กระบวนการผลิตน้ำตาล มิตรผล

กระบวนการผลิตน้ำตาลทราย

กระบวนการผลิตน้ำตาลทรายของโรงงานอุตสาหกรรมน้ำตาลทรายส่วนใหญ่จำแนกออกได้เป็น 4 ขั้นตอนหลัก แสดงดังรูป 

*หมายเหตุ*

         น้ำตาลทรายขาว (White Sugar) เป็นน้ำตาลที่ได้จากการสกัดเอาสิ่งเจือปนออกจากน้ำตาลทรายดิบ โดยใช้ปูนขาวเป็นสารหลักและใช้ความร้อนตลอดจนการกรอง เพื่อทำให้มีความบริสุทธิ์มากขึ้น น้ำตาลทรายขาวเป็นน้ำตาลทรายที่ประชาชนนิยมบริโภค รวมถึงใช้เป็นวัตถุดิบในโรงงานอุตสาหกรรมอาหาร
         น้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์ (Refined Sugar) มีกระบวนการผลิตคล้ายกับการผลิตน้ำตาลทรายขาว แต่มีความบริสุทธิ์มากกว่า มีลักษณะเป็นเม็ดสีขาวใส นิยมใช้ในอุตสาหกรรมที่ต้องใช้น้ำตาลที่มีความบริสุทธิ์มาก เช่น อุตสาหกรรมยา เครื่องดื่มประเภทน้ำอัดลม และเครื่องดื่มบำรุงกำลัง  

สำหรับรายละเอียดของแต่ละขั้นตอนการผลิต มีดังนี้

- การรับอ้อยและหีบอ้อย

ข้อมูลทั่วไปสำหรับการรับอ้อย-เตรียมอ้อย-หีบอ้อย

การรับอ้อย-เตรียมอ้อย

อ้อยที่เก็บเกี่ยวจากไร่จะถูกขนถ่ายมาถึงโรงงานจะผ่านการชั่งน้ำหนัก จากนั้น อ้อยจะถูกเทลงบนสะพานอ้อยบริเวณแท่นเทและลงสู่สายพานลำเลียง อ้อยจากสายพานลำเลียงจะไหลเข้าสู่เครื่องตีอ้อย(leveller) เครื่องสับอ้อย เครื่องย่อยอ้อย(shredder) เพื่อทุบและฉีกย่อยท่อนอ้อยให้เป็นฝอยละเอียด ซึ่งจะช่วยให้สามารถสกัดน้ำอ้อยออกจากอ้อยได้มากที่สุด

การหีบอ้อย

อ้อยที่ผ่านการเตรียมจนเป็นเส้นฝอยละเอียด จะถูกลำเลียงเข้าไปในชุดลูกหีบที่ทำหน้าที่สกัดน้ำอ้อยออก โดยมีการฉีดพรมน้ำร้อนลงบนท่อนกากอ้อยเพื่อเจือจางน้ำอ้อยเข้มข้นที่ติดค้างอยู่ภายในกากอ้อยที่ออกจากลูกหีบลูกหน้าของลูกหีบชุดสุดท้าย และส่งน้ำอ้อยจากลูกหีบชุดสุดท้ายย้อนข้ามชุดที่ขวางหน้าไปพรมกากอ้อยที่ออกจากลูกหีบลูกหน้า น้ำอ้อยที่สกัดออกมาได้ยังมีสิ่งปนเปื้อนจำพวกดิน ทราย และเศษกากอ้อยละเอียดปะปนอยู่ค่อนข้างมาก จึงถูกสูบเข้าตะแกรงหมุน เพื่อกรองเอากากอ้อยละเอียดที่ปนมาในน้ำอ้อยรวมออก

น้ำอ้อยที่ผ่านการกรองแล้วจะถูกส่งต่อไปยังถังพักเพื่อรอส่งไปกระบวนการทำใส และต้มเคี่ยวผลิตน้ำตาลทรายดิบต่อไป ส่วนกากอ้อยละเอียดที่แยกได้จะถูกส่งกลับไปทำการสกัดน้ำอ้อยที่หน้าลูกหีบหรืออาจใช้เป็นสารช่วยกรองให้ขั้นตอนการทำน้ำอ้อยใส

สำหรับกากอ้อยที่ออกจากลูกหีบชุดสุดท้าย ซึ่งมีน้ำตาลเหลืออยู่น้อยมากและมีความชื้นประมาณร้อยละ 52 ส่วนใหญ่จะถูกส่งไปเป็นเชื้อเพลิงเผาไหม้ภายในหม้อน้ำเพื่อผลิตไอน้ำมาให้ในกระบวนการผลิตและผลิตไฟฟ้าต่อไป

