بازیافت و استخراج مواد از ضایعات كارخانجات میوه

در ایران و دیگر كشورهای در حال توسعه, بخش عظیمی ا ز مواد غذایی به دلایل گوناگونی از قبیل, عدم فرایند صحیح , عدم وجود سیستمهای حمل و نقل مناسب و غیره تلف شده و معادل آنچه هدر رفته است, بایستی از خارج كشور وارد شود و این به معنای وابستگی است

صنایع غذایی مانند علوم پایه یعنی شیمی ، فیزیك، ریاضی و غیره یك شاخه نسبتاّ مستقلی نیست كه بتوان آن را به تنهایی تعریف كرد، بلكه تركیبی است از چندین علو م پایه و عملی از قبیل ، شیمی ، میكروبیولوژی مهندسی ، تغذیه و اقتصاد. اگر چه صنایع غذایی مانند بسیاری از علوم دیگر با روشهای سنتی آغاز می شود، ولی امروزه این علم نه تنها علمی پیچیده، بشمارمی رود ، بلكه در پیشرفت علوم وابسته نقشی بسیار مهم دارد. مملكت جمهوری اسلامی ایران، مملكتی است كه هدفش عدم وابستگی به قدرتهای استكباری است، مساله خود كفایی و خود اتكایی كشور امر بسیارمهمی بوده، كه این امر وقتی در مورد مواد غذایی مصداق پیدا می كند، از جایگاه ویژه ای برخوردار خواهدشد، زیرا قدرتهای بزرگ سالهاست كه از مواد غذایی به عنوان اسلحه ای كار آمد استفاده می كنند .

در ایران و دیگر كشورهای در حال توسعه، بخش عظیمی ا ز مواد غذایی به دلایل گوناگونی از قبیل، عدم فرایند صحیح ، عدم وجود سیستمهای حمل و نقل مناسب و غیره تلف شده و معادل آنچه هدر رفته است، بایستی از خارج كشور وارد شود و این به معنای وابستگی است. بنابر این بایستی درصدد یافتن راههای كاهش ضایعات و به تبع آن افزایش راندمان صنایع غذایی باشیم و این امر جز در سایه تحقیق ومطالعه میسر نیست.

یكی از راههای كاهش ضایعات مواد غذایی، باز یافت مواد ناشی از ضایعات كارخانجات مواغذایی می باشد، كه بدین ترتیب نه تنها میتوان از ورود تعدادی از مواد وارداتی مورد نیاز بعضی از صنایع جلوگیری كرد، بلكه می توان آنها را به عنوان صادرات غیر نفتی در نظر گرفت كه بدین ترتیب می توان به توسه سیاست اقتصاد بدون نفت یا سیاست متكی به صادرات غیر نفتی كمك كرد.

دراین مقاله به بررسی بازیافت و استخراج مواد از ضایعات كارخانجات آب میوه پرداخته شده است.

۱- بررسی فرایند آب میوه گیری و بازیافت مواد از ضایعات حاصل از صنایع آب میوه مركبات

۱-۲- شرح فرایند آب میوه گیری در صنایع آب میوه

از آب میوه هایی كه به صورت تجاری در ایران تولید می شوند می توان به آب پرتقال، آب انگور، آب آلبالوو آبلیمو اشاره كرد. بطور كلی مراحل تولید آبمیوه بصورت زیر است:

● درجه بندی میوه ها

میوه ها به عنوان مواد اولیه ورودی به كارخانجات آبمیوه محسوب می شوند، كه پس از ورود بایستی درجه بندی شده و میوه های آفت زده و فاسد شده جدا شوند كه به این مرحله درجه بندی(sorting) كفته می شود.

● استخراج آبمیوه

سیستمهای متفاوتی برای استخراج آب میوه ها استفاده می شود كه قدیمی ترین روش، سیستم خرد كردن و پرس كردن میوه ها باشد، كه در نتیجه آن آب میوه از خود میوه خارج می شود.

