精制糖結(jié)塊問(wèn)題與熟化倉(cāng)技術(shù)的探討

黃子瑩，楊宇格，楊 華，黃龍飛，唐 震

（廣西農(nóng)墾糖業(yè)集團(tuán)防城精制糖有限公司，廣西　防城港　538021）

精制糖結(jié)塊問(wèn)題與熟化倉(cāng)技術(shù)的探討

黃子瑩，楊宇格，楊 華*，黃龍飛，唐 震

（廣西農(nóng)墾糖業(yè)集團(tuán)防城精制糖有限公司，廣西防城港538021）

針對(duì)精制糖易結(jié)塊的問(wèn)題，選取公司自產(chǎn)精制糖和其他2個(gè)不同精制糖廠家的同質(zhì)量產(chǎn)品作試驗(yàn)比較，找出影響精制糖結(jié)塊的原因，制定措施，同時(shí)介紹了熟化倉(cāng)技術(shù)，為解決精制糖結(jié)塊問(wèn)題提供參考，促進(jìn)糖業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。

精制糖；結(jié)塊；對(duì)比；熟化倉(cāng)技術(shù)

0　前言

當(dāng)前中國(guó)糖業(yè)市場(chǎng)消費(fèi)份額中，耕地白糖仍占大部分，但從發(fā)達(dá)國(guó)家糖業(yè)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，中國(guó)糖業(yè)會(huì)逐步發(fā)展精制糖的生產(chǎn)，精制糖的消費(fèi)比重很有可能會(huì)逐步提高。不僅如此，糖產(chǎn)品的市場(chǎng)也會(huì)逐步細(xì)化，一些高端消費(fèi)群體的形成，要求精制糖產(chǎn)品無(wú)論從質(zhì)量、品種還是包裝，都要適應(yīng)市場(chǎng)需求。

精制糖作為一種高檔次的食糖，具有色值低、不含硫及雜質(zhì)少的特點(diǎn)，各項(xiàng)理化指標(biāo)均優(yōu)于一級(jí)白砂糖。但由于精制糖顆粒度比一級(jí)白砂糖更細(xì)，其接觸表面積更大，所以在后期儲(chǔ)存過(guò)程更易形成結(jié)塊。精制糖結(jié)塊問(wèn)題也是一直困擾糖廠的共性難題，各廠生產(chǎn)、儲(chǔ)存條件不一，涉及結(jié)塊因素眾多，過(guò)程復(fù)雜，結(jié)塊精制糖不僅造成產(chǎn)品質(zhì)量下降，產(chǎn)品滯銷(xiāo)，需要花費(fèi)大量的人力、物力對(duì)滯銷(xiāo)結(jié)塊糖進(jìn)行回溶處理，而且會(huì)降低客戶(hù)對(duì)產(chǎn)品的信任，影響品牌效應(yīng)，降低產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)煉糖企業(yè)而言，澄清工藝是關(guān)鍵技術(shù)，通常是用離子交換樹(shù)脂脫色、納濾等技術(shù)生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)的精制糖，但是要解決產(chǎn)品結(jié)塊的問(wèn)題，并不能單純從某一生產(chǎn)工序中對(duì)某項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行改造就能解決的，如煮糖工藝、糖品干燥冷卻、裝包輸送以及后期的倉(cāng)儲(chǔ)條件均與結(jié)塊有著密切的聯(lián)系，再加上每個(gè)廠的生產(chǎn)、儲(chǔ)存條件差異性，并不能完全確保某項(xiàng)解決技術(shù)就一定能適用于每個(gè)廠。

為了更好地解決糖廠特別是精煉糖廠產(chǎn)品結(jié)塊問(wèn)題，本文選取同級(jí)別的其他品牌精制糖與自產(chǎn)精制糖作比較，通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果分析影響精制糖結(jié)塊的原因，在借鑒國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上，介紹了適合中國(guó)國(guó)情的精糖熟化倉(cāng)技術(shù)，以期解決精糖存貯過(guò)程中結(jié)塊問(wèn)題。

