白砂糖中黑黃點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響與改進(jìn)措施

黃振軍，段會(huì)榮，黃文華，梅 二

(1云南西雙版納英茂糖業(yè)有限公司，云南西雙版納 666100；2盈江縣盞西英茂糖業(yè)有限公司，云南德宏 679304；3云南西雙版納英茂糖業(yè)有限公司勐阿糖廠，云南西雙版納 666205；4云南西雙版納英茂糖業(yè)有限公司景真糖廠，云南西雙版納 666205)

0 前言

隨著人們消費(fèi)水平的提高，市場(chǎng)對(duì)耕地白砂糖提出了更高的質(zhì)量要求[1]，因此國(guó)家頒布了新的白砂糖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 317-2018[2]，其中感官指標(biāo)增加了黑點(diǎn)數(shù)量1項(xiàng)。隨后，如何控制好成品糖中的黑黃點(diǎn)，保證白砂糖產(chǎn)品滿足新標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量要求已經(jīng)成為制糖企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量管理的新課題。

云南西雙版納英茂糖業(yè)有限公司景真糖廠始建于20世紀(jì)80年代，經(jīng)過多次技改擴(kuò)建，設(shè)備產(chǎn)能達(dá)到日處理甘蔗5000 t的規(guī)模。隨著景真糖廠白糖產(chǎn)品各項(xiàng)理化指標(biāo)的不斷提升，糖廠在向高端飲料用糖客戶的銷售中贏得了企業(yè)的聲譽(yù)，高端用糖銷售量逐年增加。然而在以往對(duì)外銷售過程中也曾經(jīng)因?yàn)榇嬖诤邳S點(diǎn)的問題遭到客戶投訴，尤其是面對(duì)國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)白砂糖黑點(diǎn)數(shù)量的指標(biāo)化規(guī)范，糖廠高度重視并為此組織了黑黃點(diǎn)控制措施的攻關(guān)。本文通過對(duì)白砂糖中黑黃點(diǎn)進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)、成分分析和成因溯源，進(jìn)而提出對(duì)煮煉車間各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的針對(duì)性防控措施，以期為生產(chǎn)高品質(zhì)白砂糖提供借鑒。

1 黑黃點(diǎn)的數(shù)量和成分以及對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

2016/17年榨季生產(chǎn)期間景真糖廠首先開展了對(duì)白砂糖黑黃點(diǎn)的數(shù)量和成分的追蹤分析，為下一步的成因溯源和制定管控方案提供依據(jù)。

1.1 分析方法

⑴抽取樣品150個(gè)批次，每個(gè)樣品重20 kg，對(duì)樣品一分為二。其中一份10 kg置于1 m2的托盤上，對(duì)長(zhǎng)度＞0.2 mm的黑黃點(diǎn)個(gè)數(shù)進(jìn)行清點(diǎn)并統(tǒng)計(jì)。另一份取樣2 kg進(jìn)行常規(guī)理化指標(biāo)化驗(yàn)分析。

⑵對(duì)統(tǒng)計(jì)后收集的黑黃點(diǎn)進(jìn)行磁選、水溶、過濾、干燥和稱重分析。

1.2 分析結(jié)果 1.2.1 黑黃點(diǎn)數(shù)量的統(tǒng)計(jì)分析

定期抽取總共150個(gè)白砂糖樣品，按黑黃點(diǎn)數(shù)量分成7個(gè)檔次，統(tǒng)計(jì)每個(gè)檔次相對(duì)應(yīng)的樣品數(shù)量，由此分析黑黃點(diǎn)對(duì)樣品白糖的影響程度。白砂糖樣品統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見表1。

表1 樣品黑黃點(diǎn)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

由表1可知，150個(gè)樣品中黑黃點(diǎn)個(gè)數(shù)＞15的有6個(gè)樣品，等于15的有20個(gè)樣品，在新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施前全部為合格產(chǎn)品。當(dāng)國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)GB/T 317-2018頒布實(shí)施后，即感官指標(biāo)的黑點(diǎn)數(shù)量不多于15個(gè)，之前的產(chǎn)品如果按照新標(biāo)準(zhǔn)衡量將會(huì)有4%的產(chǎn)品劃為感官指標(biāo)不合格品，還有13%的產(chǎn)品介于合格或不合格之間，可見黑黃點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響是非常重大的。

