低溫磷浮工藝的改進(jìn)應(yīng)用探討

鐘國強(qiáng)

【摘 要】通過在生產(chǎn)中對不同的工藝參數(shù)進(jìn)行對比試驗，得出在甘蔗質(zhì)量比較差的地區(qū)，甘蔗的夾雜物、膠體等非糖分含量較多的情況下，混合汁宜采用一次加熱45～50 ℃，pH值為10.5～11的高堿磷浮工藝，可在沉淀池得出質(zhì)量較好的清汁。

【關(guān)鍵詞】制糖；混合汁；上??；低溫；磷浮

【中圖分類號】TS244.2 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）01-0074-03

低溫磷浮法最早是由廣東省制糖專家霍漢鎮(zhèn)教授于20世紀(jì)90年代進(jìn)行研究和開發(fā)的，2000年開始投入應(yīng)用，經(jīng)過不斷改良，逐漸發(fā)展成為成熟的制糖生產(chǎn)工藝，能大幅提高甘蔗混合汁的澄清效果，從根本上消除了亞硫酸法經(jīng)常出現(xiàn)的沉淀和過濾困難等問題，減少了蒸發(fā)罐的積垢，大大優(yōu)化了澄清與煮煉過程。

低溫磷浮法除去了大量的有機(jī)非糖分，并消除了它們在高溫下的不良反應(yīng)，蔗汁再經(jīng)硫熏中和和二次加熱后，生成的沉淀物主要是結(jié)實的亞硫酸鈣等無機(jī)物，很少有松散的有機(jī)物和蔗糠。使用低溫磷浮法得到的沉淀物的形態(tài)與原來使用亞硫酸法得到的沉淀物有很大的不同，使用低溫磷浮法得到的沉淀物的顆粒近似球體、細(xì)而結(jié)實，比重高，基本上沒有難沉淀的低比重懸浮物。

1 低溫磷浮工藝的原理

甘蔗經(jīng)過破碎和壓榨后出來的汁叫做混合汁，其主要成分是蔗糖、還原糖、淀粉、果膠、葡萄糖等糖類，還有蛋白質(zhì)與含氮化合物、蔗臘和蔗脂、多酚類有色物質(zhì)、有機(jī)酸、無機(jī)物等非糖分物質(zhì)，這些非糖分物質(zhì)在溫度較低的情況下是不溶解的，但是在加熱后特別是長時間高溫加熱后，會有部分溶解或以膠體狀態(tài)分散到蔗汁溶液中，一些淺色物質(zhì)在高溫下容易變成深色物質(zhì)，這些深色物質(zhì)在后續(xù)工序中難以除去，影響了澄清汁的質(zhì)量。因此，只有在進(jìn)行中和工序之前除去這些非糖分，才能保證清汁和糖漿的質(zhì)量，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。低溫磷浮工藝的主要原理是將混合汁先預(yù)灰和預(yù)磷之后加熱到約50 ℃，經(jīng)過緩沖桶加入石灰乳至堿性，通過制泡系統(tǒng)后加入絮凝劑，然后進(jìn)入平流式快速浮清器。此時，蔗汁中的大量雜質(zhì)，包括蔗糠、蔗蠟、蔗脂、淀粉和部分色素、膠體等，與磷酸鈣和絮凝劑一起凝聚成為穩(wěn)固的、內(nèi)部含有大量微細(xì)氣泡的顆粒。這些雜質(zhì)迅速浮上液面，逐漸濃縮成為濃稠深色的浮渣。這時，可以用連續(xù)的機(jī)械撥槳刮出，在底部得到基本清亮、質(zhì)量良好的清汁。

2 低溫磷浮的主要作用

（1）混合汁經(jīng)過上浮處理后，除去了大部分的淀粉、蔗脂、蔗臘、蔗糠和膠體等雜質(zhì)，不再進(jìn)入中和、沉淀等工序，減少了泥汁量，提高了澄清效果，得到了質(zhì)量良好的清汁。

（2）減少硫熏中和工序中硫磺和石灰的用量，降低白砂糖中二氧化硫的含量。

（3）減少了酸性絮凝物，降低了白糖的濁度，解決了傳統(tǒng)亞硫酸法生產(chǎn)的白糖進(jìn)入飲料市場的瓶頸問題，適應(yīng)飲料糖市場的質(zhì)量要求。

（4）減輕了硫熏中和、沉淀器、吸濾機(jī)的工作負(fù)擔(dān)，節(jié)省了澄清劑的用量。

（5）降低了混合汁色值，提高了混合汁純度，提高了清汁質(zhì)量，減少了后續(xù)反應(yīng)和積垢，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)糖率。

