Ақсу қант зауытында қолданылатын өндіріс технологиялары қолданыстағы МЕМСТ және техникалық шарттардың талаптарына сәйкес келетін өнім шығаруды қамтамасыз етеді. Кәсіпорын шығарылатын өнімге нормативті-техникалық және технологиялық құжаттамамен, өндірісте қолданылатын шикізаттар мен қосалқы материалдармен қамтамасыз етілген.

Экстракция. Тамыржемістерді шаяды, қабығын аршиды, өлшейді және жаңқалауға жібереді. Алынған аралық өнімді диффузорға жүктейді, мұнда сумен араластырады және қыздырады, осылайша,  сахарозаның мөлшері 15% болатын диффузды шырын алады.

Диффузды шырынды тазарту. Массаға әк сүтін қосады және бірнеше кезеңде тазалайды. Сұйықтықты буландырады. Жоғары температура әсерінен су біртіндеп буланады. Нәтижесінде көлемінің 50% сахароза құрайтын шәрбат алады.

Кристалдандыру. Шәрбат біртіндеп центрифугаға, утфель таратқыштарға және вакуумды агрегаттарға беріледі. Аталған кезеңдерден өткеннен кейін шикізат тұтынушы пайдаланатын қалыптағы қантқа айналады.

Заманауи қант қызылшасы зауыты ірі, өнімділігі жоғары техникамен жабдықталған кәсіпорын түрінде болады, ол толықтай электрленеді және барлық ауыр және еңбекті көп қажет ететін жұмыстары жоғары дәрежеде механикаландырылады, өндірістік процестер жартылай автоматтандырылады және еңбек шарттары қолайлы болады. Қызылшаны өңдеу бойынша жекелеген қант зауыттарының өндірістік қуаты тәулігіне 6-9 тоннаға дейін жетеді, ал орта есеппен өнеркәсіп бойынша қуаты тәулігіне 2,5 мың тонна болады.

Қант – негізінен қант қызылшасынан және қант құрағынан алынатын  тағамдық өнім. Ол құмшекер және рафинад-қант түрінде шығарылады. 100 г қанттың нәрлілігі – шамамен 400 ккал. Қанттың маңызды сапа көрсеткіші оның түсі болып табылады, ол Штаммер бірлігі бойынша 1,0 аспауы керек. Шикізатына тәуелсіз қанттың тәттілігі сезімі негізінен кристалдарының бетінде, яғни, ауызда еру жылдамдығымен анықталады. Баяу еритін ірі кристалдардың тәттілігі жеткіліксіз болады, ал ұсақтары, әсіресе қант пудрасының тым тәтті дәмі болады.

Қант қызылшасы – алабота тұқымдастарына жататын екі жылдық өсімдік. Өсіре бастаған бірінші жылында бастапқы егілген тұқымдарынан қантқа бай, шырынды, жайылып өскен сағағы, жанама тамырлары және қуатты тамыр маңындағы жапырақтар шоғы - пәлегі бар, бірақ гүлдері мен тұқымдары жоқ тамыржеміс түзіледі. Осы тамырлар пәлегін кесіп  алғаннан кейін (тамырлы басының жоғарғы бөлігінің орнына) және сағағы мен қыртыстары жұлынғаннан кейін қызылша қанты өндірісіне арналған шикізат болады. Тамыржемістерінің орташа түсімі 25…40 т/га, Украинаның суармалы жерлерінде 60 т/га жоғары. Қызылшаның құрамындағы қанттың мөлшері тамыр массасының 16…18%, кейбір қолайлы жағдайларда - 20% құрайды. Вегетациялық кезеңінің ұзақтығы 150-180 тәулік аралығында ауытқиды. Вегетация кезеңіндегі орташа тәуліктік температура сомасы – 2400…2800°С, жеткілікті ылғалдандыру талап етіледі.

Қызылшада қанттың түзілуі өсімдіктің хлорофиллі бар жапырақтарында көмірқышқыл газы  мен судан күн сәулесінің әсерінен қарапайым көмірсутектер (глюкоза және фруктоза) бастапқы синтезі арқылы жүреді.

Тамыржемістерді жаппай қазуды қыркүйектің екінші жартысында бастайды. Көлік құралдарымен жеткізілген қызылша кагаттарда (бурт) сақталады. Шіру процестерінің алдын алу үшін кагаттағы қызылшаға әкті сүтшені бүркеді, ыстық ауа райында су себеді.