ข้อมูลการใช้วัตถุดิบ/ทรัพยากรผลิต ผลิตภัณฑ์ และของเสียที่เกิดขึ้น

    วัตถุดิบ และทรัพยากรที่ใช้ในกระบวนการรับอ้อย-เตรียมอ้อย-หีบอ้อย จนกระทั่งได้เป็นน้ำอ้อยรวมซึ่งเป็น ผลิตภัณฑ์หลักของโรงงาน และของเสียที่เกิดจากกระบวนการนี้ มีดังนี้

- การผลิตน้ำตาลทรายดิบ

ข้อมูลทั่วไปสำหรับการผลิตน้ำตาลทรายดิบ

การทำใสน้ำอ้อย

น้ำอ้อยที่ผ่านการกรองแยกกากละเอียดและทรายออกแล้ว จะถูกส่งมายังหม้ออุ่นชุดที่ 1 ก่อนเพื่อให้น้ำอ้อยมีอุณหภูมิประมาณ 75 องศาเซลเซียส จากนั้นจะไหลผ่านเครื่องชั่งน้ำอ้อยแล้วมาผสมรวมกับน้ำปูนขาวที่มีความเข้มข้นประมาณ 12 บริกซ์ (ส่วนผสมระหว่างน้ำเชื่อมกับน้ำปูนขาว) เพื่อให้น้ำอ้อยมีค่าความเป็นกรด-ด่างอยู่ในช่วง 7.6 จากนั้นน้ำอ้อยจะถูกส่งเข้าสู่หม้ออุ่นชุดที่ 2 เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาระหว่างน้ำปูนขาวกับน้ำอ้อย โดยควบคุมอุณหภูมิให้สูงเกินจุดเดือดเล็กน้อย อยู่ที่ 103 องศาเซลเซียส แล้วจึงส่งไปเข้าถังระบายไอ หลังจากนั้นจึงเติมสารเคมีที่เรียกว่า “น้ำยาพักใส”เพื่อช่วยในการตกตะกอนแล้วจึงส่งน้ำอ้อยไปตกตะกอนและทำใสถังพักใส

ภายในถังพักใส สิ่งปนเปื้อนต่างๆจะจมอยู่ที่ก้นถังกลายเป็นโคลน ส่วนน้ำอ้อยใสที่ลอยอยู่ชั้นบนของแต่ละถังจะปล่อยลงสู่ตะแกรงละเอียด เพื่อแยกเอากากอ้อยเล็กๆ ที่อาจปนกับน้ำอ้อยออก น้ำอ้อยที่ผ่านการกรองแล้วเรียกว่า “น้ำอ้อยใส”จะถูกส่งต่อไปยังหม้อต้มต่อไป

สำหรับโคลนที่จมอยู่ก้นถังพักใส จะถูกดึงมาผสมกับกากอ้อยละเอียดในถังผสม แล้วนำไปกรองที่หม้อกรองระบบสูญญากาศ เพื่อดูดน้ำตาลที่ติดมากับโคลนออกก่อนที่จะทิ้งกากตะกอนหม้อกรองออกไป ส่วนน้ำอ้อยที่แยกออกมาได้จะถูกส่งกลับไปรวมกับน้ำอ้อยที่ส่งมาจากลูกหีบเพื่อส่งวนกลับเข้าในระบบอีกครั้ง

การต้มระเหยน้ำอ้อย

น้ำอ้อยที่ผ่านการทำใสแล้ว จะถูกนำเข้าสู่ชุดหม้อต้มแบบ Multi Effect Evaporator เพื่อระเหยเอาน้ำออก(ประมาณร้อยละ 70) น้ำอ้อยเมื่อผ่านการต้มจนถึงหม้อต้มชุดที่ 5 จะมีความเข้มข้นเพิ่มขึ้นจาก 10.1-18.5 บริกซ์ เป็น 55-66 บริกซ์ ซึ่งเรียกว่า น้ำเชื่อมดิบ(Syrup) จะเก็บไว้ในถังพักน้ำเชื่อม เพื่อส่งเข้าสู่กระบวนการเคี่ยวและปั่นน้ำตาลทรายดิบต่อไป

