โรงงานน้ำตาลอ้อยเป็นโรงงานที่แปรรูปอ้อยเพื่อผลิตน้ำตาลดิบ^{[ 1 ]}หรือน้ำตาลทรายขาวจากไร่^{[ 2 ]}โรงงานน้ำตาลบางแห่งตั้งอยู่ติดกับโรงกลั่นขั้นสุดท้าย ซึ่งเปลี่ยนน้ำตาลดิบให้เป็นน้ำตาลทรายขาว (ที่ผ่านการ^{กลั่น} ) [ ^{3 ]}

คำนี้ยังใช้เพื่ออ้างถึงอุปกรณ์ที่ใช้บดอ้อยเพื่อสกัดน้ำอ้อย^{[ 4 ​​]}

มีขั้นตอนหลายขั้นตอนในการผลิตน้ำตาลดิบจากอ้อย: ^{[ 5 ]}

1. เก็บเกี่ยวและขนส่งไปยังโรงงานน้ำตาล
2. การสกัดน้ำอ้อย (การเตรียมอ้อยแล้วตามด้วยการบดหรือการแพร่กระจาย)
3. การทำให้บริสุทธิ์ของน้ำผลไม้ (กำจัดของแข็งแขวนลอยออกจากน้ำผลไม้ ซึ่งโดยทั่วไปได้แก่ โคลน ขี้ผึ้ง และเส้นใย)
4. การระเหยของน้ำ (เพื่อเพิ่มความเข้มข้นของน้ำผลไม้ให้เป็นน้ำเชื่อมข้นที่มีความเข้มข้นประมาณ 65° บริกซ์ )
5. การตกผลึก
6. การปั่นเหวี่ยง (การแยกผลึกน้ำตาลออกจากของเหลวที่เหลือ โดยใช้เครื่องปั่นเหวี่ยง)
7. การเก็บรักษาน้ำตาลและกากน้ำตาล

ขั้นตอนการแปรรูปเหล่านี้จะทำให้ได้น้ำตาลทรายแดงหรือน้ำตาลดิบ โดยทั่วไปแล้ว น้ำตาลดิบจะถูกส่งไปยังโรงกลั่นน้ำตาลเพื่อผลิตน้ำตาลทรายขาว การกลั่นน้ำตาลนี้สามารถทำได้ทั้งในโรงงานที่แยกต่างหาก หรือในโรงกลั่นปลายทางที่อยู่ติดกับโรงงานผลิตน้ำตาลดิบ

โรงงานผลิตน้ำตาลจากอ้อยยังสามารถผลิตน้ำตาลที่เหมาะสำหรับการบริโภคภายในประเทศหรืออุตสาหกรรมโดยตรงได้อีกด้วย น้ำตาลชนิดนี้เรียกว่าน้ำตาลขาวจากไร่หรือน้ำตาลขาวจากโรงงาน ดูด้านล่าง^{[ 6 ]}

คุณภาพโดยรวมของน้ำตาลดิบที่ส่งเข้าโรงงานขึ้นอยู่กับการปฏิบัติทางการเกษตรและพันธุ์ที่ใช้ การเก็บเกี่ยวสามารถทำได้ด้วยเครื่องจักรหรือด้วยมือ หากทำด้วยมือ โดยปกติแล้วจะมีการเผาแปลงก่อน อย่างไรก็ตาม ลำต้นจากแปลงที่ถูกเผาจะสูญเสียปริมาณน้ำตาลได้เร็วกว่าในระหว่างรอการแปรรูป^{[ 7 ]}

อ้อยจะถูกขนส่งโดยรถบรรทุกรถไฟรางแคบตู้คอนเทนเนอร์ หรือรถเข็นเมื่อมาถึงแล้ว อ้อยจะถูกขายตามน้ำหนักหรือปริมาณน้ำตาล มีหลายวิธีในการขนถ่ายผลผลิต โดยรวมแล้ว การจำกัดเวลาระหว่างการตัดและการสีเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้ได้ผลผลิตน้ำตาลและคุณภาพที่สูง^{[ 8 ]}

ก่อนที่จะเริ่มการสกัดน้ำอ้อยจริง ๆ จะต้องเตรียมอ้อยก่อน ซึ่งสามารถทำได้โดยการใช้มีดหมุนหรือเครื่องสับ^{[ 9 ]}

มีกระบวนการสมัยใหม่ 2 ประเภทสำหรับการสกัดน้ำอ้อย: ^{[ 10 ] [ 11 ]}

• โดยโรงสีคู่ และโดย
• การแพร่กระจาย

ผลิตภัณฑ์ของขั้นตอนการสกัดได้แก่: ^{[ 12 ]}

• น้ำผลไม้ผสม ในกรณีของการบด
• น้ำยาสำหรับเครื่องพ่นละออง ในกรณีที่ใช้เครื่องพ่นละออง
• กากอ้อย