1　精制糖結(jié)塊機(jī)理

精制糖在經(jīng)歷干燥、裝袋后總是含有一定的水分，這些水分會(huì)在糖表面形成液膜，視環(huán)境濕度的不同，液膜的厚度也不一樣。當(dāng)外界條件發(fā)生變化，比如溫度降低，濕度相對(duì)減小時(shí)，精制糖晶粒表面液膜飽和溶液會(huì)由于溶解度降低或平衡水分減少而形成過(guò)飽和溶液，因而析出細(xì)小晶粒（偽晶），與原有晶粒粘附在一起形成結(jié)塊。精制糖結(jié)塊實(shí)際上是這樣一個(gè)過(guò)程：精制糖獲得水分，表面形成較厚的蜜膜層，晶粒緊密靠攏接觸，失去水分或降低溫度，產(chǎn)生粘結(jié)形成結(jié)塊，形成新的晶粒［1］。新的晶體數(shù)量多，體積小，分布在大晶體的縫隙之間。由于此時(shí)精制糖處于受壓的狀態(tài)下（庫(kù)房高層疊包），靜態(tài)結(jié)晶只能生成聚晶，而不可能獲得呈分散狀的散晶。大晶?？p隙之間的新生聚晶將原來(lái)分散狀的晶粒結(jié)合起來(lái)，形成結(jié)塊［2］。

通俗理解結(jié)塊的過(guò)程就是吸收水分和失去水分的過(guò)程，要同時(shí)滿(mǎn)足該條件才能形成結(jié)塊。前提條件就是白糖中一定要含有水分，該水分可以是自帶的也可以是外部吸收的，然后在此條件下，受環(huán)境相對(duì)溫濕度的突變，比如潮濕的白糖突然遇上濕度較低的環(huán)境，就會(huì)失去水分，易結(jié)塊。而對(duì)于受潮的白糖，假如相對(duì)環(huán)境濕度更大，則白糖會(huì)繼續(xù)吸收水分，無(wú)法失去水分，不會(huì)形成結(jié)塊［3］。

2　精制糖結(jié)塊試驗(yàn)方法

為了驗(yàn)證影響結(jié)塊因素，我們?cè)?jīng)選用不同廠家生產(chǎn)的精制糖進(jìn)行試驗(yàn)，選用A企業(yè)生產(chǎn)的A糖、B企業(yè)生產(chǎn)的 B糖和 C企業(yè)生產(chǎn)的 C糖，依據(jù)GB317-2006《白砂糖》檢驗(yàn)產(chǎn)品，各項(xiàng)理化指標(biāo)分析見(jiàn)表1。

表1　A糖、B糖、C糖指標(biāo)對(duì)比

在公司中轉(zhuǎn)糖倉(cāng)空閑位置共放置6跨糖，每跨4吊糖，其中1跨是均勻分布3種糖，另外5跨全是A糖，主要是支撐混合糖放置位置，并作空白對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)周期為12個(gè)月。具體放置示意圖見(jiàn)圖1和圖 2。此次試驗(yàn)主要是把 3種不同的糖樣靜置12個(gè)月，從感官觸摸等方面分析鑒定每種糖樣的結(jié)塊嚴(yán)重程度。

其中，跨糖：放置如混合糖堆放平面圖，指單縱列向上的糖包；吊糖：即噸糖袋所裝的糖包，放置如混合糖堆放圖，交叉放置，共4層，累計(jì)20袋，1 t重；混合糖：混合糖堆放（平面）圖中的數(shù)字代表的是3種不同的糖包，混合糖這一跨有著3種不同的糖，交叉放置，不重疊。

圖1　每跨放置平面圖

試驗(yàn)中，堆放為6跨，每跨高度均約為3.7 m，如圖1所示。圖2表示每吊混合糖中的每層糖包的放置位置，1至 5號(hào)表示每袋不同的糖包，每層之間確保同樣的糖樣不重疊。

