فرآیند تولید شکر سفید و محصولات جانبی (ملاس، تفاله تر و خشک) از چغندر قند و همچنین تصفیه و تبدیل شکرخام:

1- کاشت داشت و برداشت چغندر 

چغندر قندهای رسیده و سالم - اماده برداشت هستند و معمولاً قبل از حمل به کارخانه سر و دم انها قطع شده و بهتر است که تا حد امکان عاری از مواد خارجی باشد 

2- تحویل دادن چغندر قند به کارخانه 

چغندر ها معمولاً با کامیون به کارخانه حمل شده و پس از توزین کامیون همراه با محموله آن در قسمت توزین کامیون همراه با محموله آن در قسمت توزین - کامیون به قسمت عیار سنجی رفته و با دستگاه روپرو از چغندر ها نمونه برداری می شود تا در صد قند ( عیار ) نمونه های اندازه گیری شود . پرداخت قیمت چغندر بر اساس وزن خالص چغندر و در صد قند آن و همچنین با توجّه به درصد افت وزنی مربوط به خاک و گل و سایر نا خالصیهای همراه چغندر - انجام می شود.

3- تخلیه چغندر و نگهداری آن در سیلو :

پس از تخلیه چغندر توسط دستگاه تخلیه در سیلو - چغندرها باید تا زمان مصرف در سیلو نگهداری شوند . باید از نگهداری طولانی مدت چغندر قند در سیلو اجتناب کرد- زیرا چغندر در سیلو با پدیده افت وزن و ضایعات قندی در اثر تنفس و فساد میکروبی مواجه خواهد شد .

4- انتقال چغندر به محل فرآیند 

غالباً برای انتقال چغندر از سیلو به محل فرایند از جریان آب استفاده می شود. در ضمن انتقال چغندر به حوض شستشوی چغندر، سنگ گیری و علف گیری نیز انجام می شود. 

5- شستشو ی چغندر 

شستشوی چغندر با استفاده از آب و در دستگاهی به نام حوض شستشو به شکل نیم استوانه انجام می شود که در آنها با حرکت بازوهای گردان و ساییدن چغندر ها بهم عمل شستشو صورت می گیرد 

6- تهیه خلال چغندر 

برای تسهیل استخراج قند از چغندر لازم است که انرا بصورت رشته های باریکی  به نام خلال در اورد این کار در دستگاهی معروف به آسیاب خلال  صورت می گیرد.  اندازه و شکل و ضخامت خلال ها بر راندمان عصاره گیری از آنها تاثیر زیاد دارد. از خلال های تولیدی نمونه برداری شده و در صد قند آنها طی آزمایشی که اصطلاحاً دیژسیون خوانده می شود، اندازه گیری می گردد. خلال ها قبل از ورود به مرحله بعد با ترازوهای مخصوصی توزین می شوند. لذا با داشتن وزن و درصد قند آنها می توان مقدار قند وارد شده به فرآیند را تعیین کرد.

7- استخراج قند از خلال (دیفوزیون)

به این مرحله شربت گیری - عصاره گیری -دیفوزیون نیز گفته می شود. عمل استخراج قند از خلال در دستگاه دیفوزیون یا دیفیوزر و یا استفاده از خاصیت انتشار و فشار اسمزی که مربوط به اختلاف غلظت در داخل و خارج از سلولهای خلال است، صورت می گیرد. برای خروج  بهتر مواد قندی از خلال از حرارت و بهم زدن نیز کمک گرفته می شود. معمولاً در دیفیوزر آب گرم و خلال در دو جهت مخالف هم حرکت کرده و مواد قندی به تدریج از خلال استخراج می شود و در نهایت از یک طرف دستگاه شربت خام و از طرف دیگر تفاله خارج می شود تفاله در حقیقت خلالی است که قند موجود در آن تا حد امکان گرفته شده است. البته معمولاً مقدار کمی قند در آن باقی می ماند که جزو ضایعات قندی کارخانه محسوب می شود و استخراج آن مقرون به صرفه نیست.