ในปี พ.ศ. 2547 และ พ.ศ. 2548 โรงงานน้ำตาลเอ็นเตอร์ไพรซ์ในรัฐลุยเซียนาได้ใช้เครื่องบดแบบดั้งเดิมและเครื่องแยกน้ำตาล ซึ่งทั้งสองแบบใช้อ้อยจากพื้นที่เดียวกัน มีการเก็บตัวอย่างน้ำอ้อยดิบทุกสัปดาห์และนำมาวิเคราะห์ พบว่าตัวอย่างเหล่านี้มีความคล้ายคลึงกันมาก แม้ว่าเครื่องแยกน้ำตาลจะให้การสกัดที่สูงกว่าก็ตาม^{[ 13 ]}

การสกัดน้ำอ้อยด้วยการบด คือกระบวนการบีบน้ำอ้อยจากอ้อยโดยใช้ชุดเครื่องบดที่มีแรงดันสูงระหว่างลูกกลิ้งเหล็กขนาดใหญ่ เครื่องบดเหล่านี้อาจมีลูกกลิ้งตั้งแต่ 3 ถึง 6 ลูก แต่ละชุดเครื่องบดเรียกว่าเครื่องบดแบบอนุกรมหรือชุดเครื่องบดต่อเนื่อง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการสกัดน้ำอ้อย จะมีการเติมน้ำเพื่อเพิ่มความชุ่มชื้นที่แต่ละเครื่องบด น้ำร้อนจะถูกเทลงบนอ้อยก่อนที่จะเข้าเครื่องบดตัวสุดท้ายในชุดเครื่องบดต่อเนื่อง และหมุนเวียนกลับขึ้นไปยังเครื่องบดตัวแรก น้ำอ้อยที่บีบจากอ้อยตัวนี้มีความเข้มข้นของน้ำตาลต่ำ จึงถูกปั๊มไปยังเครื่องบดก่อนหน้าและเทลงบนอ้อยก่อนที่จะเข้าลูกกลิ้ง น้ำอ้อยจากเครื่องบดตัวนี้ก็ถูกปั๊มกลับขึ้นไปในชุดเครื่องบดต่อเนื่องในลักษณะเดียวกัน น้ำอ้อยผสม (กล่าวคือ น้ำอ้อยที่ผสมกับน้ำที่เติมเข้าไปในเครื่องบดตัวสุดท้าย) จะถูกแยกออกจากเครื่องบดตัวแรกและตัวที่สองและส่งไปแปรรูปต่อไป โดยทั่วไปแล้ว ชุดเครื่องบดต่อเนื่องจะมีเครื่องบดสี่ ห้า หรือหกเครื่อง เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการสกัดน้ำตาลจากการสีอ้อยก่อนที่อ้อยจะถึงโรงสีแห่งแรก โดยปกติแล้วจะใช้อุปกรณ์เตรียมอ้อยด้วยมีดและเครื่องบด

การแพร่ของอ้อยเป็นกระบวนการสกัดซูโครสจากอ้อยโดยออสโมซิสและการชะล้าง หรือที่รู้จักกันในชื่อการชะล้าง^{[ 14 ]}มีเครื่องแพร่สองประเภท ประเภทหนึ่งอาศัยการจุ่มแผ่นกากอ้อยลงในน้ำอ้อยโดยการไหลสวนทาง อีกประเภทหนึ่งอาศัยการซึมผ่านของน้ำอ้อยผ่านแผ่นกากอ้อย^{[ 15 ]}

ในระดับเคมี ขั้นตอนแรกคือการเปิดเซลล์ ซึ่งโดยปกติจะทำโดยใช้มีดตัดอ้อยแบบหมุนและเครื่องบดแบบลูกกลิ้งสามตัว ซึ่งร่วมกันเปิดเซลล์ที่มีผนังบางส่วนใหญ่ จากนั้นจะนำน้ำอ้อยออกจากเซลล์ที่เปิดแล้วเหล่านี้โดยการชะล้าง^{[ 14 ]}กล่าวคือ ซูโครสจากเซลล์ที่เปิดแล้วจะละลายในน้ำ กระบวนการแพร่จะเกิดขึ้นในเซลล์ที่มีน้ำตาล 10-16% ที่ยังไม่ถูกเปิดออก ขั้นแรกจะใช้น้ำร้อนเพื่อฆ่าโปรโตพลาสซึมของเซลล์ ทำให้ผนังเซลล์กลายเป็นกึ่งซึมผ่านได้โดยออสโมซิส น้ำหรือน้ำอ้อยที่บางกว่าสามารถเข้าไปในเซลล์และแทนที่น้ำอ้อยที่หนักกว่าจนกว่าจะถึงจุดสมดุล ในขั้นตอนนี้ ซูโครสจะแทรกซึมผ่านผนังได้เร็วกว่าสารที่ไม่ใช่น้ำตาลที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงกว่า ทำให้ความบริสุทธิ์ของน้ำอ้อยที่สกัดได้ครั้งสุดท้ายจากการแพร่สูงกว่าที่ได้จากการบดโดยตรง แม้ว่าการแพร่จะสกัดน้ำตาลได้มากกว่าก็ตาม^{[ 14 ]}

