نیشکر و ضایعات ارزشمند آن

گیاه نیشکر از مهم ترین گیاهان تجاری است که در صنعت قندسازی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. محصولات فرعی نیشکر نیز کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد. در این مقاله به بررسی نیشکر و ضایعات ارزشمند آن خواهیم پرداخت.

معرفی نیشکر

نیشکر گیاهای قدیمی به قدمت تاریخ بشر است. گفته می شود گونه ای از نیشکر حدود 10 هزار سال قبل در گینه نو به عنوان گیاه زینتی مورد استفاده قرار می گرفت. بررسی های علمی نشان می دهد که نیشکر زراعی امروز نشات گرفته از گونه ای به نام Saccharum robustum در گینه نو است. در گذر زمان نیشکر از گینه نو به عند و چین و سایر نقاط جهان راه یافت.

این گیاه در توده هایی متشکل از ریزون و تعدادی ساقه شکل می گیرد. شبکه ای از ریزوم ها در زیر خاک تشکیل می شود و شاخه های ثانویه در نزدیکی گیاه مادر شروع به رشد می کنند. ساقه های این گیاه در رنگ های سبز، صورتی و بنفش هستند که می توانند تا ارتفاع بیش از 5 متر نیز رشد کنند.

نیشکر یکی از منابع اصلی تامین قند است. سابقه استخراج قند از نیشکر در هندوستان به حدود 5000 سال پیش می رسد.

سندبادسِل، پلتفرمی مطمئن برای خرید و فروش محصولات

تاریخچه نیشکر در ایران

بررسی استناد تاریخی نشان می دهد که کشت نیشکر از حدود 800 سال قبل از میلاد مسیح در ایران رواج داشته است. کشت این محصول بیشتر در استان خوزستان رایج بوده است.

کلمه خوزستان به معنای شکرستان است.

ردپای واژه شکر که از زبان سانسکریت نشات گرفته، در زبان پهلوی و نوشتارهای دوره ساسانیان نیز به چشم می خورد. از دلایلی که استان خوزستان به عنوان خاستگاه و محل کشت شکر در ایران انتخاب شد، می توان به این موارد اشاره نمود:

• خاک حاصلخیز
• آب فراوان
• درجه حرارت مناسب
• نور کافی

اوج کشت نیشکر در خوزستان به دوران پیش از اسلام و به دوره ساسانیان باز می گردد. در قرون اولیه هجری، نی عسکری یکی از مرغوب ترین انواع نیشکر در خوزستان بود. در آن ایام شوشتر، شوش، جندی شاپور و اهواز از مراکز استحصال شکر و تصفیه آن محسوب می شدند. آبادانی مزارع کشت نیشکر تا حدود قرن ششم هجری ادامه داشت و به مرور این رونق رو به زوال گذاشت.

کشت نیشکر به صورت صنعتی در خوزستان بین سال های 1316 تا 1318 بود. به دلیل وقوع جنگ جهانی و برخی از کارشکنی ها  کشت این محصول با مشکلاتی همراه شد. در سال 1330 با همکاری فائو کشت نیشکر در استان خوزستان بار دیگر از سر گرفته شد. مساحت زیر کشت نیشکر در سال 1365 حدود 28000 هکتار با متوسط عملکرد 83 تن ساقه در هکتار اعلام شده است. طبق آخرین آمار وزارت جهاد کشاورزی سطح زیر کشت نیشکر آبی در سال 1397، 88284 هکتار بوده است.

تولیدکنندگان نیشکر در جهان

بر پایه آمار منتشر شده از سوی فائو برای سال 2019، ده تولیدکننده برتر نیشکر در جهان عبارت اند از:

ایران با تولید 9284942 تن نیشکر در رتبه 20 جهان قرار دارد.

تجارت جهانی نیشکر

بر پایه آمارهای جهانی برای سال 2020، ارزش صادرات نیشکر با کد تعرفه ای 121293 ، 69.43 میلیون دلار و ارزش واردات آن 115.32 میلیون دلار برآورد شده است. برترین صادرکنندگان و واردکنندگان نیشکر  در سال 2020 به تفکیک در جداول زیر آمده اند.

صنعت شکر در ایران و جهان

بررسی اسناد و کتب تاریخی نشان می دهد که ایرانیان نخستین کسانی بودند که شکر را از نیشکر استخراج کردند. زمان امیرکبیر اولین تلاش ها برای ایجاد صنعت قندسازی در خوزستان شکل گرفت؛ اما متاسفانه پس از مرگ امیرکبیر این تلاش ها خاموش ماند. در اروپا نیز در سال 1570 میلادی نخستین کارگاه تصفیه شکر تاسیس شد. در سال 1811 بنژامین دلسرت نخستین کله قند را تولید نمود. پس از آن به دستور ناپلئون، 5 مدرسه شیمی قندسازی در فرانسه تاسیس شد که در نهایت به ایجاد 40 کارخانه قندسازی در این کشور انجامید.

