مقاله کشت نیشکر

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله کشت نیشکر دارای ۱۰۳ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله کشت نیشکر  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله کشت نیشکر،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله کشت نیشکر :

مقدمه

کشت وصنعت دعبل خزاعی واقع در حوضه آبریز رود خانه کارون در کیلو متر۲۵ جاده اهواز آبادان و در راستای تحقق اهداف خود کفایی محصول استراتژیک شکر درغالب طرح توسعه نیشکر و صنایع جانبی در بهمن ماه ۱۳۸۰ بدست جناب آقای دکتر عارف معاون اول رئیس جمهور وقت جناب آقای دکتر سید محمد خاتمی افتتاح گردید .
سطح کل زیر کشت نیشکر در این کشت و صنعت ۱۲ هزار هکتار است که سالانه پتانسیل زیر کشت بردن ۱۰ هزار هکتار نیشکر را دارد می باشد دوهزار هکتار باقی مانده آیش می باشد .

هدف از کشت ده هزار هکتار نیشکردر این اراضی برداشت سالانه ۱ ملیون تن نیشکر و نهایتاً استحصال یکصد هزار تن شکر زرد است که ظرفیت اسمی کارخانه می باشد . درسال ۱۳۸۲ کارخانه تصفیه شکر این واحد راه اندازی گردید که ظرفیت اسمی آن استحصال یکصد وهفتاد پنج هزار تن شکر سفید است .
در مجاورت این کارخانه کارخانه های الکل سازی – نئوپان و خوراک دام نیز که از محصولات جانبی نیشکر محسوب میشوند در حال احداث و راه اندازی هستند.

نیشکر گیاه بومی گینه جدید بوده و قدمت آن به ۸۰۰۰ تا ۱۵۰۰۰ سال قبل از میلاد می رسد. نیشکر اهلی ساکاروم افیسیناروم در طی سه مرحله مهاجرت از گینه جدید به مجمع الجزایر اندونزی، فیلیپین و شمال هندوستان (۸۰۰۰سال قبل از میلاد ) به جزیره Solomon(6000 سال قبل از میلاد ) و به جزایر فیجی و سایر نقاط جهان (۵۰۰ تا ۱۱۰۰ سال بعد از میلاد ) برده شده است.

جنس ساکاروم از خانواده گرامینه ( گندمیان ) و شامل ۵ گونه مختلف می‌باشد که سه گونه آن اهلی و دو گونه آن وحشی می باشند.
کلمه ساکاروم از لغت sarkhana که در زبان سانسکریت ( هندوستان ) بمعنی شکر است گرفته شده.

تاریخچه کشت نیشکر در ایران نیز به سالهای قبل از اسلام و تقریباٌ اکثریت مورخین و تاریخ نویسان عقیده دارند که نیشکر همراه اسکندر از هندوستان به ایران آورده شده است.
زراعت نیشکر در نقاطی از ایران که دارای شرایط مناسب آب و هوایی بوده است رواج یافته و بر اساس نوشته‌های مورخین بیشترین سطح زیر کشت نیشکر در خوزستان بوده و به عقیده مورخان اطلاق کلمه خوزستان بدلیل فراوانی نیشکر و شکر در این ناحیه بوده ( کلمه خوز به زبان فارسی به معنی نیشکر می باشد ) همچنین بر اساس نوشته مورخان اولین

شکر تصفیه و سفید در جهان توسط ایرانیان در سال ۶۰۰ میلادی در خوزستان بدست آمده است و پس از فتح ایرانیان بوسیله مسلمانان نیشکر و صنعت قندسازی نیز همراه فتوحات اسلام به سایر کشور ها برده شده است. استخری مورخ قرن ششم هجری در کتاب خود می نویسد :

از طریق رودخانه کارون از اهواز به شوشتر سفر کردم هیچ قطره آبی از آب رودخانه کارون به هدر نمی رفت بلکه تمام آن به مصرف آبیاری نخلستانها یا مزارع غلات و نیشکر می‌رسید و در تمام این مناطق محلی نیست که نیشکر در آن نروید.