ในกระบวนการระบบการกรองแบบซึมผ่าน อ้อยที่ถูกบดจะถูกป้อนเข้าไปในตัวกระจายน้ำที่ปลายด้านป้อน น้ำร้อนจะถูกเทลงบนอ้อยที่ถูกบดก่อนถึงปลายด้านปล่อยของตัวกระจายน้ำ น้ำร้อนจะซึมผ่านชั้นอ้อยและแยกน้ำตาลซูโครสออกจากอ้อย น้ำอ้อยเจือจางนี้จะถูกเก็บรวบรวมไว้ในช่องใต้ชั้นอ้อยและถูกสูบไปยังจุดที่ใกล้กับปลายด้านป้อนของตัวกระจายน้ำมากขึ้น จากนั้นน้ำอ้อยเจือจางนี้จะซึมผ่านชั้นอ้อยอีกครั้ง ณ จุดนี้ ความเข้มข้นของน้ำตาลซูโครสในอ้อยจะสูงกว่าความเข้มข้นของน้ำตาลซูโครสในน้ำอ้อยเจือจางที่กล่าวมาข้างต้น ดังนั้นน้ำตาลซูโครสจึงแพร่จากอ้อยไปยังน้ำอ้อย น้ำอ้อยที่มีความเข้มข้นมากขึ้นเล็กน้อยนี้จะถูกสูบกลับขึ้นไปบนตัวกระจายน้ำและกระบวนการจะถูกทำซ้ำ โดยทั่วไปประมาณ 12 ถึง 15 ครั้ง (เมื่อเทียบกับสี่ถึงหกครั้งสำหรับกระบวนการบด)

น้ำอ้อยผสมมีค่า pHประมาณ 4.0 ถึง 4.5 ซึ่งค่อนข้างเป็นกรด^{[ 16 ]}ในระหว่างการทำให้บริสุทธิ์ จะมีการเติมแคลเซียมไฮดรอกไซด์ หรือที่รู้จักกันในชื่อน้ำปูนขาวหรือน้ำปูนขาว ลงในน้ำอ้อยเพื่อปรับค่า pH ให้เป็นประมาณ 7 หรือ 8 ซึ่งสามารถทำได้ในขณะที่น้ำอ้อยยังเย็นอยู่ (การเติมปูนขาวแบบเย็น) หรือหลังจากที่ให้ความร้อนจนถึงประมาณ 104 °C (การเติมปูนขาวแบบร้อน) นอกจากนี้ยังสามารถทำได้เป็นระยะๆ (การเติมปูนขาวแบบแบ่งส่วน) ^{[ 17 ]}

ปูนขาวช่วยป้องกันการสลายตัวของซูโครสไปเป็นกลูโคสและฟรุกโตส จากนั้นน้ำผลไม้ที่เติมปูนขาวแล้วจะถูกทำให้ร้อนจัดจนถึงอุณหภูมิอิ่มตัว กระบวนการนี้จะทำให้สิ่งเจือปนตกตะกอนและถูกกักเก็บไว้ในรูปผลึกแคลเซียมคาร์บอเนต น้ำผลไม้ที่ผ่านกระบวนการนี้แล้วจะถูกถ่ายไปยังถังตกตะกอน

ในถังตกตะกอนนี้ ของแข็งที่แขวนลอยจะตกตะกอน ส่วนของเหลวใสที่เรียกว่าน้ำผลไม้ใสจะถูกแยกออกจากถังตกตะกอน น้ำผลไม้ที่ใสแล้วจะถูกส่งไปยังเครื่องระเหย^{[ 17 ]}ของแข็งที่ตกตะกอนสามารถกรองเพื่อผลิตน้ำผลไม้ที่มีความใสน้อย ซึ่งสามารถนำกลับมาใช้ใหม่เพื่อการกรองให้บริสุทธิ์ต่อไปได้^{[ 18 ]}

กระบวนการระเหยมีไว้เพื่อเพิ่มความเข้มข้นของน้ำผลไม้ที่ใส^{[ 18 ]}เครื่องระเหยที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดคือเครื่องระเหยแบบหลายขั้นตอนของโรเบิร์ตส์ ผลิตภัณฑ์จากขั้นตอนนี้คือน้ำเชื่อมที่มีความบริสุทธิ์ 78 ถึง 86% โดยมีปริมาณของแข็งที่ละลายได้ 60-65°Brix และมีน้ำตาลอินเวอร์ต 3.5-4.5% ^{[ 19 ]}

อุณหภูมิ ความเร็ว และเวลาการกักเก็บในเครื่องระเหยจะถูกควบคุมเพื่อป้องกันการผกผันของซูโครสหรือการสลายตัวของซูโครสเป็นกลูโคสและฟรุกโตส อีกประเด็นที่น่ากังวลคือการเกิดตะกรันบนพื้นผิวทำความร้อนของเครื่องระเหย การใช้กระแสแม่เหล็กสามารถช่วยป้องกันการเกิดตะกรันได้^{[ 18 ]}