این روش در مورد استخراج آب لیمودر ایران استفاده می شود. سیستمهای جدیدتر بدین صورت است كه ابتدا میوه مركبات نصف شده و سپس بر روی كاسه هایی شبیه به نصف پرتقال فشرده شده تا آب میوه خارج شود . این سیستم بیشتر برای آب گیری از پرتقال استفاده می شود.

● اسانس گیری

از آنجا كه اسانس موجود در آب میوه تلخ باشد، بایستی از آب میوه جدا شود. جهت جداسازی اسانس از سیستمهای پاششی در خلأ و یا سانتریفوژ آب میوه استفاده می شود.

● فیلتر كردن آب میوه

از آنجا كه آب میوه ها دارای مقادیری گوشت میوه و یاهسته های میوه می باشد، بایستی آنها را از طریق فیلتر كردن جدا كرد.

● فرمولاسیون آب میوه

آب میوه ها پس از فیلتر شدن وارد مخزنهایی شده تا مواد افزودنی و نگه دارنده به آنها اضافه شود.

● هواگیری

آب مركبات دارای مقادیر زیادی ویتامین «ث» می باشد كه اگر در مجاورت اكسیژن، حرارت، نور ویا فلزاتی مانند مس قرار گیرد، سریع اكسید می شود. برای جداسازی اكسیژن از آب میوه، آنرا به صورت یك لایه نازك در یك مخزن تحت خلاء قرار می دهند، تا اكسیژن موجود در آب میوه خارج شود.

۱- جهت ریز كردن ذرات معلق در آب میوه، آن را تحت فشار حدود۱۲۰ بار در داخل دستگاه هموژنایزر، هموژن می كنند.

● پاستوریزه كردن سریع

از آنجا كه میوه نسبت به حرارت حساس می باشد، نبایستی مدت زیادی در مجاورت حرارت بالا قرار گیرد، بنابراین جهت پاستوریزه كردن، دمای آنرا در یك لحظه كوتاه بالا برده و سریع سرد می كنند تا پاستوریزه شود.

● ضایعات حاصل از صنایع آب میوه گیری از مركبات

گزارشهای دانشگاه فلوریدا نشان می دهد كه در سالهای۱۹۹۳تا۱۱۹۴ حدود۵۸ میلیون تن محصول مركباتی درجهان تولید شده است كه حدود%۷۵ از آنها به منظور تولید آب پرتقال مورد استفاده واقع شده است.

كارخانجات آب میوه گیری از مركبات در طی فرایند، مقادیر زیادی دور ریز یا ضایعات دارندكه شامل پوست، غشاء، دانه‍ها و دیگر قسمتهای میوه می باشند كه مقادیر زیادی راتشكیل می دهند. چنانچه از این مواد به گونه ای استفاده نشود، مشكلات زیادی از لحاظ دفع آنها برای كارخانه ایجاد می شود.

● استفاده از ضایعات كارخانجات آب میوه گیری

بر اساس مدارك طبقه بندی شده ای كه در دسترس می باشد، محصولات جانبی زیادی توسط كارخانجات اب میوه گیری از مركبات در كالیفرنیا تهیه می شود، كه شامل اسانسها، پكتین، خلال خشك شده، پوره ، سیتریك اسید، الكل و سركه می باشند.

●●محصولات جانبی صنایع آب میوه گیری از مركبات

● پالپ خشك شده و ملاس

پوست و بقایای میوه، به كارخانه تهیه غذای دام منتقل می شود. عمل خشك كرد ن ضایعات مرطوب منجر به كاهش رطوبت این مواد از %۸۰ به %۱۰ می شود.

