進(jìn)口原糖聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)精制優(yōu)級(jí)白砂糖的探討

林祥福

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進(jìn)口原糖聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)精制優(yōu)級(jí)白砂糖的探討

林祥福

（漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 食品與生物工程系，福建 漳州 363000）

著重研究了澄清工段飽充工藝流程和工藝參數(shù)的改變對(duì)原糖濾清汁的影響，同時(shí)加強(qiáng)澄清工藝管理，采取新工藝流程，聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)精制、低色值的優(yōu)級(jí)白砂糖。

原糖；飽充工藝流程；低色值；精制白砂糖

1 引言

我國(guó)是世界上主要的蔗糖生產(chǎn)與消費(fèi)大國(guó)，現(xiàn)有超過90％的糖廠采用磷酸－亞硫酸法工藝生產(chǎn)白砂糖，不足10％的糖廠采用碳酸法工藝生產(chǎn)白砂糖。碳酸法生產(chǎn)白砂糖產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)于亞硫酸法。某糖業(yè)股份公司是全國(guó)的主要煉糖基地，其制糖工藝方面一直沿用碳酸法，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，在全國(guó)糖業(yè)評(píng)比中一直名列前茅。我國(guó)加入WTO后，市場(chǎng)上對(duì)白砂糖產(chǎn)品的質(zhì)量、檔次不斷提出了更高要求。如我國(guó)從2006年起白砂糖國(guó)標(biāo)GB317-2006規(guī)定精制白糖色值低于25IU，SO2含量不高于6mg.kg-1，優(yōu)級(jí)白糖色值低于60IU，SO2含量不高于15mg.kg-1，飲料工業(yè)用糖要求SO2含量不高于15mg.kg-1。為了使制糖工業(yè)繼續(xù)保持健康、穩(wěn)定的發(fā)展，糖產(chǎn)品質(zhì)量必須上檔次，應(yīng)該多渠道改進(jìn)我國(guó)制糖生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量、檔次，降低生產(chǎn)成本。而白砂糖的色值是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要質(zhì)量指標(biāo)之一，色值主要是甘蔗本身帶來的色素以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的色素，這些色素有一部分可在清凈過程中被除去，有相當(dāng)部分的色素被砂糖晶體吸附而帶入產(chǎn)品白砂糖中[1，2]。因此，要提高產(chǎn)品質(zhì)量，必須從澄清工藝抓起，其是制煉生產(chǎn)中第一道工序，它所生產(chǎn)出來的濾清汁的質(zhì)量好壞對(duì)后序蒸發(fā)、煮糖起著至關(guān)重要的作用。有必要對(duì)澄清工藝進(jìn)行技術(shù)改造，提高清凈效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。本文著重討論如何通過澄清工藝改進(jìn)對(duì)白砂糖色值的影響以及采取新工藝流程，聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)精制、優(yōu)級(jí)白砂糖。

2 影響糖產(chǎn)品色值主要因素的分析

謝名祥、程宗順曾經(jīng)應(yīng)用灰色關(guān)聯(lián)度分析方法，對(duì)影響成品白砂糖色值的因素進(jìn)行研究[3]，發(fā)現(xiàn)對(duì)成品白砂糖色值影響較大的因素是澄清汁PH值和澄清汁色值，其次是清糖漿PH值和清糖漿色值，然而，在實(shí)際生產(chǎn)過程中的很多時(shí)候，澄清工段即使提供優(yōu)質(zhì)的糖漿，也未必能產(chǎn)出好糖來。陳維均教授的“結(jié)晶場(chǎng)對(duì)蔗糖結(jié)晶著色的影響”的研究[4]指出，結(jié)晶的臨界速為K=15.5×104mg/m2.h，當(dāng)結(jié)晶速度在此以下時(shí)晶體著色以吸附為主，而在此以上時(shí)則以母液包藏為主。當(dāng)糖膏養(yǎng)晶“煮水”時(shí)結(jié)晶速度為74×104mg/m2.h，大大超過臨界速度，此時(shí)晶體著色有嚴(yán)重的包藏作用。以上理論說明，在爭(zhēng)取好的糖漿的同時(shí)，必須加強(qiáng)煮糖后段、分蜜工序的管理和操作，控制好“養(yǎng)晶”過程中的結(jié)晶速度以及乙糖糊、丙糖糊色值，減少白砂糖晶體中的色素包裹。

