در تصفیه و تولید شکر خام ………………….46
9-3-1 اثر بر شربت زلال کنندها …………………………………………………………46
9-3-2- اثر دکستران بر صاف شدن …………………………………………………….47
9-3-3- اثر دکستران بر ناروانی ………………………………………………………….47
9-4- اثر بر بلورهای ساکاروز…………………………………………………………….49
9-4-1- اثر بر سرعت رشد بلورها ……………………………………………………..49
9-4-2 اثر بر شکل بلورها ………………………………………………………………..49
9-5- اثر بر ظرفیت کارخانه ……………………………………………………………..53
9-6- اثر بر خلوص ملاس نهایی ………………………………………………………54
مواد و روشها
2-1- اثر روش های برداشت بر روی سرعت تشکیل دکستران …………………54
2-1-1- نمونه برداری …………………………………………………………………….55
2-1-2- آزمایشهای مربوط به نی ………………………………………………………55
2-1-2-1- تعیین ماده خشک …………………………………………………………..56
2-1-2-2- تعیین درصد قند (پلاریمتری)…………………………………………….56
2-1-2-3- درجه خلوص ……………………………………………………………….57
2-1-2-4- تعیین قند معکوس ………………………………………………………….57
2-1-2-5- اندازه گیری دکستران ………………………………………………………58
2-2- آزمایشهای مربوط به شربت ……………………………………………………..64
2-3- اثر دکستران بر انحراف پلاریزاسیون …………………………………………..65
2-4- اثر استات سرب بر حذف دکستران ………………………………………………65
2-5- اثر فرمالین …………………………………………………………………………….66
2-6- روش های آماری ……………………………………………………………………66
2-6-1- روش های تجزیه واریانس …………………………………………………….66
2-6-2- رگرسیون ………………………………………………………………………….66
نتایج و بحث
3-1- آزمایشهای نیشکر …………………………………………………………………..67
3-1-1- آزمایش قند ……………………………………………………………………….67
3-1-2- آزمایش درجه خلوص ………………………………………………………….67
3-1-3- آزمایش PH ……………………………………………………………………..68
3-1-4- آزمایش نسبت کیفیت راندمان تولید و شکرخام …………………………69
3-1-5- آزمایش دکستران ……………………………………………………………….69
3-1-6- آزمایش قند معکوس ………………………………………………………….69
3-2- آزمایشهای شربت …………………………………………………………………74
3-2-1- آزمایشهای قند معکوس……………………………………………………….74
3-2-1- آزمایش دکستران ………………………………………………………………74
3-3- آزمایش اثر دکستران بر انحراف پلایمتری …………………………………..80
3-4- آزمایش اثر فرمالین ………………………………………………………………82
3-5- آزمایش اثر استات سرب بر حذف دکستران ……………………………….83
4- ضمیمه …………………………………………………………………………………84
5- منابع مورد استفاده …………………………………………………………………..92

فهرست جداول
عنوان صفحه
شماره جدول
1- ضایعات قندی بر اساس دکستران موجود در شکر خام ………………..8
2- تولید قند و شکر از چغندر و نیشکر در جهان ……………………………9
3- صورت عملکردبهره برداری کارخانه های نیشکری………………………13
4- واریته های تجاری نیشکر کارون ……………………………………………14
5- ترکیبات شیمیایی نیشکر ………………………………………………………19
6- مقادیر ترکیبات مختلف در نی های سالم ، ترشیده ، خشک، برگ سبز سرنی و برگهای خشک……………………………………………………….23
7- مواد تشکیل دهنده شربت ……………………………………………………28
8- پلی ساکاریدهای موجود در نیشکر ………………………………………..30
9- گروه های مختلف دکستران بر اساس پیوندهای موجود ………………32
10- تجزیه پلی ساکاریدهای جدا شده از ملاس و شربت مخلوط………40
11- مقایسه ترکیبات صمغ جدا شده از نی تازه و کهنه ……………………41
12- اثر زمان نگهداری نی سبز و سوخته بر میزان صمغ ………………….42
13- میزان صمغ در نی های خرد شده و خرد نشده در اثر نگهداری …..43
14- درصد افزایش صمغ شربت در خلال نگهداری نیشکر ……………….43
15- میزان دکستران و ضایعات قندی در شکر خام …………………………45
16- منحنی استاندارد دکستران …………………………………………………..64
17- جداول تجزیه واریانس صفات مختلف نی …………………………….76
18- جداول تجزیه واریانس صفات مختلف در شربت ……………………79
19- جداول تجزیه واریانس مربوط به اثر غلظت های مختلف فرمالین…82
فهرست شکلها
1- اثر دکستران و نشاسته بر ناروانی…………………………………………………..48
2- اثر دکستران بر افزایش ناروانی ……………………………………………………48
3- بلور طبیعی ساکاروز و محورهای کریستالوگرافی…………………………….52
4- مقایسه اثر رافینوز و دکستران بر بلور ساکاروز ……………………………….52
5- اثر غلظت های متفاوت دکستران بر بلور ساکاروز…………………………..53
6- تغییرات درصد قند در نی های سبز، سوخته و برداشت ماشینی ……….72
7- تغییرات درجه خلوص در نی های سبز، سوخته و برداشت ماشینی…. 72
8- تغییرات PH در نی های سبز ، سوخته و برداشت ماشینی ……………..74
9- تغییرات نسبت کیفیت خام در نی های سبز ، سوخته و برداشت ماشینی……………………………………………………………………………….64
10- تغییرات شکر خام در نی های سبز، سوخته و برداشت ماشینی……… 65
11- تغییرات بازه تولید در نی های سبز ، سوخته و برداشت ماشینی ……..65
12- تغییرات دکستران در نی های سبز، سوخته و برداشت ماشینی ………..73
13- تغییرات قند معکوس در نی های سبز ،سوخته و برداشت ماشینی …..73
14- تغییرات قند معکوس در شربت با PH های مختلف در دمای C50ْ..77
15- تغییرات قند معکوس در شربت با PH های مختلف در دمای C60ْ..77
16- تغییرات قند معکوس در شربت با PH های مختلف در دمای C70ْ..78
17- تغییرات دکستران شربت با PH های مختلف در دمای C 50ْ ………78
18- تغییرات دکستران شربت با PH های مختلف در دمای C 60ْ ………79
19- تغییرات دکستران شربت با PH های مختلف در دمای C 70ْ ………79
20- رگرسیون بین دکستران و درصد قند ……………………………………. 81
21- رگرسیون بین دکستران و انحراف پلاریمتری …………………………. 81
مقدمه و هدف:
نیشکر از گیاهان زراعی است که ظاهراً اهلی کردن آت برای اولین بار در جزایر اقیانوس آرام (گینه نو) اتفاق افتاد و سپس از آنجا به چین و هند برده شده است. سابقه تاریخی کشت نیشکر به هزار سال قبل از میلاد می رسد نیشکر از هند به سایر نقاط دنیا راه یافت و تا اوایل قرن هجدهم تنها محصولی بود که در سطح تجارتی برای تولید شکر کشت می شد.
تولید شکر از اجزاء مهم اقتصادی کشاورزی بسیاری از کشورهاست در مقیاس جهانی عملکرد قند چغندر و قند نیشکر در واحد سطح تقریباً مساوی است.
سابقه تولید نیشکر در ایران به سال 600 میلادی می رسد در این زمان شکر تصفیه شده از نیشکر تولید می شده. ظاهراً تولید نیشکر در خوزستان اهمیت داشته است زیرا کلمه خوز به معنی نیشکر است به هر حال اولین تلاش وسیع برای تولید آزمایشی نیشکر در سال 1329 در خوزستان انجام گردید. (3)
اکنون صنعت قندسازی کاملاً استقرار یافته مهذا پژوهشگران تحقیقات زیادی درباره تحول این صنعت آن هم با توجه به تکنیک های کاملاً مدرن با توجه به شرایط سخت که به این صنعت تحمیل شده است اشتغال به کار دارند.
هدفهای کنونی این پژوهشگران و محققان را می توان به شرح زیر خلاصه کرد.
1- استخراج حداکثر ممکن قند از نیشکر
2- شکر با کیفیتی تولید گردد که جوابگوی خواسته های مصرف کنندگان باشد. بسیار از این مصرف کنندگان شرایط بسیار سختی را برای کیفیت شکر قائل شده اند.
3- شکر را هر چقدر ممکن است با قیمت کمتری به بازار عرضه نمایند یا به عبارت دیگر استفاده از تجهیزات پیشرفته و کاهش ضایعات در کلیه مراحل تولید شکر. (10)
همچنین توجه به مسائلی مانند کاهش مصرف انرژی و حداقل آلودگی محیط زیست. (8)
از جمله مسائلی که کارخانجات نیشکری با آن دست به گریبان هستند ضایعات ناشی از فعالیت میکروارگانیزم ها می باشد. میکروارگانیزم ها قادرند تحت شرایط مناسب و در مراحل مختلف مانند آتش زدن. حمل نی . آسیاب و سایر مراحل تولید شکر در کارخانه به روش های گوناگون همانند تجزیه ساکاروز، تولید قند معکوس، تولید اسید، تولید مواد صمغی مثل دکستران لوان ضایعات جبران ناپذیری وارد کند. (10)
دکستران از جمله موادی است که توسط باکتری به نام لوکونوستوک مزنتروییدس تولید می شود که در صورت توقف نی در مرحله برداشت. حمل و یا توقف شربتها و آلودگی آسیاب ها این باکتری وارد عمل شده و منجر به تولید دکستران و اسید می گردد که از جمله خسارات وارده را می توان 1- افزایش ضایعات نامعلوم در شربت ناشی از تشکیل دکستران که بر طبق نظر کلارک میزان ضایعات را می توان در جدول زیر نمایش داد. (24)

جدول 1: ضایعات قندی بر اساس دکستران موجود در شکر خام (24)
اسید
فروکتوز
ضایعات قندی

درصد
شکر (lbt)
شکر (lb/t)
% دکستران
07/0
2/2
4/4
05/0
14/0
4/4
8/8
1/0
7/0
22
44
5/0

که این ضایعات فقط در رابط مستقیم با تولید دکستران می باشند و 3 تا 5 برابر ضایعات نیز در مرحله فرایند رخ می دهد 2- اثر بر تصفیه شربت 3- تشکیل رسوبات در صافی ها 4- سوزنی شدن کریستالها 5- افزایش خلوص ملاس بدلیل ورود کریستالهای ریز به ملاس و قند زدایی ضعیف ملاس 6- کاهش قیمت شکر . افزایش میزان دکستران در شکر به بیش از m.a.u 250 باعث کاهش قیمت شکر می گردد که بر اساس میزان دکستران ، جریمه هایی در نظر گرفته شده است.
هدف از این تحقیق تعیین آثار زمان تاثیر بین برداشت و آسیاب نی ، روش های و برداشت اثر آتش زدن بر روند تشکیل دکستران در نی می باشد.
اثر عواملی مانند زمان نگهداری شربته دما و PH های مختلف بر سرعت تشکیل دکستران و نیز تاثیر 3 سطح فرمالین برای جلوگیری از تشکیل دکستران، اثر دکستران بر انحراف پلاریزاسیون که باعث ایجاد خطا در محاسبه درصد قند و خلوص شربت های آزمایش می شود و نیز اثر استات سرب بر حذف دکستران بررسی شد.
1- کلیات
1-1- تولید شکر و نیشکر در جهان
تولید قند و شکر از نیشکر و چغندر قند از مرز یکصد و ده میلیون تن گذشته است نرخ رشد سالیانه شکر تولیدی در جهان 4-3% و این رقم بیش از نرخ رشد جمعیت در جهان است (11)
جدول شماره 2 تولید و بهای شکر چغندری (هزار تن) 11
سال زراعی
تولید جهانی شکر
شکر چغندر نی
نیشکری
درصد شکر چغندری
درصد شکر نیشکر
1/2000
130615
36591
94024
01/28
19/71
2/2001
136159
33017
103142
25/24
75/75
3/2002
149399
27283
112116
96/24
04/75
4/2003
143971
34582
109389
02/24
98/75
در 120 کشور جهان حدود 27 میلیون هکتار زراعت نیشکر وجود دارد که اگر آنها را به تفکیک بیان کنیم. 38 کشور چغندر کار – 73 کشور نیشکر کار و 9 کشور از جمله ایران کشت چغندر و نیشکر را به همراه هم دارند.
در این بخش 28 میلیون نفر برای 2586 کارخانه قند (885 کارخانه چغندر – 1700 کارخانه نیشکر) مشغول به کار می باشند (11)
در جهان حدود 23/11 میلیون هکتار زمین زیر کشت نیشکر می باشد و بیشترین سطح زیر کشت نیشکر مربوط به برزیل است با 925/1 میلیون هکتار و پس از آن هندوستان با 85/1 میلیون هکتار در مکان دوم قرار دارد. (11)
از نیشکر تولیدی در جهان 993/63 میلیون تن شکر حاصل می شود که بطور متوسط برای هر هکتار 7/5 تن شکر تولید می گردد.
برزیل با تولید 4/9 میلیون تن شکر دارای بیشترین تولید در جهان است و پس از آن هندوستان و کوبا در رده های بعدی قرار دارند و بیشترین تولید محصول نیشکر در هکتار مربوط به هاوایی است با تولید معادل 3/214 تن نیشکر در هکتار و پس از آن کلمبیا با تولید 3/127 تن در هکتار در مقام بعدی قرار دارد.
1-2- تولید شکر و نیشکر در ایران
1-2-1- نیشکر کاری در ایران
نیشکر کاری صنعتی در ایران به اواخر سال 1328 بر می گردد که در پی درخواست سازمان برنامه و بودجه ، کشورهای مصر – برزیل – اتازونی – پاکستان – هر یک 10 کیلو گرم از قلمه های نیشکر مرغوب خود را با ذکر مشخصات به ایران فرستادند سایر کشورها به دلیل مقررات گمرکی خود نتوانستند درخواست ایران را اجابت نمایند. (7)
این قلمه ها در اواخر سال 1328 و اوایل 1329 در اهواز کشت شد و در سال 1331 آقای وان دوشور که یکی از کارشناسان نیشکر کاری بود برای مدت شش ماه به ایران آمد و اصول کلی زراعت و مراقبت در مزارع نیشکر کاری را به مهندسان ایرانی آموزش داد. در همین زمان 12 نوع قلمه دیگر نیشکر آمریکایی بوسیله سازمان غذا و کشاورزی به ایران رسید و در خوزستان کاشته شد که این نیشکرها در مناطق خوزستان مانند اهواز – دزفول – حمیدیه – شوش – سوسنگرد – شوشتر کشت شدند.
از تمام عملیات بالا نتایج بسیار مثبت زیر بدست آمده است.
1- علی الاصول نیشکر در خوزستان به عمل می آید برخلاف شایعاتی که پخش شده بود از سرمای احتمالی موقتی که ممکن است پیش آید زیان نمی بیند.
2- انواع مخصوصی از نیشکرهای رسیده در خوزستان خوب رشد می کند و درصورت ایجاد کارخانه این انواع زیاد خواهد شد.
3- میزان قند نیشکری که در خوزستان کشت شده بود بسیار رضایت بخش بود.
مطالعات و بررسی های انجام شده بلاخره منجر به طرحی شد که خوشبختانه از شهریور 1336 به مرحله اجرا گزارده شد. طبق این طرح در منطقه هفت تپه 12 هزار هکتار زمین خریداری شده و به کشت نیشکر اختصاص داده شد و در سال 1340 اولین کارخانه قند نیشکر ایران شروع به بهره برداری کرد و در بهره برداری 1346 با تولید 104 تن نیشکر در هکتار و 1/10 هکتار تن شکر در هکتار موفق ترین بهره برداری را در تاریخ خود داشت و از نظر تولید در واحد سطح یکی از بهترین رکوردها را در دنیا بدست آورد. (7)
1-2-2- تولید نیشکر در ایران
تولید شکر در سال 83 در مقایسه با سال 63 رشدی معادل 204 درصد داشته است و تولید نیشکر در طی این سالها نیز رشدی معادل 246 درصد داشته است که شکر تولیدی از نیشکر در حدود 45 درصد تولید داخلی را به خود اختصاص داده است.
مصرف سرانه کشور معادل 35 کیلو قند و شکر می باشد که تولید داخلی بیش از 50 درصد مصرف داخلی کشور داخلی کشور را تامین نموده است.
1-3- نیشکر کاری در خوزستان
خوزستان با موفقیت بین 29 تا 33 درجه عرض جغرافیایی بلحاظ شرایط اقلیمی مناسب یکی از مساعدترین و مستعدترین مناطق تولید نیشکر در جهان محسوب می گردد.
جلگه خوزستان در ارتفاع بین 4 تا 150 متر از سطح دریا قرار گرفته و از این لحاظ موقعیت مناسبی برای تولید نیشکر محسوب می شود.
درجه حرارت زیاد، طولانی بودن دوران روشنایی روز ، فراوانی انرژی خورشیدی، و درخشندگی هوا، از امتیاز این منطقه می باشد.
کمی میزان بارندگی به کوتاهتر شدن و اقتصادی تر شدن عملیات برداشت و افزایش فرصت رشد محصول در سال بعد کمک می نماید و وجود سرماهای حدود صفر در ریزش برگ. افزایش فعالیتهای قند سازی و جلوگیری از گل دهی نیشکر کمک می کند. گرم و خشک بودن منطقه در کنترل طبیعی و محدودیت خسارات بسیاری از آفات و امراض نیشکر که در سایر نقاط دنیا موجب خسارت عمده ای می باشد موثر بوده و امکانات مساعدی را برای کشت نیشکر در این منطقه بوجود می آورد.
مجموعه امکانات طبیعی – اقتصادی – اجتماعی – فنی – تخصصی منطقه را در هیچیک از مناطق نیشکر خیز جهان نمی توان مانند خوزستان یک جا و مجتمع در نظر گرفت. سوابق تاریخی کشت نیشکر در این منطقه نیز درخشان و حائز اهمیت است.
نیشکر با توجه به پیچیدگی عملیات زراعی آن از گیاهانی است که در مقایسه با کشتهای دیگر عملیات زراعی آن مستلزم برنامه ریزی دقیق و ماشین آلات ویژه می باشد انتخاب ماشین آلات عملیات برداشت و حمل آن نیز با در نظر گرفتن مشخصات فنی و ابعاد ظرفیت آنها فارغ از سایر عوامل و فاکتورهای موثر مشکلاتی در پی خواهد داشت.
بهترین زمان برداشت از اوایل آبان ماه تا اواخر اسفند می باشد در بعضی ماه ها فصل برداشت طولانی می گردد که از عوامل محدود کننده و باز دارنده می توان باران و برداشت و حمل نی را نام برد.
جدول شماره 3: صورت عملکرد بهره برداری کارخانه های نیشکری 1384 (11)
کارخانه
ظرفیت اسمی
راندمان در هکتار
سطح زیر کشت هکتار
خریداری به تن
مصرف به تن
هفت تپ
10000
83/84
9387
864148
864148
کارون
20000
10/97
17489
1698214
1639678
امام خمینی
10000
82
12684
1040222
1040222
امیر کبیر
10000
67
12715
856483
856483
میرزا کوچک خان
10000
70
10554
716270
716217
فارابی
10000
60
6506
382910
382910
سلمان فارسی
10000
70
7435
514012
514012
دعبل خزاعی
10000
72
8162
586217
586217
جمع کل
90000
4/78
84932
6658476
6599940

