طرح استحصال تانن از پوست گردو

تانن ها (فلاوانولها) که به اسم های دیگری چون اسید تانیک، گالوتانن و اسید گالوتانیـک نیـز شـناخته شدهاند، ترکیبات پیچیده طبیعی هستند که از مواد شیمیایی پلی فنلـی تـشکیل شـده انـد و در پوسـت، برگ و ریشه اکثر گیاهان از جمله چای، سیب، هلو، غلات و خصوصاً سورگوم به وفور یافت مـیشـود. این مواد با وزن مولکولی بالا (۵۰۰ تا ۳۰۰۰ دالتون) و دارای تعداد قابل ملاحظهای گروه هیدروکسیل فنلیک (۱ تا ۲ درصد وزن مولکولی) هستند که امکان تشکیل ارتباطات تقاطعی بـین پـروتئین و سـایر ماکرومولکولها را میسر میسازد. این مواد همچنین شامل گروهی از فنلهای غیر پروتئینی سمی هستند که گاهی خاصیت قابض بودن دارند. همچنین تانن ها مواد پلی فنولیک با وزن مولکولی بالایی بوده کـه مسئول رنگ پوسته بذور و در بعضی از لگومها میباشند. علت تغییر رنگ برگ درختان در پاییز نیز ناشی از وجود تاننهاست. تاننها باز دارنده فعالیت برخـی آنزیمها بخصوص تریپسین و آمیلاز بوده که نتیجاً ابلیت هضم غذا را کاهش میدهند.تاننها را بسته به حلالیت آنها به دو گروه قابل هیدرولیز و متراکم تقسیم میکنند.

دسته بندی تانن ها

ماده استخراجی طرح تولید تانن از پوست گردو را بسته به حلالیت آنها به دو گروه قابل هیدرولیز و متراکم تقسیم می کنند.
۱ – تانن های قابل هیدرولیز : این گروه از تانن ها از ترکیبات فنلی اسیدگالیک مشتق می شوند و می توانند با گلوکز ایجاد گلوکوزید کنند. این گروه از تانن ها تحت شرایط قلیایی یا اسیدهای ضعیف به اسیدهای کربوکسی فنول و قند تفکیک می شوند. یک مولکول اسید گالیک با دو مولکول دیگر خود استریفیه شده و تشکیل متا – دی اسید گالیک می دهد.
همچنین اسید گالیک ممکن است بر اثر گرما بر روی آنتوسیانیدین هایی که دارای گروههای ۳ – هیدروکسیل بر روی حلقه فنلی هستند ایجاد گردد. اسید گالیک در گیاهان بصورت گلیکوزید نیز وجود دارد که ساده ترین شکل آن بصورت بتا – گلوکوگالین است که در گیاه ریوند قابل شناسایی است. ممکن است تانن هایی از استریفیه شدن یک مولکول گلوکوپیرانوز با متا – دی اسید گالیک بوجود آیند.

در مجموع چهار دسته از تانن های قابل هیدرولیز وجود دارند:

گالوتانن ها شامل اسید تانیک معمول (گلوکز و اسید گالیک)
الاجیتانن ها شامل اسید الاجیک و گلوکز
تاراگالوتانن ها شامل اسید گالیک و اسید کونیک بعنوان هسته
کافه تانن ها شامل اسید کافئیک و اسید کونیک
تانن ها قادرند به پروتئین ها متصل شده و مانع دی آمیناسیون توسط باکتریها در شکمبه نشخوار کنندگان شوند. بدین ترتیب از پروتئین در شکمبه حفاظت شده و پروتئین ممکن است به طور موثری در بخش های داخلی دستگاه گوارش حیوان جذب شود. افزودن تانن ها به جیره نشخوار کنندگان ممکن است بر اثر افزایش بهره برداری، اثر مفیدی داشته باشد.
۲ – تانن های غیر قابل هیدرولیز یا متراکم : این تانن ها در واقع لکوآنتوسیانیدین هایی هستند که وقتی تحت تاثیر حرارت و محیط اسیدی قرار می گیرند آنتوسیانین تولید می کنند. همچنین فلاوان ۳ و ۴ – دیول در اثر حرارت و تاثیر اسید به سیانیدین تبدیل می شود. این لکوآنتوسیانیدین ها مسئول بروز طعم تلخی و گسی در ارتباط با میوه های نارس می باشند. البته باید یاد آور شد که اگر لکوآنتوسیانیدین ها وزن مولکولی کمتری داشته باشد. طعم تلخی و گسی بروز نمی کند. مثل فلاوان ۳ و ۴- دیول، لیکن شکل پلیمری آنها مثل فلاونال طعم گسی دارد.
لکو آنتوسیانیدین ها بر اساس منومرفلاونال موجود در تانن طبقه بندی می شوند. تمام لکو آنتوسیانیدین ها از هسته های دی یا تری هیدروکسی بنریل ترکیب یافته اند که از طریق زنجیره ها یا اتمهای کربن و یا ساختارهای هتر و حلقوی (آلیفاتیک) بهم پیوسته اند. واحد اصلی هسته، فلاونائید است که مرکب از یک واحد فنیل پروپانوئید و یک حلقه فنیل متصل دیگر می باشد. تشکیل گروه اکسونیم با اسید تسریع می شود و در نتیجه با ماده حلال اسیدی در فرآیند ADF قابل بازیافت است و در صورت وجود تانن های غیر قابل هیدرولیز رنگ قرمز یا صورتی در محلول پدید می آید.
خاصیت گسی : گس شدن به خاطر اتصال عرضی گلیکو پروتئین ها و پروتئین های موجود در بزاق توسط تانن ها صورت می گیرد. همانطور که گفته شد اگر تانن وزن مولکولی کمتری داشته باشد گسی احساس نمی شود، بدلیل اینکه زنجیره آن کوتاه بوده و نمی تواند اتصال عرضی ایجاد کند. از طرفی اگر تانن ها دارای درجه پلیمریزاسیون بالایی باشند نیز قادر به ایجاد ترکیب و نتیجاً طعم گسی نیستند، چون اتصالات عرضی بیشتر از حد بزرگ بوده و حلالیت آنها کم است.
اکثر میوه های نارس دارای فلاوان ۳ و ۴- دیول و فلاو نهای بصورت الیگومروپلیمر می باشند که با رسیدن میوه به تدریج بخش پلیمری لکوآنتوسیانین ها تا حد زیادی افزایش یافته و در نتیجه بصورت جامد رسوب می کنند و به این ترتیب از دسترس ایجاد اتصالات عرضی خارج می شوند و در نتیجه طعم گسی ندارند. در صورتیکه در میوه های نارس تانن های با حلالیت بالا فراونتر بوده و گسی ایجاد می شود.

پراکندگی تانن ها

هر دو نوع تانن ها، هیدرولیز شونده و متراکم به وفور در طبیعت وجود دارند. در بسیاری منابع این دو با هم وجود داشته و همواره یکی از این دو غالب است. نوع هیدرولیز شونده تانن ها بیشتر از برگ و گل استخراج می شود در حالیکه نوع متراکم آن بیشتر از ساقه و ریشه اخذ می گردد. تانن های متراکم در بیشتر مناطق گرمسیری و مناطق معتدل وجود دارند. مانند: کاساوا.

تانن های موجود در گیاهان

همه گیاهان دارای تانن نیستند. تانن ها در غذاهای گیاهی معمول و متداول نظیر ذرت هیبرید، یونجه و بسیاری از علفهای بومی که در آنها بر علیه تانن سلکسیون انجام گرفته وجود ندارند. غذاهای گیاهی حاوی تانن، شامل گندم قرمز (در سبوس تانن ها ایجاد رنگ می کنند)، دانه جو و دانه سورگوم مقاوم به پرندگان می باشند. مقاومت دانه در برابر پرنده با وجود تانن در ارتباط است و تانن به عنوان یک وسیله حفاظتی از گیاه انتخاب شده است. تانن ها کیفیت پروتئین را بر ای استفاده انسان و حیوان کاهش می دهند.
بیشتر بقولات و گیاهان چریدنی فصل گرما دارای تانن هستند، که احتمالاً مهمترین عامل ضد تغذیه ای و ضد کیفیتی در این گونه گیاهی می باشند. بیشتر دانه های بقولات شامل لوبیای فاوا، لوبیای قرمز و غلاف (پوست) بادام زمینی دارای تانن بوده و پوسته های رنگی انگورها اغلب نشانه ای از وجود تانن می باشد. بلوط نیز دارای مقادیر زیادی از تانن های قابل هیدرولیز هستند . تانن های موجود در انگور قرمز بیشتر در پوست یافت می شود.