3 實(shí)驗(yàn)部分

3.1 進(jìn)口原糖生產(chǎn)低色值的優(yōu)級(jí)白砂糖

3.1.1 工藝流程（簡(jiǎn)）

進(jìn)口原糖（古巴產(chǎn)：蔗糖分96.0%，色值680ST，PH6.8）先經(jīng)過加熱溶糖，泵送至飽充罐加石灰乳、通CO2進(jìn)行飽充處理，飽充汁40%回流，其余經(jīng)壓濾機(jī)過濾，濾泥清洗甜水經(jīng)真空吸濾后泵回溶解原糖，濾液經(jīng)稀汁硫漂器通SO2，泵至三效蒸發(fā)罐溶縮，經(jīng)糖漿硫漂器通SO2得清糖漿，送往四系煮糖，助晶，分蜜，得白砂糖。主要工藝指標(biāo)控制如下：原糖回溶糖漿溫度90±2℃、濃度24～25波美；飽充進(jìn)罐溫度大于85℃，窯氣濃度大于32%，石灰乳濃度13～16波美，飽充全鈣量1.5～2.0gCaO/100ml，飽充岀罐汁pH 8.0～8.2，濾清糖漿混濁度4度以下，吸濾機(jī)干濾泥轉(zhuǎn)光度0.4%以下，稀汁硫漂pH7.0～7.2，蒸發(fā)糖漿濃度64～680Bx，糖漿硫漂pH6.2～6.5，清糖漿色值150ST，澄清脫色率75%以上，乙糖糊色值100ST以下，丙糖糊色值25～300ST，丁糖裝包，最終糖蜜控制47GP以下。

3.1.2 儀器

分光光度計(jì)，阿貝折射儀，濾膜過濾器，真空泵，pH計(jì)，滴定管。

3.1.3 樣品采集

從碳酸法糖廠生產(chǎn)線上連續(xù)采集30分鐘的原糖汁、飽充汁、濾清汁、清糖漿的集合樣，分別測(cè)定其鈣鹽、色值；并根據(jù)此段時(shí)間物料煮得的白砂糖采取集合樣，測(cè)定色值。乙糖糊、丙糖糊均在儲(chǔ)罐中采集。

3.1.4 分析方法

鈣鹽采取EDTA絡(luò)合滴定、中間制品色值采取司丹默法測(cè)定[5]。白砂糖色值測(cè)定采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法[6]。

3.1.5 試驗(yàn)方法

3.1.5.1 飽充工藝流程的改變

原糖生產(chǎn)白砂糖采用一次碳酸法，就是在澄清過程中采用一次加灰飽充，即將全部石灰加入飽充罐內(nèi)的原糖汁中，通入二氧化碳飽充到pH8.3～8.6，控制出罐pH 8.0～8.2，糖漿經(jīng)過飽充罐進(jìn)行加灰飽充后，將40%的出罐物料，經(jīng)泵打回飽充罐進(jìn)行回流；并同回流量為0%的工藝過程進(jìn)行比較。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1。結(jié)果表明，在工藝參數(shù)指標(biāo)一碳全鈣量控制不變的條件下,改造澄清工段的飽充流程，增加飽充汁回流裝置，其回流量控制在40%，使其中的化學(xué)反應(yīng)更加徹底，產(chǎn)生的CaCO3沉淀結(jié)構(gòu)更加松散，吸附的雜質(zhì)更多，澄清效果明顯提高，半制品的鈣鹽下降0.11%，色值下降3.440ST，使得對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量因素影響最大的兩項(xiàng)指標(biāo)“不溶物”、“色值”均大大降低，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