การตกผลึกทำได้โดยใช้หม้อต้มสุญญากาศแบบผลเดียวและเครื่องตกผลึก ในหม้อสุญญากาศ น้ำเชื่อมจะถูกระเหยจนกระทั่งอิ่มตัวด้วยน้ำตาล ณ จุดนี้ จะมีการเติมเมล็ดธัญพืชเพื่อทำหน้าที่เป็นนิวเคลียสสำหรับผลึกน้ำตาล และจะเติมน้ำเชื่อมเพิ่มเมื่อน้ำระเหย การเจริญเติบโตของผลึกจะดำเนินต่อไปจนกระทั่งหม้อสุญญากาศเต็ม^{[ 20 ]}ผลึกและของเหลวแม่ (กากน้ำตาล) จะรวมตัวกันเป็นมวลหนาแน่นที่เรียกว่ามาสเซอคิวต์ [ ^{21 ] จาก}นั้น 'สไตรค์' (เนื้อหาในหม้อ) จะถูกปล่อยลงในเครื่องตกผลึก

ในเครื่องตกผลึก กระบวนการตกผลึกของมาสเซอไคต์ยังคงดำเนินต่อไป จุดประสงค์ของเครื่องตกผลึกคือเพื่อลดการสูญเสียซูโครสที่ตกค้างอยู่ในของเหลวแม่/กากน้ำตาล โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับมาสเซอไคต์เกรดต่ำ เครื่องตกผลึกทำงานโดยการทำให้มาสเซอไคต์เย็นลง ซึ่งจะลดความสามารถในการละลายและเพิ่มความอิ่มตัวอีกครั้ง ทำให้กระบวนการตกผลึกดำเนินต่อไป เครื่องตกผลึกเป็นภาชนะทรงกระบอกหรือรูปตัวยูที่ติดตั้งองค์ประกอบกวนความเร็วต่ำ มักจะเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมเพื่อการทำงานอย่างต่อเนื่อง^{[ 22 ]}

การทำให้มาสเซอไคต์เย็นลงจะเพิ่มความหนืด ที่อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการตกผลึก มาสเซอไคต์จะมีความหนืดมากเกินไปสำหรับเครื่องปั่นเหวี่ยงที่จะแยกผลึกออกจากกากน้ำตาลได้อย่างเหมาะสม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากของเหลวแม่ของมาสเซอไคต์ยังคงอิ่มตัวยิ่งยวด ณ จุดนี้ ความหนืดจึงสามารถลดลงได้โดยไม่ต้องละลายผลึกอีกครั้ง ซึ่งสามารถทำได้โดยการทำให้อยู่ในสภาวะอิ่มตัวโดยการให้ความร้อนหรือเติมน้ำ^{[ 23 ]}

เครื่องแยกน้ำตาลแบบ เหวี่ยง ใช้เพื่อแยกมาสเซอคิวต์ออกเป็นผลึกน้ำตาลและของเหลวแม่/กากน้ำตาล เครื่องเหวี่ยงเหล่านี้ประกอบด้วยตะกร้าทรงกระบอกที่แขวนอยู่บนแกนหมุน ด้านข้างที่มีรูพรุนบุด้วยผ้าตาข่ายลวดด้านในมีแผ่นโลหะที่มีรูพรุน 400-600 รูต่อตารางนิ้ว ตะกร้าหมุนด้วยความเร็ว 1000-1800 รอบต่อนาที^{[ 20 ]}

ในขณะที่ของเหลวแม่ (กากน้ำตาล) ผ่านรูในเครื่องเหวี่ยงแยก ผลึกน้ำตาลจะถูกกักไว้ หลังจากแยกน้ำตาลออกแล้ว จะทำการตัดให้เล็กลง ทำให้เครื่องเหวี่ยงแยกพร้อมสำหรับรอบต่อไป^{[ 20 ]}

เป็นเรื่องปกติที่น้ำตาลจะเกิดขึ้นจากการผ่านกระบวนการตกผลึกและการปั่นเหวี่ยงซ้ำๆ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระบบการต้ม

ระบบการต้มที่พบได้บ่อยที่สุดคือระบบการต้มสามขั้นตอน วิธีนี้ต้มน้ำเชื่อมในสามขั้นตอนการตกผลึก/การเหวี่ยงแยก เรียกว่าขั้นตอน A, B และ C น้ำตาลที่ได้จากขั้นตอนแรก เรียกว่าน้ำตาล A จะถูกเก็บไว้ กากน้ำตาลจากการเหวี่ยงแยกในขั้นตอน A เรียกว่ากากน้ำตาล A จะถูกป้อนไปยังหม้อสุญญากาศ B ซึ่งจะทำให้ได้น้ำตาล B และกากน้ำตาล B ส่วนผสมของน้ำตาล A และน้ำตาล B จะกลายเป็นผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ของโรงงาน^{[ 20 ] [ 24 ]}