圖2　混合糖堆放（平面）圖

3　精制糖結(jié)塊試驗(yàn)結(jié)果與分析

A糖、B糖和C糖靜置12個(gè)月后，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

取同一層面的 3種糖采樣分析，A糖水分0.01%，B糖水分0.01%，C糖水分0.03%，表明結(jié)塊后，砂糖水分變化不大，2種糖水分趨于不變，而另外裝有牛皮紙的砂糖水分則升高 0.01%，不能否定原水分稍高原因?qū)е?，也可能是包裝問(wèn)題導(dǎo)致，在以后工作中需進(jìn)行更深一步的研究［4］。

A糖80%以上出現(xiàn)了不同結(jié)塊的現(xiàn)象，C糖也有大面積的結(jié)塊現(xiàn)象，達(dá)到70%以上，而B(niǎo)糖結(jié)塊較少，基本無(wú)結(jié)塊，用手觸摸糖袋可感覺(jué)到松軟現(xiàn)象。最底端的糖包因受擠壓力最大，越靠近底部結(jié)塊硬度越大，與空間接觸面積大的糖包也要稍微比接觸少的糖包結(jié)塊硬，但結(jié)塊硬度分布并不都是如理論所說(shuō)，越底端的糖包結(jié)塊越硬，也有少部分糖包呈現(xiàn)上層結(jié)塊比下層結(jié)塊嚴(yán)重的偶然現(xiàn)象。

雖然大部分的糖都結(jié)塊了，對(duì)3種結(jié)塊的糖包進(jìn)行人工抖動(dòng)后，幾乎都可以恢復(fù)松散狀態(tài)，有少量結(jié)塊嚴(yán)重的A糖（表現(xiàn)為邊角硬、人工無(wú)法捏碎），經(jīng)過(guò)人工在高度1.2 m左右摔包3～4次即可全部松散，C糖因?yàn)榘b袋材質(zhì)問(wèn)題，無(wú)需摔包，用手?jǐn)D壓袋子即可松散，B糖基本無(wú)結(jié)塊。

表2　A糖、B糖、C糖試驗(yàn)結(jié)果

4　討論

4.1影響精制糖結(jié)塊因素分析

3種糖不是自始至終在同條件下對(duì)比的，首先生產(chǎn)日期不一致，再次是B糖、C糖經(jīng)過(guò)多次的翻包、轉(zhuǎn)倉(cāng)，試驗(yàn)時(shí)已呈松散狀態(tài)，而A糖則是直接出廠堆包，期間未有翻包轉(zhuǎn)倉(cāng)情況，所以結(jié)塊結(jié)果仍缺乏一定的說(shuō)服力。但按照經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合白糖結(jié)塊機(jī)理及本次試驗(yàn)，大致可推測(cè)影響精制糖結(jié)塊原因。

4.1.1翻包、轉(zhuǎn)倉(cāng)影響

經(jīng)過(guò)翻包的白糖，破壞白糖晶粒表面的液膜，減少重結(jié)晶的幾率，而出廠的白糖直接堆放，受相對(duì)溫濕度的變化，白糖吸潮重結(jié)晶形成液膜，因無(wú)法翻動(dòng)，液膜緊密粘結(jié)一起，所以在同等條件下，有翻包的白糖會(huì)比未有翻包的白糖結(jié)塊程度輕［5］。

4.1.2裝包溫度

按照經(jīng)驗(yàn)，裝包溫度不宜高于42℃，裝包溫度過(guò)高時(shí)如遇到溫差變化大，會(huì)造成溫度降低，形成過(guò)飽和濃度，容易析出細(xì)小晶粒。公司裝包溫度控制在42℃以下，該條件應(yīng)該是某種特定情況下適用，但裝包溫度適度低溫是有好處的［6］。

