提高蔗糖生產(chǎn)中蔗糖分測(cè)定準(zhǔn)確性的方法

駱榮貞，姚滿芳，趙 亮

（1.廣西糖業(yè)集團(tuán)開泰供應(yīng)鏈管理有限公司，廣西 南寧 530022；2.廣西糖業(yè)集團(tuán)金光制糖有限公司，廣西 南寧 530022）

0 引言

廣西作為全國(guó)重點(diǎn)糖業(yè)基地，糖料蔗種植面積和食糖產(chǎn)量占全國(guó)的60%左右，甘蔗制糖已成為廣西經(jīng)濟(jì)的一大支柱［1，2］。糖蔗收購(gòu)價(jià)按質(zhì)論價(jià)［3］，實(shí)際是按甘蔗蔗糖分論價(jià)，高糖高價(jià)，低糖低價(jià)，符合價(jià)值規(guī)律和經(jīng)濟(jì)法則。而蔗糖分作為評(píng)價(jià)甘蔗質(zhì)量?jī)?yōu)劣的一項(xiàng)關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，準(zhǔn)確分析蔗糖分對(duì)甘蔗品種選育［4］、制糖企業(yè)農(nóng)務(wù)生產(chǎn)管理和生產(chǎn)過(guò)程指標(biāo)控制、推進(jìn)甘蔗按質(zhì)論價(jià)、節(jié)能降耗、提高生產(chǎn)收回率及降低糖產(chǎn)品生產(chǎn)成本具有重要意義。特別是近幾年，糖廠將葡聚糖指標(biāo)納入日常分析，當(dāng)蔗絲的蔗糖分明顯降低，而初壓汁葡聚糖含量較高時(shí)，糖廠根據(jù)這些指標(biāo)變化，以降低甘蔗受微生物感染避免蔗糖分轉(zhuǎn)化損失為出發(fā)點(diǎn)，從甘蔗砍收方式、夾雜物及砍收到榨時(shí)間等方面加強(qiáng)管理，入榨甘蔗質(zhì)量得到了有效控制。

目前，大多糖廠對(duì)蔗糖分的采樣來(lái)自蔗場(chǎng)或蔗車上，隨機(jī)多次抽取10 kg以上，且不少于6根無(wú)蟲、無(wú)病、健康及頭尾完整的甘蔗樣本，用化驗(yàn)室小型壓榨機(jī)壓榨后測(cè)定甘蔗質(zhì)量指標(biāo)［5，6］。此采樣方法受甘蔗粗細(xì)、頭尾長(zhǎng)度、品種、生長(zhǎng)期、地域等因素影響，加之人為采樣隨機(jī)性強(qiáng)，采集的甘蔗基本不夾帶雜物，導(dǎo)致樣本代表性差，測(cè)定的甘蔗蔗糖分往往“虛高”，使糖廠誤認(rèn)為入榨甘蔗質(zhì)量好；生產(chǎn)班報(bào)蔗糖分通過(guò)連續(xù)采樣分析混合汁和蔗渣的蔗糖分推算，但目前大多數(shù)糖廠對(duì)混合汁和蔗渣的重量未能準(zhǔn)確計(jì)量，混合汁基本是靠流量計(jì)推算重量，配備蔗渣稱的單位很少，未反映壓榨過(guò)程糖分損失，以此計(jì)算的甘蔗蔗糖分存在一定偏差。此外，生產(chǎn)班報(bào)的滯后性，導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確掌握某階段入榨甘蔗的蔗糖分指標(biāo)，生產(chǎn)管理者也無(wú)法第一時(shí)間通過(guò)入榨蔗糖分?jǐn)?shù)據(jù)，準(zhǔn)確掌握生產(chǎn)收回率的情況并及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)的異常，不利于甘蔗砍運(yùn)、生產(chǎn)調(diào)度及質(zhì)量管理。因此，為維護(hù)糖企及千萬(wàn)蔗農(nóng)的切身利益，亟需提高蔗糖生產(chǎn)中蔗糖分測(cè)定準(zhǔn)確性。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

甘蔗喂蔗臺(tái)、第一座榨機(jī)入口高速帶處蔗絲。

1.2 試驗(yàn)方法

按照日處理量為8000 t的雙線生產(chǎn)制糖廠，每1 h榨蔗325 t，每車甘蔗按15 t計(jì)算，1 h可榨22車，即單線每5 min有1車甘蔗通過(guò)。選擇同一時(shí)段，先在喂蔗臺(tái)隨機(jī)抽取1～2根無(wú)病無(wú)蟲、頭尾完整的甘蔗，再根據(jù)蔗帶速度、間隔15 min（按照蔗帶速度，預(yù)計(jì)甘蔗到第一座榨機(jī)入口高速帶處大約需要15 min），在第一座榨機(jī)入口高速帶處，用鏟子或鉗子取蔗絲放進(jìn)帶蓋塑料桶，以確保采樣甘蔗和蔗料來(lái)自同一車甘蔗。每5 min重復(fù)一次以上操作，每次雙線同時(shí)進(jìn)行，1 h后截樣，甘蔗和蔗絲樣本均達(dá)10 kg以上，雙線大約可采集到22車甘蔗樣本。