8- خشک کردن تفاله 

تفاله تر خروجی از دیفیوز تحت فشار قرار گرفته و مقدار زیادی از آب آن که محتوی مواد قندی است جدا شده و مجدداً به دیفیوزر بازگشت داده می شود. تفاله حاصل بنام تفاله تر پرس شده خوانده می شود که می تواند مستقیماً به فروش رفته و به مصرف خوراک دام برسد و با اینکه به قسمت تفاله خشک کنی منتقل شده و در آنجا به تفاله خشک تبدیل شود که بعنوان خوراک دام مصرف دارد. برای افزایش ارزش تغذیه ای تفاله برای دام اغلب به آن ملاس نیز افزده می شود. 

9- تصفیه شربت خام

شربت خام خروجی از دیفیوزر رنگ خاکستری متمایل به سبز داشته و ناخالصی زیادی دارد، لذا باید آن را تصفیه کرد. در متداولترین روش تصفیه شربت خام از شیرآهک و گاز کربنیک برای جدا سازی ناخالصیها استفاده می شود. در این روش مراحل ذیل وجود دارد.

   الف- تهیه شیر آهک و گاز کربنیک 

این عمل در کوره آهک انجام می شود و سنگ آهک را با استفاده از حرارت، به آهک و گاز کربنیک تبدیل می کنند. با حل کردن آهک در آب شیر آهک بدست می آید که همراه با گاز کربنیک در تصفیه شربت خام بکار می رود.

ب- زدن شیرآهک  به شربت یا دفکاسیون 

زدن شیرآهک به  شربت خام معمولاً در دو مرحله انجام می شود. ابتدا آهک زدن مقدماتی یا پرشولاژ که حدود 0.1 آهک مصرفی به شربت زده می شود و بعد مرحله آهک زدن اصلی یا شولاژ که بقیه آهک لازم بصورت شیرآهک به شربت خام  زده می شود. آهک با ناخالصی های موجود در  شربت خام واکنش داده و ایجاد ترکیبات کلسیم می کند. اغلب این ترکیبات آماده رسوب کردن و جدا سازی از شربت هستند. 

ج- زدن گاز کربنیک به شربت 

به این فرآیند کربناسیون یا اشباع یا ساتراسیون یا کربناتاسیون نیز گفته می شود. در این قسمت به شربت  آهک خورده اغلب طی دو مرحله یعنی کربناسیون یک و کربناسیون دو گاز کربنیک می زنند. در نتیجه در اثر ترکیب شدن آهک موجود در شربت و گاز کربنیک، کربنات کلسیم ایجاد می شود. کربنات کلسیم ضمن رسوب کردن مقدر زیادی از ناخالصی های شربت را  رسوب داده و جدا سازی می کند.

د- صاف کردن 

پس از زدن گاز کربنیک به شربت در مرحله کربناسیون یک مقداری از نا خالصی های شربت به همراه کربنات کلسیم شروع به رسوب کردن می کند. این شربت به دستگاه ته نشین سازی که دکانتور (یا فیلترهای دکانتور) یا کلاریفایر نیز خوانده می شود انتقال یافته و مواد رسوبی آن جدا می شوند. به این رسوبات اصطلاحاً گل کربنات کلسیم یا خاک کربناته گفته می شود شربت بدست آمده از بالای دکانتور به مرحله بعدی ( کربناسیون 2) می رود و گل ته نشین شده که مقداری قند دارد به دستگاه صافی تحت خلا یا ممبران فیلتر می رود و مقداری از مواد قندی جدا سازی شده و گل باقی مانده برروی صافی خلاء گرچه هنوز مقدار اندکی قند دارد. اما این گل را به خارج از کارخانه حمل کرده و قند باقی مانده در آن به عنوان ضایعات قندی گل به حساب می آید. شربتی که به کربناسون دوم رفته پس از زدن گاز کربنیک به آن مجدداً در صافی های دیگری صاف شده و در نهایت شربت رقیق تصفیه شده بدست می آید. مراحل تصفیه بیان شده را تصفیه کلاسیک نیز می گویندکه با روشهای معمول در بعضی کارخانه ها ممکن است تفاوت هایی داشته باشد. 