1-4- کشت و صنعت کارون
کشت و صنعت کارون در حمل اراضی دیمچه در 50 کیلو متری شهرستان دزفول و 12 کیلومتری شوشتر در منطقه شبکه آبیاری کارون واقع می باشد محل انتخاب شده این طرح با توجه به آب و هوا و توپوگرافی اراضی برای حصول بهترین نتیجه از این طرح نیشکر انتخاب شده است. آب مورد نیاز طرح از طریق سد انحرافی گتوند تامین می شود و کلیه اراضی به منظور کنترل و جلوگیری از بالا آمدن سطح آبهای زیر زمینی مجهز به شبکه زهکشی کامل می باشد. طراحی و اجرای آن از سال 1353 آغاز گردید و اولین محصول این کارخانه در سال 1356 عرضه گردید و این بهره برداری (1385) سی امین بهره برداری این شرکت می باشد.
کارخانه قند کازرون دارای دو بخش تولید شکر و تصفیه خانه می باشد که از آخرین و مدرن ترین لوازم در تکنولوژی برخوردار می باشد، ساخت و نصب ماشین آلات کارخانه و دیگ بخار و دستگاه مولد نیرو توسط شرکت استورک و رکسپور هلند با مشارکت بوکاولف آلمانی و شرکت تکنواکسپورت چک واسلواکی انجام شد و احداث انبارهای شکر خام و تصفیه و ماشین آلات مربوط با شرکت مهندسین تحقیقاتی از ایران انجام گردید.
نیشکر مصرفی کارخانه در سطحی معادل 20 – هزار هکتار کشت می شود که عمدتاً از 3 واریته مختلف زودرس – میان رس- دیر رس می باشد.
جدول 4: واریته های تجاری نیشکر کارون
واریته
زمان کاشت
زمان برداشت
1- زودرس 614-57 cp
اواسط مرداد تا اواسط مهر
اول مهر تا اوایل دی
2- میان رس 103-48 cp
اواسط مرداد تا اواسط مهر
آذر تا فروردین
3- دیر رس 310 NCO
اواسط مرداد تا اواسط مهر
از دی تا آخر برداشت

بخش دیگر کشت و صنعت کارون بخش غیر نیشکری آن می باشد که در زمینه تولید نئوپان از باگاس – خوراک دام – حوضچه های پرورش ماهی و کشت محصولاتی به غیر از نیشکر نیز فعالیت دارد. میزان نیشکر تولیدی 120 -110 هزار تن در سال و میزان تولید شکر در هکتار 7-8 تن می باشد. همچنین نیشکر تولیدی معادل 95-85 تن در هکتار می باشد که کل نیشکر تولیدی سالیانه بالغ بر 5/1 میلیون تن است. به منظور خودکفایی در تامین شکر مورد نیاز کشور به ایجاد 7 واحد کشت و صنعت نیشکری به وسعت 184 هزار هکتار کشت نیشکر واحدهای زیر احداث و یا در حال احداث است:
کشت و صنعت امیر کبیر:
کشت و صنعت امیر کبیر در کیلومتر 45 جاده اهواز – خرمشهر (جاده امام جعفر صادق (ع) واقع شده است. مساحت ناخالصی اراضی این کشت و صنعت ، 15000 هکتار و مساحت خالص آن 12000 هکتار است.
در شبکه آبیاری و زهکشی کشت و صنعت امیر کبیر ایستگاه تلمبه خانه اصلی آبرسانی با ظرفیت 36 متر در ثانیه ، 5/34 کیلومتر کانال اصلی آبرسانی ، 53 کیلومتر زهکشی روباز ، 2700 کیلومتر زهکش زیرزمینی (لترال) و 155 کیلومتر لوله های زیر زمینی جمع کننده زه آبها (کلکتور) به کار رفته است.
صنایع مستقر در این کشت و صنعت عبارتند از:
1- کارخانه شکر 2- کارخانه کاغذ 3- کارخانه خوراک دام کارخانه شکر امیر کبیر شامل دو بخش تولید شکر خام و تصفیه شکر می باشد که ساخت آن از سال 75 آغاز و در 10 اسفند 1379 با حضور جناب آقای هاشمی رفسنجانی (ریاست محترم مجمع تشخیص مصلحت نظام) مورد بهره برداری قرار گرفت. این کارخانه با تولید 108 هزار تن شکر در سال 1383 حدود 3/8 درصد از کل تولید شکر کشور را به خود اختصاص داد.
کارخانه های خوراک دام و کاغذ هم اکنون در مرحله نصب و ساخت تاسیسات می باشند.
کشت و صنعت امام خمینی (ره):
کشت و صنعت امام خمینی در اراضی شعیبیه، بین رودخانه های شطیط (شاخه ای از کارون) و دز در 30 کیلومتری جنوب شهر شوشتر واقع شده است. مساحت تقریبی کشت و صنعت 15800 هکتار می باشد و مساحت خالص اراضی برای کشت نیشکر بیش از 12800 هکتار است.
در کشت و صنعت امام خمینی آبیاری مزارع به روش ثقلی انجام می گیرد. دو ایستگاه تلمبه خانه اصلی آبرسانی ، یکی از رودخانه دز و دیگری از رودخانه کارون (شاخصه شطیط)، 37 کیلومتر کانال آبرسان اصلی، 100 کیلومتر کانال درجه 2 آبرسان ، 100 کیلومتر کانال فرعی آبیاری، 2000 کیلومتر زهکش زیرزمینی (لتران)، 64 کیلومتر جمع کننده زه آبهای زیرزمینی (کلکتور) و 114 کیلومتر زهکش روباز و … سیستم ابیاری و زهکشی این کشت و صنعت را تشکیل می دهند.
صنایع مستقر در کشت و صنعت امام خمینی (ره) عبارتند از : کارخانه شکر با ظرفیت تولید 100 هزار تن شکر در سال، کارخانه خوراک دام با ظرفیت 100 هزار تن در سال و کارخانه تخته صنعتی (MDF) با ظرفیت 100 هزار تن در سال.
کشت و صنعت دعبل خزاعی:
کشت و صنعت دعبل خزاعی در کیلومتر 25 جاده اهواز – آبادان در جنوب شرقی اهواز واقع شده است. کل سطح قابل کشت نیشکر در این واحد 12000 هکتار می باشد.
در کشت و صنعت دعبل خزاعی برای آبیاری و زهکشی ، 1 ایستگاه پمپاژ اصلی آبیاری، 141 کیلومتر کانال اصلی آبیاری، 2/28 کیلومتر زهکش اصلی روباز، 5/64 کیلومتر کانال و لوله اصلی آبیاری، 141 کیلومتر جمع کننده زه (کلکتور) و 2376 کیلومتر لوله های زهکش زیرزمینی (لتران) به کار رفته است.
صنایع مستقر در کشت و صنعت دعبل خزاعی عبارتند از :
کارخانه شکر، کارخانه خوراک دام ، مجتمع بیوتکنولوژی که شامل کارخانه های تولید الکل و خمیرمایه خشک فعال از ملاس نیشکر می باشند.
کشت و صنعت میرزا کوچک خان:
کشت و صنعت میرزا کوچک خان در جنوب غربی اهواز و در 75 کیلومتر 75 جاده اهواز – خرمشهر قرار دارد. کل مساحت کشت و صنعت 14 هزار هکتار و مساحت خالص اراضی آن 12 هزار هکتار می باشد.
شبکه عظیم آبیاری – زهکشی کشت و صنعت میرزا کوچک خان، متشکل از ایستگاه اصلی و فرعی به طول 50 کیلومتر ، 24 ایستگاه فرعی آبرسان برای پمپاژ ثانویه و شبکه زهکشی زیر زمینی به طول 2863 کیلومتر می باشد. همچنین در این کشت و صنعت 913 کیلومتر انواع جاده احداث شده است.
صنایع مستقر در کشت و صنعت میرزا کوچک خان عبارتند از: کارخانه شکر میرزا کوچک خان با ظرفیت تولید سالانه 100 هزار تن شکر مورد بهره برداری قرار گرفت.
کارخانه های خوراک دام و کاغذ در مراحل ساخت هستند که در آینده نزدیک به بهره برداری خواهند رسید.
کشت و صنعت سلمان فارسی:
کشت و صنعت سلمان فارسی در کیلومتر 40 جاده اهواز – آبادان ، در جنوب شرقی اهواز قرار گرفته است. مساحت کل کشت و صنعت بیش از 14 هزار هکتار و مساحت خالص اراضی آن 12 هزار هکتار می باشد.
شبکه آبیاری و زهکشی کشت و صنعت سلمان فارسی از کانالهای آبرسانی اصلی و فرعی و لوله های اصلی آبیاری به طول 94 کیلومتر، تعداد24 ایستگاه فرعی آبرسانی و شبکه زهکشی زیرزمینی به طول 2203 کیلومتر تشکیل شده است. تلمبه خانه اصلی آبرسانی کشت و صنعت سلمان فارسی در 14 اسفند 1376 توسط ریاست محترم جمهوری جناب آقای خاتمی افتتاح شد و مورد بهره برداری قرار گرفت.
همچنین در این کشت و صنعت بیش از 330 کیلومتر جاده احداث شده است.
صنایع مستقر در کشت و صنعت سلمان فارسی علاوه بر کارخانه شکر، کارخانه های خوراک دام و کاغذ می باشد.
ظرفیت پذیرش سالانه یک میلیون تن نیشکر و تولید 100 هزار تن شکر خام را در هر فصل زراعی دارد و تولیدات ثانویه آن ، 330 هزار تن با گاس و 38 هزار تن گل صافی است که در کارخانه خوراک دام مورد مصرف قرار می گیرد. یادآور می شود، کارخانه های کاغذ و خوراک دام هم اکنون در مرحله ساخت قرار دارند.
کشت و صنعت فارابی:
کشت و صنعت فارابی در جنوب شرقی اهواز و در کیلومتر 35 جاده اهواز – آبادان واقع شده است.
در کشت و صنعت فارابی بخش عظیمی از عملیات زیر بنایی از جمله شبکه های آبیاری و زهکشی آن به پایان رسیده است.
صنایع مستقر در کشت و صنعت فارابی عبارتند از:
کارخانه شکر – کارخانه های خوراک دام و کاغذ
کارخانه شکر فارابی در مراحل پایانی احداث می باشد و در فصل زراعی 85-86 به بهره برداری رسمی خواهد رسید.
همچنین در آینده کارخانه های کاغذ و خوراک دام نیز در این کشت و صنعت ساخته خواهند شد.
کشت و صنعت دهخدا:
کشت و صنعت دهخدا در شمال اهواز و در 20 جاده اهواز – اندیمشک ، در میان رودخانه کارون و جاده مزبور قرار دارد.
عملیات اجرایی و زیر بنایی و پروژه های در دست اجرای این واحد نسبت به کشت و صنعتهای دیگر از پیشرفت کمتری برخوردار بوده است که امید می رود در آینده نزدیک به پایان برسد.

2- ترکیبات شیمیایی نیشکر:
در نیشکر به غیر از ساکاروز مواد دیگری هم وجود دارد مانند سلولز و فیبر و نشاسته و … درصد شکر (پلاریمتری) از 8 تا 16 متغیر است و به عواملی مانند رسیدگی ، واریته ، جنس خاک شرایط آب و هوایی و همچنین عملیات کشاورزی بستگی تام دارد.
میزان و نسبت مواد متشکله نیشکر از منطقه ای به منطقه دیگر متفاوت می باشد. ولی بصورت کلی می توان نوشت:(جدول شماره5)
مواد
درصد
1. آب
2. ساکاروز
3. قندهای احیا کننده
4. مواد آلی غیر از ساکاروز
5. ترکیبات غیر آلی
6. ترکیبات ازت دار
7. خاکستر
8. فیبر
75-69
16-8
2-5/0
1-5/0
6/0 – 2/0
1 -5/0
8/0- 3/0
16-10
2-1- مواد آلی غیر از ساکاروز:
مواد آلی از ساکاروز عبارتند از پروتئین – اسیدهای آلی – پنتوزان – پکتین – موم و مواد رنگی
2-2- اسیدهای آلی
اسیدهای آلی موجود در شربت می توان
1- اسید گلیکولیک 4- مقدار کمی تانیک اسید
2- اسید مالیک 5- اسید بوتیریک
3- اسید سوکسینیک 6- آکونتیک اسید
را نام برد که در حدود 1-5/0 درصد وزنی نیشکر را تشکیل می دهد. (40)