مساله زراعت نیشکر در خوزستان در صد سال اخیر گاه و بیگاه در دستور کار دولتهای وقت قرار گرفته ولی بر اثر عوامل سیاسی و اقتصادی فراموش شده تا اینکه در نیم قرن اخیر دولت ایران مجدداٌ درصدد احیای صنعت قند سازی از نیشکر برآمده. از سال ۱۳۲۸ مطالعات جامع شروع شده و طی سالهای ۱۳۲۹ تا۱۳۳۳ کارشناسان نتیجه گرفتند که زراعت نیشکر در خوزستان از لحاظ اقتصادی کاملاٌ دارای توجیه فنی اقتصادی است. لذا در سال ۱۳۳۵ شرکت عمران ومنابع آمریکا با بهره‌گیری از مطالعات کارشناسان سازمان برنامه و بودجه و سازمان خوارو بار کشاورزی جهانی نخستین قرارداد خود را با سازمان برنامه و بودجه منعقد ساخت و نتیجه کار تاسیس و پایه‌گذاری کشت وصنعت نیشکر هفت تپه شد.

بر اساس مطالعات و بررسیهای اولیه در مورد کشت نیشکر در اراضی هفت تپه همراه با توجیه اقتصادی بودن زراعت نیشکر پیش بینی تولید نیشکر را بر مبنای عملکرد نیشکر در هکتار در طی سالهای ۱۳۴۰ تا ۱۳۵۰ بین حدود ۷۵ تن در هکتار برآورد و در نتیجه آن احداث کارخانهای به ظرفیت ۵۰ هزار تن شکردرسال پایه گذاری شده است با شروع بهره برداری از کارخانه هفت‌تپه در سل ۱۳۴۰ ملاحظه گردید که میزان عملکرد نیشکر در هکتار بیش از میزان پیش بینی بالغ گردید و این روند برای سالهای بعد نیز ادامه یافت. با توجه به نتایج عملی بدست

آمده در سطح وسیع کشت نیشکر در طی سالهای ۱۳۴۰ لغایت ۱۳۴۷ برنامه توسعه کارخانه هفت‌تپه از سال ۱۳۴۸ برای رساندن ظرفیت سالیانه به حدود یکصد هزار تن شکر در سال آغاز و مزارع هفت‌تپه نیز گسترش یافت و در نتیجه هفت‌تپه با برداشت سالیانه از حدود ۹۵۰۰ هکتار نیشکر کاری تولیدی در حدود یکصد هزار تن شکر را از سال ۱۳۵۳ به بعد بدست آورده است.تولید موفق شکر از نیشکر در کارخانه هفت تپه باعث گردید که فکر توسعه کشت نیشکر در خوزستان قوت گیرد و در نتیجه کشت و صنعت کارون با ظرفیت سالیانه ۲۵۰ هزار تن شکر در اراضی دیمچه و شوشتر با پیش بینی سطح قابل برداشت حدود ۲۰۵۰۰ هکتار در سال از سال ۱۳۵۶ آغاز بکار نماید.

با توجه به وجود منابع غنی آب و خاک در جلگه خوزستان و همچنین شرایط مناسب اقلیمی منطقه برای کاشت نیشکر و اینکه گیاه نیشکر از جمله گیاهانی است که در شرایط گرم و خشک و با انجام آبیاری از لحاظ فیزیولوژیکی بهره‌دهی فوق العاده ای را برای تولید شکر و همچنین ایجاد صنایع جانبی متعددی مانند کاغذ سازی نئوپان، خوراک دام و ; دارا می باشد دولت جمهوری اسلامی ایران نیز اقدام به گسترش کشت نیشکر در برنامه دوم از سال ۱۳۶۸ نموده است که با انجام کامل برنامه های تعیین شده در هفت پروژه ۱۲ هزار هکتاری زیر پوشش وزارت کشاورزی، شرکت توسعه نیشکر و صنایع جانبی خوزستان می تواند سالیانه حدود ۷۰۰ هزار تن شکر از نیشکر را تولید نماید.

بر اساس برنامه‌های در دست اجرا بوسیله شرکت توسعه نیشکر، کشت و صنعت امام خمینی ( ره ) اولین کارخانه شکر با ظرفیت سالیانه ۱۰۰ هزارتن شکر خام در بهمن ماه ۱۳۷۸ به بهره‌برداری رسید و پس از آن بتدریج کارخانه‌های دیگر شامل امیرکبیر، دعبل خزاعی، میرزا کوچک‌خان و سلمان‌فارسی همراه با تکمیل کشت نیشکر در اراضی آنها راه‌اندازی شدند و واحد های حکیم فارابی و دهخدا هم اکنون در حال نصب تجهیزات و کارهای زیر بنایی می‌باشد ضمناٌ مطالعات جدیدی برای امکان احداث مزارع نیشکر در اراضی آبخور سد کرخه در سال ۱۳۷۷ شروع شده است که در صورت مثبت بودن نتایج مطالعات منطقه خوزستان به بزرگترین منطقه تولید شکر از نیشکر در ایران تبدیل شده و مجدداٌ عظمت دوباره خود را باز خواهد یافت.