將甘蔗及蔗絲樣品送回化驗(yàn)室均樣和稱樣后入小型榨機(jī)榨取蔗汁，蔗糖分和蔗汁錘度、簡(jiǎn)純度及還原糖等指標(biāo)測(cè)定參照《甘蔗制糖化學(xué)管理分析方法》［6］。生產(chǎn)報(bào)表上的甘蔗蔗糖分是根據(jù)混合汁和滲透水的計(jì)量以及混合汁和蔗渣的分析數(shù)據(jù)，計(jì)算蔗料蔗糖分：

其中：蔗渣重量=甘蔗重量+滲透水重量-混合汁重量；混合汁重量使用流量計(jì)計(jì)量，誤差較大，數(shù)據(jù)易出現(xiàn)偏離，將直接影響能耗的計(jì)算、收回率的核定等，不利于生產(chǎn)管理者掌握實(shí)際生產(chǎn)情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 甘蔗與蔗絲分析對(duì)比試驗(yàn)

在蔗場(chǎng)采集甘蔗樣本，對(duì)應(yīng)采集蔗絲樣本，經(jīng)化驗(yàn)室小榨機(jī)榨取蔗汁后，分析樣品的蔗糖分、蔗汁錘度、蔗汁簡(jiǎn)純度和蔗汁還原糖，結(jié)果見表1，甘蔗與蔗絲的質(zhì)量指標(biāo)存在明顯差異，甘蔗樣品的蔗糖分、甘蔗蔗汁錘度和簡(jiǎn)純度高于蔗絲，蔗汁還原糖則低于蔗絲。其中，2次試驗(yàn)甘蔗蔗糖分比蔗絲蔗糖分分別高1.70%和1.35%，平均高1.53%；甘蔗蔗汁錘度比蔗絲蔗汁錘度分別高1.34%和1.46%，平均高1.40%；甘蔗蔗汁簡(jiǎn)純度比蔗絲簡(jiǎn)純度分別高6.49%和2.65%，平均高4.57%。說(shuō)明取樣方法對(duì)甘蔗質(zhì)量指標(biāo)測(cè)定結(jié)果影響較大，蔗場(chǎng)甘蔗樣本不能很好地代表入榨甘蔗的質(zhì)量情況。

表1 蔗場(chǎng)甘蔗與對(duì)應(yīng)蔗絲質(zhì)量指標(biāo)對(duì)比（%）

為印證上述結(jié)果，糖廠在2013/2014（簡(jiǎn)稱13/14，下同）和14/15 2個(gè)榨季不同時(shí)段重復(fù)試驗(yàn)（表2）。2個(gè)榨季差值的均值1.30%，甘蔗蔗汁錘度和簡(jiǎn)純度均高于蔗絲，與表1試驗(yàn)數(shù)據(jù)基本一致。表1和表2說(shuō)明蔗場(chǎng)甘蔗樣本的蔗糖分越高，與蔗絲的蔗糖分差距越大。

表2 連續(xù)2榨季蔗場(chǎng)甘蔗與蔗絲分析數(shù)據(jù)累計(jì)對(duì)比（%）

2.2 甘蔗、蔗絲及報(bào)表蔗糖分對(duì)比

為了在大型制糖企業(yè)大批量生產(chǎn)時(shí)驗(yàn)證試驗(yàn)效果，將2個(gè)榨季期間甘蔗蔗糖分和蔗絲蔗糖分與當(dāng)班報(bào)表計(jì)得的蔗糖分三者進(jìn)行比較分析，結(jié)果見表3和表4。2個(gè)榨季蔗場(chǎng)甘蔗蔗糖分?jǐn)?shù)據(jù)均最高，為13.60%～16.07%，2個(gè)榨季甘蔗蔗糖分高于報(bào)表蔗糖分均值，分別為1.85%和1.41%。而蔗絲蔗糖分與報(bào)表蔗糖分較接近，2個(gè)榨季蔗絲蔗糖分與報(bào)表蔗糖分差值的均值分別為0.13%和0.12%，最高差值為0.46%。

表3 13/14榨季蔗糖分對(duì)比（%）

表4 14/15榨季蔗糖分對(duì)比（%）

2.3 17/18及18/19榨季蔗絲與報(bào)表蔗糖分對(duì)比

因蔗絲數(shù)據(jù)生產(chǎn)報(bào)表上的蔗糖分接近，可以更準(zhǔn)確、及時(shí)地反映生產(chǎn)原料的實(shí)際質(zhì)量情況，從15/16榨季開始，糖廠每間隔5 min采集第一座榨機(jī)入口高速帶處蔗絲約1 kg，1 h后集樣約10 kg，帶回實(shí)驗(yàn)室以小榨機(jī)壓榨測(cè)定蔗糖分，并分析17/18和18/19榨季的蔗絲和報(bào)表蔗糖分平均數(shù)據(jù)，結(jié)果見表5，17/18榨季報(bào)表蔗糖分均值為12.97%，蔗絲蔗糖分均值為13.16%，均值差為0.19%；18/19榨季報(bào)表蔗糖分均值為12.59%，蔗絲蔗糖分均值為12.70%，均值差為0.11%，差值均低于0.30%，說(shuō)明蔗絲蔗糖分可以很好地反映報(bào)表蔗糖分。

