صناعة السكر: من النبات إلى المنتج النهائي

تعتبر النباتات المصدر الرئيسي لإنتاج السكر، حيث تعتمد على نفسها لتخزين الطاقة. يتمتع السكر بطعمه الحلو الذي يحبه الكثيرون، ويعمل على تزويد الجسم بالطاقة اللازمة. لذا، يتم زراعة النباتات التي تحتوي على السكر لأغراض تجارية. تُعرف العملية التي يتم من خلالها إنتاج السكريات باسم البناء الضوئي، حيث يمتص النبات غاز ثاني أكسيد الكربون من الجو ويستمد الماء من التربة عبر جذوره. باستخدام الطاقة الشمسية ومادة الكلوروفيل، يتم إنتاج السكر بالإضافة إلى الأكسجين الذي يُطلق في الهواء.

يتم إنتاج السكر في أكثر من مئة وواحد وعشرين دولة حول العالم، حيث يتجاوز الإنتاج العالمي للسكر حالياً مئة وعشرين مليون طن سنوياً. يُنتج حوالي سبعين بالمئة من السكر من نبات قصب السكر، الذي يُزرع بشكل رئيسي في البلدان الاستوائية. بينما يُنتج ما يقارب ثلاثين بالمئة من السكر من الشوندر السكري المعروف أيضاً بالبنجر، والذي ينمو في المناطق الشمالية ذات المناخ المعتدل.

التركيب الكيميائي للسكر

الاسم العلمي للسكر هو السكروز، وهو يتكون من سلسلة من الكربوهيدرات التي تضم الكربون والهيدروجين والأكسجين. صيغته الكيميائية هي (CnHnOn). أبسط أنواع السكريات هي السكريات الأحادية، مثل الجلوكوز، الذي له الصيغة الكيميائية (C6H12O6). بينما السكريات الثنائية تُعتبر أكثر تعقيداً، حيث تتكون من سكرين أحاديين مرتبطين، وصيغتها الكيميائية هي (C12H22O11).

استخراج وصناعة السكر

بعد أن تتم عملية البناء الضوئي داخل النبات وينتج السكر، يتم استخراج هذا السكر من النبات. هناك نوعان رئيسيان من النباتات التي تُستخدم في هذه العملية:

قصب السكر

يُعتبر قصب السكر محصولاً استوائياً يحتاج إلى الكثير من الشمس والماء، ويستغرق حوالي اثني عشر شهراً حتى ينضج. يُعتبر قصب السكر من النباتات ذات النمو المتجدد، حيث يتم حصاده عن طريق قطعه من فوق الجذر، مما يسمح بإعادة نمو النبات لعدة دورات قبل أن يتلف الجذر تماماً. تتضمن عملية صناعة السكر من قصب السكر الخطوات التالية:

• استخراج عصير القصب عن طريق سحقه في سلسلة من المطاحن الدوارة الكبيرة، مما ينتج العصير الحلو بينما تبقى الألياف التي تُستخدم كوقود.
• تنظيف العصير باستخدام مسحوق الجير المطفى (هيدروكسيد الكالسيوم) لإزالة الشوائب.
• تبخير العصير الناتج لتحويله إلى مركب سميك.
• غلي العصير في وعاء كبير لتشكيل بلورات السكر، حيث يتم إضافة غبار السكر لتحفيز تشكيل البلورات.
• استخدام جهاز الطرد المركزي لفصل العصير عن البلورات.
• تجفيف البلورات بالهواء الساخن، مما ينتج السكر البني الذي قد يخضع لعملية التكرير.

الشوندر السكري

الشوندر السكري هو محصول جذر ينمو في المناخ المعتدل، ويخزن السكروز في جذرها البصلي الشكل. ينتج الشوندر السكري خلال السنة الأولى من نموه حتى يستخدم خلال فصل الشتاء، ثم يزهر في السنة الثانية. لذا يُزرع الشوندر في الربيع ويحصد في أوائل الخريف أو في بداية الشتاء المبكر عن طريق اقتلاعه من الأرض. تشمل عملية صناعة السكر من الشوندر السكري الخطوات التالية:

• غسل الشوندر جيداً وفصله عن الأوراق والحجارة والمخلفات الأخرى العالقة.
• معالجة الشوندر عن طريق تقطيعه إلى شرائح رقيقة لزيادة المساحة السطحية التي يمكن استخراج السكر منها.
• وضع شرائح الشوندر ضمن آلة استخراج تقوم بنقعه وتحريكه ضمن الماء الساخن لمدة ساعة تقريباً، مما ينتج عصير الشوندر السكري الذي يكون مليئاً بالشوائب.
• لاستخراج أكبر قدر ممكن من العصير، يتم وضع الشرائح في مكبس لاستخلاص ما تبقى من العصير بداخلها.
• ضم العصير الناتج إلى العصير المستخرج بالعملية السابقة، بينما تُستخدم مخلفات الشوندر كعلف للحيوانات.
• تتم تنقية العصير الناتج باستخدام الجير المطفى، ثم تبخيره ليتحول إلى مركب سميك، ويتم غليه حتى تتشكل بلورات السكر.
• يتم استخدام جهاز الطرد المركزي لفصل الشراب عن البلورات، وتجفيف البلورات بالهواء الساخن، مما ينتج السكر الأبيض الصالح للاستخدام فوراً.