สำหรับไอน้ำที่ใช้ระเหยน้ำอ้อยที่หม้อต้มชุดที่ 1 ซึ่งเป็นไอเสียที่ได้จากเครื่องกังหันไอน้ำ จะกลั่นตัวเป็นหยดน้ำที่เรียกว่า คอนเดนเสท(Condensate) และถูกส่งไปยังถังพักเพื่อเตรียมส่งเข้าสู่หม้อไอน้ำของโรงงานอีกครั้ง ส่วนไอระเหยของหม้อต้มชุดที่ 2 ถึงหม้อต้มชุดที่ 5 และหม้ออุ่นน้ำอ้อยเมื่อกลั่นตัวเป็นคอนเดนเสทแล้ว ทั้งหมดจะถูกส่งเข้าสู่ถังพักน้ำร้อน เพื่อนำกลับไปใช้พรมกากอ้อยที่ลูกหีบ การต้มและการเคี่ยวน้ำตาลด้วย

การเคี่ยวและปั่นน้ำตาลดิบ

การเคี่ยวน้ำตาล เป็นการตกผลึกน้ำตาลเพื่อแยกออกจากสิ่งปนเปื้อนที่ปนมากับน้ำเชื่อมที่ส่งมาจากถังพักน้ำเชื่อม น้ำเชื่อมจะถูกนำมาเคี่ยวจนมีความเข้มข้นมากขึ้นจนกระทั่งเกิดผลึก เรียกว่า “แมสควิท(Massecuite)” ซึ่งมีน้ำเหลืออยู่ประมาณร้อยละ 3-5 หลักการเคี่ยวน้ำตาล จะอาศัยการแลกเปลี่ยนความร้อนของไอน้ำที่ระเหยออกจากหม้อต้มชุดที่ 2 กับน้ำเชื่อมโดยผ่านท่อสแตนเลสในหม้อเคี่ยวที่มีสภาพเป็นสุญญากาศ ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิจุดเดือดของน้ำตาลอยู่ที่ประมาณ 65 องศาเซลเซียส น้ำคอนเดนเสทที่ได้จะถูกส่งกลับมาใช้ในกระบวนการผลิต

ทั้งนี้ ในระหว่างการเคี่ยว จะมีการนำผลึกน้ำตาลคุณภาพต่ำมารวมกับน้ำร้อนหรือน้ำเชื่อมดิบ เพื่อใช้เป็นหัวเชื้อหรือแมกม่า เติมลงไปในหม้อเคี่ยว เพื่อกระตุ้นให้น้ำตาลในน้ำเชื่อมมาเกาะตกเป็นผลึกพร้อมกับการเคี่ยวไปด้วย เพื่อรักษาความเข้มข้นให้สมดุลซึ่งจะช่วยให้โมเลกุลของน้ำตาลมีการรวมตัวเป็นผลึกน้ำตาลที่มีขนาดใหญ่ขึ้น ได้เป็นผลึกน้ำตาลและน้ำเลี้ยงผลึก(Mother Liqour) รวมอยู่ด้วยเรียกว่า แมสควิท เมื่อผลึกน้ำตาลมีขนาดใหญ่ตามที่ต้องการ แมสควิทจะถูกส่งไปพักเลี้ยงผลึกที่รางกวนอีกระยะหนึ่ง ซึ่งการพักตัวและลดอุณหภูมิในรางกวนให้ต่ำลง จะช่วยให้โมเลกุลของน้ำตาลเกิดการเกาะตัวที่ผลึกได้มากขึ้น จนมีขนาดน้ำตาลตามที่ต้องการ จากนั้นจึงส่งไปปั่นแยกผลึกน้ำตาลออกจากน้ำเลี้ยงผลึกที่หม้อปั่น

โรงงานน้ำตาลส่วนใหญ่จะใช้ระบบการเคี่ยวและปั่นแบบ C-B-A โดยเริ่มจากการเคี่ยวน้ำเชื่อมดิบที่ผ่านการต้มแล้ว โดยใช้หัวเชื้อจากแมกม่าบี(Magma B) และน้ำเหลือง(Molasses) ของน้ำตาลขาว ได้เป็นแมสควิทเอ จากนั้นแมสควิทเอจะเข้าหม้อปั่นแยกน้ำเหลือง(Molasses) และน้ำตาลออกจากกัน โดยระหว่างปั่นจะมีการฉีดน้ำร้อนเพื่อล้างผลึกน้ำตาลให้สะอาดเพื่อให้ได้น้ำตาลชนิดความหวานสูงหรือที่เรียกว่า น้ำตาล “ไฮโพล” เพื่อนำไปผลิตน้ำตาลทรายขาวหรือทรายขาวบริสุทธิ์ต่อไป ส่วนน้ำเหลืองเอ (A-Molasses) จะถูกส่งไปยังหม้อเคี่ยวน้ำตาลบีและเคี่ยวเชื้อซีต่อไป