10- تغلیظ شربت یا اواپراسیون

شربت رقیق غلضت کمی دارد و درصد مواد جامد آن برای مثال حدود 17-15 درصد است. لذا باید آن را غلیظ کرد. این کار در دستگاههای تغلیظ کننده یا اواپراتور با استفاده از بخار انجام می شود. به منظور کاهش هیدرولیز قند و تغییر رنگ شربت، تحت تاثیر حرارت بالا و همچنین برای صرفه جویی در مصرف انرژی عمل تغلیظ شربت در سیستم های تغلیظ چند مرحله ای و تحت خلاء در دمای پایین تری انجام می شود. در نهایت بریکس شربت غلیظ ( برای مثال تا حدود 60٪) می رسد. 

 در مرحله کریستالیزاسیون، شربت به صورت فوق اشباع درآمده و راندمان کریستالیزاسیون را بالا می برد. کریستالیزاسیون به دو روش صورت می گیرد:

 1- روش حرارت دادن – تبخیر کردن و رساندن محلول به حالت اشباع و فوق اشباع

 2- با استفاده از سرد کردن از هر دو روش در صنعت قند استفاده می شود. 

عمل کریستالیزاسیون در دستگاهی به نام آپارات انجام می شود. در کریستالیزاسیون باید شربت گرم و تغلیظ شود. در قست پایین آپارات، لوله های مبدل های حرارتی وجود دارند و یک لوله بزرگتر در وسط آن قرار دارد داخل لوله ها شربت حرکت نموده و از پشت لوله بخار می گذرد و شربت شروع به جوشش می نماید.

 خصوصیات پخت توسط آپارات: 

1- لوله های آپارات نسبت به اواپراسیون بزرگتر هستند تا بتوانند میزان شربت بیشتری را عبور دهند.

 2- آپارات ها به صورت bach ( ناپیوسته) کار می کنند و شربت در داخل لوله حرکت رفت و برگشتی دارد تا بتواند به حالت اشباع و فوق اشباع برسد.

 3- آپارات های پخت تحت خلاء اند و در خلاء نقطه جوش پایین می آید و در درجه حرارت کم، مایع شروع به جوشش می نماید و شربت با حرارت کم نمی سوزد و به جوش آمده و ضایعات قندی کم می شود.

 بخار را باز کرده تا شربت شروع به جوشش نماید و بعد خلاء را ایجاد نموده و شیر را باز کرده تا مخزن پر از شربت شود و بعد مدت زمانی صبر کرده تا شربت به حالت اشباع و فوق اشباع برسد اما این حالت برای کریستال زدن کافی نیست و باید برای آن شرایطی را ایجاد نماییم و به دو روش می توان این شرایط را ایجاد نمود. 

1- بعداز آنکه مخلوط به حالت اشباع رسید به آن پودر شکر یا مایه پخت اضافه نموده تا کریستال تشکیل شود.

 2- استفاده از پودر شکر بهتراست چون کریستال ها یکنواخت و یک اندازه است به شرط آن که پودر قند به تمامی مخزن به یک اندازه برسد وگرنه کریستال ها ریز خواهند شد. 