1.2.2 對(duì)黑黃點(diǎn)的磁選分析

通過對(duì)樣品中收集到的10 g黑黃點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)行磁選和水溶過濾分析，可被磁選分離的有3 g，即占黑黃點(diǎn)數(shù)量的30%，其他70%為非磁性固形物。3 g磁性黑黃點(diǎn)經(jīng)水溶過濾干燥后殘留物1 g，經(jīng)過對(duì)殘留物的分析，主要是來自碳鋼設(shè)備的金屬氧化物及殘留焊渣。

1.2.3 色值、濁度、水不溶物等理化指標(biāo)分析

另對(duì)這150個(gè)批次的樣品同步進(jìn)行常規(guī)理化指標(biāo)分析，結(jié)果見表2、表3和表4。

表2 色值指標(biāo)分布情況

表3 濁度指標(biāo)分布情況

表4 水不溶物分布情況

150個(gè)樣品的平均色值113.28 IU，平均濁度30.35 MAU，平均水不溶物20.66 mg/kg。其中色值超過150 IU的有3個(gè)批次，濁度超過50 MAU的有6個(gè)批次，水不溶物均不超過40 mg/kg。而從樣品編號(hào)的對(duì)應(yīng)上發(fā)現(xiàn)，色值超標(biāo)也正是黑黃點(diǎn)超標(biāo)的樣品。

1.3 黑黃點(diǎn)的成分分析

通過磁選、水溶及理化指標(biāo)分析，黑黃點(diǎn)主要分為3類。第一類為可磁選分離的金屬物即鐵氧化物；第二類為非磁性固形物，主要是生產(chǎn)過程產(chǎn)生的鈣鹽積垢、糖的微生物轉(zhuǎn)化霉變斑塊、焦糖及外來異物；第三類是含糖可溶黃點(diǎn)，也就是粘晶團(tuán)塊及非結(jié)晶帶蜜團(tuán)塊等。

1.4 黑黃點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

從2016/17年榨季抽取150個(gè)樣品的分析結(jié)果來看，黑黃點(diǎn)物質(zhì)的存在，直接影響了產(chǎn)品的外觀，也是影響市場(chǎng)滿意度的一個(gè)重要因素。尤其是在白砂糖新標(biāo)準(zhǔn)增加了黑點(diǎn)感官指標(biāo)后，如果不采取控制措施，原標(biāo)準(zhǔn)下合格產(chǎn)品就會(huì)有至少4%將劃入不合格產(chǎn)品。

樣品分析結(jié)果還揭示了黑黃點(diǎn)的存在對(duì)成品白糖色值和水不溶物的2項(xiàng)理化指標(biāo)也有連帶影響，當(dāng)樣品采到較多不溶性黑黃點(diǎn)時(shí)，水不溶物指標(biāo)就會(huì)偏高，采到較多可溶性黃點(diǎn)時(shí)，色值就偏高。

2 黑黃點(diǎn)物質(zhì)的成因分析

在對(duì)黑黃點(diǎn)完成了數(shù)量、成分、影響程度的分析基礎(chǔ)上，景真糖廠組織了工藝領(lǐng)導(dǎo)小組對(duì)黑黃點(diǎn)展開了成因溯源的分析，通過對(duì)蒸發(fā)后煮煉和成糖階段設(shè)備和工藝控制環(huán)節(jié)進(jìn)行逐一排查，確認(rèn)了采用磷浮處理后的精糖漿清澈透亮，無可見黑點(diǎn)存在，產(chǎn)品黑黃點(diǎn)的來源與糖漿無關(guān)。而成糖工段的大部分設(shè)備均為碳鋼制造，內(nèi)部有表面腐蝕剝落的情況，而且設(shè)備死角多，存在積糖，箱體有霉變斑塊，設(shè)備的清洗沒有制度和記錄。生產(chǎn)過程中稀釋加熱和設(shè)備清洗普遍使用高溫165℃的減溫蒸汽。通過成因分析得出初步結(jié)論：