ที่หม้อเคี่ยวน้ำตาลบี ซึ่งได้นำเอาน้ำเหลืองเอ (A-Molasses) มาเคี่ยวโดยใช้หัวเชื้อจากแมกม่าซี(Magma C) และอาจใช้น้ำเชื่อมดิบมาเคี่ยวร่วมด้วย ได้เป็น แมสควิทบี จากนั้นแมสควิทบี จะเข้าหม้อปั่นแยกน้ำเหลือง(Molasses) และน้ำตาลออกจากกัน โดยระหว่างปั่นจะมีการฉีดน้ำร้อนเพื่อล้างผลึกน้ำตาลให้สะอาดเพื่อให้ได้น้ำตาลที่มีคุณภาพดี และจะถูกนำไปคลุกกับน้ำร้อนหรือน้ำเชื่อมดิบเพื่อทำเป็นแมกม่า และนำไปเป็นเชื้อเพื่อเคี่ยวน้ำตาลเอ ส่วนน้ำเหลืองบี (B-Molasses) จะถูกส่งไปยังหม้อเคี่ยวเชื้อซีต่อไป

ที่หม้อเคี่ยวน้ำตาลซี ซึ่งได้นำเอาน้ำเหลืองบี (B-Molasses) มาเคี่ยวโดยใช้หัวเชื้อซี ที่ผลิตขึ้นเองจากน้ำเหลืองเอ ได้เป็น แมสควิทซี จากนั้นแมสควิทซี จะเข้าหม้อปั่นแยกน้ำเหลือง(Molasses) และน้ำตาลออกจากกัน โดยระหว่างปั่นจะมีการฉีดน้ำร้อนเพื่อล้างผลึกน้ำตาลให้สะอาดเพื่อให้ได้น้ำตาลที่มีคุณภาพดี และจะถูกนำไปคลุกกับน้ำร้อนหรือน้ำเชื่อมดิบเพื่อทำเป็นแมกม่า และนำไปเป็นเชื้อเพื่อเคี่ยวน้ำตาลบี ส่วนน้ำเหลืองซี (C-Molasses) จะถูกส่งไปเก็บในถังเก็บกากน้ำตาลสุดท้ายเพื่อรอส่งไปใช้ประโยชน์ต่อ ซึ่งโรงงานส่วนใหญ่จะส่งไป เป็นวัตถุดิบของโรงงานผลิตเอทานอล

ข้อมูลการใช้วัตถุดิบ/ทรัพยากรผลิต ผลิตภัณฑ์ และของเสียที่เกิดขึ้น

วัตถุดิบ และทรัพยากรที่ใช้ในกระบวนการทำใสน้ำอ้อย-ต้มระเหยน้ำอ้อย-เคี่ยวและปั่นน้ำตาลทรายดิบจนกระทั่งได้เป็นน้ำตาลทรายดิบ ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์หลักของโรงงาน และของเสียที่เกิดจากกระบวนการนี้ มีดังนี้

- การผลิตน้ำตาลทรายขาวและน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์

ข้อมูลทั่วไปสำหรับการผลิตน้ำตาลทรายขาวและน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์

น้ำตาลทรายขาวหรือ White sugar มีลักษณะเป็นผลึกขาว มีความหวานไม่น้อยกว่า 99.5 ค่าสีไม่เกิน 200 ICUMSA Unit ส่วนน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์ (Refined Sugar) มีลักษณะใส สะอาด ไร้สี ค่าสีไม่เกิน 45 ICUMSA Unit มีปริมาณซูโครสไม่ต่ำกว่า 99.8% มีเถ้าไม่เกิน 0.04% และมีความชื้นไม่เกิน 0.04%

สำหรับกระบวนการที่ใช้ผลิตน้ำตาลทรายขาวและน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์เหมือนกันทุกประการ เพียงแต่ผลิตภัณฑ์ที่ได้มีค่าความหวานและค่าสีแตกต่างกันเท่านั้น โดยมีรายละเอียดกระบวนการผลิตแต่ละขั้นตอนดังนี้

๑) การละลายน้ำตาลทรายดิบและกำจัดสี

น้ำตาลทรายดิบชนิดเอ (A-Sugar) จากหม้อปั่นจะถูกลำเลียงไปละลายน้ำหรือน้ำหวานที่ถังละลาย จากนั้นน้ำตาลทรายดิบละลายหรือน้ำเชื่อม จะถูกนำมาผ่านตะแกรงกรองเพื่อแยกกากอ้อยหรือสิ่งปนเปื้อนต่างๆออก แล้วจะถูกส่งต่อไปผสมกับปูนขาวเพื่อปรับค่าความเป็นกรดด่างให้ได้ประมาณ 11.5