3 討論

蔗場(chǎng)與報(bào)表蔗糖分偏差較大的主要原因，是由于樣品代表性不高等問題所致［7］。蔗場(chǎng)甘蔗采樣受人為因素影響較大，在蔗場(chǎng)采集甘蔗樣本，抽取過(guò)程中夾雜物已基本排除，而蔗絲采樣點(diǎn)在第一座榨機(jī)入口，蔗料已經(jīng)過(guò)撕解機(jī)破碎并充分混合均勻，蔗絲當(dāng)中的雜物包含在樣品當(dāng)中，與進(jìn)入第一座榨機(jī)的蔗料狀態(tài)最為接近。將測(cè)定的蔗絲蔗糖分用于糖廠日常分析，結(jié)果表明其在制糖工藝指標(biāo)調(diào)整、反映生產(chǎn)計(jì)量設(shè)備異常、核定生產(chǎn)總收回率等方面均取得很好的應(yīng)用效果。

3.1 指導(dǎo)制糖工藝指標(biāo)調(diào)整

因生產(chǎn)班報(bào)滯后時(shí)間約一個(gè)班（8 h），測(cè)定糖廠當(dāng)班蔗絲蔗糖分，比生產(chǎn)班報(bào)更及時(shí)反映生產(chǎn)原料的質(zhì)量情況，可在當(dāng)班第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)蔗料質(zhì)量異常；此外，蔗絲蔗糖分還可根據(jù)蔗料質(zhì)量情況，如蔗糖分、pH、還原糖分等指標(biāo)及時(shí)調(diào)整制糖工藝，如當(dāng)甘蔗質(zhì)量較差時(shí)，通過(guò)增加石灰、磷酸等澄清助劑用量，加大硫熏強(qiáng)度提高制糖澄清效率，減少蔗料質(zhì)量對(duì)澄清工藝穩(wěn)定和清凈效率的影響。

3.2 反映生產(chǎn)計(jì)量設(shè)備異常

在蔗糖實(shí)際生產(chǎn)中，曾發(fā)現(xiàn)蔗絲蔗糖分與報(bào)表蔗糖分持續(xù)偏離較大，導(dǎo)致收回、能耗指標(biāo)出現(xiàn)異常。經(jīng)核查，發(fā)現(xiàn)由于混合汁流量計(jì)受蔗汁中雜物及流速影響，混合汁對(duì)蔗比高達(dá)120%～140%，長(zhǎng)期偏離實(shí)際水平未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，報(bào)表系統(tǒng)直接根據(jù)混合汁和滲透水流量計(jì)流量數(shù)據(jù)推算蔗渣重量、蔗糖分等指標(biāo)。經(jīng)校驗(yàn)流量計(jì)，并加強(qiáng)設(shè)備巡察管理，數(shù)據(jù)異常問題得以解決。

3.3 準(zhǔn)確核定生產(chǎn)總收回率

生產(chǎn)總收回率，是檢驗(yàn)生產(chǎn)管理水平的一項(xiàng)重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，通過(guò)該指標(biāo)，可以計(jì)算出壓榨抽出率、煮煉收回率、未測(cè)定損失等指標(biāo)，以此查定車間消殺、壓榨提汁、清凈效率、蔗糖轉(zhuǎn)化、廢蜜產(chǎn)率、跑冒滴漏等各生產(chǎn)環(huán)節(jié)關(guān)鍵指標(biāo)的管控情況，核定生產(chǎn)效能。生產(chǎn)收回率，即成品糖和在制品可制成糖的蔗糖量占蔗料中蔗糖量的重量百分比。根據(jù)生產(chǎn)期報(bào)糖分守恒，桔水、蔗渣、濾泥和未測(cè)定損失與生產(chǎn)總收回率之和等于100%，因此，損失和生產(chǎn)總收回率，二者與蔗糖分息息相關(guān)。因此，蔗糖分計(jì)量準(zhǔn)確，對(duì)準(zhǔn)確核定生產(chǎn)收回率有積極作用。

4 結(jié)論

綜上所述，第一座榨機(jī)入口高速帶處的蔗絲蔗糖分測(cè)定結(jié)果與從蔗場(chǎng)采集的甘蔗蔗糖分測(cè)定結(jié)果有明顯差異，而與生產(chǎn)報(bào)表上蔗糖分?jǐn)?shù)據(jù)差異不明顯。采集進(jìn)入第一座榨機(jī)之前的蔗絲樣進(jìn)行糖分分析，可以更及時(shí)準(zhǔn)確得到入榨蔗料蔗糖分?jǐn)?shù)據(jù)，為生產(chǎn)管理提供有效參考。

但需注意采樣點(diǎn)在第一座榨機(jī)入口前高速帶處，存在一定安全隱患，建議糖廠根據(jù)壓榨車間現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備條件的客觀實(shí)際，在蔗帶合理位置設(shè)置采樣地點(diǎn)，以確保采樣人員安全。