در ایران نیز منسجم ترین تلاش ها برای توسعه صنعت نیشکر از سال 1330 و با برنامه فائو آغاز گردید.  این تلاش ها منجر به تاسیس نخستین کارخانه قند و نیشکر ایران در سال 1340 در هفت تپه شد. در سال ١٣۶2 صندوق مطالعات توسعه نیشکر وصنایع جانبی در راستای اهداف خودکفایی محصولات اساسی کشور در خوزستان تاسیس شد. این مرکز مطالعات خود را در راستای تامین شکر مورد نیاز و همچنین تامین بخشی از محصولات اساسی وابسته به نیشکر ازجمله کاغذ، خوراک دام، تخته صنعتی نیمه سنگین، الکل طبی و خمیر مایه و…. آغاز نمود.

اهمیت اقتصادی نیشکر

نیشکر گیاهی صنعتی، استراتژیک و با اهمیت اقتصادی بسیار زیاد است.  این گیاه نه تنها یکی از مهم ترین منابع قندی در جهان است؛ بلکه محصولات جانبی پراهمیت و پرکاربردی نیز دارد.

نیشکر حدود 60 درصد از قند سفید مورد نیاز جهان را تامین می کند.

از محصولات جانبی نیشکر و ضایعات ارزشمند آن می توان این موارد را نام برد:

• اتانول
• ملاس
• باگاس

طبق آمار اعلام شده در سال 1397، ارزش شکر تولید شده تنها در استان خوزستان حدود 2 هزار  و 200 میلیارد تومان بوده است. نکته قابل توجه آنکه در کنار ارزش آفرینی این محصول اصلی نیشکر، محصولات جانبی نیز درآمدزایی حدود 1 هزار و 800 میلیارد تومان داشته اند. آمار و ارقام نشان می دهد که ارزش محصولات جانبی نیشکر با ارزش شکر تولید شده برابری می کند.  

اتانول

یکی از مهم ترین مسائلی که همه جوامع را درگیر خود کرده، کاهش ذخایر فسیلی و افزایش آلودگی های زیست محیطی ناشی از سوخت های فسیلی است. از اینرو توجه کشورهای توسعه یافته به سوخت های زیستی جلب شده است. یکی از مهم ترین انواع سوخت های زیستی، بیواتانول است که از ضایعات محصولات کشاورزی چون نیشکر و چغندر قند تولید می شود.

تولید بیواتانول با استفاده از ضایعات نیکشر دارای توجیه اقتصادی است. همچنین جایگزینی این محصول با MTBE در تولید بنزین، منافع اقتصادی قابل توجهی را به همراه خواهد داشت. گفتنی است کشوری همچون برزیل با تولید سوخت های زیستی علاوه بر کاهش تکیه به سوخت های فسیلی، فرصتی را برای گسترش صنایع روستایی ایجاد نموده است. توجه به صنایع تولیدی سوخت های زیستی ( به عنوان بخشی از صنایع تبدیلی)، افزایش تولید محصولات کشاورزی و اشتغال زایی در مناطق روستایی را به همراه داشته است.

در حال حاضر دو روش برای تولید اتانول از نیشکر وجود دارد:

• ملاس نیشکر
• باگاس نیشکر

رشد سالانه صادرات اتانول در جهان رقمی حدود 1.1 درصد تخمین زده شده است.

ملاس

این محصول که یکی از ضایعات ارزشمند نیشکر است از پساب کارخانه نیشکر و طی فرآیند استخراج قند از نیشکر به دست می آید. ملاس مصارف مستقیم و غیرمستقیم بسیاری دارد. ملاس به شکل شربت غلیظ و قهوه ای رنگ و چسبناک است که دارای انواع مواد معدنی و ویتامین ها است. کیفیت ملاس بسته به میزان بلوغ نیشکرف میزان شکر استخراج شده و روش استخراج متفاوت است. انواع ملاس عبارت اند از:

• شفاف (استخراج اول)
• تیره (استخراج دوم)
• بلک استرپ (استخراج سوم)

کاربردهای ملاس در صنایع مختلف را چنین می توان بیان نمود:

• پزشکی و داروسازی
• تولید شکر قهوه ای با ملاس
• تهیه اسید استیک، خمیرمایه نانوایی، اسید گلوتامیک و …
• مکمل غذای دام و طیور
• تهیه کود آلی

میزان ملاس تولیدی در کشور، به طور متوسط به ازای هر ۱۰۰ تن نیشکر بین 2 تا 5 تن است.

باگاس

تفاله نیشکر یا باگاس، ماده فیبری برجای مانده پس از آسیاب نیشکر است. باگاس حدود 34 درصد وزن ساقه نیشکر را تشکیل می دهد و کاربردهای صنعتی فراوانی دارد. در جهان از باگاس نیشکر به عنوان تامین کننده انرژی کارخانه های تولید قند و شکر و خوراک نیروگاه های برق استفاده می شود. از دیگر کاربردهای باگاس می تواند به این موارد اشاره نمود:

• استفاده در صنعت کاغذسازی
• تهیه الکل صنعتی
• ساخت سیم های الکتریکی
• استفاده در جیره دام و طیور
• بهبود خصوصیات فیزیکی خاک برای کشت محصولات کشاورزی

چند نکته

• تنش شوری بر رشد نیشکر اثر منفی داشته و درصد شکر استحصالی را کاهش داده و ملاس تولیدی را افزایش می دهد.
• نبود صنایع تبدیلی موجب شده هر ساله مقدار قابل توجهی از صنایع جانبی نیشکر طعمه آتش شود.
• گسترش صنایع تبدیلی نیشکر، تنها توسط دولت امکان پذیر است.