Кагаттағы тамыржемістер ауадағы оттегін тұтынып, көмірқышқыл газы  мен бу буын бөлу арқылы тіршілігін жалғастыра береді.

Үндістан, Бразилия және Кубада әзірленетін құрақты шикі қант қант құрағының  сабақтарынан сығып алынатын шырынды өңдеу өнімі болып табылады. Шырын құрамындағы сахароза мөлшері – 97…98%, ал құрақ сабақтарында – 12…15%, түсімі 40…60 т/га. Сығылған құрақ шырыны аз мөлшерде әкті, фосфор қышқылын және күкіртті газбен химиялық тазартылады. Сүзілген түрде булау қондырғысына түседі. Қоюландырудан кейін булаудан шәрбатты қант кристалдары бөлінгенге дейін қайнатады, оларды центрифугаларда шикі қант түрінде бөліп алады.

Қант өндіретін зауыттар жоғары өнімді өндіріс техникасымен жабдықталған ірі зауыттар болып табылады. Қызылша өңдейтін жекелеген қант қызылшасы зауыттарының қуаты тәулігіне 6...9 мың тоннаға, ал орта есеппен тәулігіне 2,5 мың тоннаға жетеді. Қант қызылшасы өндірісі – жаппай, ағынды. Онда бірыңғай өндірістік ағында негізгі технологиялық процестер және жаппай тауарлық өнімнің бір түрін – ақ құмшекерді ала отырып, қызылшаны қайта өңдеу бойынша аралық операциялар жүзеге асырылады. Тауарлық өнімнің жанама түрлері-сығынды және сірне-меласса.

Сахарозаны ыдыраудан қорғау үшін барлық технологиялық процестер 90...100°С аспайтын температурада (тек 120...125°С дейін булаудың бірінші корпустарында ғана) және сілтілі ортада (диффузды шырынның әлсіз қышқыл реакциясын қоспағанда) жүргізіледі.

Қызылшаның түсуінен ақ шикі қантты алуға дейінгі өндірістік циклдың ұзақтығы 12...16 сағаттан артық емес, ал азық – түлік бөлімінде барлық сірне мен сары қантты қайта өңдеуді ескере отырып-36...42 сағаттан артық емес.

Қызылшадан қант өндіру технологиясының маңызды кезеңдері келесілер болып табылады:

• қызылшаны қабылдау, сақтау және зауытқа беру;
• қызыша тамырдарын топырақтан және бөгде қоспалардан тазарту;

қызылшаны жаңқаларға ұнтақтау (турау) және одан диффузды әдіспен шырын алу; шырыннан суын буландыру арқылы шәрбат алу; шәрбатты қайнату арқылы кристалдық масса  - утфель І алу және осы массаны центрифугалау арқылы ақ түсті кристалдық қантқа және сірнеге жіктеу; сірнені утфель ІІ дейін қайнату; оны қосымша кристалдандыру және сары түсті қант және екі утфельмен жұмыс сызбасындағы өндіріс қалдығы болып табылатын соңғы сірне – меласса алу.

Үш утфельмен жұсыс жасаған жағдайда ІІ утфельден алынған сірне соңғы болып табылмайды. Ол тағы бір рет ІІІ утфельге қайнатылады, одан кристалдау және центрифугалаудан кейін тағы бір рет сары түсті қант және өндіріс қалдығы – меласса алынады.

Соңғы сары қантты тазарту (аффинация), сары қантты шырында еріту (клерлеу) және бұл жағдайда алынған ерітіндіні – шәрбатты тазалау барысындағы клерлеуді қайта алу мүмкін болады. Осы технологиялық операциялардан басқа, әктас шырынын тазарту және шырын мен шәрбатты тазарту үшін сульфитациялық (күкіртті) газдың күкіртін жағу арқылы сатурациялық (көмірқышқыо) газды тазалауға қажетті қосалқы шаралар өткізіледі.

Кейбір зауыттарда қосымша технологиялық операциялар жүзеге асырылады және олар өндірістің негізгі процестерінің жалғасы болып табылады, оларға қызылша сығындысын кептіру және оның негізінде құрама жем алу (сығындыны қоспалармен байыту), мелассадан микробиологиялық жолмен лимон қышқылын алу жатқызылады.