表1 飽充汁回流0%與40%數(shù)據(jù)對(duì)比

3.1.5.2 三種工藝指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)

控制40%的飽充汁回流不變，改變飽充汁飽充全鈣量的工藝控制參數(shù)，并對(duì)其半制品、成品進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表2。從表2數(shù)據(jù)分析可看到，飽充的全鈣量對(duì)脫色效果明顯，澄清的脫色率隨全鈣的增加而上升，而乙糖糊、丙糖糊的色值隨之下降，從而使成品白糖色值隨全鈣量增加而下降。

表2 三種工藝指標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)比

3.1.5.3 低色值優(yōu)級(jí)白砂糖的生產(chǎn)

原糖回溶糖漿色值控制在70～800ST，飽充全鈣量1.65～2.00 gCaO/100ml，乙糖糊色值控制在100ST以下，經(jīng)過10天的生產(chǎn)，其各項(xiàng)主要工藝指標(biāo)日平均數(shù)見表3。從表3可見，只要控制好飽充全鈣量，乙糖糊色值等主要指標(biāo)，可生產(chǎn)出符合國(guó)標(biāo)GB317-2006的低色值優(yōu)級(jí)白砂糖。

表3 工藝指標(biāo)日平均數(shù)

3.1.6 結(jié)果與分析

（1）通過控制澄清工段的飽充工藝流程的改造，在其工藝參數(shù)不變的情況下，其濾清汁的色值有所下降，但效果不是很明顯，而其最大的優(yōu)點(diǎn)在于使化學(xué)反應(yīng)更加徹底，減少了加灰量，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)鈣鹽的含量下降，也使得成品的不溶物、電導(dǎo)灰份下降。

（2）三種工藝參數(shù)的控制，其色值隨飽充全鈣量的增加而下降，作用明顯，但鈣鹽的增加，導(dǎo)致加灰量和CaCO3沉淀量增加，加灰量的增大使生產(chǎn)成本上升，而CaCO3沉淀量多，其帶走的蔗糖份也相應(yīng)增多，未測(cè)定損失量增多，影響到生產(chǎn)總收回率。

3.2 進(jìn)口原糖生產(chǎn)精制白砂糖

3.2.1 工藝流程（簡(jiǎn)）

進(jìn)口原糖（古巴產(chǎn)：蔗糖分96.0%，色值680ST，PH6.8）先經(jīng)過加熱溶糖，泵送至飽充罐加石灰乳、通CO2進(jìn)行飽充處理，飽充汁40%回流，其余經(jīng)壓濾機(jī)過濾，濾液泵至精糖車間，經(jīng)袋式過濾器，脫色柱脫色，蜂房過濾，送往煮糖，助晶，分蜜，得精制白砂糖；分蜜所得蜜不回煮，送往生產(chǎn)優(yōu)級(jí)白砂糖。主要工藝指標(biāo)控制如下：原糖回溶糖漿溫度90±2℃、濃度24～25波美；飽充進(jìn)罐溫度大于85℃，窯氣濃度大于32%，石灰乳濃度13～16波美，飽充全鈣量1.85～2.0gCaO/100ml，飽充岀罐汁pH 8.0～8.2；濾清糖漿濃度50～550Bx、色值100ST以下、pH8.0～8.2，脫色糖漿透光度75%以上、pH6.8～7.2。

3.2.2 樣品采集

從碳酸法糖廠生產(chǎn)線上連續(xù)采集30分鐘的原糖汁、飽充汁、濾清汁的集合樣，分別測(cè)定其鈣鹽、色值；并根據(jù)此段時(shí)間物料煮得的精制白砂糖采取集合樣，測(cè)定色值。

3.2.3 分析方法

鈣鹽采取EDTA絡(luò)合滴定、中間制品色值采取司丹默法測(cè)定。脫色糖漿透光度測(cè)定采用稀釋至一定錘度，用5cm比色皿在420nm測(cè)定。白砂糖色值測(cè)定采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法。