2-3- ترکیبات غیر آلی
فسفات، کلرید، سولفات، نیترات، سیلیکات های سدیم، منیزیم، پتاسیم، آلومینیم و آهن که در حدود 2/0 تا 6/0 درصد وزنی نی را تشکیل می دهد.
2-4- ترکیبات ازت دار
آلبومینوئیدها، اسیدها و گزانتین که حدود 5/0 تا 1 درصد وزن نیشکر را تشکیل می دهند. (40)
2- تولید شکر از نیشکر:
مقدمه
تولید شکر از نیشکر دارای سه مرحله است که عبارتند از کشت نیشکر در مزرعه ، برداشت و حمل و بالاخره استخراج شکر از نیشکر در کارخانه.
معمولاً توجه عمومی به ضایعات قندی داخل کارخانه بوده و تمام سعی و تلاش در جهت کاهش این ضایعات می باشد ولی در حقیقت قند بیشتری به طور نا محسوس در طی مراحل کاشت و برداشت نیشکر ضایع و قبل از رسیدن به کارخانه تلف می گردد. که معمولاً این بخش از ضایعات فراموشی سپرده می شود و عملاً هم تاکنون تعیین نشده است (4و5)
این ضایعات قندی اجزای زیادی دارد که بطور مثال می توان به کاهش محصول نیشکر در هکتار اشاره کرد که خود می تواند از دلایل دیگری از جمله وجود آفات و بیماری های گیاهی. کمبو.د مواد شیمیایی. بی آبی و نظایر آنچه که در ایجاد ضایعات نقش دارند باشد. به همین جهت است که کنترل کیفی تولید بایستی از مراحل کشت قلمه تا مرحله اولیه نهایی تولید شکر به دقت دنبال گردد. (4)
آماده سازی مزارع تولید نیشکر عملیاتی پرهزینه و گران است و نیاز به نیروی انسانی زیاد دارد در نتیجه مکانیزه کردن عملیات کاشت، داشت، برداشت در بیشتر کشورهای نیشکر خیز جهان در حال توسعه می باشد. (6،5)
3-1- برداشت نیشکر
در اکثر مزارع وسیع تمایل بیشتر به سمت برداشت مکانیکی است ولی در مزارع کوچک برداشت بیشتر بصورت دستی انجام می شود. برداشت مکانیکی نیشکر در صورتیکه در شرایط متعارف انجام شود دارای مزایای فراوانی است از جمله کوتاه شدن دوره برداشت، کاهش هزینه های برداشت ولی در صورتیکه عملیات در شرایط نامطلوب انجام شود مثل تلف شدن مقدار قابل توجهی از نیشکر در زمان برداشت و حمل به کارخانه و یا ضایع شدن مقداری از قند به دلیل فاسد شدن و کاهش کیفیت قلمه سود آوری خود را از دست خواهد داد. (7)
مقدار مواد خارجی همراه ساقه های نیشکر (خاشاک) که به کارخانه حمل می گردد. با افزایش درجه مکانیزاسیون افزایش می یابد و برعکس در صورت استفاده از نیروی انسانی میزان خاشاک کاهش پیدا می کند. (29)
در صورتیکه از کارگر برای قطع کردن ساقه ها از سطح زمین استفاده شود و حذف برگها و قسمت انتهایی و حمل به ماشین نیز توسط دست صورت گیرد میزان مواد زائد در حدود یک درصد خواهد بود که البته میزان راندمان به ازای هر نفر -روز معادل یک تن نیشکر خواهد بود.
در روش های کاملاً مکانیزه درو و بارگیری بصورت مکانیکی و همزمان انجام می شود. بعنوان مثال می توان به دروگر خرد کننده اشاره کرد که برای برداشت نی های سبز و سوخته مورد استفاده قرار می گیرد. این دروگر پس از درو کردن نی از روی سطح زمین و سرزنی آنها را به قسمت های کوچکتر تقسیم کرده و توسط سیستم نقاله به ماشین های حمل نی منتقل می کند در کشورهایی مثل برزیل ، استرالیا و هاوایی قبل از برداشت مزارع را آتش زدن حذف شده است در سالهای اخیر عمل سوزاندن به علت دود و بخاری که ایجاد می کند و هوای مناطق اطراف را آلوده می کند مورد انتقاد شدید طرفداران محیط زیست قرار گرفته است و از طرف دیگر هزینه برداشت دستی نیشکر سوزانده نشده بسیار زیادتر از هزینه برداشت نیشکر سوزانده شده است. علاوه بر آن پیدا کردن کارگرانی که حاضر باشند نیشکر سبز را ببرند با مشکلات فراوانی روبرو است. همچنین سوزاندن نیشکر باعث کاهش هزینه های برداشت می گردد. (8)
در جدول (5) ترکیبات شیمیایی قسمت های مختلف نی برداشت شده نشان داده شده است. این آزمایش توسط کینوشتا انجام گردید. او پس از برداشت نی های سبز آنها را به پنج گروه مختلف نی های سالم، نی های ترشیده، نی خشک، برگ سبز و سر نی و برگ های خشک تقسیم نمود. سپس میزان ساکاروز – فیبر – ماده خشک رافراکتومتری را در هر بخش اندازه گیری نمود. (38)

جدول 6: مقادیر ترکیبات مختلف در نی های سالم تراشیده، خشک، برگ سبز و سر نی برگهای خشک (38)

نی سالم
نی تراشیده
نی خشک
برگ سبز و سر نی
برگهای خشک
جمع کل
وزن نیشکر فیبر
4/78
6/5
9/1
8/4
3/9
100
فیبر بر اساس درصد نی
3/12
2/14
3/22
21
6/65
18
درصد کل فیبر ماده خشک
6/53
5/4
4/2
6/5
34
100
درصد ماده خشک (رفراکتوری)
3/16
8/10
3/6
9/6
5/6
5/14
ماده خشک در BX 100 ساکاروز
5/88
2/4
8/0
3/3
2/4
100
درصد قند نی
6/14
8/6
4/1
3/2
7/0
12
قند در pol 100
1/95
2/3
2/0
9/0
5/0
100
همانطور که از جدول (6) پیداست بیش از 95 درصد ساکاروز 5/88 درصد ماده خشک درون نی های سالم قرار دارد در حالیکه فقط 53 درصد فیبر در این بخش وجود دارد. او در مقایسه ای که بین نی های سبز و سوخته انجام داد به این نتیجه رسید که میزان فیبر ماده خشک رفراکتوری در نی های سبز به ترتیب 51 و 3 درصد بیش از نی های سوخته شده می باشند. همچنین خلوص شربت در نی سوخته شده بیش از نی های سبز می باشد که شاید به دلیل استخراج مواد غیر قندی از برگ و خاشاک می باشد. (38)
3-1-1- مواد زائد همراه نیشکر
مقدار کل مواد زائد (مانند گل ، سرنی ، برگ، ریشه) در روش های مکانیزه بیش از روش برداشت با دست بوده و میزان آن به 18 -15 درصد نیز می رسد.
تمام ماشین های بارگیری میزان مواد زائد را افزایش می دهد به دلیل جمع آوری از روی زمین که در این مواد نه تنها مواد فیبری بلکه خاک و گل نیز همراه نی بارگیری می شوند و مقدار این مواد به شرایط محیطی و آب و هوایی بستگی دارد. که حتی در موارد کاملاً مناسب ضایعات قندی فراوانی به دنبال دارد. بویژه در برداشت با دروگر خرد کننده که احتمال دارد نی های قطعه قطعه شده در مزارع باقی بمانند. دیگر اینکه چون نی به قطعات 40-30 سانتی متر تبدیل می شود به علت افزایش سطح نی میزان آلودگی بیشتر شده و سرعت افت کیفیت افزایش چشمگیری پیدا می کند . با مطالعات و بررسی های زیادی که انجام گرفته تایید شده است که با افزایش درصد برگ و خاشاک همراه نیشکر به ترتیب دگرگونی های زیر در عملیات بروز خواهد کرد. (29 و 1)
1- کاهش مقدار شربت حاصل از عصاره گیری در آسیاب ها
2- تقلیل مقدار درصد قند شربت و بالاخره درجه خلوص
3- افزایش تفاله نیشکر تولیدی
4- افزایش رطوبت و قند تفاله نیشکر که موجب بالا رفتن ضایعات تفاله شده
5- افزایش ملاس نهایی تولیدی
6- افزایش قند ملاس و درجه خلوص آن باعث افزایش ضایعات ملاس شده
7- افزایش حجم گل در دستگاه های ترسیب دهنده
8- افزایش ضایعات گل
9- کاهش راندمان کلی کارخانه
10- نقصان کیفیت شکر تولیدی
11- افزایش هزینه تولید
3-2- آماده سازی نیشکر
3-2-1- شتشوی نی
هدف از این عملیات تهیه یک نی با شرایط مناسب جهت انجام بهینه عملیات استخراج شربت می باشد. بطور متوسط در هر مرحله شستشو بایستی حدود 95% سنگ و شن و فلزات جدا گردند. این عملیات از پرهزینه ترین مراحل می باشد.
در تمام انواع شستشو ضایعات قندی وجود دارد. در نیشکرهایی که با دست قطع شده اند و به روش افشانی با آب شسته می شوند ضایعات قندی نسبتاً کمی خواهیم داشت که در اثر ورود قند از محل قطع نی به آب رخ می دهد ولی در اثر عملیات مکانیکی برداشت به علت صدمات و ضربات بیشتری که توسط دروگرها به نی وارد می شود و سطح بیشتر نی ضایعات قندی بیشتر خواهد بود به عبارت دیگر میزان ضایعات قندی بستگی تام به میزان صدمات وارده به نی دارد و میزان آب شستشو تاثیر چندانی در میزان ضایعات قندی ندارد. (23)
در ساده ترین روش شستشو با استفاده از نازل هایی آب را روی نی ها می پاشند که البته این روش زمانی مناسب است که مواد زائد همراه نی کم باشد و برای زمانی که برداشت و بارگیری با ماشین انجام شود کافی به نظر نمی رسد. در سالهای اخیر برای تمیز کردن و شستشوی توده های نی در هم پیچیده همراه خاشاک ، خاک ، گل و سایر واد زائد تغیییرات و پیشرفت های زیادی حاصل شده است.
3-2-2- خرد کردن نیشکر
نی های شسته شده روی نقاله های به سمت آسیاب ها حرکت می کنند در ضمن حرکت از زیر یک یا دو سری چاقوی متصل شده به محوری که با سرعت بسیار زیاد (750-450 دور در دقیقه) می چرخد می گذرند.
هدف از این چاقوها خردکردن نیشکر به قطعات کوچکتر و یکنواخت کردن سطح نیشکر و در نهایت آماده سازی نی برای یک عصاره گیری خوب در آسیاب ها می باشد. نی های خرد شده پس از عبور از بخش آهن ربا به منظور حذف فلزات وارد آسیاب می شود.
3-3- عصاره گیری (آسیاب نی)
آسیاب ها شامل یک له کننده دو غلتکی و همچنین دارای 3 یا بیشتر آسیاب 3 غلتکی می باشد البته در بعضی کارخانه ها له کننده ممکن است دارای 3 غلتک باشد. هدف اصلی له کننده خرد کردن و عصاره گیری قسمت های نرمتر نیشکر می باشد و در نتیجه شرایط مناسبی بوجود می آورد تا آسیاب ها بتوانند عمل عصاره گیری را بهتر انجام دهند.
هر آسیاب شامل 3 غلطک می باشد و نیشکر خرد شده نخست بین غلتک بالایی و یکی از غلتک های پائینی می گذرد و سپس از بین غلتک بالایی و یکی دیگر از غلتک های پائینی (خروجی) می گذرد. محور غلتک های پائینی ثابت هستند و تنها محور غلتک بالایی است که می تواند بالا و پایین حرکت کند. شربت از بین شیارهای غلتک به داخل حوضچه آسیاب ریخته شده و ازآن جا توسط ناودانی هایی به داخل مخازنی می ریزد. نیشکر بعد از عبور از بین غلتکهای له کننده توسط نقاله های به اولین آسیاب می رود و در ضمن شربت آسیاب های سوم و زلال کننده شامل یک مخزن بزرگی است که دست کم 3 تا چهار صفحه شیب دار دارد.
ساختمان آن طوریست که از مخلوط شدن شربت ناخالصی که وارد زلال کننده ها می شود با شربت زلال شده ای که از آن خارج می گردد جلوگیری می کند و گل تحت نیروی ثقل خود ته نشین و توسط پاروهای بزرگ مکانیکی که در هر طبقه نصب گردیده اند جمع آوری و در ته مخزن ریخته شده و از آنجا جهت قندگیری به صافی های خلایی می رود.
3-5- صافی های خلایی
صافی های خلایی استوانه های افقی بزرگی هستند که جدار خارجی آنرا توری فلزی مشبکی تشکیل داده است و برای صاف نمودن شربت از خلاء استفاده می شود بدین ترتیب هر استوانه به آرامی به حرکت در آمده و گل ارسالی از ته نشین کننده ها را که در قسمت زیر آن قرار دارد با ایجاد خلاء می کشد. گل در روی توری باقیمانده و شربت از آنها گذشته و شربت حاصل را به شربت خام مخلوط اضافه می کنند.
3-6- تبخیر کننده ها
شربت حاصل از ته نشین کننده ها مخلوطی است از ساکاروز، آب ، انورت، مواد معدنی. همچنین مواد آلی که در حین عمل ته نشین شدن از بین نرفته اند می باشد برای اینکه ساکاروز را بتوان متبلور کرد بایستی آبهای اضافی شربت را خارج نمائیم. که این عمل در تبخیر کننده های چند بدنه ای انجام می شود. شربت رقیق از بریکس 15-12 در بدنه های تبخیر به شربت غلیظ یا بریکس 60-65 تبدیل می شود.
3-7- تبلور
متبلور کردن ساکاروز در شربت غلیظ در دستگاه های پخت در خلاء صورت می گیرد.
3-8- سانتریفوژ کردن
جدا کردن بلورهای شکر از ملاس در ماشین های گریز از مرکز صورت می گیرد.
4- ترکیبات شربت:
شربت خارج شده از نیشکر مایعی مات و تیره می باشد که سطح آن پوشیده از کف است. رنگ شربت از خاکستری روشن تا سبز تیره متغیر است و به رنگدانه های موجود در پوسته نیشکر بستگی دارد.
شربت حاوی مواد مختلفی است از جمله ساکاروز- ذرات ریز باگاس- گل – مواد رنگی – مواد آلبومینوئیدی – مواد پلی ساکاریدی که عواملی مانند رسیدگی – سرمازدگی – میزان تاخیر بین برداشت و آسیاب – کیفیت شستشو و میزان مواد همراه نی بر مقدار مواد فوق تاثیر دارد. ولی میزان مواد تشکیل دهنده شربت بطور کلی به شرح زیر می باشد.
جدول 7. مواد تشکیل دهنده شربت (40)
ترکیب
درصد نی
آب
88-75
ساکاروز
21-10
قندهای کاهنده
3-3/0
مواد آلی غیر قندی
1-5/0
ترکیبات غیر آلی
6/0-2/0
ترکیبات نیتروژن دار
1-5/0
از جمله مواد آلی غیر قندی می توان به پلی ساکاریدها اشاره کرد.
4-1 پلی ساکاریدها در نیشکر و محصولات آن
پلی ساکاریدها مولکولهای زنجیری درازی به صورت مستقیم یا شاخه دار هستند که از پشت سرهم قرار گرفتن قندهای ساده بوجود می آیند.
پلی ساکاریدهای بسیار زیادی در طبیعت یافت می شود که برخی از آنها در نیشکر و شربت های آن یافت می شوند. مهمترین آنها سلولز، نشاسته ، لوان، پکتین ، دکستران است.
پلی ساکاریدهای موجود در نیشکر از 3 منبع ناشی می شوند. 1- پلی ساکاریدهای که ناشی از فعالیت متابولیکی گیاه می باشند مانند همی سلولز، پکتین، پنتوزان 2- پلی ساکاریدهای که در اثر فعالیت میکروارگانیزم ها در زمان حیات گیاه و یا پس از جمع آوری محصول تولید می شوند مانند دکستران، لوان 3- پلی ساکاریدهایی که بدون حضور میکروارگانیزم ها تولید شده و در نتیجه فعالیت آنزیم هایی بوده اند که در پارانشیم بصورت طبیعی موجود موجود می باشند مانند سارکاران. (35)
تمام انواع پلی ساکاریدها بدون در نظر گرفتن خواص فیزیکی آنها اثرات نامطلوبی بر روی فرآیند نیشکر دارند.
4-1-1- پکتین
پکتین یک پلی گالاکترونید با پیوند های (1 4)می باشد.در آب محلول بوده و قادر به تشکیل ژل می باشد و در فضای بین یاخته ای یافت می شود گالاکترونیک اسید و دیگر مشتقاتش از واحدهای تشکیل دهنده پکتین می باشند. همچنین مقادیر متفاوتی از قندهای دیگر مثل گالاکتوز- رامنوز و آرابینوز نیز همراه آن یافت می شوند پکتین راستگرد است. (35)
4-1-2- سلولزانها و همی سلولزها
سلولزانها و همی سلولزها در دیواره ، یاخته های گیاهان به سلولز متصلند این ترکیبات در آب نامحلول بوده ، ولی به وسیله سود سوز آور چهار درصد قابل استخراج می باشند سلولزان های شامل هموپلی ساکاریدهایی و گزیلانها است. همی سلولزها هتروپلی ساکاریدهای حاوی اورنیک اسید است که ممکن است بر اساس واحدهای تشکیل دهنده به دو گروه تقسیم گردد. 1- گلوکوگزیلانها که حاوی اسید گلوکورونیک می باشند. 2- گالاکتورآرابینانها حاوی گالاکتورنیک اسید می باشد که گزیلور در گروه ، اول غالب است. (35)
4-1-3- نشاسته
نشاسته از آمیلوز و آمیلوپکتین تشکیل شده که هر دوی آنها از گلوکوز تشکیل شده اند آمیلوز پلیمری خطی است که اتصال واحدهای گلوکوزیدی آن (1-4) می باشد آمیلو پکتین پلیمری شاخه دار است که در محل انشعاب دارای اتصال (1-6) است.
پلی ساکارید
منبع
ساختمان شیمیایی
وزن مولکولی (دالتون)
مقدار (% ماده خشک)
نشاسته
نیشکر
آمیلوز: پلیمری خطی از گلوکز با پیوندهای (1 4).
آمیلوپکتین: پلیمری شاخه دار که گلوکزها پیوند (1 4). و شاخه های جانبی با (1 6) به هم متصل هستند.
106 -105
108 -107
106/0- 025/0
سلولزان
نیشکر
پلیمری از گلوکز با پیوندهای (1 4)
106*5/2
صمغ
همی سلوز
نیشکر
-D زایلان -D ماننان و -D گالاکتان
-L ارابینو ز -D گلوکورونو، -D زایلان
*