4.1.3砂糖水分

砂糖含有內(nèi)部水分和外部水分，水分可能是出廠帶有的，也有后來(lái)吸附的。砂糖水分高使晶粒表面含有較高的水分，在這些水分被蒸發(fā)的過(guò)程中，砂糖是靜止的，在溫度降低或相對(duì)濕度降低時(shí)，平衡水分減少形成過(guò)飽和溶液，析出細(xì)小晶體與原晶體吸附。A糖水分內(nèi)控指標(biāo)在 0.01%左右，出廠水分很低，如果在合適倉(cāng)儲(chǔ)條件下是不易結(jié)塊的，本試驗(yàn)結(jié)塊的原因之一是吸附了外部水分且失去水分的過(guò)程造成結(jié)塊［7］。

4.1.4砂糖顆粒度

本次試驗(yàn)的樣品是A糖細(xì)砂糖和其他2個(gè)牌子的細(xì)砂糖，所以無(wú)法和其他顆粒度的糖樣進(jìn)行比較。但根據(jù)其他文獻(xiàn)記載情況，顆粒度越小的砂糖，其表面吸附面積大，大大增加了晶粒間接觸面，相應(yīng)的吸附水分能力增加，所以通常晶粒小的砂糖容易吸水，較大顆粒砂糖容易結(jié)塊［7］。

4.1.5堆積高度

越底層的砂糖受擠壓力度越大，晶粒間的能量傳遞越差，即在同一外界條件下，受擠壓大的砂糖難以釋放多余水分，析出的小晶粒會(huì)越發(fā)密集、結(jié)塊。在本試驗(yàn)中也證實(shí)了這個(gè)理論，最底層的砂糖比上層的感官結(jié)塊稍微嚴(yán)重，處于最上層不受擠壓的砂糖明顯比底層的結(jié)塊輕。但同一層面的砂糖在不同的方位，也有少部分結(jié)塊程度不一致的情況，主要受周邊環(huán)境影響［8］。

4.1.6生產(chǎn)工藝

影響結(jié)塊因素的生產(chǎn)工藝主要是和煮糖、分蜜工序有關(guān)，在同樣的干燥條件下，煮糖應(yīng)該控制晶粒的完整均勻性，減少不正常晶粒的形成，嚴(yán)格控制分蜜打汽溫度避免糖品溫度過(guò)高，影響裝包溫度。在2015年煉糖期制糖車(chē)間的碳化糖（因打汽溫度過(guò)高使糖表面出現(xiàn)焦化現(xiàn)象）結(jié)塊比精制糖結(jié)塊嚴(yán)重的原因可能就是與砂糖顆粒度不均勻及裝包溫度偏高等因素有關(guān)［6］。

4.2預(yù)防精制糖結(jié)塊措施

目前預(yù)防砂糖結(jié)塊的方法主要是控制好砂糖理化指標(biāo)和倉(cāng)儲(chǔ)條件，但仍有結(jié)塊的風(fēng)險(xiǎn)，特別是對(duì)于顆粒度小的精制糖而言更易結(jié)塊。熟化倉(cāng)作為一種砂糖干燥設(shè)備，具有明顯減緩砂糖結(jié)塊的作用，在不少的煉糖企業(yè)中已有應(yīng)用，具有一定效果。其原理是：利用筒倉(cāng)配套輔機(jī)設(shè)備來(lái)確保存儲(chǔ)砂糖的筒倉(cāng)內(nèi)空氣的溫度及相對(duì)濕度在設(shè)定好的穩(wěn)定參數(shù)下運(yùn)行，砂糖在嚴(yán)格絕熱筒倉(cāng)中儲(chǔ)藏，干燥空氣慢慢通過(guò)貯藏中的糖堆，讓糖堆在筒倉(cāng)中維持24～72 h，使砂糖自然熟化［9］。