กากน้ำตาล B มีความบริสุทธิ์ต่ำกว่ามาก พวกมันถูกต้มอีกครั้งในกระทะ C ในขณะที่ขั้นตอน A และ B ไม่ได้ใช้เครื่องตกผลึกเสมอไป แต่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับมาสเซอไคต์เกรดต่ำนี้^{[ 23 ]}มาสเซอไคต์จะอยู่ในเครื่องตกผลึกนานกว่าหนึ่งวัน น้ำตาล C จากเครื่องเหวี่ยงแยกจะถูกผสมกับน้ำเชื่อมและใช้เป็นเมล็ดมาสเซอไคต์ ดังนั้นจึงกลับไปสู่จุดเริ่มต้นของกระบวนการ กากน้ำตาลที่ได้จากขั้นตอนการเหวี่ยงแยกนี้เรียกว่ากากน้ำตาลขั้นสุดท้าย หรือแบล็กสแตรป มันเป็นวัสดุที่มีความหนืดสูง ประกอบด้วยซูโครสประมาณหนึ่งในสาม น้ำตาลรีดิวซิงหนึ่งในห้า และส่วนที่เหลือเป็นเถ้า น้ำตาลอินทรีย์ที่ไม่ใช่น้ำตาล และน้ำ มันทำหน้าที่เป็นฐานสำหรับอาหารสัตว์ แอลกอฮอล์อุตสาหกรรม การผลิตยีสต์ และอื่นๆ^{[ 25 ]}

การต้มในหม้อสุญญากาศเคยเป็นกระบวนการแบบเป็นชุด แต่การต้มในหม้อแบบต่อเนื่องมีประสิทธิภาพมากกว่ามาก ในช่วงทศวรรษ 1970 หม้อสุญญากาศแบบต่อเนื่อง (CVP) ที่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์เป็นครั้งแรกได้รับการพัฒนาขึ้น ในช่วงทศวรรษ 1980 หม้อเหล่านี้สามารถผลิตผลึกที่มีขนาดสม่ำเสมอได้ดีกว่าที่โรงงานบางแห่งทำได้ด้วยหม้อสุญญากาศแบบเป็นชุด^{[ 26 ]}

น้ำตาลจากเครื่องแยกสารจะถูกทำให้แห้งและเย็นลง จากนั้นจึงนำไปเก็บรักษา ในระหว่างการเก็บรักษาในปริมาณมาก คุณภาพของน้ำตาลดิบจะลดลงเนื่องจากปฏิกิริยาเคมีระหว่างกรดอะมิโนและน้ำตาลอินเวอร์ตที่เสื่อมสภาพ ซึ่งเรียกว่าปฏิกิริยาเมล์ลาร์ด [ ^{27 ] น้ำตาล}ดิบยังสามารถบรรจุลงในถุงเพื่อการขนส่งได้โดยตรง

ในประเทศผู้ผลิตน้ำตาลอ้อยหลายแห่ง ผลิตภัณฑ์น้ำตาลมาตรฐานโดยทั่วไปเรียกว่าน้ำตาลขาวจากไร่ ในประเทศที่ร่ำรวย ผลิตภัณฑ์น้ำตาลมาตรฐานสำหรับการบริโภคโดยตรงหรือการใช้ในอุตสาหกรรมคือน้ำตาลขาวในคุณภาพ Codex White A น้ำตาลขาวต้องมีค่าโพลาไรเซชันขั้นต่ำ 99.7% และค่าสี ICUMSA 60 IU น้ำตาลขาวจากไร่อาจมีค่าโพลาไรเซชัน เช่น 99.4-99.7% และค่าสีระหว่าง 80 ถึง 250 IU ^{[ 2 ] [ 28 ]}

น้ำตาลทรายขาวจากไร่ผลิตโดยการปรับเปลี่ยนขั้นตอนบางอย่างที่กล่าวมาข้างต้น มีสองวิธีในการผลิตน้ำตาลทรายขาวจากไร่ คือ การเติมคาร์บอนไดออกไซด์และการเติมซัลไฟต์

การผลิตน้ำตาลทรายขาวจากไร่โดยวิธีการอัดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ จำเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยนขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ การระเหย และการเก็บรักษา

ในขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ วัตถุประสงค์ของการเติมคาร์บอนไดออกไซด์คือการแยกสารที่ไม่ใช่น้ำตาล เช่น คอลลอยด์และอนุภาคที่ไม่ละลายน้ำ รวมถึงสารที่มีสี^{[ 6 ]}หากใช้การเติมคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำผลไม้ผสมจะถูกให้ความร้อนถึง 55 °C และเติมปูนขาวจนกระทั่งค่า pH อยู่ที่ 10.5-11 จากนั้น เติม คาร์บอนไดออกไซด์ (CO ₂ ) และน้ำผลไม้จะถูกดันผ่านตัวกรองแรงดัน ซึ่งจะทำให้เกิดตะกอนแคลเซียมคาร์บอเนต จากนั้นน้ำผลไม้จะถูกให้ความร้อนอีกครั้งถึง 55 °C และเติมปูนขาวและ CO ₂จนกระทั่งค่า pH อยู่ที่ 8.4-8.6 ตามด้วยการกรองแรงดันครั้งที่สอง^{[ 29 ]}