پکتین
نیشکر
پلیمری از -D گالاکتورنیک اسید با پیوند های (1 4)
105*6/3-104*2

سارکاران
ناشناخته
پلیمری از گلوکز با 75 درصد پیوندهای (1 4) و 25% و پیوندهای (1 6)
105 * 2-8/1 -104 *5
19/0 – 05/0
l.s.p

نیشکر
پلیمری از -L ارابینوز، -D گالاکتوز و مولکولهای گلوکورونیک اسید
*

دکستران
فعالیت باکتریها
پلیمری از گلوکز با پیوندهای
(1 6) و (1 3) , (1 4)
107 * 5-5/3
در صورت آلودگی شدید تا 3%
لوان
فعالیت باکتریها
پلیمری از فروکتوز با پیوند های ?(1 6)
107 * 6- 8/1
*
.پلی ساکاریدهای موجود در نیشکر (جدول 8)
* در مراجع اشاره نشده است
4-1-4- لوان
یک پلی فروکتوزان با پیوندهای (1 6) می باشد اکثرا بصورت محلول در آب است و دارای چرخش نوری منفی است.لوان موجود در نیشکر در اثر فعالیت جنس باسیلوس و یا عمل آنزیم لوان سوکراز بر روی ساکاروز بوجود می آید(35)
4-1-5- دکستران
دکستران پلیمری همولوگ از -D گلوکوپیرانوز می باشد که اکثر پیوندهای آن (1-6)؟ می باشند و در اثر فعالیت آنزیم دکستران سوکراز بر روی ساکاروز تولید می شود. (47و37)
فروکتوز+دکستران دکستران سوکراز ساکاروز
که این عمل توسط باکتری های لاکتیکی خصوصاً لوکونوسترک مزنتروییدس و لوکونوستوک دکسترانیکم حاصل می شود (24و 18 و 17).
4-1-5-1- مشخصات فیزیکی و شیمیایی دکستران
جینز و همکاران (1954) مطالعات گسترده ای روی شناسایی و طبقه بندی دکسترانهای تولید شده توسط 96 گونه باکتری انجام داد (37)
در سال 1944 که مصرف کلینیکی دکستران در سوئد آغاز شد فقط تعداد کمی از دکسترانهای مختلف در گزارش های علمی ارائه شده بود و مشخصات شیمیایی این دکسترانها به طور کامل مورد شناسایی قرار نگرفته بود. که با این وضعیت نیاز به مطالعات گسترده ای بود تا از نظر فیزیکی شیمیایی دکسترانهای حاصله از منابع مختلف را طبقه بندی نمایند تا دسترسی به دکستران کاملاً مناسب جهت مصارف گوناگون صنعتی پزشکی تحقیقاتی به سهولت امکان پذیر باشد (43 و 37).
پس از آنکه دکستران توسط استرین های مختلف تولید شد آن را جدا سازی کرده و مشخصاتی مثل تعداد باندهای ؟؟؟ – گردش نوری مخصوص ناروانی – بازده تولید دکستران – جذب نور ماورا بنفش (بعضی دکسترانها در محیط کشت حالت فلورنسس داشتند) و خواصی مثل قابلیت انحلال در آب را مورد مطالعه قرار دادند. (37)
دکسترانهای تولید شده را بر اساس حلالیت در آب به 3 گروه مختلف تقسیم بندی کردند.
گروه A: دکستران محلول در آب
گروه B: دکستران نامحلول در آب
گروه C: دکستران ناهمگون
که این گروه از دکستران پس از سوپرسانتریفوژ کردن در اتانل 42-34 درصد به دو بخش تقسیم شد که تحت عنوان (L) یا کم محلول و بخش (S) یا محلول تر نامگذاری گردید (37)
ترکیبات موجود در دکسترانهای خالص تهیه شده حاوی مقادیری کمتر از 20/0 درصد فروکتوز- 01/0 درصد مواد نیتروژندار – خاکستر کمتر از 05/0 درصد و میزان فسفر را کمتر از 03/0 درصد ذکر کرده اند.
دکستران در آب، فرم آمید و قلیایی های ضعیف حل شده (37 و35) و قابلیت انحلال آن در C4ْ بیش از C 25ْ می باشد.
دکسترانهای مختلف را براساس تعداد پیوندهای موجود به 3 گروه مختلف تقسیم بندی کردند.
جدول 9: گروه های مختلف دکستران بر اساس پیوندهای موجود (37)

(1-6)
(1-4)
(1-3)
گروه A
50-97
50-0
2-0
گروه B
86-95
8-0
6-3
گروه C
50-85
36-0
6<

با توجه به جدول فوق می توان نتیجه گرفت که مهمترین مشخصه گروه های مختلف پیوندهای (1 3) می باشند که در گروه A تعداد این پیوندها کمتر از 2 درصد و در گروه B بین 3-6 درصد و در گروه C بیش از 6 درصد می باشند.
گردش نوری مخصوص 2‍+_215 مشخصه تعداد زیادی از گروه A می باشد که تعداد پیوندهای (1 6) آنها بیش از 76 درصد باشد. بنابر این می توان گفت که میزان پیوندهای (1 6) از 76 تا 97 درصد و پیوندهای (1 4). بین 2 تا 24 درصد اثر خاصی روی گردش نوری ندارد. (37)
در مورد گروه C , B نمی توان مشخصه دقیقی را تنظیم کرد ولی تقریباً با افزایش پیوندهای (1 3) میزان گردش نوری مخصوص نیز زیاد می شود.
بین میزان گردش نوری مخصوص و میزان پیوندهای (1 3) رابطه بسیار خوبی برقرار است.
4-1-5-2- تولید دکستران
فعالیت های گسترده ای بر روی روش های تولید دکستران و دکستران سوکراز انجام شده است که از جمله می توان به روش های مداوم و یا استفاده ار تکنیکهای تثبیت لوکونوستوک مزنتروییدس بر روی سطوح آلژینات کلسیم و فولاد ضد زنگ اشاره کرد. (18 و 17 و 16)
دکستران سوکراز یک آنزیم خارج سلولی می باشد که توسط باکتری لوکونوستوک مزنتروییدس تولید می گردد. کنترل فاکتورهایی مثل PH هوادهی – غلظت ساکاروز در تولید دکستران و دکستران سوکراز بسیار مهم می باشد 39 و48).
بهترین شرایط برای تولید آنزیم را دمای C26ْ و 2/0 +_ 7/6 = PH و برای دکستران دما C 30ْ و 2/0 +_ 2/5 =PH می باشد (18 و 17 و 16)
عبدالحلیم راندمان تولید دکستران از ساکاروز را 95/42 -84/38 گزارش کرد.
ولی در روش های صنعتی تولید دکستران که توسط بیکسلر و هینز ارائه شده است بازده نهایی را بین 30-25 درصد گزارش داده اند. که در این روش پس از تهیه محیط کشت که حاوی ساکاروز، عصاره مخمر Mgso4-7H2O-K2HPO4 . آب – (NH4)SO4 و افزودن ویتامین های لازم محیط کشت را استریل کرده و سپس باکتری مورد نظر تلقیح می گردد و پس از تنظیم دما و PH مناسب در مدت 26 ساعت دکستران تولید می گردد و دکستران تولید شده ابتدا توسط متانل رسوب داده شده و سپس رسوب را وارد قسمت هیدرولیزر شده و با اضافه کردن آب و خاک فسیل و BCL دکستران ها با وزن مولکولی بالا هیدرولیز شده چون دکستران مورد استفاده در پزشکی دارای وزن مولکولی حدود 75000 می باشد و پس از عبور صافی وارد مخزن تفکیک شده مخزن انحلال شده که با افزودن آب حل می گردد و پس از عبور از ستون های تبادل یون وارد تغلیظ کننده ها می گردد و در نهایت توسط خشک کن های پاشنده . خشک و سپس بسته بندی می گردد. (43)
5- مشخصات جنس لوکونوستوک
این جنس متعلق به خانواده متعلق به خانواده استرپتوکوکاسه می باشد گرم مثبت کاتالاز منفی – هتروفرمنتایتو – اشکال کروی تا بیضی – تشکیل اسپور نمی دهد. بطور گسترده روی گیاهان پراکنده اند که از این طریق خود را به شیر و فرآورده های لبنی می رسانند. برخی گونه ها جهت تهیه کشت های استارتر در فرآورده های لبنی مورد استفاده قرار می گیرد. (41-14) مزوفیل می باشند در دمای C30ْ – 25 رشد می نمایند. بهترین شرایط رشد PH محدود خنثی می باشد بجز L.oenos که در PH حدود 8/4 رشد می کند (41)
این جنس دارای شش گونه می باشد که عبارتند از :
1- L.mesenteroides subsp. Mesenteroides
2- L. mesenteroides subsp. Dextranicum
3- L. cremoris
4- L.paramesntroides
5- L. lactis
6- L. oenes
تمام گونه های فوق سیترات منفی بوده قابل ذکر است که تمام گونه ها قادر به مصرف ساکاروز و گلوکوز می باشند. همچنین فروکتوز توسط تمام گونه ها بجز L. cremoris مصرف می گردد از تمام گونه های فوق فقط شماره های 1 و 2 قادر به تولید دکستران می باشند (41)
6- میکرواورگانیزم ها موجود در کارخانه قند
سه گروه مهم میکروارگانیزم های موجود در کارخانه قند که باعث ایجاد ضایعات قندی می گردند عبارتند از :
1- کپک ها
2- مخمرهای اسموفیل
3- باکتریها
کپک ها و مخمرها معمولاً بعد از فرایند وارد شکر می گردند مخصوصاً در سانتریفوژها ولی باکتریها در نی و شربت ها وجود دارند و فرایندهای مختلف را تحمل می نمایند. و باعث ایجاد خسارت های متفاوتی می گردند ولی باکتریها در بریکس های بالای 60 -50 قادر به فعالیت نمی باشند. در مورد فعالیت و خسارت مخمرهای اسموفیل به علت اهمیت کم آنها چیزی ثبت نشده است (24).

6-1- میکرب های موجود در نیشکر
حدود 50 نوع میکروب مختلف از نیشکر جدا شده است که حدود 17 نوع میکروارگانیزم مختلف از سطح نیشکرهای سوخته جدا شده است که از جمله میکروارگانیزم های جدا شده می توان به لوکونوستوک مزنتروییدس – ساکارومایسس – تورولا – پیچیا – باسیلوس سرئوس – پنی سیلیوم – اکتینومیست و استرپتومایسس را نام برد.
ایروین منابع دکستران در مزرعه را اینگونه شرح داده است که لوکونوستوک می تواند قبل از درو کردن از طریق ترکها و شکافهایی که در سطح نیشکر ایجاد شده وارد بافتهای ذخیره ای نیشکر گردند چون سوزاندن باعث حذف موم محافظتی روی ساقه های نیشکر شده و همچنین ترک های بسیار ریزی روی پوسته ایجاد شده که علت این ترک ها را می توان این گونه شرح داد که بافت و لایه زیر پوسته پخته شده و سپس ساقه جمع و چروکیده می شود و اندکی شیره به خارج دفع می گردد، که این محیط شرایطی بسیار جهت لوکونوستوک و سایر میکربها می باشد.
میکروب ها به سرعت روی سطح نیشکرهای سوخته شده رشد می کنند می توان گفت پس از (ده) دقیقه از آتش زدن آلودگی شروع شده که این باکتریها غالباً میله ای می باشند مثل باسیلوس ها ، کرینی باکتریوم – زانتاموناس.
پس از گذشت 24 ساعت از آتش زدن رایزوپرس – آسپرژیلوس – کاندیدا را نیز می توان مشاهده کرد لوکونوسترک روی تمام نیشکرهای سوخته شده مشترک است و پس از آتش زدن تعداد آنها به سرعت زیاد می گردد. برای نی های خرد شده اکثر آلودگی تا حد in6 از محل قطع شدن دیده شده است.

6-1-1- نیشکرهای آسیب دیده در اثر سرما
واکنش گونه های مختلف نیشکر در مقابل سرمازدگی نسبت به شدت و ضعف آن متفاوت است در صورتیکه سرما خفیف باشد در این حالت گیاه نیشکر اندکی آسیب دیده میزان قند آن کاهش می یابد و این امکان وجود دارد که با سپری شدن دوره سرما دوباره کیفیت نیشکر بهبود یابد و احتمالاً خسارت اولیه جبران گردد. چنانچه هوا سیار سرد شود و یخ زدگی شدید حادت شود. در این صورت بسیاری از سلولهای گیاه بر اثر سرمای شدید متلاشی می گردد که در این صورت بایستی نیشکر را در اسرع وقت جمع آوری کرد.
در دمای C6ْ- و پائین تر آسیب پذیری و خرابی کامل سلولهای ساقه نیشکر بوجود می آید که در این حالت چنانچه ساقه نیشکر را 2 قسمت نماییم حالت آبکی شدن داخل ساقه به خوبی قابل مشاهده می باشد.
به دلیل آسیب پذیری سلولها سرعت رشد میکرواورگانیزم ها در این گونه نی ها تسریع می گردد و به این دلیل در نیشکرهای یخ زده اسیدیته در مقایسه با نی های سوخته و قطع شده و یا نیشکرهای سالم با سرعت بیشتری افزایش پیدا می کند. (35)
6-2- سالم سازی آسیابها
در اطراف آسیابها ضایعات قندی فراوانی داریم علی الخصوص زمانی که تمیز کردن بطور مرتب انجام نشود. این ضایعات در کارخانه تقریباً نامعلوم است چون شربت بعد از آسیاب ها و قبل از تصفیه توزین و آزمایش می گردد (32 و 40)
یک مشت از باگاس آلوده قادر است جریانی از شربت گرم را که از روی آنها می گذرد را آلوده نماید آسیاب های مدرن به گونه ای طراحی می شوند که هیچ گونه گوشه و یا فضای مرده در آنها وجود نداشته باشد و جریان مداوم شربت یک عمل تمیز کنندگی داشته باشد و نقاله و قسمت های مختلف آسیاب ها به گونه ای طراحی می شوند که به آسانی شسته و تمیز شوند . (49 و 23).
به طراحی نازل های آب گرم و هر 3-2 ساعت یک مرتبه شستشو بایستی از تجمع میکروب ها اطراف نقاله و strainer ممانعت به عمل آورد. همچنین استفاده از مواد باکتریوستاتیک ضروری به نظر می رسد.
تیلبری استفاده از تیمارهای فیزیکی و شیمیایی را در تمیز کردن آسیاب و کنترل ضایعات موثر داشت و معتقد بود که ضایعات قندی آسیاب ها 13% ناشی از اینورژن شیمیایی ، 25% ناشی از اثر آنزیم های موجود در نی و باکتریها و 26% را ناشی از رشد میکرب ها در آسیاب می دانست (35)
تیمار شیمیایی در زمان استفاده از آسیاب ها اعمال می شود ولی استفاده از بخار یا آب گرم زمانی اعمال می شود که آسیاب ها در حال کار هستند و نی در آنها نباشد (40)
بواند و بوند نیز بر این نکته تاکید کرده اند که تمیز کردن آسیاب ها بایستی به طور کاملاً مرتب انجام گردد. (35)
7- روش های سریع اندازه گیری دکستران
کلارک در لویزیانا بر روی روش های سریع و مزرعه ای اندازه گیری دکستران کار کرد. با استفاده از پادتن های پلی کلونال و مونوکلونال که پس از مخلوط کردن پادتن مذکور و شربت صاف شده میزان کدورت اندازه گیری شده و با استفاده از منحنی استاندارد تهیه شده از روش Haze میزان دکستران را محاسبه می نمایند. که این روش دارای دقت نسبتاً پائین و هزینه بالایی می باشد از این رو معمولاً مورد استفاده قرار نمی گیرد. (25)
همچنین ریچاردریفر (1983) یک روش اندازه گیری دکستران با استفاده از الکترود آنزیمی ابداع کرد. این تکنیک با استفاده از تثبیت آنزیم ها در یک سیستم یا الکترود 3 لایه سلولزی استفاده شده که این 3 لایه بر روی الکترود پلاتین پوشیده شده است. در این روش ابتدا دکستران توسط آنزیم دکستراناز موجود در اولین لایه تجزیه شده و سپس سه و چهار و پنج قندی تولید شده در لایه بعد توسط آلفا – گلوکوزیداز و گلوکوز تبدیل می شود و در مرحله بعد و یا سومین لایه گلوکوز توسط آنزیم گلوکز اکسیداز به گلوکونیک اسید و پر اسید هیدروژن تبدیل می گردد و میزان جریان تولید شده به میلی ولت اندازه گیری می شود که با استفاده از منحنی های استاندارد میزان دکستران بدست می آید. (46)
روش روبرت نیز یکی از روش های اندازه گیری دکستران می باشد که اساس این روش بر رسوب و جداسازی تمام پلی ساکاریدها در محلول شکر توسط الکل 80 درصد می باشد. سپس توسط سولفات مس قلیایی تیمار کرد. تا دکستران را به واسطه تشکیل کمپلکس دکستران – مس جدا کنند دکستران جدا شده توسط اسید سولفوریک به گلوکوز تجزیه شده و در نهایت با افزودن فنل ترکیب رنگی تلید شده را با اسپکتروفتومتر اندازه گیری می نمایند. (29و24) البته روش اندازه گیری دکستران در این تحقیق روش Haze می باشد که نسبت به روش های ذکر شده در بالا مزیت هایی دارد که در قسمت مواد و روش ها توضیح داده خواهد شد.
8- پلی ساکاریدها در نیشکر
مطالعات اندکی روی پلی ساکاریدهای موجود در شربت استخراج شده از نیشکرهای تازه انجام شده است اکثر محققین از روش های غیر اختصاصی برای تعیین صمغ جهت تعیین ضایعات و میزان خسارت پس از برداشت استفاده کرده اند.
کارهای ابتدایی نشان داد که شربت مخلوط حاوی 5/0 – 1/0 درصد مواد کلوئیدی که به نظر می رسید پکتین باشند. بعداً در لویزیانا مطالعات گسترده ای روی پلی ساکاریدهای شربت مخلوط ، ملاس و دیگر محصولات توسط روبرت انجام شد آنها پلی ساکاریدها را توسط الکل 75 درصد رسوب داده و پس از خالص سازی عملیات هیدرولیز انجام شد و به روش کروماتوگرافی مشخص شد که تمام پلی ساکاریدها حاوی گلوکز – فروکتوز – گزبلوز – رامنوز – فوکوز – کالاکتوز می باشند و گردش نوری مخصوص بین 161-38 دارند. که آنالیز آن در جدول 10 نمایش داده شده است. همچنین پلی ساکاریدهایی که توسط الکل رسوب نکره بودند توسط ستون کربن – سلیت جدا شدند. و مورد آزمایش قرار گرفتند و مشاهده شد که قندهای تشکیل دهنده دقیقاً مشابه بخش رسوب داده شده توسط الکل بود. (35)
جدول 10- تجزیه پلی ساکاریدهای جدا شده از ملاس و شربت مخلوط (35)
فروکتوز%
گلوکوز%
D20 آلفا