4.2.1熟化倉(cāng)工藝

砂糖由筒倉(cāng)的頂部入料口卸入筒倉(cāng)內(nèi)，卸料的同時(shí)筒倉(cāng)內(nèi)會(huì)揚(yáng)起糖粉，因此需要利用一套濕式除塵系統(tǒng)來(lái)盡量除去筒倉(cāng)內(nèi)的糖粉糖塵。筒倉(cāng)內(nèi)空氣的調(diào)節(jié)對(duì)砂糖的影響很大，需要配套空氣除濕制冷裝置對(duì)空氣進(jìn)行處理之后再送入筒倉(cāng)內(nèi)。處理之后的空氣先稍微預(yù)熱再利用風(fēng)機(jī)送入筒倉(cāng)內(nèi)，配套循環(huán)風(fēng)機(jī)，整個(gè)筒倉(cāng)及配套的除塵、空氣處理系統(tǒng)形成一個(gè)循環(huán)的送風(fēng)回路，筒倉(cāng)內(nèi)的空氣周期性更換，保證熟化筒倉(cāng)內(nèi)的砂糖在預(yù)定的熟化時(shí)間內(nèi)達(dá)到理想的干燥效果，降低儲(chǔ)存結(jié)塊風(fēng)險(xiǎn)［6］。用于進(jìn)一步干燥熟化并存儲(chǔ)精制糖的筒倉(cāng)系統(tǒng)一般由4部分組成：①按照存儲(chǔ)時(shí)間的要求設(shè)計(jì)滿(mǎn)足存儲(chǔ)容量的熟化筒倉(cāng)；②收集筒倉(cāng)內(nèi)糖粉糖塵的除塵系統(tǒng)；③調(diào)節(jié)筒倉(cāng)內(nèi)空氣的空氣除濕制冷裝置；④空氣預(yù)熱及風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。利用筒倉(cāng)配套輔機(jī)設(shè)備來(lái)確保存儲(chǔ)精制糖的筒倉(cāng)內(nèi)空氣溫度及相對(duì)濕度在設(shè)定好的穩(wěn)定參數(shù)下運(yùn)行，保證熟化筒倉(cāng)內(nèi)的精制糖在預(yù)定的熟化時(shí)間內(nèi)達(dá)到理想的干燥效果［10］。

精制糖存儲(chǔ)筒倉(cāng)和配套輔機(jī)設(shè)備的關(guān)系如圖 3所示。

4.2.2熟化倉(cāng)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)

圖3　精制糖存儲(chǔ)筒倉(cāng)和配套輔機(jī)設(shè)備的關(guān)系

熟化倉(cāng)優(yōu)點(diǎn)：對(duì)干燥冷卻后的砂糖進(jìn)行熟化處理，采用全自動(dòng)恒溫熟化干燥工藝，熟化倉(cāng)系統(tǒng)空氣調(diào)節(jié)參數(shù)及所有設(shè)備、閥門(mén)等控制均采用DCS自控系統(tǒng)，熟化倉(cāng)內(nèi)的溫度及相對(duì)濕度均控制在恒溫恒濕狀態(tài)。該技術(shù)已被國(guó)際糖業(yè)認(rèn)可，能改善和穩(wěn)定成品糖的品質(zhì)和特性，產(chǎn)品保存期長(zhǎng)、不結(jié)塊，特別適用煉糖企業(yè)生產(chǎn)精細(xì)顆粒的精制糖，有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量效益，減少因結(jié)塊問(wèn)題產(chǎn)生的人工破碎、回溶處理及顧客投訴等費(fèi)用的支出，估算可以提高噸糖效益50～100元。

熟化倉(cāng)缺點(diǎn)：①前期設(shè)備投資大，目前熟化倉(cāng)設(shè)計(jì)主要以南非、德國(guó)、法國(guó)、日本等國(guó)家為主，以3000 t容積的熟化倉(cāng)衡算，引進(jìn)國(guó)外全套熟化系統(tǒng)預(yù)計(jì)需要約 3500萬(wàn)元，引進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)則需要約2000萬(wàn)元；②占地空間大，若在建成的生產(chǎn)廠房改造，操作較復(fù)雜。