เมื่อสิ้นสุดขั้นตอนการระเหย จะมีการเติม ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2 ₎เพื่อลดค่า pH ของน้ำเชื่อมให้เหลือ 7.0 ^{[ 29 ]}

ในโรงงานน้ำตาล การอัดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ไม่เป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากต้องใช้ปูนขาวและ CO2 ในปริมาณมาก_และการอัดแก๊สซัลไฟต์มีราคาถูกกว่า อินเดียเป็นข้อยกเว้น^{[ 29 ]}

มีหลายวิธีในการใช้กระบวนการซัลฟิเทชันเพื่อผลิตน้ำตาลทรายขาวจากไร่

ในขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ของกรดซัลฟิวชันเย็น จะมีการเติม SO2 _ลงในน้ำผลไม้ผสมเพื่อลดค่า pH ให้เหลือ 3.8-4.2 จากนั้นจะเติมปูนขาวเพื่อเพิ่มค่า pH ให้เป็น 7.2-7.4 ต่อไปจะนำน้ำผลไม้ไปให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 103-105 °C ก่อนที่จะย้ายไปยังถังตกตะกอน ในถังตกตะกอน สิ่งเจือปนจะตกตะกอน และของเหลวที่ได้จะถูกกรอง^{[ 30 ]}

ขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ของกรดซัลฟิเทชันร้อนเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนน้ำผลไม้ผสมจนถึง 70 °C ก่อน จากนั้นจึงลดค่า pH ลงเหลือ 3.8-4.2 โดยการเติม SO2 _จากนั้นกระบวนการจะดำเนินไปเช่นเดียวกับกรดซัลฟิเทชันเย็น^{[ 30 ]}

ขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ด้วยการเติมปูนขาวสองครั้ง ประกอบด้วย ขั้นแรกให้ความร้อนแก่น้ำผลไม้ผสมจนถึง 70 °C แล้วเติมปูนขาวจนกระทั่งได้ค่า pH 7.2-7.4 จากนั้นจึงเติม SO2 _{เพื่อ}ลดค่า pH ให้เหลือ 5.4-5.6 ต่อมาจึงเติมปูนขาวอีกครั้งเพื่อให้ได้ค่า pH 7.2-7.4 อีกครั้ง หลังจากนั้นให้ความร้อนแก่น้ำผลไม้จนถึง 103-105 °C ก่อนส่งไปยังถังตกตะกอน

ขั้นตอนการระเหยสำหรับน้ำตาลทรายขาวจากไร่จะเหมือนกับน้ำตาลทรายดิบ ในตอนท้าย จะเติม ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2 ₎เพื่อลดค่า pH ของน้ำเชื่อมจาก 6.5 เป็น 5.5 ^{[ 31 ]}

หลังจากระเหยแล้ว สามารถแทรกกระบวนการทำให้ใสเพิ่มเติมได้ ขั้นตอนพื้นฐานของกระบวนการย่อยนี้ได้แก่ การเติมกรดฟอสฟอริก สารลดแรงตึงผิว และฟอสเฟต ตามด้วยการให้ความร้อนและการเติมอากาศให้กับน้ำเชื่อม และการเติมสารตกตะกอนจากนั้นน้ำเชื่อมจะถูกย้ายไปยังเครื่องทำให้ใสพิเศษ^{[ 31 ]}

ขั้นตอนการตกผลึกและการแยกสารด้วยแรงเหวี่ยงสำหรับน้ำตาลขาวจากไร่อาจแตกต่างกันไปตามระบบการต้มที่ใช้ สำหรับน้ำตาลขาวจากไร่ สามารถใช้ระบบการต้มแบบสามขั้นตอนปกติได้ ทางเลือกอื่นคือการขนส่งเฉพาะน้ำตาล A เท่านั้น จากนั้นจึงละลายน้ำตาล B และป้อนกลับเข้าไปในน้ำเชื่อม ในขณะที่น้ำตาล C จะถูกละลายหรือใช้เป็นหัวเชื้อสำหรับน้ำตาล B ^{[ 31 ]}

ในการเก็บรักษา น้ำตาลทรายขาวจากไร่จะมีความอ่อนไหวมากกว่าน้ำตาลดิบ น้ำตาลที่ผลิตโดยการอัดแก๊สจะมีความอ่อนไหวต่อการเปลี่ยนสีเป็นพิเศษ ปริมาณเถ้าก็มีส่วนทำให้เกิดการเปลี่ยนสีเช่นกัน ในประเทศบราซิล การเปลี่ยนสีจะถูกป้องกันโดยการเก็บรักษาที่อุณหภูมิสูงสุด 35-40 °C และโดยการผลิตน้ำตาลที่มีค่า 166 IU ดังนั้นสีจำนวนมากจึงอาจหายไปก่อนที่จะถึงมาตรฐานต่ำสุดที่ 230 IU ^{[ 28 ]}

