ضدکف و روشهای آزمون

   شرکت شیمی فر ایران طی بیش از سی سال تولید ضدکف و عرضه آن به کارخانجات محترم قند و بازدیدهای متعددی که کارشناسان این شرکت از کارخانجات مختلف بعمل آورده اند،  نتایج ملموسی در رابطه با بهبود کیفیت ضدکف و پایین آوردن مصرف آن(مصرف بهینه) در خط تولید کسب کرده اند.

      روش آزمون ضدکف در آزمایشگاه کارخانجات قند متفاوت بوده و این تفاوت سبب می گردد که یک نمونه ثابت ضدکف در یک آزمایشگاه تایید و در دیگری مردود اعلام گردد و چه بسا نمونه تایید شده در آزمایشگاه در خط تولید آنچنان که باید عملکرد مطلوبی نداشته باشد، لذا بر آن شدیم که جزوه حاضر را همراه یک وسیله آزمایشگاهی در اختیار کارخانجات قند قرار دهیم تا چنانچه متخصصین محترم روش پیشنهادی ما را بپذیرند در مرحله اول تمام آزمایشگاه ها با یک روش علمی و ثابت آزمایش مربوط به ضدکف را انجام دهند و در مرحله دوم فاصله آزمایشگاه ها با خط تولید را هر چه کوتاه تر نموده تا نمونه ای که در آزمایشگاه تایید می گردد در خط تولید نیز قطعاً پاسخگو باشد.

روش آزمون ضد کف بوسیله CFT-1

   تشکیل کف در بسیاری از فرآیند های تولیدی امری طبیعی و ناخواسته است. مزاحمت های ایجاد شده در خط تولید مشکلات بسیار جدی و خسارات مادی فراوانی در پی دارد. در عملیات فرآوری مواد غذایی تشکیل کف ممکن است باعث سرزیر شدن و به هدر رفتن مواد، کاهش سرعت عملیات، کاهش ظرفیت ماشین آلات و حتی متوقف شدن خط تولید گردد.

     یکی از صنایع بزرگ فرآوری مواد غذایی که در آن تشکیل کف می تواند مشکل قابل توجهی ایجاد نماید، صنعت تولید شکر است. برخی از عملیات که در پروسه تولید صنایع قند باعث ایجاد کف فراوان  می شوند، عبارتند از: پمپاژ کردن شربت چغندر قند، هم زدن در مراحل مختلف، سقوط آزاد شربت، تبخیر، افزودن گاز دی اکسید CO2   به شربت چغندر قند و شرایط خلاء که شربت با آن مواجه می شود.

     بطور کلی می توان گفت که کف عمدتاً در مراحل اولیه تصفیه یعنی در دیفیوژن(دیفوزیون) و در مرحله یا پروسه استیفن ایجاد می گردد.

 برای اینکه بتوان بر مشکلات ناشی از تشکیل کف مزاحم بطور موثرفائق آمد، باید از مواد ضدکف در نقاط مختلف

 پروسه تولید استفاده نمود. واژه های مختلف بازدارنده کف1، کنترل کننده کف2،ضدکف3، کف زدا(کف شکن)4 برای موادی که جهت کنترل یا ممانعت از تشکیل کف استفاده می شوند، به کار می روند. جلوگیری از تشکیل کف و یا از بین بردن کف تشکیل شده در شربت چغندر قند و دیگر فرآورده های صنایع غذایی از مدتها پیش مورد توجه بوده است. از این رو ضدکف های متعددی با کاربردهای مختلف تهیه و مصرف می شوند. ضدکف ها به گونه ای ساخته می شوند که در برگیرنده مشخصات و خواسته های متنوعی باشند، مانند عدم تبخیر در دمای محیط، سمی نبودن، سازگاری با محیط زیست، داشتن خواص کف زدایی و ممانعت از تشکیل کف جدید، مواد ضدکف عموماً متشکل از طیف وسیعی از مواد شیمیایی و طبیعی هستند که می توان آنها را بر مبنای کاربرد، ظاهر فیزیکی و یا فرمول شیمیایی آن طبقه بندی کرد. طبقه بندی بر اساس فرمول شیمیایی که متداول ترین آنهاست، بشرح ذیل صورت می گیرد:

  1. ضدکف سیلیکونی از جمله ضدکف های بسیار موثر و قوی در سیستم های غیر آبی بشمار می روند. اما از لحاظ آلودگی محیط زیست عموماً مشکل ساز بوده و تولید آنها نیز نیاز به امکانات و تکنولوژی نسبتاً بالایی دارد که هنوز تولیدکنندگان داخلی موفق به تهیه و تولید هیچگونه ماده موثره این نوع ضدکف ها نشده اند. ناگفته نماند که طی چند سال اخیر نوع غذایی ضد کف سیلیکونی نیز تولید و به بازار جهانی عرضه شده است. ولی میزان مصرف با درصد مصرف آن نیز باید در حداقل و یا در محدوده مجازباشد. پلی دی متیل سیلوکسان5 (PDMS)یکی از مهمترین ضدکف های سیلیکونی است که به طورکلی گسترده در صنایع مختلف استفاده می شود.
  2. ضدکف های پودری از جمله ضدکف هایی هستند که به خاطر نبود منابع داخلی برای مواد اولیه آنها و در نتیجه بالا بودن قیمت تمام شده، در حال حاضر کاربردهای بسیار محدودی را در ایران دارند.
  3. ضدکف های مایع بر پایه روغن در آب امولسیون بسیار خوبی را تشکیل می دهند و به همین دلیل در سیستمهای آبی کف زا کاربردهای بسیار وسیعی دارند. این نوع ضدکف ها بطور کلی مبتنی بر روغنهای معدنی6، پارافینیک7، نفتنینک8، روغنها و چربیهای طبیعی9،اسیدهای چرب10، استراسیدهای چرب11، امولسیفایرها12، پخش کننده ها13، خیس کننده ها14، تغلیظ کننده ها15،نگهدارنده ها16، عوامل پیوستگی17، پایدارکننده ها18 و غیره می باشند. لذا با استفاده از مجموعه های مختلف مواد ذکر شده و فرموله نمودن آن می توان ضدکف های متفاوتی برای شرایط مختلف کاری از لحاظ دما، pH و غلظت تهیه کرد.

همچنین با تغییر ترکیب درصد مواد در یک مجموعه یا فرمول کیفیت یا کارایی ضدکف را می توان تغییر داد. لذا برای اینکه بهترین و مناسب ترین ضدکف را از لحاظ میزان مصرف و قیمت تمام شده انتخاب نمود، بایستی نمونه های مختلف ضدکف را در ابتدا مورد آزمایش قرار داده در صورت لزوم انواع مختلف ضد کف را تحت شرایط یکسانی از قبیل دما، زمان، غلظت شربت، شدت هم زدن، ارتفاع یا میزان کف، نوع کف از لحاظ تراکم حبابها، نوع شربت ها( از لحاظ تازه بودن آن) با هم مقایسه نموده تا بتوان بهترین و مناسب ترین نمونه ضدکف را انتخاب کرد.

آزمون ضدکف

بسته به نوع روندکاری، نوع ضد کف، نحوه مصرف آن، روشهای آزمایشگاهی متعددی برای ارزیابی کیفیت و احیاناً مقایسه ضدکف ها وجود دارد، دستگاه آزمایشگاهی که دارای شرایط واقعی سیستم اصلی خط باشد قابل خریداری در بازار نیست. اما در اغلب موارد ارزیابی کیفیت یا عملکرد ضدکف را میتوان با روش های تقریباً ساده در آزمایشگاهها انجام داد. تصویر یک دستگاه آزمایشی را که توسط  J.I.Evansپیشنهاد شده است را نشان میدهد.(پیوست)

 دستگاه آزمایشی فوق که مورد نیاز مبرم هر آزمایشگاه کارخانه قند می باشد، توسط شرکت شیمی فر ایران تهیه و به نام CFT-1در اختیار کلیه کارخانجات قند و آزمایشگاه آنها قرار داده می شود.