کاربردهای استحصال تانن از پوست گردو

۱. مصرف به عنوان دارو
تمام تاننها یک سری خواص مشترکی دارند و آن این است که توانایی انعقاد آلبومینها، فلزات سنگین و آلکالوئید ها را دارند. این مواد در آب حل می شوند و خاصیت قابض بودن از خود نشان می دهند. لذا از محصول طرح تولید تانن از پوست گردو میتوان در کاهش تحریکات و درد ها و از جوش انده آن میتوان برای رفع تورم های دهانی، زکام ها، برونشیت، خونریزی های موضعی و سوختگی ها استفاده کرد.
۲. مصرف در صنعت
خواص فوق العاده ماده حاصله در طرح تولید تانن از پوست گردو باعث شده که در صنعت نیز کاربردهایی گسترده پیدا کند. از تانن با فرم آلوئیدی میتوان برای تولید یک نوع چسب استفاده کرد که توانایی دارد با مقاومت در مقابل آب تا دمای ۹۰ درجه سانتی گراد هم تحمل کند. برای تولید رنگهای آبی، سبز، قرمز و بنفش میتوان از تانن استفاده کرد. کاربرد اصلی تانن در صنایع دباغی است که باعث مقاوم شدن چرم در مقابل پوسیدگی می شود و همچنین در صنایع خوراکی، تولید پلاستیک و حفاری چاه نفت هم کاربرد دارد. در مجموع میتوان موارد مصرف تانن را به صورت ذیل دسته بندی نمود :
۱ – کاربرد در صنایع دباغی پوست : این ماده در بالا بردن مقاومت پوست در مقابل پوسیدگی و فساد زودرس بسیار توانمند است و به همین دلیل امروزه بیشترین کاربرد تانن در صنعت مربوط به مصرف تانن در صنعت چرم می باشد.
۲ – کاربرد دوم مربوط به تولید نوعی رزین است که دارای مقاومت بالا در مقابل رطوبت و دما است و در عین حال باعث می شود که پسماندهای صنعتی تولید این چسب خاصیت ضد محیط زیست ندارند.
۳ – کاربرد محصول استخراجی طرح تولید تانن از پوست گردو در تولید انواع مشروبات الکلی که البته در کشور ایران کاربردی ندارد.
۴ – انواع کاربردهای دارویی و غذایی محصول طرح تولید تانن از پوست گردو .

کد آیسیک مرتبط با صنعت استحصال تانن از پوست گردو

کد آیسیک مخفف International Standard Industrial Classification (سیستم بین المللی طبقه بندی استاندارد صنایع) است. کد گذاری به عنوان روش ساده و دقیق برای تعیین هویت کالا، قطعات ، مدارک و اموال ، سالها است که در سطه شرکت هاو زنجیره های تأمین مورد استفاده قرار می گیرد.

کد تعرفه گمرکی مرتبط با صنعت­ استحصال تانن از پوست گردو

تعرفه یا به عبارت دیگری(TARIFF) یک نوع معیار رقمی و یا عددی می باشد برای شناسی و تعیین جایگاه کالا در ترخیص کالا .
تعرفه گمرکی میزان حقوق ورودی قابل پرداخت برای ورود کالا می باشد.تعرفه گمرکی در بستر تاریخ مبتنی بر سیستم و روش های خاصی از قبیل اداره گمرک،آمار،حمل و نقل،بیمه و غیره طراحی و مورد استفاده قرار می گیرد.
هر چند این کالا زیر مجموعه فصل ۳۲ تعرفه گمرکی سـازمان گمـرک جمهـوری اسـلامی ایـران است ولی شماره تعرفه گمرکی خاصی برای تانن یا اسید تانیک یا تانن گیاهی تخصیص داده نـشده است و صرفا شماره تعرفه ۳۲۰۱ با شرح عصاره های دباغی با منشاء نباتی، تانن ها و املاح آنها ،اترها و استرها و سایر مشتقات آنها به این محصول مرتبط شده است.