2/19
4/55
133
ملاس
1/7
8/57
160
ملاس
6/2
6/50
115
شربت مخلوط
7/4
4/36
38
شربت مخلوط
8/3
3/37
68
شربت مخلوط
روبرت و همکارانش لی ساکاریدهای جدا شده از نیشکرهای تازه درو شده را که توسط الکل رسوب داده شده بودند به عنوان پلی ساکاریدهای طبیعی نیشکر مورد مطالعه قرار دادند. نتایج بدست آمده نشان داد که این پلی ساکاریدهای طبیعی نیشکر مورد مطالعه قرار دادند. نتایج بدست آمده نشان داد که این پلی ساکاریدها دارای زاویه چرخش منفی بوده و وزن مولکولی بالایی در حدود 10*2تا10*5/0 دارند. که متاسفانه قندهای تشکیل دهنده آنها تعیین نشده ولی منفی بودن جهت چرخش انها نشان می دهد که همی سلولز می باشند . (35)
درآفریقی جنوبی مطالعاتی بین ترکیبات صمغ جدا شده از نی کهنه و تازه انجام شد نتایج حاصله در جدول (11) نمایش داده می شود در هر دو صورت اکثریت با گلوکوز و آرابینوز می باشد و مقدار صمغ در شربت تازه 3/0 – 2/0 درصد بریکس می باشد.

جدول 11: مقایسه ترکیبات صمغ جدا شده از نی تازه و کهنه . (35)
صمغ جدا شده از نی کهنه
(% of total)
صمغ جدا شده از نی تازه
(% of total)

14/0
17/1
13/0
–
80
4/13
25/1
4/0
9/0
02/0
–
78
5/5
4/1
خاکستر
پروتئین
پکتین
محصولات هیدرولیزی
گلوکوز
آربینوز
فروکتوز

8-1 صمغ در نی های ترش
از چندین سال پیش می دانستند که ضایعات پس از برداشت نیشکر ناشی از تشکیل صمغ است که باعث ایجاد خسارت به کارخانه شده که این ضایعات ناشی از آلودگی ساقه های نیشکر به باکتری لوکونوستوک مزنتروییدس می باشد
در اثر ازمایشهایی که روی نی های ترش در خلال فصل برداشت انجام شد مشاهده شد که ضایعات ناشی از گرم شدن هوا پس از یخ زدگی سریع افزایش پیدا می کند که احتمال می دادند ناشی از افزایش حساسیت نیشکر به آلودگی با لوکونوستوک می باشد و دیگر اینکه احتمال دارد سرما باعث حل شدن صمغ در دیواره سلولی بشود. وقتی نیشکرهای یخ زده آسیاب می شد قسمت های بعدی کارخانه با مشکلاتی روبرو می شدند. اروین و فریلوکس میزان صمغ و اسیدیته شربت را به عنوان فاکتورهای کنترل کیفی جهت تشخیص خسارت وارده به نیشکر مورد مطالعه قرار دادند همچنین معلوم گردید میزان صمغ موجود در شربت که به روش روبرت اندازه گیری شده بود دارای دقت و حساسیت بالاتری نسبت به اسید قابل تیتراسیون می باشد. زیرا تغییرات صمغ در اثر یخ زدن خیلی بیشتر از تغییرات اسیدیته بود که ایروین پیشنهاد کرد که میزان صمغ به عنوان معرفی جهت بررسی مقاومت واریته ها به یخ زدن مورد استفاده قرار بگیرد.
جدول 12: اثر زمان نگهداری نی سبز و سوخته بر میزان صمغ (35)
مقدار صمغ mg/10ml
نی
زمان نگهداری (روز)
83/0
82/0
سبز
سوخته
0
81/1
53/3
سبز
سوخته
15
27/2
61/6
سبز
سوخته
25

خسارت ناشی از میکرب ها برای اولین بار توسط ارگان (1964) مورد مطالعه قرار گرفت او این نوع خسارت ایجاد شده بر روی نیشکرهای قطعه قطعه شده را "Sour storage rot" نامیده و گفت که عامل ایجاد این نوع پوسیدگی باکتری لوکونوستوک مزنتروییدس می باشد که مشاهده کرد میزان آلودگی در نی های خرد شده به دلیل ایجاد خسارت و صدمه و آلودگی بیشتر توسط ماشین های برداشت و بارگیری نسبت به نی های خرد نشده (قدی) بیشتر است که افزایش میزان صمغ و جمعیت میکربی بطور همزمان نشان می داد که افزایش پلی ساکاریدها ناشی از فعالیت میکرب ها می باشد. او همچنین جهت بررسی میزان خسارت میزان صمغ را معرف بهتری نسبت به PH می دانست. (35)

جدول 13: میزان صمغ mg/10ml در نی های خرد شده و خرد نشده در اثر نگهداری به مدت یک هفته (35)
نی خرد شده
نی خرد نشده
نگهداری شده
1/47
1/23
تازه
3/10
4/6
نگهداری شده
10
9
تازه
9/6
8/6

ویکروزوکربی (1968) نشان دادند که در اثر نگهداری نی های خرد شده و خرد نشده میزان صمغ در آنها افزایش نشان می دهد. همچنین شرایط نگهداری نیز اثرات قابل توجهی روی میزان صمغ دارد. (35)

جدول 14: درصد افزایش صمغ در شربت در حلال نگهداری نیشکر (35)
زمان نگهداری (روز)
ساقه خرد شده
ساقه کامل
1
2
3
4
1/16
1/58
2/103
9/141
75
5/137
4/384
9/141
تیلبری (1975) بین جمعیت لوکونوستوک مزنتروییدس و مقدار دکستران شربت مخلوط بستگی بسیار جزئی مشاهده کرد که شاید علت آن از بین رفتن میکرب های تولید کننده دکستران و یا کم شدن نسبت این باکتری ها به دلیل افزوده شدن باکتری های موجود در گل و خاشاک همراه نی باشد.
ملووس و دونلان (1988) واریته های مختلف نیشکر را انتخاب کرده و با اندازه گیری دکستران . اثر زمان نگهداری را بر واریته های مختلف نشان داد و در آخر مشخص شد که واریته 63118B و 66113B سرعت کمتری در تشکیل دکستران دارند در مقایسه با دو واریته 41227B و 73687BT که این آزمایش در هوای خشک و بدون بارندگی انجام گردید و نشان داد که مقاومت به نگهداری در واریته های مختلف متفاوت می باشد (42)
8-2- پلی ساکاریدهای موجود در قسمت تصفیه شکر
پلی ساکاریدهای موجود در بخش تصفیه ممکن است از دو منبع مختلف ناشی بشوند. 1- مقداری از پلی ساکاریدها همراه شکر خام وارد می شود که ممکن است درون بلورها و یا در لایه نازک ملاس اطراف بلوزها باشند 2- پلی ساکاریدهای که طی فرایند تصفیه توسط آلودگی میکربی بوجود می آیند.
در گزارشی که توسط اسکار بر روی muncoid grains که بر روی الک ها لوله های رسوب کرده بودند منتشر شد او ادعا کرد این مواد در اثر تست میکرورزورسینول جوابی همانند لوان می دهند که توسط باکتری هوازی – اسپورزا – کپسول دار – میله ای متعلق به جنس باسیلوس تولید می شود.
توانایی بعضی گونه های باسیلوس (مثلاً باسیلوس سوبتیلیس) در تولید لوان از ساکاروز کاملاً شناخته شده است این باکتری با شرایط موجود در تصفیه کاملاً عادت کرده چون قادر است اسپورهای مقاوم در مقابل دماهای بالا تولید نماید. فرم رویشی این باکتری ترموفیل بوده و قادر است در دمای C55ْ رشد کند بنابر این رشد میکربی و تولید پلی ساکارید می تواند در تمام موادی که دارای بریکس پائین (زیربریکس 50) و دمایی کمتر از C50ْ انجام می گیرد. (35)
بر اساس فعالیتی که در استرالیا صورت گرفت در شربت تصفیه شده با سیلوس مگاتریوم مشاهده شد که اپتیمم دما برای رشد این باکتری 85-80 می باشد (35)
9- ضایعات ناشی از دکستران
9-1- ضایعات نامعلوم.
مقدار ضایعات قندی ناشی از دکستران را می توان با تعیین دکستران شربت مخلوط محاسبه کرد. با رعایت بهداشت در آسیاب و استفاده از مواد شیمیایی می توان تا میزان kg/t.c.g8-1 ساکاروز را محافظت کرد. (23-40)
از آنجا که یک مولکول ساکاروز با وزن مولکولی 342 می تواند یک ملکول گلوکزز با وزن مولکولی 180 تولید کند دکستران با وزن مولکولی 40000 (T40) به 22 مولکول ساکاروز نیاز دارد. 898/1= 342 * 222
دکستران (T40) سطح استاندارد دکستران در روش تعیین دکستران می باشد.
به عبارت دیگر ضایعات ساکاروز را 9/1 برابر دکستران تشکیل شده می باشد به عبارت دیگر ضایعات ساکاروز را 9/1 برابر دکستران تشکیل شده می باشد. کلارک با فرض بازده 25% تولید دکستران جدول زیر را تنظیم نمود.
جدول 15: میزان دکستران و ضایعات قند در شکر خام (24)
دکستران (درصد)
% ضایعات ساکاروز (lb/t)
فروکتوز (lb/t شکر)
اسید تشکیل شده %
05/0
1/0
5/0
(lb4/4)2/0
(lb8/8)4/0
(lb44)2
2/2
4/4
22
07/0
14/0
7/0
همچنین 3 تا 5 برابر این ضایعات نیز در مراحل مختلف فرایند رخ خواهد داد. برای بدست آوردن شکر خام با کمتر از m.a.u250 دکستران بایستی میزان دکستران در شربت مخلوط کمتر از PPM/BX1400 باشد. (35)

9-2- تداخل در اندازه گیری درصد قند
دکستران دارای چرخش نوری مخصوص بالایی می باشد که با تداخل در آزمایشهای اندازه گیری درصد قند باعث افزایش چرخش نوری نمونه می گردد. که در نتیجه باعث افزایش خلوص شربت به خلوص واقعی می گردد و مشکلاتی را در زمینه کنترل فرایند بوجود می آورد. (31و35و49).
شربت های حاصل از نی های کهنه و صدمه دیده در آزمایش اندازه گیری درصد قند به خوبی توسط استات سرب صاف نمی شوند به این دلیل از معرف هرلز استفاده کردند و مشاهده شد که دکستران و سایر پلی ساکاریدها بطور کامل توسط این محلول حذف می شوند ولی به دلیل اینکه این محلول شدیداً بازی می باشد و باعث تجزیه ساکاروز می گردد مورد تایید استفاده قرار نگرفت.

9-3- مشکلات ناشی از حضور دکستران در تصفیه و تولید شکر خام
9-3-1- اثر دکستران بر شربت زلال کننده ها
شربت حاصل از نیشکرهای صدمه دیده حاوی مقادیر زیادی اسید می باشد (23و35) که جهت خنثی سازی نیاز به مقادیر زیادتری آهک دارد که در اثر تشکیل ترکیبات محلول آهک با اسیدهای آلی باعث تشکیل رسوبات در گرمکن ها شده و راندمان انتقال حرارت به شدت کاهش پیدا می کند (31) همچنین وجود دکستران و سایر پلی ساکاریدها باعث افزایش ناروانی شربت شده (28و45و15) که باعث افزایش زمان ته نشینی شربت در ته نشین کننده ها می گردد و در نتیجه حذف مواد معلق در شربت کاهش پیدا می کند که در نهایت شربت تصفیه شده (سرریز) دارای کیفیت پائینی بوده و کدر می باشد.
همچنین میزان گل نیز افزایش پیدا می کند که به دلیل بالا بودن حجم و ناروانی گل قندگیری از آن مشکل می گردد و ضایعات قندی گل افزایش پیدا می کند. (31و35)
9-3-2- اثر دکستران بر صاف شدن
دکستران باعث کاهش سرعت صاف شدن شربت می شود. (23و40و31)
کلارک (1984) بر روی شناسایی اثر ناخالصی ها بر روی صاف شدن شربت حاصل از شکر خام بابریکس 50 آزمایشهایی انجام داد او مشاهد کرد که همبستگی زیادی بین F (مقاوت به صاف شدن) و میزان دکستران وجود دارد. همچنین اثر دکستران با افزایش وزن مولکولی افزایش پیدا می کند.
نشاسته و دکستران باعث کاهش سرعت صاف شدن و کاهش شفافیت صاف شده می شوند ولی آنچه باعث ایجاد مشکلات بیشتری در مرحله صاف کردن می شود نی های کهنه می باشند که اثر آنها از دکستران بیشتر است.
افزایش دکستران به مقدار PPM100 در شربت باعث کاهش سرعت صاف شدن به میزان 37/1 واحد می شود. (31)
9-3- اثر دکستران بر ناروانی
کرماتا (1983) نشان داد که افزایش دکستران باعث افزایش ناروانی پخت ها و شربت ها می گردد و اثر بخش پلی ساکاریدها با وزن مولکولی کم را در افزایش ناروانی بی اثر دانست و به منظور شرح دادن ناروانی محلولهای ساکاروز در حضور غلظت های مختلف دکستران رابطه زیر را ارائه داردو. (28)
cغلظت دکستران گرم بر 100 میلیلیتر n=1.1 e
همچنین رابطه ارائه شده توسط گرنیموس به شرح زیر است:
n=1+2.2c
در غلظت های بالای دکستران اعداد بدست آمده توسط گرنیموس با اعداد بدست آمده توسط کرماتا تفاوت چشمگیر داشت که شاید علت آن اختلاف در وزن مولکولی دکستران مصرفی باشد. (28)