Барлық технологиялық операциялар зауыттың үш негізгі бөлімшесінде жүзеге асырылады: қызылшаны зауытқа беруді қамтитын қызылша өңдеу; әкті, сатурациялық және сульфатациялық газдарды булауды және алуды қамтитын шырынды тазалау; өнімді-қайнату-кристаллдау және ашыту.

Қызылша жоңқасынан қантты алу.

Қызылша жоңқасынан қантты алу жылы сумен және диффузиялық шырынды сілтісіздендіру арқылы жүргізіледі және қант қызылшасы жасушаларының өтетін қабырғалары арқылы диффузия және осмос құбылыстарына негізделген.

Сілтісіздендіру 12-16 диффузордан тұратын диффузиялық батареяларда жүзеге асырылады. Сыйымдылығы 5-10 м3 металл цилиндрлер түрінде болатын диффузорлар жоңқаларды тиеу және сығынды түсіру құрылғыларымен жабдықталған. Диффузорлардың ішіндегісін диффузор ішіндегі құбырлар бойынша айналмалы бумен жылытады. Диффузордағы температура 60 °С және одан жоғары болады. Мұндай температурада жасушалардың протоплазмасы оралады, бұл олардан қантты шаймалауды жеңілдетеді.

Диффузиялық батареядағы қантты шаймалау біртіндеп жүзеге асырылады. Диффузиялық шырын бір диффузордан екіншісіне ауысып, шырынды қанттың құрамы қызылша қантына барынша жақындамайынша қантпен біртіндеп қантпен қанығады.

Батареяның бірінші диффузорын жоңқамен жүктейді және диффузорда жоңқаның арасындағы барлық кеңістікті толтыратын жылы сумен құяды.

Егер жаңа жүктелген қызылша жоңқасының қанты 18% құраса (ол сәл көп және аз болуы мүмкін), содан кейін сумен шайғаннан кейін қант бөлігі және диффузиялық тепе-теңдікке қол жеткізгеннен кейін жоңқа мен судағы қант тең бөлінеді және жоңқа қанты мен алынған шырынды бірдей болады: ол 9% (18:2) құрайды.

Бірінші диффузордан алынған шырын екінші, жаңа жоңқамен жүктелген. Диффузиялық тепе-теңдікке жеткенде екінші диффузордағы жаңқа және шырынға қант тең бөлінеді және шырынның қанттылығы - 13,5% ((18+9)/2).

Екінші диффузордан шырын үшінші, сондай-ақ жаңа піскен жоңқамен толтырылған. Онда шырынның қанты 15,75% ((18+13,5)/2) жетеді, соңғы диффузордағы шырынның қанттылығы жаңа қызылша жоңқасының қанттығынан аз ерекшеленеді.

Бірінші диффузордағы жоңқада тағы да 9% қант қалады (шырынға жаңа жоңқаға 18% ғана өтеді), қантты алу үшін оны екінші рет таза сумен құяды.

Бірінші диффузорда диффузиялық тепе-теңдікті орнату бойынша қант аз болса да шырын алынады: (9:2=4,5%). Бұл шырын екінші диффузорға аударылады, онда жоңқаның қанты 13,5% құрайды. Мұнда диффузиялық шырын қанттың 9% (13, 5+4,5)/2) құрайды. Бұл шырынды жоңқаның қанты 15,75% құрайтын үшінші диффузорға ауыстыра отырып, 12,37% және т. б. қант бар шырын алады.

Осылайша, диффузиялық  батареяның жұмысы басталған кезде, жаңа, қызылша жоңқасына неғұрлым концентрациялы  шырын береді, ал одан да көп немесе одан да аз қаңылтыр жоңқаға әлсіз концентрациялы шырын немесе таза су береді.

Бұл жолмен қызылша жоңқасынан қантты барынша алып, жоғары концентрациялы диффузиялық шырынды алуға болады. Сығындыдағы қанттың жоғалуы тек 0,2 – 0,25% құрайды.

Шырынды бір диффузордан екіншісіне ауыстыру суды бірінші диффузорға айдау кезінде пайда болатын шағын қысымның арқасында жүзеге асырылады.