3 最初磷浮工藝流程及主要技術(shù)條件

最初磷浮工藝流程（如圖1所示）。

主要工藝技術(shù)條件：預(yù)灰pH值為7.2～7.6；一次磷酸加入量為300～500 ppm；一次加熱溫度為60～65 ℃；絮凝劑添加量為2～3 ppm；上浮pH值為7.2～7.6；混汁停留時間為8～10 min。

4 最初上浮工藝存在的問題

（1）一次加熱溫度過高，蔗脂、膠體溶融分散到水中形成乳濁液，淀粉在60～80 ℃的熱水中吸收糊化后形成很黏稠的膠體溶液，糊化后的淀粉使糖汁沉淀和過濾困難，增大了糖膏的黏度，降低了蔗糖的結(jié)晶速度和晶體質(zhì)量，并增大了白糖的渾濁度。

（2）在經(jīng)過上浮工序以后，上浮汁的磷酸量下降到50～100 ppm。由于沒有再添加磷酸，在硫熏中和以后，磷酸鈣的含量不足，降低了對色素和膠體的吸附，澄清效果不理想。

（3）上浮pH偏低，使得很多膠體沒能提前除去而進(jìn)入了下道工序，降低了澄清效果。

（4）經(jīng)過上浮以后的汁，很多大顆粒的固狀物都隨浮渣去除掉了，進(jìn)入中和沉淀池以后，由于沒有了大顆粒物的“架橋”作用，沉淀速度下降，導(dǎo)致沉淀出來的清汁不透亮，同時因為沒有了大顆粒物，所以濾汁快沉?xí)霈F(xiàn)難放汁的現(xiàn)象。

5 改進(jìn)后的磷浮工藝流程及技術(shù)指標(biāo)

改進(jìn)后的磷浮工藝流程（如圖2所示）。

主要工藝技術(shù)條件：預(yù)灰pH值為6.8～7.0；一次磷酸加入量為300～500 ppm；一次加熱溫度為45～50 ℃；絮凝劑添加量為2～3 ppm；上浮pH值為8.5～11；二次磷酸加入量為200～300 ppm；混汁停留時間為8～10 min。

6 改進(jìn)后的應(yīng)用情況及注意事項

改進(jìn)以后的方案解決了最初上浮工藝存在的問題，在2013/2014榨季—2015/2016榨季，廣西農(nóng)墾星星制糖有限公司使用該方案的效果明顯，主要的對比數(shù)據(jù)如下。

不使用上浮工藝的情況見表1。

使用新上浮工藝后，不同的pH值所造成的影響見表2。

表2中的數(shù)據(jù)說明，上浮pH在10.5時比蔗汁不上浮或上浮pH在8.5時得到的清汁效果都好。

采用新的上浮工藝以后，為了得到穩(wěn)定的良好的清汁質(zhì)量，需要采取以下控制措施。

（1）壓榨過的混合汁不能全汁過上浮，實踐經(jīng)驗是1/3壓榨混汁預(yù)灰預(yù)磷后直接到制煉混汁箱，2/3壓榨混汁過上浮，這樣能保證在沉淀池有大顆粒沉淀物輔助沉淀，提高沉降效果。

（2）上浮出來的浮渣需利用沉淀池的部分泥汁進(jìn)行混合，以提高浮渣的溫度，有利于無濾布真空吸濾機(jī)的過濾。

（3）根據(jù)經(jīng)驗，對甘蔗質(zhì)量較好的廠，一般上浮pH控制在8.0～8.5，即可滿足生產(chǎn)一級白砂糖的要求，但是在甘蔗質(zhì)量相對較差的廠，上浮的pH控制在10.5～11的澄清效果最好。

7 結(jié)束語

在甘蔗制糖生產(chǎn)中引進(jìn)低溫磷浮工藝是制糖工藝的一個新變革，由于它在澄清中和以前除去了大部分的蔗脂、蔗臘、膠體、淀粉等非糖分物，減輕了澄清中和的負(fù)擔(dān)，特別是采用pH為11的新上浮工藝，除去非糖分物的效果最為顯著，尤其適合在甘蔗質(zhì)量較差的地區(qū)使用，清混汁純度差可達(dá)3.5%以上。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]霍漢鎮(zhèn).低溫磷浮法制糖新工藝生產(chǎn)應(yīng)用（上）[J].甘蔗糖業(yè)，2002（3）.

[2]李德升.混合汁上浮工藝在甘蔗制糖的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2013（16）.

[3]鐘偉.磷酸上浮法工藝技術(shù)的應(yīng)用[J].廣西輕工業(yè)，2001（1）.

[4]李志鳳.低溫強(qiáng)堿工藝改進(jìn)亞硫酸法制糖[A].全國甘蔗學(xué)會.廣東省制糖學(xué)會聯(lián)合年會論文選集[C].1991.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]