    دستگاه CFT-1 متشکل از یک استوانه مدرج است که در حمام روغن یا آب جهت کنترل دما قرار دارد، محلول تشکیل دهنده کف ملاس در داخل استوانه مدرج فوق قرار داده می شود و هوای فیلتر شده با فشار معین (حدودpsig 10) و با دبی 400- 600 سانتی متر مکعب در دقیقه (بستگی به غلظت و چسبندگی ملاس) توسط یک لوله باریک درون محلول دمیده می شود. در انتهای لوله انتقال هوا یک پخش کننده هوا قرار دارد. با دمیدن هوا در محلول، کف ایجاد می شود و با  افزودن ضدکف یا کف شکن به مقدار معین می توان عملکرد ضدکف را در مدت زمان معین مورد ارزیابی قرار داد.

  بر اساس انتظار از عملکرد ضدکف، با دو عنوان زیر، آزمون با دستگاه CFT-1 انجام می گیرد:

– به عنوان کف شکن جهت از بین بردن کف های تشکیل شده

– به عنوان ضدکف جهت جلوگیری کردن از تشکیل کف جدید

طرز کار CFT-1 و ارزیابی عملکرد ضد کف ها

  الف- ارزیابی ضدکف یا کف شکن جهت از بین بردن کف های تشکیل شده به دو طریق امکان پذیر است:

روش اول – مقدار 300-400 میلی لیتر از محلولی که می خواهیم از کف کنندگی آن جلوگیری کنیم را در داخل استوانه مدرج قرار میدهیم. استوانه مدرج را در حمام آب یا روغن می گذاریم و دما را بر حسب نیاز یا مطابق شرایط کاری در خط تولید تنظیم می کنیم. سپس هوای فیلتر شده با فشار دبی مناسب درون محلول می دمیم. بعد از اینکه محلول خوب کف کرد، پمپ هوا را خاموش کرده و ضمن یادداشت ارتفاع کف سه قطره از مواد ضدکف سها شیمی فر CF-730 خالص یا پنج قطره از امولسیون 10-20 درصد آن بوسیله قطره چکان از ارتفاع مناسب (بهتر است از لبه استوانه مدرج) در مرکز استوانه بر روی کف تشکیل شده اضافه می نماییم و سپس ضمن مشاهده شدت عملکردضدکف زمان لازم برای بین بردن حجم معین از کف را اندازه گیری می نماییم. همین عمل را برای سایر نمونه ها از ابتدا تکرار نموده و زمان های یادداشت شده معیار انتخاب نمونه است.

   روش دوم- مقدار 300-400 میلی لیتر از محلولی که می خواهیم از کف کنندگی آن جلوگیری کنیم را در داخل استوانه مدرج قرار می دهیم. استوانه مدرج را در حمام آب یا روغن قرار می دهیم و دما را بر حسب نیاز تنظیم می کنیم.

سپس هوای فیلتر شده را با فشار و دبی مناسب درون محلول می دمیم، بعد از اینکه محلول خوب کف کرد ضمن ادامه عمل هوادهی و یاداشت ارتفاع کف ایجاد شده، مقدار معینی از ضدکف سهاشیمی فر CF-730 (5-10 قطره)خالص یا امولسیون آن را به داخل استوانه اضافه می نماییم و بلافاصله شروع به یاداشت کردن ارتفاع کف در زمانهای معین می نماییم و این کار را تا حدود 10 دقیقه ادامه می دهیم.

روغن هداک، تسهیل کننده سیلان پخت

Viscosity Reducer    CF-750

CF-750 روغن هداک تولیدی شرکت شیمی فر ایران ، محصولی است که به صورت اختصاصی برای کاهش ویسکوزیته پخت و کاهش کشش سطحی فرموله شده است. این ماده باعث تثبیت ضریب جوشش و کریستالیزاسیون و همچنین افزایش راندمان دستگاه های سانتریفوژ و تخلیه راحت تر ملاس می گردد.