همانطور که از شکل پیداست دکستران ناروانی شربت را به شدت افزایش می دهد که همین مسئله باعث ایجاد مشکلاتی در تبلور می شود.
9-4- اثر دکستران بر بلورهای ساکاروز
9-4-1- اثر دکستران بر سرعت رشد بلورها
در مرحله تبخیر و بلور مهمترین اثر دکستران افزایش ناروانی پخت ها می باشد که باعث کاهش سرعت رشد بلورها می گردد. (34 و 28 و 21 و 22)
سرعت تبلور در شربت تهیه شده با بلورهای سو زنی شکل نسبت به شربت تهیه شده از بلورهای معمولی با همان درصد قند و خلوص ، 20 درصد کمتر می باشد (34)
9-4-2- اثر دکستران بر شکل بلورهای ساکاروز
کوواسویچ و ریچارد (1975) بر روی اثر دکسترانهای مختلف بر افزایش طول محور C بلور کار کردند.
1- گروهی که دارای اثر بسیار زیادی روی افزایش محور C بودند.
2- گروهی که اثر کمتری بر افزایش طول بلور داشتند
آنها مشاهده کردند که مقدار پیوندهای (1 6) در گروه یک بین 95-84 درصد و در گروه دو 78-61 درصد می باشد (28-27) که می توان نتیجه گرفت که دکسترانهای با مقدار زیاد پیوند (1 6) تاثیر زیادتری روی افزایش طول بلور دارند. (27)
کلی و مک در اثر بررسی هایی که توسط میکروسکوپ الکترونی بر روی بلورهای ساکاروز داشتند مشاهده کردند که در طویل شدن بلورها حول محور C همراه افزایش و گسترش شدید صفحه P و از بین رفتن صفحه a می باشد. فتومیکروگراف تهیه شده توسط آنها نشان داد که تغییرات بوجود امده در صفحات بلور به دلیل اثر پیوندهای (1 6) ایزومالتوز می باشد که ناشی از تجزیه دکستران می باشد. (23)
واکاری و بوبنک و کارهای گسترده ای روی تاثیر دکستران ، گلوکز ، فروکتوز بر روی افزایش طول و شکل بلور ساکاروز انجام دادند. این آزمایشها به روش تبلور سرد در محلولهای خالص ساکاروز و در حضور دکستران ، گلوکز، فروکتوز و قند معکوس صورت گرفت. دکستران مصرفی دارای وزن مولکولی 87000 بود و غلظت های مورد آزمایش 2/0 تا 50 100گرم آب/ گرم و قندهای معکوس از 1 تا 300 100 گرم آب/گرم
استفاده شد ابعاد مورد اندازه گیری محورهای کریستالوگرافی C , B بودند همزمان سرعت گسترش بعضی صفحات بلور نیز مورد مطالعه قرار گرفت و در نهایت نتایج آزمایش به صورت روابط زیر ارائه شد.
رابطه زیر تاثیر دکستران بر نسبت (c/b) را در بلورها نشان می دهد.
Rd=Rs+ 0.010 Cd+ 0.129 Cd0.7
Rd = نسبت c/b در حضور دکستران
Rs = نسبت c/b در محلولهای خالص ساکاروز
Cd = غلظت دکستران (100گرم آب / گرم)
جهت بررسی اثر گلوکز. فروکتوز و قند معکوس رابطه زیر ارائه شد.
Ri = Rs + 0.074 Ci
Ri = نسبت c/b در حضور گلوکوز. فروکتوز. قند معکوس

Ci = غلظت قندهای انورت. گلوکوز. فروکتوز بر اساس (100 گرم آب/ گرم)
اثر غلظت های مختلف قند معکوس و دکستران به همراه هم بر تبلور به صورت رابطه زیر ارائه شد:
R = Ri + k1Cd0.1+ K2Cd
R نسبت c/b در حضور تمام ناخالصیها (دکستران و قند معکوس)
k1 K2 ضرایبی که به غلظت های قند معکوس بستگی دارد.
Ci غلظت قند معکوس (100 گرم آب/ گرم)
K1= 0.101 +0.108 Ci. – 0.00165. Ci
K2 = 0.129 – 0.0144 Ci
نسبت c/b جهت محلولهای خالص ساکاروز معادل 7/0 می باشد. (22 و 21)
اثر غلظت های پائین دکستران بر روی نسبت c/b بسیار شدیدتر می باشد در مقایسه با غلظت های بالا البته بایستی در نظر داشت که غلظت های بالا باعث کاهش سرعت تبلور می گردد در مورد قند معکوس بایستی گفت که اثر افزایش یک واحد غلظت قند معکوس بر روی نسبت c/b بسیار کمتر از همین اثر در مورد دکستران است. ولی اثر قند معکوس بر روی سرعت تبلور بسیار بیشتر از دکستران است (22).
دکستران رشد محور C بلور را به شدت زیاد کرده. باعث ایجاد بلورهای سوزنی شکل می گردد که با سوزنی شدن بلورها در اثر رافینوز نبایستی اشتباه بشود. چون رافینوز باعث افزایش طول محور B بلور می شود. دکستران به شدت جذب صفحات P1 , P شده و سرعت رشد این صفحات را کاهش می دهد.

9-5- اثر دکستران بر ظرفیت کارخانه
از جمله مهمترین آثار اقتصادی دکستران می توان کاهش ظرفیت کارخانه را نام برد (35 و23)
که این مسئله دارای دلایل متنوعی می باشد از جمله افزایش ناروانی شربت که در نتیجه زمان تلغیظ افزایش یافته و همچنین سرعت تبلور کاهش پیدا می کند بنابر این زمان مورد نیاز تشکیل یک واحد شکر افزایش پیدا می کند که در نتیجه بالجبار ظرفیت آسیاب ها را بایستی کاهش داد.
در تجارت بین المللی شکر از جمله عوامل کیفی مورد نظر می توان به دکستران اشاره کرد که میزان m.a.u 250 را استاندارد ذکر کرده اند و به مقادیر بالاتر دکستران جریمه های تعلیق می گیرد. (23)
9-6- اثر دکستران بر خلوص ملاس نهایی
از اثرات دیگر این پلی ساکارید می توان به افزایش خلوص ملاس نهای اشاره کرد افزایش ناروانی پخت و کاهش سرعت متبلور باعث توقف بیشتر در سرد کننده ها و همچنین افزایش بیش از حد ناروانی شده و پخت به خوبی سانتریفوژ نشده و ملاس همراه شکر زیاد شده که رنگ شکر بالا رفته علاوه بر آن خلوص ملاس نهایی زیاد شده و به دلیل بالا رفتن ناروانی ملاس حمل و نقل آن مشکل تر می گردد. (35 و 23)

2- مواد و روش ها
به منظور بررسی عوامل موثر در تشکیل دکستران در نمونه های نی و شربت، بررسی اثر فرمالین در جلوگیری از تشکیل دکستران ، بررسی اثر استات سرب بر حذف دکستران و همچنین بررسی اثر دکستران بر روی انحراف پلاریزاسیون تعداد 5 آزمایش مستقل به شرح زیر انجام شد.
2-1- بررسی اثر روش های برداشت ، آتش زدن ، زمان نگهداری نی بر سرعت تشکیل دکستران
در این آزمایش از 3 نمونه نیشکر نمونه برداری شد:
1- سبز، برداشت دستی
2- سوخته، برداشت دستی
3- سوخته، برداشت ماشینی
و طی 48 ساعت نگهداری در زمانهای 0 و 24 و 48 آسیاب و شربت حاصل مورد آزمایش قرار گرفت از انجام این آزمایش بررسی اثر روش های برداشت (دستی ، ماشینی) اثر آتش زدن و همچنین زمان نگهداری بر سرعت تشکیل و تغییرات درصد ساکاروز، درجه خلوص، PH نسبت کیفیت و بازده تولید ، شکر خام ، قند معکوس و دکستران می باشد.
2-1-1- نمونه برداری
گروه نمونه برداری به 5 تابلو ایستگاه نمونه برداری مزرعه وارد شد و در حدود 30 متر از محل نصب تابلو به داخل مزرعه رفته و نمونه برداری کرده و سپس نمونه ها را پس از جمع آوری همراه با مشخصات کامل به آزمایشگاه منتقل می کنند. کلیه آزمایشهای مربوط به نی بر روی واریته زوردس 614 – 57CP انجام شد و در هر با نمونه برداری از 3 نمونه مختلف نی سبز (قبل از آتش زدن) . نی سوخته (پس از آتش زدن) و برداشت ماشینی به مقدار 150 – 100 کیلوگرم به آزمایشگاه منتقل می گردید. که این نمونه ها به مدت 48 ساعت نگهداری شد و سپس در 3 مرحله زمانی 0 و 24 و 48 ساعت مقدار 30-20 کیلو از هر یک از 3 نمونه آزمون انتخاب و توسط آسیاب آزمایشگاهی Cuban mill آسیاب کرده و شربت انها استخراج گردید. که از این شربت برای انجام آزمایش استفاده شد.
2-1-2- آزمایشهای انجام شده
پس از انتقال شربت به آزمایشگاه، آزمایشهای مربوط روی آن انجام شد که عبارت بودن از اندازه گیری بریکس – درصد قند – PH – میزان قند معکوس و اندازه گیری دکستران و انجام محاسبه نسبت کیفیت و راندمان محصول و شکر خام.
2-1-2-1- تعیین ماده خشک به روش رفراکتومتری
روش رفراکتومتری برای تعیین ماده خشک فراورده های مایع که یکنواخت و تا حد کافی شفاف هستند. مثل شربت ها، شیره ها، ملاس ها مناسب هستند. درجه حرارت رفراکتومتر بوسیله دستگاه خنک کننده ای که پهلوی رفراکتومتر می باشد روی 20 درجه سانتی گراد تنظیم می گردد و در صورت تنظیم نبودن درجه حرارت بایستی با مراجعه به جدول ، تصحیح بریکس را انجام دهیم. (12)
2-1-2-2- پلاریمتری
روش پلاریمتری را که برای تعیین مقدار قند مورد استفاده قرار می گیرد بر خاصیت فعالیت نوری ساکاروز استوار است. به عبارت دیگر محلول ساکاروز قادر است صفحه پلاریزاسیون را بچرخاند.
روش پلاریمتری برای تعیین قند غالباً در مورد تولید هایی اعمال می گردد که ساکاروز موجود در آن در میزان چرخش نور پلاریزه بزرگترین سهم را دارا باشد. اصولاً چون سایر قندها نیز از فعالیت نوری برخوردار هستند. روش های پلاریمتری نیز در مورد انها صادق است. با این تفاوت که آن قند بایستی به تنهایی وجود داشته باشد.
روش پلاریمتری که در صنعت قند سازی و همچنین در تجارت شکر معمول شده است بر این اساس است که محلولی از نمونه مورد نظر با غلظت مشخص را هیه کرده و زاویه چرخش آن را تحت ضوابط مشخص (درجه حرارت. طول موج . طول لوله) تعیین می کند (13)
اندازه گیری درصد ساکاروز شربت:
حدود cc 100 از نمونه شربت را درون یک بالن ته پهن 250 میلی لیتر ریخته و به آن 2 گرم استات سرب بازی اضافه می کنیم و سپس شربت را به شدت به هم می زنیم تا استات سرب کاملاً درون شربت حل گردد. شربت را صاف کرده تا محلولی شفاف بدست بیاید. یا محلول صاف شده دوباره لوله پلاریمتر را شسته و سپس آن را از محلول مذکور پر می کنیم سپس دستگاه را صفر کرده. لوله را درون محفظه دستگاه قرار می دهیم . عدد نمایش داده شده روی صفحه را یادداشت می نمائیم. که برای بدست آوردن درصد ساکاروز بایستی عدد خوانده شده را در ضریب پلاریمتری ضرب کرد.
درصد قند نیشکر = عدد پلاریمتری خوانده شده * ضریب پلاریمتری
برای بدست آوردن ضریب پلاریمتری به جداول ضمیمه مراجعه و با توجه به بریکس شربت ضریب پلاریمتری را بدست می آوریم.
2-1-2-3- درجه خلوص
درجه خلوص مبین درصد قند درصد قسمت ماده خشک نمونه است که جهت محاسبه درجه خلوص به روش زیر عمل می کنیم. (13)

2-1-2-4- تعیین قند معکوس به روش لین – اینون
به مقدار معینی از محلول مرکب نمک مس دو ظرفیتی آنقدر محلول مورد آزمایش اضافه می کنند تا تمام یونهای مس دو ظرفیتی CU++ به مس یک ظرفیتی CU+ گردد.
در این آزمایش به 25 میلی لیتر محلول فهلینگ از بورت آنقدر محلول مورد آزمایش اضافه می کند تا تمام مس احیا شود برای اینکه بهتر بتوان نقطه تغییر رنگ را تشخیص دهند از معرف آبی متیلن که در محیط قلیایی توسط قندهای احیا کننده بی رنگ می شود استفاده می کنند. این تغییر رنگ موقعی بروز می کند که تمام مس دو ظرفیتی احیا شده باشد. (12)
روش کار:
5 میلی لیتر فهلینگ A و 5 میلی لیتر فهلینگ B را درون ارلن 100 میلی لیتر ریخته و سپس 15-10 میلی لیتر آب مقطر افزوده و به هم می زنیم. نمونه شربت مورد آزمایش را ابتدا توسط توری سیمی صاف کرده در بورت می ریزیم. سپس بسته به مواد احیا کننده میزان 2 تا 10 میلی لیتر از نمونه را به ارلن اضافه می کنیم و چند قطره پارفین برای جلوگیری از کف کردن اضافه می کنیم. ارلن را روی اجاق برقی قرار داده تا نقطه جوش حرارت می دهیم و سپس دو دقیقه در حالت جوش نگه می داریم 3 قطره متیلن بلو اضافه کنید (محلول بایستی رنگ آبی داشته باشد در غیر این صورت معلوم می شود که مقدار زیادتری شربت برداشته ایم) و تیتراسیون را تا نقطه تغییر رنگ ادامه می دهیم. مقدار میلی لیتر شربت مصرفی را یادداشت می کنیم. سپس با مراجعه به جدول ضمیمه مقدار درصد قند معکوس بر حسب درصد شربت بدست می آید.