Соңғы уақытта қант зауыттарында үздіксіз жұмыс істейтін диффузиялық аппараттар, ауыстырып отыратын диффузиялық батареялар, жүктелетін және мерзімді түрде жүктелетін болады.

Бір жағынан, жұмыс істеп тұрған диффузиялық аппаратқа қарама-қарсы жақтан келіп түсетін суға қарсы қозғалатын қызылша жоңқасын үздіксіз береді. Үздіксіз жуылатын жоңқа су одан қантты бөледі және біртіндеп диффузиялық аппараттан шығарылатын диффузиялық шырынға айналады. Сондай-ақ аппараттан үздіксіз үрленген қантсыз жоңқа - сығындыны  шығарады.

Диффузиялық шырынды тазарту

Қанттан басқа, диффузиялық шырынның құрамында (шамамен 2%) және басқа да заттар (фосфор және басқа қышқылдардың тұздары, ақуыздар), сондай-ақ шырынды қара түс беретін ұсақ өлшенген бөлшектер бар.

Диффузиялық шырынды өлшенген бөлшектерден және қант еместің едәуір бөліктерінен тазартуды әктің көмегімен жүргізеді, ал кейіннен әк шырынынан алып тастау үшін көмір қышқылын қолданады. Әк және көмірқышқыл газын қант зауыттарында әктасты күйдіру арқылы алады (СаСО3=СаО+СО2); оның шығыны өңделетін қызылша салмағының 5-6% құрайды.

Диффузиялық шырынды әкпен (әк сүті түрінде) өңдеуді араластырғыш – дефекаторлы цилиндрлік қазандықтарда жүргізеді. Әк әсерінен қант емес коагуляцияланады және ерітіндіде қалатын кальцийлі тұз түзе отырып тұндырады немесе ыдырайды.

Әкпен өңделген (ашытылған) шырын сатураторға түседі, онда оны көмірқышқыл газымен өңдейді. Көмірқышқыл газының әсерінен әк СаСО3 көмірқышқыл кальций айналады, ол шөгіндіге түсіп, өзімен бірге және қант еместі алып кетеді.

Көмірқышқыл газымен өңделген (сатурирленген) шырынды механикалық сүзгілерде сүзеді. Бұл ретте шырыннан құрамында көмірқышқыл кальций, қант емес және аз мөлшерде қант (балшық салмағынан 1% дейін) бар сүзілген - тығыздалған саз  бөлінеді.

Тазартылған диффузиялық шырын шырынды күкіртті газбен өңдеу кезінде жойылатын қара түсті сақтайды (оны күкіртті өртеу арқылы алады). Шырынды күкіртті газбен өңдеу процесі сульфитация деп аталады.

Шырынды булау, шәрбатты қайнату және қант алу.

Тазартылған шырын буландыру қондырғысына түседі, одан судың көп бөлігін алып тастайды. Шырын шәрбаттың концентрациясын алады (құрғақ заттардың 65% - ы, оның ішінде қант 60% - ы және диффузиялық шырынды тазартқаннан кейін қалған қанттың 5% - ы).

Шәрбатты қайтадан күкіртті газбен ақтайды және сүзеді, содан кейін вакуум-аппараттарда қайнатады. Шәрбатты қайнату 75 °С температурада 2,5 – 3 сағат (вакуум астында) жалғасады. Қайнату процесінде қант кристалданады. Бұл ретте 55 – 60% қант кристалдары бар және бірінші кристалдану утфелі деп аталатын өнім шығады. Утфельдегі құрғақ заттардың концентрациясы 92,5% жетеді (оның ішінде шамамен 85% қант).

Вакуум-аппараттардан утфельді араластырғышқа түсіреді,содан кейін қант кристалдарынан аналық ерітіндіні бөлу жүргізілетін центрифугаға жібереді. Бөлінген жатыр ерітіндісі жасыл сірне деп аталады. Онда қант көп мөлшерде, сондай-ақ қант емес болады.

Жасыл сірне алынғаннан кейін, центрифугада қалған қант сумен жуылады және бумен буланады. Нәтижесінде қант ақ болады. Центрифугада қант кристалдарын жуу кезінде құрамында ерітілген қант-ақ сірне бар сұйықтық түзіледі. Оны ақ қант беретін алғашқы кристалдау утфеліне қосымша қайнату үшін вакуум-аппараттарға қайтарады.