โรงงานผลิตน้ำตาลจากอ้อยบางแห่งมีสิ่งที่เรียกว่าโรงกลั่นขั้นสุดท้าย ในโรงกลั่นขั้นสุดท้ายนี้ น้ำตาลดิบที่ผลิตได้ในโรงงานจะถูกแปรรูปเป็นน้ำตาลบริสุทธิ์ที่มีความบริสุทธิ์สูงขึ้นสำหรับการบริโภคภายในประเทศ การส่งออก หรือบริษัทบรรจุขวด ส่วนที่เหลือทิ้งจะถูกนำไปใช้ในการผลิตความร้อนในโรงงานผลิตน้ำตาล

กากใยที่เหลือจากการสกัดน้ำอ้อย ซึ่งเรียกว่ากากอ้อยจะถูกนำไปเผาเป็นเชื้อเพลิงในหม้อไอน้ำของโรงงาน หม้อไอน้ำเหล่านี้ผลิตไอน้ำแรงดันสูง ซึ่งจะถูกส่งผ่านกังหันเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้า ( การผลิตพลังงานร่วม ) ไอน้ำที่ออกจากกังหันจะถูกส่งผ่านไปยังสถานีระเหยแบบหลายขั้นตอน และใช้ในการให้ความร้อนแก่ถาดสุญญากาศในขั้นตอนการตกผลึก รวมถึงใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการให้ความร้อนอื่นๆ ในโรงงานน้ำตาลด้วย

กากอ้อยทำให้โรงงานผลิตน้ำตาลไม่เพียงแต่พึ่งพาตนเองด้านพลังงานได้เท่านั้น แต่กากอ้อยส่วนเกินยังนำไปใช้เป็นอาหารสัตว์ ในการผลิตกระดาษ หรือผลิตไฟฟ้าเพื่อจำหน่ายอีกด้วย

เช่นเดียวกับในอุตสาหกรรมอื่นๆการผลิตอัตโนมัติได้รับการส่งเสริมอย่างมากในโรงกลั่นน้ำตาลในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา กระบวนการผลิตโดยทั่วไปจะถูกควบคุมโดยระบบควบคุมกระบวนการส่วนกลาง ซึ่งควบคุมเครื่องจักรและส่วนประกอบส่วนใหญ่โดยตรง มีเพียงเครื่องจักรพิเศษบางเครื่อง เช่น เครื่องเหวี่ยงแยกสารในโรงงานน้ำตาลเท่านั้น ที่ใช้ PLC แบบกระจายศูนย์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับเหตุผลด้านความปลอดภัยด้วย^{[ 32 ]}

โรงงาน ผลิต น้ำตาลมีมาตั้งแต่สมัยอียิปต์อาหรับในศตวรรษที่ 12 ^{[ 33 ]}เวอร์ชันแบบดั้งเดิมคือtrapicheซึ่งต่อมาถูกแทนที่ด้วยengenhoหรือingenio

ในช่วงทศวรรษ 1820 มีการให้คำอธิบายทั่วไปเกี่ยวกับไร่น้ำตาลในจาเมกา^{[ 34 ]}สิ่งที่เราเรียกว่าโรงงานน้ำตาลในปัจจุบันในสมัยนั้นประกอบด้วย: โรงงานน้ำตาล โรงต้ม และโรงกลั่น ซึ่งตั้งเรียงกันบนทางลาด เพื่อให้น้ำเชื่อมไหลลงจากโรงงานไปยังโรงกลั่น^{[ 35 ]}

ในช่วงทศวรรษ 1820 มีโรงสีอยู่สี่ประเภท ได้แก่ โรงสีที่หมุนด้วยลม น้ำ ไอน้ำ หรือด้วยวัวและลา โรงสีลมเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในบาร์เบโดส ความนิยมในโรงสีลมเกิดจากกำลังของมัน (ประมาณ 15 แรงม้า) แต่จำเป็นต้องมีโรงสีวัวไว้ช่วยเสริมในกรณีที่ไม่มีลม^{[ 35 ]}ตัวเครื่องประกอบด้วยลูกกลิ้งแนวตั้งสามตัว กำลังถูกส่งไปยังลูกกลิ้งหลัก (ตรงกลาง) ซึ่งจะหมุนลูกกลิ้งอีกสองตัวโดยใช้เฟือง^{[ 36 ]}