3.2.4 試驗(yàn)方法

3.2.4.1 全部濾清汁通過脫色柱

從表4的數(shù)據(jù)可見脫色糖漿透光越高，生產(chǎn)的精制白砂糖色值越低。在實(shí)際生產(chǎn)中控制脫色糖漿透光為80%較為合理，即保證產(chǎn)品的質(zhì)量，又降低脫色過程中糖的轉(zhuǎn)化，提高產(chǎn)品的收回。

表4 工藝指標(biāo)

3.2.4.2 部分濾清汁通過脫色柱加一定比例未脫色濾清汁

從表5的數(shù)據(jù)可見，精糖生產(chǎn)工藝過程中可采用部分濾清糖漿不用通過脫色柱，與交換的脫色糖漿進(jìn)行摻混，也可生產(chǎn)合格的精制白糖。但摻混的比例不許過高，應(yīng)根據(jù)脫色糖漿透光度和濾清汁色值合理搭配。采取這種工藝有如下優(yōu)點(diǎn)：其一，可提高產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本；其二，降低脫色過程中糖的轉(zhuǎn)化，提高產(chǎn)品的收回；其三，延長(zhǎng)脫色柱的有效使用時(shí)間。

表5 工藝指標(biāo)

4 展望

綜合上述試驗(yàn)過程與結(jié)果分析，要從原糖聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)精制、低色值的優(yōu)質(zhì)白砂糖，既要降低生產(chǎn)成本，提高總回收率，同時(shí)也要提高產(chǎn)品質(zhì)量，工藝流程的改造和工藝參數(shù)的制定是極其重要的。可在飽充工段采取40%的回流工藝流程，精糖車間采取部分濾清糖漿不用通過脫色柱與交換的脫色糖漿進(jìn)行摻混，精糖蜜不回煮而泵回制優(yōu)級(jí)白砂糖，以及控制一定的工藝參數(shù)指標(biāo)，能很好生產(chǎn)精制和低色值優(yōu)級(jí)白砂糖，并能降低生產(chǎn)單一產(chǎn)品的成本，提高收回，同時(shí)滿足市場(chǎng)不同客戶端的需求，有極好的發(fā)展前景。

[1] 許斯欣，陳維鈞，沈叁秋，等.甘蔗制糖原理與技術(shù)(第二分冊(cè))-蔗汁清凈[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2001.

[2] 克拉克.制糖過程中糖品的色素與脫色[J].甘蔗糖業(yè)，1985（2）：1-26.

[3] 謝名祥,程宗順.影響亞法糖成品白砂糖色值因素的灰色關(guān)聯(lián)度分析[J].甘蔗糖業(yè),1994（6）:21-25.

[4] 陳維均.結(jié)晶場(chǎng)對(duì)蔗糖結(jié)晶著色的影響及其機(jī)理探討[J].甘蔗糖業(yè),1991（3）:30-34.

[5] 李墉，鄭長(zhǎng)庚.甘蔗制糖化學(xué)管理分析方法[C].中國(guó)輕工總會(huì)甘蔗糖業(yè)質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心編，1995：57-59.

[6] GB317-2006白砂糖強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[S]：11-12.

Studies on Joint Production of Refined, Superior Grade White Sugar by Imported Raw Sugar

LIN Xiang-fu

(The department of Foods and biology engineering, Zhangzhou Institute of Technology, Zhangzhou, 363000)

This study focuses on the effects of changes in full charge process and technology parameters in clarification section on raw sugar filtration. At the same time, we enhance the management of clarification process, adopt new technology process, and produce jointly the refined, low color value, and superior grade white sugar.

raw sugar；full charge process；low color value；refined white sugar

2010－09－05

林祥福（1963－），男，福建安溪人，高級(jí)工程師，學(xué)士，研究方向：精細(xì)化工工藝、食品加工技術(shù)。

TS245.1

A

1673-1417（2010）04-0021-04