น้ำเชื่อมที่ผสมกับปูนขาวจะถูกนำไปยังถัง Carbonator เพื่อให้เกิดปฎิกิริยากับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งจะดูดสีที่มีอยู่ในน้ำเชื่อมออก โรงงานส่วนใหญ่จะนำก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มาจากปล่องหม้อไอน้ำที่ผ่านการทำความสะอาดในไซโคลนและก๊าซสคลับเบอร์แล้ว ส่วนน้ำเชื่อมที่ทำปฎิกิริยากับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์แล้วจะเกิดตะกอนแคลเซียมซึ่งดูดซับสีไว้ปะปนอยู่ จะถูกนำไปกรองเอาตะกอนนี้ออกโดยใช้หม้อกรอง ซึ่งจะทำให้ได้น้ำเชื่อมที่มีค่าสีลดลงเหลือประมาณ 400 ICUMSA Unit และกากตะกอนหม้อกรอง 

๒) การเคี่ยว ปั่น และอบแห้งน้ำตาลทรายขาวและทรายขาวบริสุทธิ์

น้ำเชื่อมที่ผ่านการลดค่าสีและกรองแยกสิ่งปนเปื้อนออกแล้ว จะถูกนำมาเคี่ยวกับเชื้อชนิดเดียวกับเชื้อซีที่ใช้เคี่ยวน้ำตาลทรายดิบ โดยกรณีที่ต้องการผลิตภัณฑ์เป็นน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์จะมีการเติมน้ำเหลืองขาวผสมลงไปในปริมาณน้อยกว่ากรณีที่ต้องการผลิตภัณฑ์เป็นน้ำตาลทรายขาว เนื่องจากต้องควบคุมค่าสีของน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์หลังการปั่นแล้วไม่ให้เกิน 45 ICUMSA Unit ขณะที่น้ำตาลทรายขาวจะควบคุมค่าสีไม่ให้เกิน 200 ICUMSA Unit แมสควิทขาวที่ได้จะถูกนำเข้าหม้อปั่นเพื่อแยกน้ำเหลืองและน้ำตาลออกจากกัน โดยระหว่างการปั่นจะฉีดน้ำร้อนเพื่อแยกผลึกน้ำตาลให้สะอาดที่สุดเพื่อให้น้ำตาลที่ได้มีคุณภาพสูงก่อนส่งไปอบแห้งที่หม้ออบ จากนั้นจะลำเลียงน้ำตาลไปลงยุ้งบ่มและบรรจุเก็บไว้ในโกดัง ส่วนน้ำเหลืองขาวจะถูกส่งกลับไปหม้อเคี่ยวเพื่อวนเคี่ยวน้ำตาลทรายขาวหรือน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์หม้อต่อไป จนกระทั่งน้ำเหลืองขาวมีค่าสีเพิ่มสูงขึ้นเกินค่าที่กำหนดจึงส่งไปเคี่ยวน้ำตาลเอ ต่อไป

ข้อมูลการใช้วัตถุดิบ/ทรัพยากรผลิต ผลิตภัณฑ์ และของเสียที่เกิดขึ้น

วัตถุดิบ และทรัพยากรที่ใช้ในกระบวนการละลายน้ำตาลทรายดิบ เคี่ยว ปั่นและอบน้ำตาล จนกระทั่งได้เป็นน้ำตาลทรายขาวและทรายขาวบริสุทธิ์ ซึ่งเป็นผลิตภัณฑ์อีกชนิดหนึ่งของโรงงาน และของเสียที่เกิดจากกระบวนการนี้ มีดังนี้

- การบรรจุ

ข้อมูลทั่วไปสำหรับการบรรจุผลิตภัณฑ์น้ำตาลทรายขาวและน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์

น้ำตาลทรายดิบ น้ำตาลทรายขาวหรือน้ำตาลทรายขาวบริสุทธิ์ที่ผลิตได้จะถูกนำมาบรรจุใส่บรรจุภัณฑ์ชนิดต่างๆ และนำไปจัดเก็บเพื่อรอส่งจำหน่ายต่อไป

ข้อมูลการใช้วัตถุดิบ/ทรัพยากรผลิต ผลิตภัณฑ์ และของเสียที่เกิดขึ้น

วัตถุดิบ และทรัพยากรที่ใช้ในกระบวนการบรรจุน้ำตาลทรายขาวและทรายขาวบริสุทธิ์ลงบรรจุภัณฑ์ และของเสียที่เกิดจากกระบวนการนี้ มีดังนี้