مشخصات فیزیکی و شیمیایی:

 رنگ ظاهری:       قهوه ای روشن

    pHماده خالص:     7-6

    دانسیته:             01/0  ±  86/0

مزایای CF-750

الف – در آپارات های پخت:

     افزایش سیالیت بیشتر، درنتیجه افزایش سیرکولاسیون بهتر پخت

     کاهش چسبندگی ذرات

     کنترل لعابزایی یا چسبندگی شربت و نمک های کلسیم

     کاهش زمان جوشش و تشکیل کریستال های با کیفیت بالاتر

     تثبیت بریکس و تخلیه بهتر ملاس

ب –  در کریستالیزاتورها، تانک های شربت و ملاس:

     کاهش ویسکوزیته ماده و ناخالصی ها باعث ایجاد سیالیت بیشتر شده که از تشکیل کف و ته نشینی رسوبات برروی دیواره های تانک جلوگیری می نماید.

ج –  در سانتریفیوژها:

   افزایش سیالیت باعث تخلیه بهتر ملاس و درنتیجه استحصال کریستال های با کیفیت بالاتر می گردد.

   باعث افزایش قابل توجه راندمان سانتریفوژها بویژه در زمان آبشویی می گردد.

میزان مصرف و نحوه تزریق:

        CF-750 می تواند به صورت خالص یا به صورت امولسیون مصرف شود. میزان مصرف بستگی به چند فاکتور ازجمله: خلوص شربت، شرایط و مرغوبیت چغندر یا نیشکر و نحوه و میزان سیرکولاسیون پخت یا ملاس در آپارات ها دارد.

معمولا میزان مصرف به صورت زیر پیشنهاد می گردد:

الف –  در آپارات های پخت:

1- برای پخت های 1 و2:   5/1-1کیلوگرم به ازای هر 100تن پخت.

2- برای پخت 3 : 3-5/1 کیلوگرم به ازای هر 100 تن پخت.

     3- برای زمان دانه دهی و تشکیل کریستال ها: 3-2  کیلوگرم به ازای هر سه آپارات.

برای نتیجه بهتر در آپارات های پخت 1 و2 باید نیمی از  CF-750را بعد از تشکیل دانه ها و نیم دیگر بعد از تکمیل سه چهارم کریستال ها، اضافه گردد.

در آپارات پخت3 کل میزان توصیه شده به صورت چند مرحله یعنی:در آغاز کار، در نیمه کار و قبل از تخلیه پخت اضافه گردد.

ب – در سانتریفیوژها

        توصیه می گردد جهت افزایش هرچه بیشتر راندمان دستگاه ها به میزان  03/0-02/0درصد به جریان آب هنگام آبشویی اضافه  گردد.

ج –  در کریستالیزاتورها و تانک های ملاس

        استفاده از امولسیون 4% (نسبت 1 به25 با آب) توصیه می گردد.

شرایط حمل و نگهداری

کلیه مواردی که جهت حمل، نگهداری و مصرف مواد شیمیایی رعایت می شود، در رابطه با CF-750 ضروری است.

  • در انبار سرپوشیده و در دمای25-10 درجه نگهداری شود.
  • با رعایت شرایط فوق، کیفیت CF-750 برای مدت دو سال پس از تولید حفظ می گردد.

احتیاطات

        با توجه به خواص CF-750 ، تماس آن با پوست مشکلی را ایجاد نمی کند ولی حتی الامکان سعی شود هنگام استفاده از آن، از دستکش و عینک استفاده شود. درصورت تماس با چشم، با آب کافی شستشو داده شود.

بسته بندی:

         CF-750 در بشکه های 220 لیتری پلی اتیلن و یا فلزی با درب پلمپ شده عرضه می گردد.

ضد کف محیط گرم سهـا شیمی فر

CF-730

  ضد کف محیط گرمسهـا شیمی فر محصولی است بر پایه روغنهای معدنی و نباتی که جهت کاهش یا حذف کف ایجاد شده و کنترل یا ممانعت از تشکیل کف در پروسه تولید صنایع قند مورد استفاده قرار می گیرد.