سه روش در کریستالیزاسیون وجود دارد: ( روش های کریستالیزاسیون) 

1- آپارات پخت I 

2- آپارات پخت II 

3- آپارات پخت III 

آپارات پخت I :

 شربت غلیظ را وارد آپارات پخت I کرده تا شربت بجوشد و به فوق اشباع برسد و بعد پودر شکر را اضافه نموده و در مرحله بعد شیر تخلیه را باز نموده و پخت را تخلیه نموده و وارد رفریژرانت کرده که در واقع سرد کننده است و در عمل کریستال ها را حرارتش را کم کرده و در حقیقت ادامه کریستالیزاسیون است و بخشی دیگر از کریستال ها در این مرحله تشکیل شده. درجه حرارت پخت 80- 75 درجه سانتیگراد است. 

 رفریژرانت یک مخزن مکعب مستطیل یا تانکر مانند  است که در آن همزنی وجود دارد که به طور یکنواخت شربت را سرد می نماید و با سرعت مشخصی می چرخد، چون اگر سرعت چرخش زیاد باشد کریستال ها شکسته می شوند و بعداز رفریژرانت شکرها وارد سانتریفوژ شده.

 سانتریفوژ: 

یک سبد توری شکل است که پخت داخل آن ریخته شده و از این توری ها به علت سرعت زیاد پس آب خارج شده و شکر روی توری باقی می ماند و بدان پس آب ضعیف گویند. کریستال روی توری با آب شسته می شوند تا رنگی که روی سطح کریستال هاست از بین برود و بعداز شستشو با آب از نازل بخار استفاده کرده تا اگر آبی بر روی سطح کریستال ها مانده خارج شود و به آبی که بر روی کریستال ها ریخته می شود و از توری خارج می شود، پس آب قوی گویند زیرا مقداری از کریستال را در خود حل می نماید و در صد خلوص بالایی دارد. بعداز بخار زدن دستگاه را خاموش کرده و از دریچه زیر سانتریفوژ شکرها خارج می شوند. شکری که از آپارات I حاصل شده است، شکر درجه 1 است و این شکر را وارد خشک کن کرده و رطوبت آن را کم کرده و بعد دسته بندی و به انبار فرستاده و اگر به خواهیم از این شکر قند تهیه کنیم وارد حل کن شکر کرده و بدان آب اضافه نموده و از آن محلولی تهیه می شود که Bx=60 و کلرس I نام دارد و این محلول را وارد قند سازی نموده.

 آپارات II 

تمام شکر به کریستال تبدیل نشده و در پس آب مقدار زیادی شکر داریم و این پس آب ضعیف را به عنوان خوراک در آپارات پخت II وارد می کنیم. که از لحاظ شکل و نحوه کار با آپارات I یکسان است و دوباره مواد را حرارت داده و بعد به رفریژرانت برده و خنک نموده وبه سانتریفوژ انتقال داده و دوباره پس آب و شکری، به دست آمده که بدان شکر درجه 2 می گوییم که زردرنگ است و باید درصد خلوص آن را بالا ببریم و شکر را به ظرف شکر حل کن فرستاده و با آب حل نموده و محلولی با Bx=60 که به نام کلرس II است. این محلول را از صافی عبور داده و دوباره وارد آپارات پخت I نموده و مراحل را ادامه داده تا شکر درجه 1 حاصل شود.

 آپارات III 

در کریستال آپارات II هم یک مقدار پس آب داریم که شکر حل شده درآن است بنابراین پس آب II را به عنوان خوراک به پخت III فرستاده و در این پخت شکری به دست آمده که کاملا قهوه ای است و خلوص آن بسیار پایین است و بدان شکر درجه 3 گویند. 

پس آب به دست آمده از سانتریفوژ III ملاس است و دیگر کریستالیزاسیون را بر روی آن انجام نداده چون مقرون به صرفه نیست و از روش های دیگر مثل کروماتوگرافی یا استفن برای قندگیری از ملاس استفاده می گردد . ملاس به عنوان ماده جانبی تولیدی در کارخانه قند برای مصرف خوراک دام و تهیّه الکل و خمیرمایه مورد استفاده قرار می گیرد.