گیاهان تولید کننده قند
در طبیعت گیاهان مختلفی وجود دارد که مواد قندی و نشاسته‌ای در اندامهای متفاوت ذخیره می‌نمایند این قندها گاه به صورت قندهای ساده مانند گلوکز(C¬۶H12O6) یا قندهای مرکب دوتایی مانند ساکاروز (C12H22O11) و یا قندهای مرکب چند گانه مانند نشاسته n(C6H10O5) می‌باشند.
قندهای ذخیره شده در اندامهای مختلف گیاه را می‌توان بصورت قندهای ساده در میوه گیاهان مانند انجیر انگور، خرما و یا به صورت ساکاروز در ساقه نیشکر سورگوم در اندام زیرزمینی چغندر‌‌‌‌‌ قند یافت می‌شوند. همچنین نشاسته را در دانه ذرت و یا غده سیب زمینی مشاهده نمود.

در میان گیاهان تولید کننده قند نیشکر، چغندر قند و ذرت در سطح وسیع اقتصادی در کارخانه‌های قندگیری استفاده می‌شود.
علاوه بر قندهای طبیعی قندهای مصنوعی نیز در بازار مصرف وجود دارند که مهمترین آنها ساخارین است که مورد مصرف آن در نوشابه سازیهای غیر الکلی است.
هیدروکربورها یا هیدراتهای کربن (قندها)

بر اثر فعل‌وانفعالات انجام شده در عملیات فتوسنتز بوسیله برگ در گیاهان کربوهیدراتها یا قندها و همچنین مواد شیمیایی انرژی‌زا و سایر مواد مورد نیاز گیاه ساخته می‌شوند.
کربوهیدراتها از واکنشهای بین آب موجود در برگ و گاز کربنیک جذب شده از هوا و با استفاده از انرژی خورشیدی ذخیره شده در کلروفیل و کلروپلاست سلول گیاهی ساخته می‌شوند.
O2 + CH2O نور خورشید +H2O + CO2

کربوهیدرات کلروفیل + آب + گاز کربنیک
برگ گیاه بمانند یک کارخانه تولید قند است که ماده خام آن در کارخانه آب و مواد مصرفی محلول در آب است که بوسیله ریشه از زمین جذب می‌شود و آنزیمهای موجود در برگ گیاه به منزله کارکنان کارخانه و کلروفیل نیز در حکم تجهیزات و ماشین‌آلات کارخانه است.
انرژی C6H12O6 + CH2O CH2O + O2 CO2 + H2O

گیاه نیشکر بعنوان گیاهی که می‌تواند شرایط سخت محیطی و از لحاظ دمای زیاد و انرژی بالای خورشید تحمل نماید و همچنین با توجه به اینکه از لحاظ ساخت ماده اولیه پایدار در عملیات فتوسنتز جزء گیاهان ۴ کربنی است در شرایط خوزستان از امتیاز ویژه‌ای برخوردار است و از لحاظ عملیات فتوسنتزدرطی مدت رشد و در هوای گرم بهار و تابستان از پتانسیل بالا بهرمند است و لذا نیشکر جزء گیاهان تولید کننده هیدروکربور با میزان فوق العاده در اینگونه مناطق محسوب می شود.
تر کیبات نیشکر

گیاه نیشکر از اندامهای هوایی که شامل سر شاخه، برگ و خاشاک (TRASH) ساقه خالص جوانه‌های جانبی سبز شده و اندامهای زیر‌زمینی و ریشه است با توجه به تداوم کشت نیشکر بعنوان محصول سال اول و

چین‌های بعد از آن (Ratoon) و همچنین مواد باقیمانده از اندامهای هوایی و پس از هر برداشت مشاهده می‌گردد که میزان قابل توجهی از مواد آلی همه ساله می تواند بخاک اضافه شود و لذا گیاه نیشکر خود یک گیاه اصلاح کننده خاک نیز از لحاظ فیزیکی می‌تواند محسوب گردد.
تر کیبات ساقه نیشکر کاملاٌ رسیده عبارت از حدود ۷۰ درصد آب و ۳۰درصد مواد جامد است از کل ۳۰ درصد مواد جامد حدود ۱۷ درصد مواد جامد محلول باقیمانده یعنی ۱۳ درصد را فیبر یا مواد خشبی تشکیل می دهد .