2-1-2-5- اندازه گیری دکستران
مشکلات ناشی از حضور دکستران در تمام مراحل تولید شکر به خوبی شناخته شده است در نتیجه تلاش های زیادی در جهت اندازه گیری مستقیم و کمی دکستران انجام گرفته است اولین روش که پیشنهاد گردید و بطور گسترده مورد قبول واقع شد روش Haze نام دارد اساس این روش بر رسوب دکستران به وسیله افزودن الکل و اندازه گیری کدورت توسط اسپکتروفتومتر است اولین کسانی که از این اصل برای اولین بار استفاده کردند نیکلسون و هرسلی در سال 1959 بودند.
در شانزدهمین جلسه آیکومزا روش Haze بطور تجربی مورد آزمایش قرار گرفت و در هفدهمین جلسه تحت عنوان. "آزمایش هیز برای مواد دکستران مانند در نیشکر" نامیده شد.
دکستران را ابتدا بوسیله الکل 35% و سپس با الکل 45% – 42 رسوب می دهند . ولی در روش مصوب آیکومزا از الکل 50% استفاده می شود تا اطمینان حاصل گردد که کلیه دکستران به طور کامل رسوب می کند. البته قبل از افزودن الکل لازم است. تا مواد غیر دکسترانی حذف گردند که ممکن است این مواد در الکل 50% نامحلول باشند. که به این جهت نشاسته توسط آنزیم مناسب و همچنین پروتئین ها را توسط تری کلرواستیک اسید (TCA) رسوب می دهند. (24 و 23)
روش Haze به وسیله چو و ونکووسکی برای خرید شکر خام در سال 1984 اصلاح گردید در این روش نتایج بر حسب (m.a.u) mill absorbance unit بیان می شود (جذب خوانده شده در مس cm5) بدون در نظر گرفتن اینکه چه نوع دکسترانی برای کالیبره کردن مورد استفاده قرار گرفته است. که m.a.u را بوسیله فرمول زیر می توان ppm تبدیل کرد
Ppm = (m.a.u +118)/0.659
چو و ونکووسی نشان دادند که فرمول و روش اصلاح شده دارای دقت نسبتاً خوبی می باشد. این روش به عنوان روش استاندارد جهت خرید شکر خام مورد استفاده است. روش جدیدتر عبارت است از روش روبرت که اساس این روش بر رسوب و جدا سازی تمام پلی ساکاریدهای موجود در محلول شکر توسط الکل 80% می باشد. سپس با سولفات مس قلیایی مجاور می کنند تا دکستران را بوسیله تشکیل کمپلکس مس – دکستران جدا کننده سپس دکستران جدا شده به وسیله اسید سولفوریک به گلوکز تجزیه می گردد و رنگ ایجاد شده در اثر افزودن فنل به محلول توسط دستگاه اسپکتروفتومتر اندازه گیری گردد و منحنی های استاندارد مقایسه گردد و در روش اصلاح شده روبرت که توسط AOAC گزارش گردید برای جدا سازی کمپلکس دکستران – مس از صافی به جای سانتریفوژ استفاده می شود.
بر اساس گزارش ICUMSA روش های هیز و روبرت برای مقادیر کمتر از ppm300 از تکرار پذیری خوبی برخوردارند روش روبرت برای اندازه گیری دکستران بطور اختصاصی تر عمل می کنند چون از مس برای رسوب دکستران استفاده می شود که تمام دکستران های با وزنهای مولکولی مختلف رسوب داده می شوند در حالیکه در روش هیز دکسترانهای با وزن مولکول پائین اندازه گیری نمی شوند. دکسترانهای با وزن مولکولی مختلف رسوب داده می شوند اعداد حاصله از روش هیز بیشتر می باشد، که بر اساس گزارش دستفانو نتایج حاصله از روش روبرت جهت خرید شکر خام 40-30 درصد بیش از نتایج روش هیز می باشند. (24 و 23)
دستفانو همچنین ثابت کرد که در روش روبرت مواد غیر دکسترانی زیادتری در مقایسه با روش هیز مورد اندازه گیری قرار می گیرند. که مک کواژ نیز با ارائه دلایل دیگری نظریه دستفانو را تائید می کند در حالیکه روش هیز به نحو چشمگیرتری اختصاصی عمل می کند. (24)
اخیراً فعالیتهای صورت گرفته است تا روش های اختصاصی تر که دارای قدرت تکرار پذیری بیشتر می باشند برای اندازه گیری دکستران ابداع شود که نتیجه این تلاش ها بر اساس استفاده از آنزیم ها و روش های اینوشیمیایی با استفاده از پادتن های تولید شده بسیله جانوران بوده است. (25) اخیراً براوان و اینکرمن از مرکز تحقیقات شکر یک روش آنزیمی جدید برای اندازه گیری کمی دکستران گزارش کردند که ابتدا دکستران را از قندهایی با وزن مولکولی کم جدا کردند و سپس آبکافت آنزیمی انجام شد که محصول عمده آن ایزومالتوز بوده و سپس توسط روش H.P.L.C ایزومالتوز تولید شده اندازه گیری می شود میزان دکستران را با توجه به مقدار ایزومالتوز محاسبه می کنند که این روش بطور اختصاصی تر و با حساسیت بالاتر نسبت به روش هیز و روبرت عمل می نماید این روش هر چند مناسب می باشد ولی جهت کارهای روزمره مناسب نمی باشد زیرا حدود 2 روز جهت یک آنالیز وقت صرف می شود. (20)
اندازه گیری دکستران به روش هیز
دکسترانهای مشابه دارای جذب مشابه می باشند که در نتیجه دارای منحنی های بسیار نزدیک به هم می باشند. در این تحقیق ما از دکستران 40 T (40000 = MW) که از سازمان پژوهش های علمی صنعتی تهیه شده بود استفاده کردیم قبل از انجام آزمایش اندازه گیری دکستران ضروری به نظر می رسید که از ؟؟ آمیلاز یا ترم آمیل و گرمخانه گذاری برای حذف نشاسته استفاده کرد . زیرا ترکیبهایی مانند نشاسته و آمیلوپکتین دارای جذبی مشابه دکستران می باشند ولی ترکیباتی مانند گزیلان – سلولوز – همی سلولز – پکتین هیچ گونه تداخلی در این اندازه گیری نشان نمی دهند. گالاکتوماننان ها نیز در این محدوده جذب نشان نمی دهند ولی این ترکیبات در بعضی موارد تشکیل فلوکولانت می دهد که بایستی آزمایش را تکرار کرد. (27)
پروتئین ها را بوسیله تری کلرواستیک اسید 10% و سپس صاف کردن بوسیله کمک صافی (کیزل گور) حذف می کنیم و در مرحله آخر با افزودن الکل مطلق کدورت ایجاد شده را در طول موج 720 نانومتر اندازه گیری می کنیم . که در این روش با استفاده از دکستران T40 منحنی استاندارد رسم گردید.

مواد مورد استفاده :
دکستران 40T – تری کلروانتیک اسید – اتانل – متانل – آنزیم حذف کننده نشاسته (؟ آمیلاز – ترم آمیل) – کیزل گور

وسایل مورد نیاز :
اسپکتروفتومتر – حمام آب گرم – ارلن – پی پت – بورت – بشر – پمپ خلاء – قیف – صافی و اتمن
تهیه محلول دکستران:
ابتدا رطوبت دکستران را بوسیله خشک کردن 2 گرم دکستران در آون C105ْ به مدت 3 ساعت اندازه گیری نمائید. سپس بر اساس رطوبت دکستران آن مقدار از دکستران خشک نشده را بردارید که معادل 1/0 گرم دکستران باشد
100*1/0
به یک بشر منتقل نمائید . با اضافه کردن 2-1 میلی لیتر آب را به فرم دو غاب در آورید سپس مدت 10 دقیقه اجازه دهید تا تمام اجزاء هیدارته گردند و سپس حدود 25 میلی لیتر آب اضافه کنید تا ژلی باقی نماند. سپس نمونه را به بالن منتقل کرده و تا حدد 60 میلی لیتر آب اضافه کنید و برای مدت 30 دقیقه در حمام آب جوش قرار دهید. سپس تا دمای اطاق سرد کرده به دقت به حجم برسانید.

محلول های مورد نیاز :
1- محلول تری کلرواستیک اسید 10 درصد
2- محلول متانل 2% در اتانول که میزان اب آن از 5/0 % کمتر باشد.
3- کمک صافی (کیزل گور)
نخست 50 گرم گیزل گور را به یک لیتر آب افزوده و سپس 50 لیتر اسید کلریدریک غلیظ اضافه می کنیم و مدت 5 دقیقه مخلوط می کنیم. گیزل گور را به وسیله صافی خلاء صاف کرده و با آب مقطر شستشو می دهیم تا اسید حذف گردد و بوسیله کاغذ تورنسل آزمایش می کنیم و شستشو را تا PH خنثی ادامه می دهیم و سپس کیزل گور شسته شده را در دمای C100ْ به مدت 6 ساعت خشک کرده و در ظرف در بسته نگهداری می کنیم.

رسم منحنی استاندارد:
محلولهای که حاوی 10 -5/0 میلی گرم دکستران دارا باشند با توجه به روش زیر تهیه نمائید. 12 عدد بالن ml 25 تهیه و در هر کدام cc 5/0 تری کلرواستیک اسید 10% اضافه می کند و سپس از محلول mg/ml 1 دکستران و آب مقطر طبق جدول زیر به بالن ها اضافه نمائید . (حجم نهایی بایستی 5/12 میلی لیتر باشد)
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
بالن
9
8
7
6
5
4
3
5/2
2
5/1
1
5/0
دکستران ml
3
4
5
6
7
8
9
5/9
10
5/10
11
5/11
آب مقط ml

و سپس تمام بالن ها را توسط محلول الکل به حجم برسانید (افزودن الکل بایستی حدود 1 دقیقه طول بکشد یعنی الکل بایستی به آرامی اضافه گردد). سپس 3 مرتبه بالن را به آرامی سر وته بنمائید (از تکان دادن شدید خودداری شود). و پس از گذشت 15 دقیقه از مخلوط کردن جذب محلولهای تهیه شده را در مقابل شاهد در طول موج nm 720 به دقت اندازه گیری نمائید و در نهایت منحنی استاندارد را رسم نمائید.
اندازه گیری دکستران شربت:
به 100 میلی لیتر شربت نیشکر مقدار 1/0 میلی لیتر ترم آمیل افزوده سپس در حمام آب گرم C55ْ به مدت 2+_ 15 دقیقه قرار دهید تا دمای اطاق سرد کنید. 20 میلی لیتر تری کلرواستیک اسید 4-3 گرم کیزل گور اضافه و مخلوط نمائید و سپس توسط فیلتر و اتمن و پمپ خلاء صاف نمائید (قیف را بوسیله شیشه ساعت بپوشانید) ml 50 از صاف شده اولیه دور بریزید و حدود 10-1 میلی لیتر (بسته به مقدار دکستران نمونه ) به بالن 25 منتقل کرده و با آب مقط حجم آنرا به 5/12 میلی لیتر رسانده و بوسیله اتانل حجم آنرا کامل کنید و پس از 15 دقیقه توسط اسپکتروفتو متر جذب نمونه را در مقابل شاهد (شربت رقیق شده تا حجم 25 توسط آب) اندازه گیری نمائید. کل این اعمال نباید بیش از 20 دقیقه طول بکشد. (23 و 24)

2-2- آزمایشهای مربوط به شربت
در این آزمایش اثر PH، دما و زمان نگهداری شربت بر روی سرعت تشکیل دکستران و قند معکوس مورد بررسی قرار گرفت.
پس از آنکه از شربت مخلوط نمونه برداری گردید آن را به 3 قسمت تقسیم کرده با افزودن سود و اسید سولفوریک PHدو تا از نمونه ها را به ترتیب به 5 و 5/6 تنظیم کردیم. سپس هر یک از 3 نمونه فوق را که دارای PHهای طبیعی شربت 7/5 ، 5 و 5/6 بودند را در 3 دمای مختلف 50-60 و 70 درجه سانتیگراد نگهداری کردیم و در فواصل زمانی 12 ساعت تغییرات دکستران و قند معکوس را مورد بررسی قرار دادیم.
اندازه گیری بریکس و قند معکوس و دکستران به ترتیب طبق روش های (2-1-2-1) و (2-2-4) و (2-1-2-5) انجام گردید.
2-3- تاثیر دکستران بر انحراف پلاریزاسیون
از آنجائیکه دکستران باعث تداخل در آزمایشهای اندازه گیری ساکاروز می شود . به این منظور ابتدا بوسیله شکر آزمایشگاهی که فاقد دکستران است شربتی با درصد ساکاروز کاملاً مشخص تهیه شده و سپس این شربت را به طور مساوی درون 6 بالن می ریزیم و سپس با افزودن دکستران به این بالن ها غلظت های مختلف دکستران را بوجود آوردیم بطوریکه غلظت های صفر تا 170 میلی گرم در لیتر مورد آزمایش قرار گرفت. اندازه گیری درصد ساکاروز طبق روش (2-1-2-1) انجام شد.
2-4- بررسی اثر استات سرب بر حذف دکستران
در این آزمایش پس از نمونه برداری از شربت و اندازه گیری دکستران مقادیر کاملاً مشخص دکستران به شربت افزوده شده و سپس توسط استات سرب شربت ها را صاف کرده و سرانجام میزان دکستران باقیمانده در شربت های صاف شده اندازه گیری گردید. هدف از انجام این آزمایش اندازه گیری میزان دکستران حذف شده توسط استات سرب بود.
در این آزمایش اندازه گیری دکستران طبق روش (2-1-2-5) انجام شد.
2-5- بررسی اثر فرمالین
برای بررسی اثر فرمالین در جلوگیری از تشکیل دکستران ، قند معکوس ابتدا نمونه های شربت تهیه شد سپس مقادیر مختلف فرمالین – 500 -750-1000 میلی گرم در لیتر به شربت ها اضافه شد و تغییرهای درصد قند PH، قند معکوس ، دکستران پس از 24 ساعت اندازه گیری شد. شربت ها در دمای C30ْ نگهداری شدند.
آزمایشهای اندازه گیری بریکس . درصد ساکاروز – قند معکوس – دکستران به ترتیب طبق روش های شرح داده شده انجام شد.

2-6- روش های آماری
2-6-1- روش های تجزیه واریانس
در این آزمایشها مربوط به نی برای صفات مختلف در قالب طرح اسپلیت پلات در زمان انجام گرفت به طوری که روش براشت پلات اصلی و زمان توقف پلات فرعی در نظر گرفته شد در آزایش شربت برای صفات دکستران و قند معکوس تجزیه آماری بصورت طرح اسپلیت. اسپلیت پلات در زمان در قالب طرح بلوک انجام شد بطوریکه درجه حرارت پلات اصلی و PH پلات فرعی و زمان به عنوان پلات فرعی . فرعی انجام شد. در آزمایش غلظت های مختلف فرمالین برای صفات مختلف آزمایش در قاب بلوک کامل تصادفی انجام شد.

2-6-2- رگرسیون
به منظور بررسی روند تغییرات دکستران نسبت به درصد قند و دکستران نسبت به انحراف استاندارد، از رگرسیون این متغییر ها استفاده شد.

نتایج و بحث
3-1- آزمایشهای نیشکر
3-1-1- درصد قند
بررسی جدول (1- ضمیمه) و شکل (6) مشخص می کند که در تمام روش های برداشت با گذشت ز مان مقدار قند کاهش می یابد ولی سرعت کاهش برای نمونه های برداشت شده با ماشین بیش از دو روش دیگر است تغییرات نی سبز نیز بسیار کم می باشد.
تجزیه واریانس (جدول 16) روش برداشت ، اثر زمان نگهداری و یا توقف بین برداشت و آسیاب بر درصد قند نشان می دهد که زمان نگهداری تاثیر معنی داری در سطح 1% بر درصد قند دارد. که بیانگر کاهش درصد قند با افزایش زمان نگهداری است. همچنین اثر متقابل زمان نگهداری در روش برداشت معنی دار نشده است که با مراجعه به جدول (1- ضمیمه) و شکل 6 می توان گفت که در مورد تمام زمانهای نگهداری ، نی سبز بهترین روش بوده و تغییرات کمتری نسبت به دو روش دیگر داشته است نی های برداشت شده با ماشین دارای تغییرات شدیدی در کاهش میزان قند می باشند که از جمله دلایل آن از بین رفتن لایه محافظ سطحی و افزایش سطح نیشکر در اثر خرد شدن می باشد که نتیجه آن آلودگی شدید میکربی و کاهش درصد قند نیشکر است. (24-25)
3-1-2- درجه خلوص
طبق تجزیه واریانس (جدول 16) مربوط به اثر دو عمل زمان نگهداری و روش برداشت بر درجه خلوص شربت نیشکر نشان می دهد که زمان نگهداری دارای اثر معنی داری در سطح 1% بر درجه خلوص شربت است. اثر متقابل زمان نگهداری در روش برداشت معنی دار نیست که با توجه به جدول (1- ضمیمه) و شکل 7 نتیجه گرفته می شود که مقدار تغییرات نی سبز در مقابل دو نمونه دیگر کمتر بود و نی های برداشت شده با ماشین بیشترین مقدار کاهش در درجه خلوص را داشته اند.
3-1-3 PH
جدول (1- ضمیمه) و شکل 8 اثر روش های مختلف برداشت و زمان نگهداری نیشکر را بر تغییرات PH نشان می دهد. همانطور که از شکل 8 نتیجه گرفته می شود PH شربت نیشکر با افزایش زمان نگهداری نیشکر کاهش پیدا می کند که سرعت کاهش PH در مورد نی های برداشت شده با ماشینی در مقایسه با دو روش دیگر بیشتر می باشد و با افزایش زمان نگهداری اختلاف بین نمونه ها بیشتر می شود علت آن حساسیت بیشتر نی های سوخته و نی های خرد شده و به آلودگی میکروبی است مقادیر تجزیه واریانس (جدول 16) برای اثر دو عامل زمان توقف و روش برداشت بر روی PH در سطح 1% معنی دار شده است. اثر متقابل روش برداشت * زمان در سطح 5% معنی دار شده است و بین روش های برداشت نیز اختلاف معنی دار وجود دارد که با مشاهده شکل 8 می توان نتیجه گرفت که بهتترین روش در بین روش های مورد آزمایش روش برداشت سبز و پس از آن سوخته می باشد جهت انجام یک فرایند قندگیری مناسب بایستی زمان تاخیر بین برداشت و آسیاب حداقل گردد. در صورتیکه عملیات برداشت تا ماه های گرم سال (فروردین و اردیبهشت) ادامه پیدا کند سرعت تغییرات و کاهش PH و یا ترش شدگی نی افزایش می یابد همچنین وارد شدن آسیبهای مانند یخ زدن باعث تسریع این عمل می شود.
کاهش PH شربت باعث افزایش سرعت تجزیه ساکاروز در گرمکن ها و افزایش مصرف آهک می شود و موجب افزایش تولید گل شده و ضایعات قندی گل را زیاد می کند (23 و 30)