在原干燥設(shè)備的基礎(chǔ)上新增熟化倉(cāng)對(duì)于進(jìn)一步降低砂糖內(nèi)在水分和提高砂糖的品質(zhì)是有好處的。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間熟化的砂糖再經(jīng)包裝儲(chǔ)存，會(huì)比未熟化的砂糖結(jié)塊程度小儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)，試驗(yàn)結(jié)果也表明經(jīng)過(guò)熟化處理的B糖明顯比另外2種糖的結(jié)塊程度小，甚至沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)塊的現(xiàn)象，但也不能完全保證熟化后的砂糖就不會(huì)結(jié)塊，仍需加強(qiáng)后期倉(cāng)儲(chǔ)條件的科學(xué)管理。

5　結(jié)語(yǔ)

精制糖結(jié)塊是糖儲(chǔ)存過(guò)程經(jīng)常出現(xiàn)的現(xiàn)象，影響結(jié)塊的原因也是很多因素造成的。預(yù)防結(jié)塊最好的方法是控制好分蜜干燥輸送等工序，以及后期的倉(cāng)儲(chǔ)條件控制，有條件的話(huà)引進(jìn)熟化倉(cāng)技術(shù)是解決結(jié)塊的重要途徑。

［1］肖麗穎，李然. 砂糖結(jié)塊原因的分析［J］. 中國(guó)甜菜糖業(yè)，1997（1）：24，28.

［2］吳小凌，孫晶. 食糖的吸濕溶化與干縮結(jié)塊［J］. 中國(guó)甜菜糖業(yè)，1992（5）：17-21.

［3］楊海耀. 白砂糖貯存過(guò)程中增色和結(jié)塊問(wèn)題初探［J］.廣州食品工業(yè)科技，2003，19（1）：38-40.

［4］何鳳儀，程江玲，胡智雄，等. 碳法、亞法糖儲(chǔ)存期間色值、酚鐵、結(jié)塊等問(wèn)題研究［J］. 甘蔗糖業(yè)，2011（6）：26-31.

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［7］王曉紅. 一水結(jié)晶葡萄糖結(jié)塊問(wèn)題探析［C］. 2010年全國(guó)淀粉糖、多元醇技術(shù)與發(fā)展研討會(huì)論文集，2010：42-44.

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［9］霍漢鎮(zhèn). 砂糖干燥與冷卻設(shè)備的變革［J］. 甘蔗糖業(yè)，1993（3）：33-41.

［10］霍漢鎮(zhèn). 現(xiàn)代制糖化學(xué)與工藝學(xué)［M］. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008. （本篇責(zé)任編校：鄧丹丹）

Discussion on Refined Sugar Agglomeration Problem and Slaking Warehouse Technology

HUANG Zi-ying， YANG Yu-ge， YANG Hua， HUANG Long-fei， TANG Zhen
（Fangcheng Refined Sugar Company Limited of Guangxi State Farms Sugar Industry Group， Fangchenggang 538021）

According to the problem of refined sugar agglomeration， the same quality products of refined sugar produced by our company was compared with other two different refined sugar mills， the cause of influence of refined sugar agglomeration was found， the formulation of measures and the slaking warehouse technology were introduced， which provided the basis for solving the problem of refined sugar agglomeration and promoted the development of sugar production technology.

Refined sugar；Agglomeration；Contrast；Slaking warehouse technology

TS244+.5

A

1005-9695（2016）05-0037-05

2016-07-05；

2016-10-25

黃子瑩（1984-），女，助理工程師，研究制糖工藝管理方向

楊華（1984-），男，工程師，主要從事制糖生產(chǎn)研究工作；Email：260931793@qq.com

引文格式：黃子瑩，楊宇格，楊華，等. 精制糖結(jié)塊問(wèn)題與熟化倉(cāng)技術(shù)的探討［J］. 甘蔗糖業(yè)，2016（5）：37-41.