ترکیبات شربت نیشکر
منظوراز شربت نیشکر (juice) کلیه مواد مایع و جامد موجود در آب جدا شده از فیبر نیشکر در زیر سنگهای آسیاب است.
شربت نیشکری که از مزرعه نیشکر کاملاٌ رسیده باشد (حدود درجه خلوص یا purity آن است )دارای ترکیبات زیر است:
میزان کل مواد جامد محلول brix ¬ (بریکس)حدود ۱۳%
میزان مواد قندی موجود در شربت pol حدود ۲/۱۱ %
و در چنین حالتی میزان فیبر نیشکر حدود ۵/۱۲ % و میزان خاکستر آن حدود ۶۶% خواهد بود.

تاسیسات جانبی کارخانجات تولید شکر
استفاده از بخار در صنایع فرآیند غذایی وشیمیایی و محصولات جانبی کشاورزی
در صنایع فرآیند غذایی و شیمیایی عمدتاٌ نیاز به یک منبع حرارت و انرژی می باشد تا فعل و انفعالات لازم فیزیکی و شیمیایی امکان پذیر گردد.در صنعت قند بخصوص این نیاز در تمام مراحل فرآیند تولید شکر از شربت نیشکر و نیز در تصفیه آن و تولید شکر سفید وجود دارد.آب اضافی موجود در شربت حاصله از عصاره گیری در آسیاب های کارخانه نیشکر باید تبخیر گردد و سپس عملیات پخت شربت غلیظ و تولید کریستال قند صورت پذیرد .

در تمامی این مراحل همچنین جداسازی دانه های شکر از پساب و خشک کردن شکر به حرارت و تبادل آن نیاز است و تجربه نشان داد که استفاده از انرژی حرکتی موجود در بخار بهترین و آسان ترین روش برای موضوع فعالیت های فرآیندی می باشد .

با توجه به دیاگرام گردش بخار در یک کارخانه نیشکر این حقیقت بر ما معلوم می گردد.می بینیم بخار تولیدی با فشار و حرارت بالا پس از عبور از توربین های آسیاب و توربین های ژنراتور برق به صورت بخار با فشار و حرارت پایین در مراحل فرآیند مواد مورد استفاده قرار می گیرد .
سوخت دیگ های بخار

منبع انرژی برای استفاده در دیگ های بخار در ابتدا ذغال چوب و ذغال سنگ و سپس سوخت های فسیلی از انواع نفت مازوت گازوئیل گاز طبیعی و بالاخره سوخت هسته ای بوده است .امروز در کشور هایی که هنوز منابع وسیع ذغال سنگ دارند این ماده مورد استفاده قرار می گیرد ولی بیشترین توجه واستفاده از سوخت مازوت و یا گاز طبیعی می باشد .گاز طبیعی در ایران راحت ترین و ارزان ترین انرژی برای استفاده در دیگ های بخار است که از نظر توجه به حفظ محیط زیست و رعایت قوانین مربوطه که امروز کاملاٌ ودر حد بالا و قابل توجهی باید رعایت گردد بر سایر منابع سوخت ارجحیت دارد .

دیگ های بخار لوله آبی (water tube boilers)
برای افزایش ظرفیت و فشار دیگ های بخار از نوع فوق الذکر استفاده می شود در این دیگ ها آب در داخل لوله های فولادی با قطر حدود یک الی سه اینچ جریان دارد. یک اطاقک یا کوره وجود دارد که دیوار ها و سقف آن از لوله های آب که بهم چسبیده اند و یا کمی فاصله دارد پوشیده شده و معمولاٌ دو مخزن یکی در پایین بنام (water drum) یا مخزن آب و دیگری در بالای کوره بنام (steam drum) یا مخزن بخار وجود دارند. سطح آب در این دیگ بخار تا ارتفاع نصف مخزن بخار است یعنی همواره تمام لوله های دیگ پر از آب هستند و بخار تولید شده در نیمه بالای مخزن بخار تشکیل می شود . بین دو مخزن تعداد زیادی لوله قرار دارد که لوله های بطرف داخل کوره (Risers) نامیده می شوند که در اثر حرارت کوره آب در آنها بطرف بالا می رود و لوله های بیرونی (down comers) نامیده می شوند که بعلت حرارت کمتر محیط در آنها آب پایین می رود و لذا همواره یک گردش آب بین دو مخزن بوجود می آید .