โรงสีปศุสัตว์ในจาเมกาโดยทั่วไปเป็นอาคารทรงกลมมีหลังคาคลุมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางไม่น้อยกว่า 60 ฟุต เสาไม้เนื้อแข็งหรือเสาก่ออิฐรองรับหลังคาซึ่งส่วนใหญ่มุงด้วยไม้แผ่น ในตัวอย่างจากยุค 1820 ลูกกลิ้งหลักส่วนล่างสี่ฟุตถูกหุ้มด้วยปลอกเหล็กหล่อ ตรงกลางมีเดือยหมุน ซึ่งหมุนบนชิ้นส่วนเหล็กชุบแข็งที่ติดตั้งอยู่ในขั้นเหล็กชุบแข็งที่เติมน้ำมันไว้ เหนือปลอกเหล็กหล่อเป็นล้อเฟือง เหนือขึ้นไปเป็นลูกกลิ้งภายนอกสองตัวที่ยึดด้วยค้ำยัน ด้านบนสุด ลูกกลิ้งหลักถูกขับเคลื่อนด้วยคันโยกยาวที่ต่อกับวัวที่เดินวนเป็นวงกลม^{[ 36 ]}

• ทราพิเช่
• โรงกลั่นน้ำตาล
• โรงงานผลิตน้ำตาลในฟิจิ
• รายชื่อโรงงานผลิตน้ำตาลในรัฐควีนส์แลนด์

09

• " เกร็ดความรู้เกี่ยวกับน้ำตาล" สมาคมอ้อยแห่งอเมริกาสืบค้นเมื่อ 4 มีนาคม 2023
• Baikow, VE (1982). การผลิตและการกลั่นน้ำตาลอ้อยดิบ . Elsevier Scientific. ISBN 9781483289632.
• "คันโยกหมดสมัยแล้ว หน้าจอสัมผัสกำลังมาแรง" , BMA , สืบค้นเมื่อ 4 มีนาคม 2023
• Chen, James CP; Chou, Chung-Chi (1993). คู่มือการผลิตน้ำตาลอ้อย ฉบับที่ 12. John Wiley & Sons. ISBN 9780471530374.
• ฮิเบิร์ต, โรเบิร์ต (1825). คำแนะนำสำหรับชาวไร่อ้อยหนุ่มชาวจาเมกา . ที. แอนด์ จี. อันเดอร์วูด, ลอนดอน.
• เคลลี่, พีเอส; พอร์เตอร์, อาร์. จี (1978), "การทำงานของเครื่องกระจายกลิ่นอินเคอร์แมน", รายงานการประชุมครั้งที่ 45 ของสมาคมนักเทคโนโลยีอ้อยแห่งออสเตรเลีย
• Moor, BSC; Rosettenstein, S.; Du Plessis, N. (2019). "ข้อควรพิจารณาที่สำคัญสำหรับกระทะสุญญากาศแบบต่อเนื่องประสิทธิภาพสูง" วารสารน้ำตาลนานาชาติ
• Oates, JAH (2008). ปูนขาวและหินปูน: เคมีและเทคโนโลยี การผลิตและการใช้งาน . John Wiley & Sons. ISBN 978-3-527-61201-7.
• Rein, PW (1995). "การเปรียบเทียบการแพร่กระจายและการสีอ้อย" . รายงานการประชุมของสมาคมนักเทคโนโลยีน้ำตาลแห่งแอฟริกาใต้ .
• Rein, PW; Stella Polanco, Luz (2006). "การเปรียบเทียบคุณภาพน้ำอ้อยจากโรงบดและเครื่องแยกน้ำอ้อย" . Sugarjournal .
• ชิเวค, ฮิวเบิร์ต; คลาร์ก, มาร์กาเร็ต; พอลลัค, กุนเทอร์ (2007) "น้ำตาล". สารานุกรมเคมีอุตสาหกรรมของ Ullmann . ไวน์ไฮม์: Wiley-VCH. ดอย : 10.1002/14356007.a25_345.pub2 . ไอเอสบีเอ็น 978-3527306732.
• Steindl, Roderick (2005), Hogarth, DM (บรรณาธิการ), "การทำให้ใสของน้ำเชื่อมสำหรับน้ำตาลทรายขาวจากไร่เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานคุณภาพใหม่" ( PDF) , รายงานการประชุมใหญ่ครั้งที่ XXV ของสมาคมนักเทคโนโลยีอ้อยนานาชาติ , กัวเตมาลา, เมืองกัวเตมาลา, หน้า  106–116
• " กระบวนการแปรรูปน้ำตาลดิบและน้ำตาลทรายขาวในแอฟริกาใต้" สถาบันวิจัยการผลิตน้ำตาลแห่งชาติ (SMRI) สืบค้นข้อมูลเมื่อวันที่ 4 มีนาคม 2566
• บัลเดส เดลกาโด, อันโตนิโอ; เด อาร์มาส คาซาโนวา, คาร์ลอส (2001) "การแปรรูปน้ำตาลและผลพลอยได้ของอุตสาหกรรมน้ำตาล" . กระดานข่าวบริการการเกษตรของ FAO . เอฟเอโอ. ไอเอสบีเอ็น 9789251045701.

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับโรงงานน้ำตาลอ้อย

• วิศวกรน้ำตาล
• พจนานุกรมออนไลน์เกี่ยวกับน้ำตาล