نقطه بحرانی این فرایند، در زمان اضافه كردن آب آهك به پوست میوه می باشدكه موجب می شود، طی عمل پرس كردن و فشردن پوستها، اب موجود در پوستها خارج شود در روش جدید تهیه غذای دام از ضایعات كارخانجات آب گیری از مركبات، مایع استخراجی حاصل از پرس كردن ضایعات و پوست میوه ها بوسیله یك تبخیر كننده كه تحت منبع انرژی حرارتی بخار قراردارد، تغلیظ می شود. این عمل تغلیظ بطور مداوم انجام می شود تا اینكه این مایع غلیظ شده به شیره ای با درجه بریكس[۱] ۵۰ درجه تبدیل شود. اما با انجام موازنه جرم در طول فرایند و انجام محاسبات لازم دیده شد كه بایستی بریكس شیره به ۷۰درجه برسد. اما قبل از خشك كردن این شیره بدست آمده توسط خشك كن، مقداری از آن را به پوستهای میوه ها كه هنوز فرایندی بر روی آنها انجام نشده است بر میگردانند كه نهایتأ در اثر تخمیر می تواند منجر به تولید یك نوع مشروب الكلی گرد.

آب میوه حاصله كه بطور معمول از پرتقال و گریپ فروت رسیده تهیه می شود، برای پرتقال حدود %۵۵ و گریپ فروت حدود%۴۸ از وزن كل میو ه رسیده را تشكیل می دهد. مقدار پالپ خشك شده و شیره (ملاس) بدست آمده در ضمیمه ۱ قید شده است. (۱۹۹۳ ؛ FCPA)

● روغنهای سرد فشرده و اسانسها و دی – لیمونن

روغنهای سرد فشرده را می توان بوسیله سانتریفوژ كردن امولسیون روغن و آب حاصل از پرس كردن پوست مركبات بدست آورد.

دراثر تقطیر كردن فاز اسانس موجود در مخلوط آب و روغن در طول فرایند تبخیر كه به منظور غلیظ ساختن این مخلوط انجام می شود، اسانس بدست می آید.

مقدار محصول بدست آمده از میوه بسته به فاكتورهای زیادی مانند: دستگاهای مورد استفاده و شرایط عملیات، فصل رشد میوه و گوناگونی میوه، متفاوت می باشد، ولی با این حال امكان دارد بازیافتهای به عمل آمده از ضایعات تولید ، كمتر از %۵۰ از این مقادیر باشد و یا در یك فرایند خوب، حتی بیش از %۶۰ بازیافت داشته باشیم.

دی لیمونن(d-limonen ) ، تركیب اصلی روغن پوست مركبات می باشد كه با دكانتاسیون( جداسازی از طریق ایجاد چند فاز مختلف در دكانتور) از جریان ملاس ( شیره ) بدست آمده از تبخیر كننده حاصل می شود. بطور كلی مقدار بازیافت، به بازدهی فرایند بازیافت روغن سرد فشرده بستگی دارد. به عبارت دیگر اگر هیج روغن سرد فشرده ای باز یافت نشود، همانطور كه نمی توان هیچ روغنی را از میوه های وسط سال در فصل رشد استخراج كرد، همه دی- لیمونن ها در پوست میوه ها باقی می ماند و استخراج نشده به غذای دام منتقل می گردد. اگر روغن استخراجی به %۶۰ برسد، بطوری كه این عمل در مورد پرتقال والنسیا (Valancia) انجام می شود، روغن كمتری به منظور بازیافت دی لیمونن باقی می ماند.

بر اساس گزارشات داده شده، مقدار بازیافت واقی دی – لیمونن در حدود ۵./. تا ۷./. كیلوگرم بازای هر جعبه پرتقال می باشد.

اكثر موارد استفاده دی- لیمونن به خاطر خاصیت حلالیت( حلال بودن ) و خاصیت شیمیایی آن می باشد.

منابع مورد استفاده

۱- ملكی، مرتضی- دخانی، شهرام- صنایع غذایی ، جلد اول، انتشارات دانشگاه شیراز. ۱۳۷۰

۲- فرجی، رستم- اصول نگهداری مواد غذایی، انتشارات شیراز، ۱۳۷۱

۳-Brddoc R.J.BY products of CitrusFruit .food Technoiogy.(۹).۷۴-۷۷.۱۹۹۵.

۴-Tressler.D.K.and joslyn .M.A. Fruits and Vegetable juice Processing Technology.AVI.Westport.Conn ۱۹۷۱

محمد ایزدی فر

دانشجوی دكترای مهندسی شیمی –صنایع غذایی- دانشگاه تهران

---