⑴可磁選分離的黑黃點(diǎn)物質(zhì)主要來自于高位原料箱、種子箱、丙糖糊箱、乙丙糖膏結(jié)晶罐及糖膏助晶機(jī)。這些設(shè)備均為碳鋼制造，生產(chǎn)過程中發(fā)生氧化腐蝕起層，受機(jī)械震動(dòng)氧化鐵剝落進(jìn)入物料中。三系煮糖采用雙套種法，結(jié)晶、分蜜階段無磁選分離，僅在成糖干燥后進(jìn)行末端磁選處理，難以徹底除去，導(dǎo)致部分殘存一直在成糖系統(tǒng)中循環(huán)，并部分混入成品中。這類來自于設(shè)備銹蝕的黑黃點(diǎn)約占總數(shù)的1/3。

⑵非磁性不溶固形物主要來自生產(chǎn)過程產(chǎn)生的鈣鹽罐垢；箱容設(shè)備不及時(shí)清洗致使微生物積存在箱壁形成霉變斑塊；高溫蒸汽清洗產(chǎn)生的焦化糖；以及設(shè)備敞口無蓋導(dǎo)致的異物進(jìn)入。這類不溶固形物黑黃點(diǎn)約占總數(shù)的1/3。

⑶非磁性可溶含糖黑黃點(diǎn)物質(zhì)主要來自上述設(shè)備死角內(nèi)積存糖膏或蜜料形成脫水結(jié)晶團(tuán)塊，在生產(chǎn)中團(tuán)塊剝落進(jìn)入物料中。結(jié)晶罐的平鼓結(jié)構(gòu)在卸糖后汽鼓面清洗不干凈形成粘晶團(tuán)塊，在周期性使用時(shí)進(jìn)入糖膏。通常這類結(jié)晶團(tuán)塊或粘晶團(tuán)塊在輸送和篩選過程中會(huì)部分破碎進(jìn)入成品糖。這類可溶含糖黑黃點(diǎn)約占總數(shù)的1/3。

3 白砂糖黑黃點(diǎn)防控原則、控制措施及成效

3.1 防控原則

景真糖廠提出的防控原則僅用一句話概括：一是采取源頭控制和末端治理相結(jié)合；二是分類施治。

3.2 控制措施

3.2.1 可磁選黑黃點(diǎn)控制

2016/17年榨季排查白糖產(chǎn)品磁性黑點(diǎn)的來源主要是成糖工段碳鋼設(shè)備腐蝕剝落的氧化鐵，在2017/18年榨季檢修期采取了源頭控制和末端治理相結(jié)合的措施進(jìn)行了治理。