بخار خشک (super heat steam)
بخار تولید شده در مرحله ای که در تماس با آب می باشد بخار اشباع شده نامیده می شود(super heat steam) و این بخار همواره درجه ای از رطوبت دارد و بنام بخار مرطوب (wet steam) نامیده می شود . برای خشک کردن این بخار پس از خروج از مخزن بخار آنرا از لوله هایی که در مقابل حرارت در گرمترین محل کوره قرار دارند عبور می دهیم تا رطوبت خود را از دست داده و بحالت خشک و با افزایش حرارت و قابل استفاده برای توربین های بخار تبدیل شود . باید توجه داشت که بخار ورودی به توربین های بخار باید کاملاٌ خشک و بدون رطوبت و

ذرات آب باشد در غیر این صورت رطوبت باعث زنگ زدگی در توربین و قطرات آب در اثر برخورد با پره های توربین باعث صدمات و حتی شکستن پره های توربین بخار می گردد .لوله های بخار سوپر هیت معمولاٌ خم شده و شکل (U) هستند و دو انتهای آنها به لوله های بزرگتری بنام (COLLECTOR) متصل شده است .قطر لوله های سوپر هیتر این نوع دیگ های بخار در حدود یک اینچ و قطر کالکتور ها در حدود شش اینچ می باشد .لوله های سوپر هیتر بصورت عمودی رو به بالا و یا پایین هستند و یا بصورت افقی قرار دارند.

برای جدا کردن بخار از آب و جلوگیری از ورود قطرات آب همراه بخار از مخزن بخار به لوله های سوپر هیتر تجهیزاتی در داخل مخزن بخار نصب شده است بنام (SEPARATORS) که عمدتاٌ بشرح زیر است و اغلب چند نوع از این تجهیزات بخاطر اطمینان بیشتر بکار رفته اند.
۱- SCREENS : صفحات مشبک که بصورت توری فلزی هستند.
۲- BAFFLES : صفحات کرکره مانند.
۳- CYCLONES : قیف هایی هستند که بخار بصورت سانتریفیوژ در آنها می چرخد.
در هر صورت در دیگ های بخاری که در صنایعی نصب شده اند (مثل کارخانجات نیشکر)که مصرف بخار دارای نوسانات زیادی هست باید مخزن بخار بزرگتر از معمول باشد و انواع جدا کننده ها بقدر کافی تعبیه شده باشد.

نیروگاه کارخانه شکر

در یک کارخانه نیشکر همانطور که قبلاٌ گفته شد در تمام مراحل فرآیند نیاز به استفاده از بخار داریم. ضمناٌ برای آسیابهای عصاره‌گیری نیز از توربین‌های بخار استفاده می‌شود. لذا برای تامین نیروی برق برای حرکت نقاله‌ها و الکتروموتورهای پمپ و غیره ایجاد می نماید کارخانه نیشکر از لحاظ تامین برق خودکفا باشد.
با توجه به تولید بخار برای عملیات فرآیند که با فشار های کم (حدود ۲ اتمسفر) مورد نیاز می‌باشد و نیز استفاده از توربین بخار برای حرکت آسیابها که نیاز به فشارهای متوسط(حدود ۲۰ اتمسفر)دارد: بهتر است از بخار تولید شده برای تولید برق نیز استفاده شود.

بدین لحاظ توربین‌های بخاری در نیروگاه مورد استفاده قرار می‌گیرد و مجموع بخارهای خروجی توربین‌ها به مصرف تامین گرمای مورد نیاز فعالیت‌های فرآیند می‌رسد. در نتیجه راندمان حرارتی کل کارخانه بهینه می‌گردد و هزینه‌های تولید کاهش می‌یابد.

کارخانجات نیشکر اصولاٌ بصورت سنتی در مراکزکشاورزی و دور از امکانات تامین برق بوده‌اند و لذا از تفاله نیشکر (باگاس) برای سوخت دیگ‌های تولید بخار استفاده می‌شده است بطوریکه مقدار انرژی حرارتی تولید شده از سوخت باگاس کاملاٌ جوابگوی نیاز تولد بخار و تولید برق بوده است.

امروزه با توجه به وجود سوخت‌های فسیلی بخصوص گاز طبیعی و مازوت در کشورهایی که دسترسی به این سوخت‌ها وجود دارد از باگاس برای تولیدات جانبی با ارزش مثل خمیر کاغذ، نئوپان‏، خوراک‌دام و بسیاری دیگر از نیازها استفاده می‌شود و درنتیجه مجموعه یک کارخانه نیشکر و تولیدات جانبی سودآوری بیشتری ارایه می‌نماید.