روش های تولید تانن

فرایند تولید تانن از پوست گردو به دو صورت آزمایشگاهی و صنعتی است :
۱- تولید تانن به روش آزمایشگاهی:
در مورد استحصال به روش شیمیایی فرآیند به صورت زیر است. بمنظور تولید تانن از پوست گردو در شرایط آزمایشگاه از حلال ها استفاده می شود و این فرآیند در چند مرحله صورت می گیرد که این مراحل شستشوهای مکرر و صاف کردن های متعدد است و در خلال این فرآیند ها، حلال های مختلفی شامل هگزان، استن، آب، کلروفرم، استیل استات و متانول استفاده می شود تا در نهایت تانن با خلوص مطلوب دست آید.
مراحل انجام تولید تانن از پوست گردو و مواد گیاهی به صورت ذیل آورده شده است :
عصاره گیری اولیه با استفاده از هگزان : خروج هگزان
عصاره گیری با استن : خروج تفاله
شستشو با کلروفورم : خروج مواد شستشو
شستشو با اتیلاکتیت : خروج مواد شستشو
خارج کردن حلال با استفاده از تبخیر : منجمد کردن برای ذخیره محلول آبکی
اضافه کردن الکل متانول
شستن با الکل متانول : خروج الکل متانول
شستن تانن با استن
خارج کردن استن با تبخیر و انجماد
۲- تولید تانن به روش صنعتی:
روش صنعتی تولید تانن از پوست گردو در کارخانه بسته به نوع کاربرد تانن استحصال شده متفاوت است مثلاً در مورد استخراج تانن از درخت جدا از دو روش زیر در کارخانه استفاده می شود :
روش تقطیر مستقیم
روش استفاده از حلال
استفاده از روش رادیاتا
در دو روش اول هزینه تولید بسیار بالاست و در مقیاسهای بزرگ و ظرفیت های چشمگیر قابل استفاده به صورت مطلوب نیست و روش سوم تولید تانن از پوست گردو بعد از چندین سال مطالعه به تازگی توانسته وضعیت تولید مطلوب تری برای تانن ایجاد کند که به اختصار آن را شرح می دهیم.

فرایند تولید تانن از پوست گردو به روش رادیاتا

در این فرآیند تولید تانن از پوست گردو که توسط محققین زیادی مطالعه شده است عصاره تانن سولفید شده به علت خاصیت اقتصادی بالا مورد نظر است. زیرا این فرآیند یک فرآیند آب مبنا است. در این فرایند پوست درخت (یا ماده اولیه تانن دار) که کمی رطوبت داشته و حدود ۲۰ % آن حالت جرم خشک است، بوسیله نقاله به چکش رنده کننده میرسد تا به صفحات نازک تبدیل شود. این ذرات ریز شده به یک سرند ویبراتوری می روند تا به قطعات ریزتری از ۱ تا ۴ میلی متر تبدیل شوند.
بعد از سرند ذرات به تانک ۶ می روند که باید با استفاده از فیلترهای فشرده شستشو شوند و خود تانکرها نیز دو عدد می باشند که یکی برای عملیات و یکی حکم بافر را دارد و مربوط به پر یا خالی بودن است. از این تانک مایع بدست آمده توسط پمپ مکیده شده و باز هم از فیلتراسیون و شستشوی ۴ مرحله ای عبور می کند و به انحلال نهایی می رسد. این مواد آماده هستند تا در مدار خشک کن و تبخیر از تانک ۷ عبور کنند و قبل از این مرحله موارد نامناسب و تفاله ای به فرآیند بازگشت کنند. خروجی این روش تولید تانن از پوست گردو ، پودر تانن و فاضلاب نهایی خواهد بود.
توضیح مرحله چهارگانه شستشو :
شستشوی تغلیظی با پمپ از تانک ۴ به فیلتر شروع می شود. محصول شستشو شده به تانک ۶ پمپ می شود تا عملیات عصاره سازی روی آن انجام شود. شستشوی ضعیفتری بر روی مواد تانک ۳ انجام شده و به فیلتر می رود و به حالت کیک به تانک ۳ باز می گردد. سولفات و کربنات سدیم داغ از تانک ۱ پمپ می شود به سمت فیلتر برای شستشوی کیک یا همان مواد نامناسب خارج شده از فیلتر وکیوم، نتیجه این شستشو به تانک ۲ می رود و بقیه مواد خارج شده که حدوداً ۶۵ % رطوبت دارند به فرایند باز می گردند.
مواد عصاره ای رسیده به تانک ۷ با ۳۷ % محتویات جامد به مراحل تبخیر و خشک سازی می روند که به صورت پودر تانن تولید می شوند. ماشین آلات لازم برای استفاده در این طرح تولید تانن از پوست گردو همانطور که در فرایند نیز توضیح داده شد به شرح ذیل می باشد :
آسیاب کوبنده برای خرد کردن مواد اولیه
سرند لرزشی برای جداسازی قطعات
تانک های ذخیره
پمپ و سایر فیلتر ها
تقطیر کننده
اسپری و دستگاه پودر ساز
لوله کشی استیل
باسکول صنعتی
دستگاه های بسته بندی و برچسب زنی
نقاله حمل مواد اولیه
دستگاه جداساز تفاله و فاضلاب