⑴對(duì)主體設(shè)備結(jié)晶罐、助晶機(jī)、原料箱、種子箱等進(jìn)行了襯裝304不銹鋼板處理，消除了磁性黑點(diǎn)主要來源。

⑵在白糖包裝前采用電磁除鐵器的基礎(chǔ)上增加多級(jí)格柵永磁除鐵器，基本上徹底清除了磁性黑黃點(diǎn)。

3.2.2 非磁性固形物黑黃點(diǎn)控制

針對(duì)不溶性鈣鹽、焦糖、原料儲(chǔ)箱含糖霉變斑塊及其他固形物，2017/18年榨季采取了以下防控措施：

⑴原使用高溫蒸汽加熱的物料稀釋箱以及結(jié)晶罐的放糖清洗改為采用128℃以下蒸汽或一效汁汽，避免蔗糖焦化。

⑵對(duì)箱容設(shè)備進(jìn)行密閉處理，防異物進(jìn)入。

⑶對(duì)高位原料箱進(jìn)行定時(shí)定人輪換清洗，避免產(chǎn)生含糖霉變斑塊。

⑷對(duì)結(jié)晶罐加強(qiáng)清洗力度，杜絕罐垢殘留。

⑸制定生產(chǎn)期間設(shè)備維護(hù)和操作檢查規(guī)程。

3.2.3 非磁性含糖黑黃點(diǎn)控制

針對(duì)原料箱、助晶機(jī)、糖糊機(jī)、種子箱、分蜜機(jī)等設(shè)備及相關(guān)管道使用后糖料附著在設(shè)備和容器壁面，脫水形成非結(jié)晶團(tuán)塊以及設(shè)備死角積糖等等問題，2017/18年榨季制定了設(shè)備清洗制度。

⑴實(shí)施每天用高溫?zé)崴喯?，消除黃點(diǎn)糖來源，并建立可追溯性記錄。

⑵增強(qiáng)甲糖膏分蜜機(jī)的抽風(fēng)能力，避免蒸汽從分蜜機(jī)底部溢出并在底部死角凝成露滴，形成帶蜜團(tuán)粒落入振篩內(nèi)。

⑶及時(shí)疏通甲糖膏分蜜機(jī)排蜜通道，避免堵塞導(dǎo)致糖蜜滿溢流入振篩，形成大量帶蜜糖；定時(shí)對(duì)甲糖膏分蜜機(jī)卸糖口清除積糖。

3.3 黑黃點(diǎn)控制成效

2017/18年榨季通過如上種種控制措施的落實(shí)，白砂糖產(chǎn)品中的黑黃點(diǎn)數(shù)量得到了預(yù)期控制效果。全榨季2125批產(chǎn)品大于0.2 mm的黑點(diǎn)個(gè)數(shù)均為6個(gè)以下，全部達(dá)到GB/T 317-2018白砂糖感官指標(biāo)的黑點(diǎn)15個(gè)以下的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，黑黃點(diǎn)防控落實(shí)對(duì)其他理化指標(biāo)也起到連帶的改進(jìn)作用，白砂糖產(chǎn)品基本上全部達(dá)到優(yōu)A一級(jí)品。實(shí)施前后白糖理化指標(biāo)對(duì)比見表5，其中2016/17年榨季為實(shí)施前，2017/18年榨季為實(shí)施后。

表5 白糖理化指標(biāo)對(duì)比表

2017/18年榨季對(duì)收集的黃黑點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)行分析，10 g黃黑點(diǎn)物質(zhì)，磁性和非磁性不容物質(zhì)干燥后數(shù)量為1 g，占比10%，可溶性物質(zhì)占比90%，通過防控措施的落實(shí)，磁性和非磁性不容物質(zhì)取得了較好效果。

4 結(jié)語(yǔ)

白砂糖國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)GB/T 317-2018的感官指標(biāo)中增加了黑點(diǎn)數(shù)量一項(xiàng)，要求每平方米表面積內(nèi)長(zhǎng)度大于0.2 mm的黑點(diǎn)數(shù)量不多于15個(gè)。這對(duì)于提升白砂糖產(chǎn)品質(zhì)量以及制糖企業(yè)技術(shù)進(jìn)步和管控升級(jí)無疑都再一次起到推動(dòng)作用。因?yàn)榘咨疤侵械暮邳S點(diǎn)數(shù)量不僅是產(chǎn)品質(zhì)量在感官上的直接反映，同時(shí)也能體現(xiàn)出制糖生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)備水平和操作管理能力。

應(yīng)對(duì)國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)白砂糖中黑點(diǎn)數(shù)的量化指標(biāo)要求，云南英茂糖業(yè)景真糖廠組織了專項(xiàng)工藝領(lǐng)導(dǎo)小組，提出了一整套針對(duì)白砂糖黑黃點(diǎn)的成分和成因分析、設(shè)備整改方案、操作管控等措施，并進(jìn)行了全面技術(shù)改造。最終將白砂糖中的黑黃點(diǎn)數(shù)量控制在遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求之內(nèi)，高品質(zhì)的白砂糖產(chǎn)品重新獲得了大型高端飲料制造商的認(rèn)可。