مشخصات فیزیکی و شیمیایی:

فرمولاسیون:  ضدکف بر پایه اسیدهای چرب گیاهی

          شکل ظاهری:  مایع روغنی قهوه ای

           دانستیه :              01/0  ±  86/0

           دمای انجماد :              c 0 0 >

مزایای  CF-730

1-  حذف یا کاهش کف و جلوگیری از تشکیل مجدد کف که باعث بالابردن ظرفیت گنجایش مخازن و دستگاه های مختلف می گردد.

2- افزایش و بهبود بازدهی دستگاه های تبخیر و تقطیر در فرآیند های آبی.

 3-صرفه جویی در مصرف انرژی و آب که بهره وری و بازدهی بیشتر تجهیزات مکانیکی را به دنبال دارد.

موارد مصرف   CF-730

CF-730 در عملیاتی که در پروسه تولید صنایع قند باعث ایجاد کف فراوان می شوند مانند: پمپاژ کردن، اختلاط و هم زدن در مراحل مختلف، سقوط آزاد شربت، تبخیر، افزودن گاز دی اکسید کربن به شربت و شرایط خلاء بکار می رود.

بطور مشخص، در واحدهای زیر مورد استفاده قرار می گیرد:

  1. آب سیلوی انتقال چغندر قند.             4- آب پرس اول
  2. دیفیزیون در محل ورود چغندر به مخزن اختلاط خلال یا شربت.                        5- مرحله اواپراسیون
  3. آب پرس تفاله به منظور جلوگیری از انسداد مجاری.                                       6- قسمت طباخی

میزان مصرف و نحوه تزریق:

        CF-730 می تواند به صورت خالص یا به صورت امولسیون مصرف شود. CF-730 با آب امولسیون شیری رنگ پایداری را می دهد که نهایتاً می توان امولسیون 10% آن را تهیه ومصرف نمود.

      بطور کلی و در شرایط کاملاً مناسب، میزان مصرف CF-730، 020/0 – 015/0 درصد بر حسب میانگین چغندر مصرفی کارخانجات قند پیشنهاد می گردد.

      نکته قابل توجه اینکه میزان مصرف به چند فاکتور مهم از جمله: کیفیت چغندر، خلوص شربت و میزان سیرکولاسیون شربت بستگی دارد. در اثر مرور زمان و در طول فصل بهره برداری با توجه به افت کیفیت چغندر قند، میزان کف ایجاد شده زیادتر و در نتیجه میزان مصرف CF-730 افزایش می یابد.

     CF-730 را می توان به صورت جریان قطره ای یا ممتد در محل های مذکور بر روی خلال یا شربت ریخت و یا آن را بر روی کف ایجاد شده ، اسپری نمود. همچنین می توان با استفاده از پمپ تزریق(ِDosing pump) آن را به شربت بدنه های اواپراسیون و یا طباخی به صورت مستقیم تزریق نمود.

روش تست:

  طبق روش آزمون پیوست، می باید بر روی محلول شربت یا ملاس و با استفاده از دستگاهCFT-1 تست گردد.

شرایط حمل و نگهداری:

کلیه مواردی که جهت حمل، نگهداری  و مصرف مواد شیمیایی رعایت می شود در رابطه با CF-730 ضروری است.

– در انبار سرپوشیده و در دمای 50 – 5 درجه سانتی گراد نگهداری شود.

– با رعایت شرایط فوق، کیفیت CF-730 برای مدت 2 سال پس از تولید حفظ می گردد.

احتیاطات:

        با توجه به خواص CF-730، تماس آن با پوست مشکلی را ایجاد نمی کند ولی حتی الامکان سعی شود هنگام استفاده از آن، از دستکش و عینک استفاده شود. درصورت تماس با چشم، با آب کافی شستشو داده شود.

بسته بندی:

        CF-730  در بشکه های 220 لیتری پلی اتیلن و یا فلزی با درب پلمپ شده عرضه می گردد.