وضعیت واحدهای فعال استحصال تانن از پوست گردو

نمودار واحدهای فعال استحصال تانن از پوست گردو به تفکیک سال در شکل زیر آمده است.

وضعیت واردات و صادرات تانن از پوست گردو

نمودار واردات و صادرات تانن از پوست گردو به تفکیک سال در شکل زیر آمده است.

بررسی کالاهای جایگزین و اثرات آن بر مصرف محصول

بطور کلی در مورد تانن ها می توانیم بگوییم که این ماده خاص طبیعی دارای یک ترکیب و خانواده یکتا است که صرفاً میتوان آن را از راههای مختلف و مواد تانن دار مختلف استخراج کرد ولی نمی توان ماده مشابهی پیدا کرد که اثر تانن را دارا باشد، البته این بستگی به کاربرد محصول طرح تولید تانن از پوست گردو در شاخه خاص از صنعت دارد برای مثال در صنایع دباغی در بعضی موارد میتوان از اسید کلریدریک استفاده کرد.
در شاخه های صنایع غذایی با توجه به اینکه در طبیعت یک مزه و طعم به نام گس وجود دارد که تنها به علت وجود تانن است و عامل دیگری برای این مزه وجود ندارد، این ماده جانشینی ندارد. اما در کل در هر شاخه نوعی تانن به کار می رود که هر کدام در حوزه کاری خود جایگزینی مناسبی ندارند و واردات بالا و گرانقیمت تانن استحراجی در طرح تولید تانن از پوست گردو ، از خارج از کشور خود دلیل این مدعا است.

اهمیت استراتژیکی طرح استحصال تانن از پوست گردو

تانن به عنوان یک ماده نگهدارنده در مقابل پوسیدگی برای بسیاری از کالاها مانند چرم در درجه اول به کار می رود لذا کاربرد آن از لحاظ شناخته شده بودن و مقاوم بودن این ماده بسیار با اهمیت است بنابراین در کل اهمیت استراتژیکی طرح تولید تانن از پوست گردو را می توان به شرح ذیل بررسی نمود.
جلوگیری از خروج ارز که در حال حاضر به علت خرید ماده استخراجی طرح تولید تانن از پوست گردو در کشور وجود دارد.
استفاده تانن در نوعی چسب که میتواند در صنایع نظامی کاربرد داشته باشد.

کشور های عمده تولید کننده و مصرف کننده تانن از پوست گردو

در حال حاضر مصرف کنندگان بزرگ تانن کشورهایی هستند که به عنوان صادر کنندگان اصلی چرم دنیا به شمار می روند و می توان به کشورهایی نظیر آرژانتین، ایتالیا، آمریکا، آلمان و ژاپن اشاره کرد و همانطور که می دانیم صنایع چرم نیاز مبرم به تانن دارند و این کشور ها مطمئناً مصرف کنندگان اصلی تانن هستند. البته کشورهای یاد شده تولیدکنندگان مهم مشروبات نیز می باشند که خود دلیلی دیگر بر مصرف تانن از سوی این کشورهاست. در مورد تولید این محصول کشورهایی که دارای منابع غنی گیاهی تانن دار هستند مانند کشورهای استوایی آفریقا و برزیل را نام برد، همچنین کشور چین در زمره تولید کنندگان مهم این ماده است.

خلاصه بررسی فنی، مالی و بازار طرح استحصال تانن از پوست گردو

ظرفیت تولید سالیانه : ۱۰۰۰ تن در سال
نرخ برابری دلار : ۱۷۰۰۰ تومان
مساحت زمین موردنیاز : ۲۵۰۰ مترمربع
زیربنای کل : ۱۲۰۰ مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۲۰ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۱.۵ میلیارد تومان
ارزش ماشین آلات و تجهیزات : ۲۳۰ میلیون تومان
نرخ بازده داخلی : ۳۹ درصد