3-1-4- نسبت کیفیت ، بازده تولید ، شکر خام
نتایج حاصل از این 3 بررسی در جدول (1- ضمیمه) و شکلهای (11-10-9) نمایش داده شده است. در جدول تجزیه واریانس (جدول 16) اثر زمان نگهداری بر نسبت کیفیت، شکر خام و بازده تولید در سطح 1% معنی دار است. اثر روش برداشت و اثر متقابل روش برداشت * زمان توقف معنی دار نشده است. که این مطلب نشان دهنده این است که در تمام زمانهای توقف ، نی سبز دارای بهترین وضعیت است.
کاهش درجه خلوص و درصد قند نیشکر در اثر نگهداری باعث کاهش شکر خام تولیدی و افزایش نیشکر مورد نیاز برای تولید یک تن شکر خام می شود. همچنین با کاهش درجه خلوص شربت ، میزان بازیابی شکر کاهش پیدا می کند. (جدول ضمیمه 7) و مقدار قند موجود در ملاس نهایی و ضایعات قندی ملاس افزایش می یابد. در بررسی شکل 10 مشاهده می شود که بازده تولید با گذشت زمان کاهش پیدا کرده که سرعت این تغییرات نی سبز از دو نمونه دیگر کمتر است با کاهش شکر خام تولیدی میزان راندمان نیز کاهش پیدا می کند. (شکل 10)
3-1-5- دکستران
بررسی نتایج حاصل از این آزمایش در جدول (1-ضمیمه) نشان می دهد که با افزایش زمان نگهداری میزان دکستران در سه نمونه مورد آزمایش افزایش پیدا کرده است. در جدول تجزیه واریانس (جدول 16) اثر عوامل زمان نگهداری، روش برداشت و اثر متقابل زمان نگهداری * روش برداشت بر روی دکستران در سطح 1% معنی دار شده است. با مشاهده شکل 12 و جدول (16) نتیجه می گیریم که زمانهای نگهداری و روش های برداشت اثر معنی داری روی افزایش دکستران داشته اند. سرعت افزایش دکستران در 24 ساعت دوم در سه نمونه بیش از 24 ساعت اول بوده است. همچنین مقدار دکستران در نی های برداشت شده با ماشینی در پایان 48 ساعت بیشتر از 10 برابر دکستران موجود در نی سبز است با مقایسه دو نمونه نی سبز و سوخته مشاهده می شود که نی سوخته دارای دکستران زیادتری نسبت به نی سبز است که از جمله دلایل آن از بین رفتن لایه موم سطحی و شکاف های بسیار ریز ناشی از افزایش ناگهانی دمای پوسته است. (35) از این شکاف ها و ترکها مقداری شربت جاری شده که باعث بوجود آمدن محیطی بسیار مناسب جهت تجمع و رشد میکروارگانیزم ها و همچنین ورود میکروارگانیزم به درون بافت های ذخیره ای نیشکر می گردد. (24 و 35)
میکروارگانیزم ها به سرعت روی سطح نی های سوخته شده رشد می کنند بطوریکه پس از گذشت 10 دقیقه آتش زدن آلودگی میکروبی شروع می شد (24) و آتش زدن باعث افزایش حساسیت نیشکر به آلودگی توسط لوکونوستوک مزنتروییدس می شود که علت آن ایجاد شکاف های بسیار ریز و از بین رفتن آنزیم های ضد میکرب طبیعی موجود در نیشکر در اثر دمای بالا است از جمله این آنزیم ها ، می توان فنل اکسیدازها را نام برد (35)
در نی های برداشت شده با ماشین خرد شدن نی ها باعث افزایش سطح نیشکر به مقدار قابل توجهی شده و همچنین آلودگی توسط خاک و ماشین های برداشت موجب تشدید تولید دکستران می شود در نی های خرد شده اکثراً آلودگی تا 12 سانتیمتر از محل قطع شدن دیده شده است که پس از 2 ساعت از برداشت میکروارگانیزم های تولید کننده مواد مومی دیده شده اند (23 و 24)
3-1-6- قند معکوس
با بررسی جدول (1-ضمیمه) شکل 13 مشاهده می شود که در سه نمونه مورد آزمایش مقدار قند معکوس با افزایش زمان توقف زیادتر شده است. شکل 13 نشان می دهد که سرعت افزایش قند معکوس در نی های برداشت شده با ماشین در مقایسه با دو نمونه دیگر بیشتر است تغییرات قند معکوس در نی های سبز پس از 48 ساعت بسیار کم است.
تجزیه واریانس (جدول 16) نشان می دهد که اثر عوامل زمان توقف ، روش برداشت ، اثر متقابل توقف در روش برداشت در سطح 1% معنی دار شده است که نشان دهنده تاثیر زمان نگهداری بر روی افزایش قند معکوس می باشد همچنین بین روش های مختلف برداشت اختلاف معنی دار وجود دارد به نحوی که بهترین روش برداشت، روش سبز و پس از آن نی سوخته می باشد . از جمله دلایلی که در مورد افزایش دکستران ذکر گردید در اینجا نیز صادق است . نتایج بدست امده در این آزمایش با کارهای انجام شده توسط ایزومی درباره اثر آتش زدن، برداشت ماشینی همچنین آسیبهای وارده به نیشکر در اثر آتش زدن ، برداشت ماشینی همچنین آسیبهای وارده به نیشکر در اثر برداشت ماشینی و زمان نگهداری هماهنگی دارد. (4)
عواملی مثل تیغه های دستگاه دروگر، سرعت نقاله دستگاه دروگر دستگاه تمیز کننده بر میزان آسیب دیدگی قلمه ها تاثیر دارد (قلمه های نی اکثراً به دلیل فشارهای مکانیکی ناشی از برخورد تیغه ها به قسمت سخت غلاف خارجی از قسمت وسط به آسانی آسیب می بیند) با افزایش قلمه های آسیب دیده و همچنین افزایش آسیبهایی وارده سرعت تشکیل قند معکوس افزایش پیدا می کند (4)
آزمایشهای انجام شده بر روی نی های سبز ، سوخته و برداشت شده با ماشین نشان داده تغییرهای صفات مورد بررسی در نی های سبز کمتر از روش های برداشت سوخته شده و ماشینی می باشد و بهترین روش برداشت ، روش سبز می باشد.

3-2- آزمایشهای شربت
نتایج بدست آمده از آزمایش های انجام شده بر روی شربت در جداول 2 و 3 ضمیمه نمایش داده شده است. با بررسی جدول تجزیه واریانس (جدول 17) اثر عوامل درجه حرارت ،PH، زمان توقف اثر متقابل دما * PH ، زمان * دما ، PH * زمان * دما بر قند معکوس و دکستران در سطح 1% معنی دار شده است.
3-2-1- قند معکوس
در جدول (2- ضمیمه) و شکلهای (16 و 15 و 14) نتایج حاصل از اثر عوامل دما ، PH ، زمان نگهداری بر میزان قند معکوس شربت نشان داده شده است. با بررسی جدول تجزیه واریانس (جدول 17) مشاهده می شود که اثر عوامل زمان ، دما و PH شربت بر قند معکوس در سطح 1% معنی دار شده است. که با بررسی جدول (2- ضمیمه) و همچنین شکلهای (14 و 15 و 16) مشاهده می شود که مقدار قند معکوس تولید شده در دمای C50ْ (شکل 14) و C60ْ شکل (16) در مقایسه با دمای C70ْ شکل (17) بسیار زیادتر است که این مسئله ناشی از تحمل بالای لوکونوستوک مزنتروییدس به دماهای بالا است این باکتری با تولید دکستران کپسولی محافظ برای خود تولید می کند که مقاومت باکتری را در دما بالا می برد . با بررسی شکل (169 مشاهده می کنیم که کمترین میزان قند معکوس در دمای C70ْ و 5/6 = PH است.
3-2-2- دکستران
با بررسی شکلهای (17 و 18 و 19) و جدول (2 – ضمیمه) مشاهده می شود که در تمام موارد با افزایش زمان توقف میزان دکستران موجود در شربت افزایش نشان داده است با توجه به جدول (17) مشاهده می شود که عوامل PH ، دما و زمان نگهداری بر مقدار دکستران اثر معنی دار داشته اند. با بررسی شکل (19) و جدول (2- ضمیمه) مشاهده می شود که در دمای C 70ْ و PH های 5 و 5/6 افزایش بسیار جزیی در مقدار دکستران داشته ایم بطوریکه پس از 48 ساعت به کمتر از دو برابر افزایش یافته است.
در شکلهای (17،18،19)مشاهده می شود که در سه pH مورد آزمایش دمای 50 درجه بیشترین افزایش در مقدار دکستران را در مقایسه با دماهای 60 و 70 درجه سانتی گراد داشته است در 50 درجه نامطلوب ترین شرایط برای نگهداری شربت بوده است .
با بررسی نتایج بدست آمده مشاهده شد که در سه دمای مورد بررسی سرعت تشکیل دکستران در 24 ساعت دوم بیش از 24 ساعت اول است و کمترین افزایش دکستران را در دمای 70 درجه و pH=6.5 نشان می دهد.
با بررسی نتایج حاصل از قند معکوس و دکستران به این نتیجه رسیدیم که بهترین شرایط برای تحمل کمترین خسارت در نگهداری شربت کنترل دو عامل دما و pH است بطوری که شرایط جهت نگهداری شربت دمای 70 درجه و pH=6.5 است.
چکیده :
دراین مطالعه عوامل موثر بر تشکیل دکستران در نیشکر و شربت ،روشهای جلوگیری از آن و نیز تاثیر فرمالین در جلوگیری از تشکیل دکستران ،اثر دکستران بر انحراف پلاریمتری و اثر استات سرب قلیایی بر حذف دکستران را بررسی کردیم و نتایج بدست آمده نشان داد که :
– در آزمایشهای نیشکر نی سبز کمترین میزان تشکیل دکستران را داشت و عواملی مانند آتش زدن ،خرد کردن و تاخیر در آسیاب کردن موجب افزایش میزان دکستران شد .
– بهترین دما و PH برای جلوگیری از تشکیل دکستران و قند معکوس در شربت دمای 70 درجه سانتیگراد و 5/6=PHبود،همچنین افزایش زمان نگهداری باعث افزایش تشکیل دکستران ،و قند معکوس شد.
– بهترین غلظت فرمالین برای جلوگیری از تشکیل دکستران و کاهش کیفیت شربتppm1000 بود.
– استات سرب بازی بعنوان ماده زلال کننده باعث حذف 6/95-8/93 درصد دکستران گردید.
– دکستران خیلی راستگرد است و باعث افزایش پلاریزاسیون نمونه ها گردید.

جدول 17: جدول تجزیه واریانس آزمایشهای انجام شده بر روی نی میانگین مربعهای صفات

درجه آزادی
درصد قند
درجه خلوص
PH
نسبت کیفیت
راندمان
شکرخام
دکستران
قند معکوس
تکرار
2
255/3
508/5
**004/0
667/0
822/2
949/1
924/303
026/0
روش برداشت
2
449/10
484/6
**035/0
844/1
654/7
243/5
**68/60671
**099/9
خطا
4
813/1
732/6
002/0
365/0
643/1
126/1
328/352
068/0
زمان توقف
2
**538/10
**530/33
** 164/0
**855/2
**245/9
**377/6
**46/88143
**757/12
زمان * روش برداشت
4
035/1
*690/7
**024/0
311/0
029/1
7130/0
**15/34827
**053/2
خطا
12
323/1
246/2
003/0
232/0
83/0
567/0
478/187
188/0

3-3 – اثر دکستران بر انحراف پلاریمتری
نتایج حاصل از این بررسی در جدول (4)ضمیمه و شکلهای 20 و 21 نمایش داده شده است با توجه به شکل 20 می توان چنین نتیجه گرفت که افزایش میزان دکستران باعث افزایش کاذب درصد قند می گردد که معادله رگرسیونی بین میزان درصد قند اندازه گیری شده و میزان دکستران به شرح زیر است.
Y=14/1120+0.0008x R =0.994

همچنین شکل 21 نشان می دهد که با اضافه شدن دکستران میزان انحراف در اندازه گیری پلاریمتری نیز افزایش پیدا می کند که می توان گفت هر چه میزان دکستران در شربت و یا شکر زیاد تر بشود میزان انحراف و خطای آزمایش پلاریمتری به شرح زیر می باشد.
Y=0.0005+0.0008X
وجود ضریب تشخیص (R) بسیار بالا برای این دو معادله بیانگر رابطه خطی بسیار قوی بین متغیر های ذکر شده می باشد.

3-4- اثر فرمالین
نتایج حاصل از این بررسی در جدول 5 ضمیمه نشان داده شده است جدول تجزیه واریانس (18) نشان می دهد که غلظتهای فرمالین PPM 1000،750،500 روی درصد ساکاروز و درجه خلوص هیچ اختلاف معنی داری با هم ندارند در صورتی که اثر غلظت فرمالین بر PH در سطح 5% با تشکیل قند معکوس در سطح 1% معنی دار شده است با بررسی جدول 4 ضمیمه به این نتیجه رسیدیم که بهترین غلظت فرمالین جهت جلوگیری از تشکیل دکستران ،قند معکوس و تغییرات PH غلظت PPM1000می باشد در این غلظت میزان تولید قند معکوس و دکستران پس از 24 ساعت بسیار کم می باشد.

3-5- اثر استات سرب بازی بر حذف دکستران
نتایج بدست آمده از این بررسی در جدول 6 ضمیمه نمایش داده شده است همانطور که مشاهده می شود تقریبا 6/95 – 8/93 درصد دکستران افزوده شده به شربت در اثر صاف کردن با استفاده از استات سرب خشک و کاغذ صافی حذف می گردد.گردش نوری دکستران بیش از 3 برابر نوری ساکاروز می باشد که به این دلیل باعث انحراف در آزمایش اندازه گیری قند و ایجاد خطا می گردد ولی با انجام این بررسی ما به این نتیجه رسیدیم که تقریبا تمام دکستران موجود در شربت توسط صاف کردن حذف می گردد و انحراف ایجاد شده در اثر دکستران باقی مانده در شربت بسیار جزئی و ناچیز است و تاثیر قابل ملاحظه ای بر محاسبات ندارد (این آزمایش با دکستران T40 . وشربت اولیه انجام شده و احتمال دارد دکتران های با وزن مولکولی کمتر و یا شربتهای حاصل از شکر خام رفتاری متفاوت با آنچه ذکر شد نشان بدهند.)

منابع
1- آیتی ،م.1359.برگ و خاشاک همراه نیشکر و مسائلی که در بر دارد.گزارش کشت و صنعت کارون.
2- اردهالی،ع.(مترجم).اوکناریو،ث.(مولف) 1373 آثار سوزاندن برگ نیشکر در بلند مدت .مجله صنایع قند ایران شماره(109).363-368.
3- خواجه پور ،م.1370 .زراعت نباتات صنعتی .انتشارات جهاد دانشگاهی تهران . صفحه 251.
4- رضایی،ع.(مترجم).ای .اچ.(مولف).1372 ضایعات قندی ناشی از برداشت مکانیکی محصول نیشکر .مجله صنایع قند ایران .شماره 100.
5- رکاب طلایی .(مترجم).گرهارد ویبر ج(مولف)1373 .تاثیر مکانیزاسیون اقتصادی در نیشکر کاری .شماره 104.ص 10تا24.
6- رکاب طلایی.(مترجم).ریدیج،د.(مولف)1374 .روند مکانیزه کردن برداشت نیشکر مجله صنایع قند ایران .شماره 110.ص 3-13.
7- ریاحی ،الف.1352 قند سازی از نیشکر .جلد دوم .انتشارات دانشگاه تهران ص236.
8- ریاحی،الف.1365.رساله قند سازی از چقندر .انتشارات سندیکای کارخانه های قند و شکر ایران .ص238.
9- سجادی ،الف.(مترجم)سیلین.پی .ام(مولف)1363 تکنولوژی تولید شکر از چغندر قند و تصفیه شکر .انتشارات سندیکار کارخانه های قندو شکر ایران .ص330.
10- سجادی ،الف.1369 .آموزش و تامین نیروی انسانی کار آمد و تحقیقات در صنایع قند .مجله صنایع قند ایران .شماره 84.ص453-448.
11- سجادی الف.1374.آمار و ارقام صنایع قند جهان در سال 94تا 95.مجله صنایع قند ایران شماره 115 .ص408تا411 و خبر نامه مرکز بررسی و تحقیق صنایع قند ایران شماره 172.
12- شیخ الاسلامی ،ر.(مترجم).راینه فلد(مولف)1363 .کنترل آزمایشگاهی کارخانه قند فصل اول .ص80.
13- شیخ الاسلامی ،ر.(مترجم).راینه فلد(مولف)1365 .کنترل آزمایشگاهی کارخانه قند فصل دوم ص219.
14- مرتضوی .ع.و همکاران (مترجم).جیمز .ام .جی(مولف).1372.میکروبیولوژی غذایی مدرن نشر مشهد جلد اول ص 406.
15- مهجوری ،الف.1373.مقابله با دکستران در کارخانه های قند .مجله صنایع قند ایران شماره 105 .ص 107تا 110.

1