Центрифугадан жасалған қантты кептіру барабанына жібереді. Кептірілген қант - құрғақ зат ретінде есептегенде 99,75% таза қант бар құмшекер түрінде болады.

Жасыл сірне де екінші кристалдау утфеліне қайнату үшін вакуум-аппараттарға жіберіледі. Бұл ретте, негізінен кондитерлік өнеркәсіпке баратын сары қант алады. Арнайы өңдеу арқылы сары қантты кәдімгі ақ қантқа айналдыруға болады.

Утфельден сары қанттың екінші кристалдануы бөлінгеннен кейін азықтық сірне немесе өндіріс қалдығы болып табылатын мелассаны алады. Жем-шөптік сірненің шығуы өңделген қызылша салмағының 5%  жуығын құрайды.

Өндіріс процесінде қанттың жоғалуын есепке ала отырып (ең көбі қант қызылшасындағы 9 – 14% азықтық сірнеде жоғалады) оның қызылшадан шығуы іс жүзінде 12 – 13% құрайды. Бұл ретте қант 1 т қызылша шығыны 7-8 т асады.

Қантты қайнату процесінде әдетте зауыттық қазандықта алынатын бу мен ыстық су көп жұмсалады. Қызылша қант қызылшасы зауыттарындағы шартты отынның жалпы шығыны (әктасты күйдіру шығынын қоса алғанда) өңделетін қызылша салмағының 11-12% құрайды.

Қант қызылшасы өндірісі технологиялық процестерге судың үлкен шығынымен сипатталады. Ол өңделетін қызылша салмағынан 20 есе артық. Айналым суын пайдалануды ескере отырып, таза су шығыны да өте маңызды және 1 т қызылша 8 т жетеді.

Қалдықтарды пайдалану.

Қант қызылшасы өндірісінің ең құнды қалдықтары-жемшөптік сірне, жартылай қанттан тұратын және басқа да қоректік заттардан тұратын жемшөптік сірне. Осының салдарынан сірне малға арналған құнарлы азық ретінде (тікелей азықтандырумен немесе құрама жем құрамында) пайдаланылады. Бұдан басқа, жемдік сірне спиртке, ашытқыға, лимон және сүт қышқылына және басқа да өнімдерге өңделеді.

Жемшөптік сірнеден ерекше өңдеу арқылы ондағы қантты алуға болады және сол арқылы оның жалпы қызылшадан шығуын жоғарылатуға және оның өзіндік құнын төмендетуге болады. Осы мақсатта кейбір қант зауыттарында жем-шөп сірнесін қантсыздандыратын цехтар салынды.

Басқа қалдық сығынды - құрамында қант болмайтын  қызылшаның жоңқасы. Диффузордан алынатын сығынды су арқылы қоймаларға (сығынды шұңқырларына) тасымалданады. Ол мал шаруашылығында мал бордақылау үшін қолданылады. Кейбір қант зауыттарында өзінің мал азықтандыру пункттері бар.

Балғын сығынды құрамында 94% су болады. Тасымалдануын, сондай – ақ сығындының жем-шөптік құндылығын арттыру үшін оны ішінара сусыздандырады және сол арқылы ондағы құрғақ заттардың құрамын 15-18% - ға дейін арттырады. Ұзақ уақыт сақтау үшін сығындыны 10 – 12% ылғалдылыққа дейін кептіру үшін оттық газдарды қолдану арқылы кептіреді.

Қант зауыттарының жұмысының маусымдылығы

Қант қызылшасы зауыттары жұмыстың айқын мерзімділігімен ерекшеленеді. Қант қызылшасы қыркүйектің екінші онкүндігінде піседі. Бұл уақытта қазуды  бастайды және оның зауыттарға қайта өңдеу үшін жібереді. Зауыттарда бурттарға салынатын қызылша қоры құрылады,оны қазып алу және шығару аяқталғаннан кейін өңдейді. Қызылшаны ұзақ сақтау кезінде оның құрамындағы қанты айтарлықтай төмендейді. Сондықтан зауыттарда жылдық шикізат қорын аз мерзімде-3-4 ай өңдеуге ұмтылады. Қызылшаны сақтау мерзімінің ұзартылуы қант шикізатының бірлігінен шығуын азайтады және қант қызылшасы зауытының рентабельділігін төмендетеді.