ضدرسوب، ضدجرم برای اواپراتورها در صنایع مختلف

Scale Inhibitor For Evaporating Unit

  CF-440

     CF-440محصولی است پلیمری،محلول در آب، که ضمن جلوگیری از تشکیل رسوبات نمک های کلسیم ( مثل کلسیم کربنات، کلسیم سولفونات، کلسیم فسفات، کلسیم اکزالات)، منیزیم و سیلیس در سیستم های تبادل حرارتی ( محیط آبی) نظیر دیگهای بخار و اواپراتورهای صنایع مختلف، رسوبات معدنی را به صورت سوسپانسیون نگه میدارد که به راحتی از روی سطح برداشته می شود.

     CF-440با حل کردن رسوبات حاصل از سختی آب موجب کنترل رسوبدهی و در نتیجه راندمان حرارتی بالاتر مبدلهای حرارتی می گردد.

   این ماده مخلوطی از پلی اسیدهای خنثی با خاصیت پلی الکترولیتی است که در درجه حرارتهای بالا نیز موثر می باشد.

مزایای CF-440

  1. به راحتی با آب مخلوط می گردد.
  2. مقدار مصرف کم آن در مقایسه با سایر کیلانت ها مانند EDTA
  3. با قابلیت پخش شوندگی (Dispersing) مناسب،با مکانیزم جذب سطحی قوی بلورهای کم محلول در آب، به صورت غیرقابل برگشت از تشکیل رسوب جلوگیری نموده و باعث افزایش انحلال املاح رسوب کننده می گردد.
  4. موجب تشکیل بلورهای نامنظمی می شود که خاصیت چسبندگی آنها به سطح فلز بسیار کم می باشد. بنابراین املاح رسوب شده به صورت ذرات معلق درآمده که به طریقه زیرآب زنی (Blow Down) از سیستم خارج می گردد.
  5. راندمان دستگاه های اواپراسیون را به علت جلوگیری از تشکیل رسوب وافزایش قابل ملاحظه قدرت انتقال حرارت در سیستم اواپراتورها، بالا می برد.
  6. با افزایش درصد مصرف این محصول می توان رسوبات قبلی را نیز از روی سطح داخل دستگاه رفته رفته پاک نمود.
  7. با استفاده از این ماده نیاز به روشها و ابزار حذف مکانیکی رسوبات که خود باعث ایجادآسیب به سیستم می شود، مرتفع گردد.
  8. تشکیل رسوبات را علاوه بر سیستم تبخیری، بر روی وسایل انتقال حرارت نیز کاهش می دهد.
  9. در آبهایی با مقدار سولفات بالا نتیجه بسیار قابل قبولی می دهد و به دلیل نداشتن ترکیبات فسفری و سایر مواد سمی در سیستم فاضلاب ایجاد اشکال نکرده و باعث آلودگی محیط زیست نمی شود.

میزان مصرف و نحوه تزریق

  1.    CF-440 می بایستی بطور یکسان درکل شربت پخش گردد.

2.   CF-440 بسته به تعداد تبخیر کننده ها، نوع آن، حجم و دمای سیستم، در چندمرحله تزریق می گردد.در یک فرمول کلی 50% در تبخیر کننده اول و %50 مابقی به تبخیر کننده های 2 و3 و … به نسبت مساوی تقسیم و تزریق گردد.

  1. مقدار تزریق CF-440 بستگی به سختی ( یون های کلسیم و منیزیم) و دیگر املاح شربت دارد و معمولاً بین 15-3 گرم به متر مکعب (ppm 15-3) است که می توان آن را به شرح زیر عنوان کرد:

الف- در اواپراتورها(Multi Effect Evaporators) : تزریق  ppm 15-6 به شربت تصفیه شده (Clarified Juice) قبل از اولین اواپراتور.

ب-  در مبدل های حرارتی شربت (Juice Heat Exchanger) : تزریق ppm  6-4 به لوله اصلی خوراک بدنه.