配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)的優(yōu)化及應(yīng)用效益分析

陸保祥 施灝 蘭能慧 韋力文 黃雪超 馬忠敏 韋柱 黃莉

摘要：以廣西糖業(yè)集團(tuán)達(dá)華制糖有限公司配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)為研究對象，從配料方案、工藝流程、設(shè)備配置和控制系統(tǒng)等方面進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行改進(jìn)和完善，優(yōu)化配制糖生產(chǎn)工藝并應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)配制糖及提高配制糖生產(chǎn)企業(yè)競爭力提供參考依據(jù)。傳統(tǒng)的配制糖生產(chǎn)工藝存在生產(chǎn)工序多、勞動力成本高、難以管控環(huán)境衛(wèi)生條件及產(chǎn)品雜質(zhì)超標(biāo)、色澤深淺不一和檔次低等缺點(diǎn)。以赤砂糖為原料，優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝為原料破碎→溶解→過濾→調(diào)配→混合→熬制→打砂→裝?！鋮s→脫?！娓伞鷻z驗(yàn)→包裝。在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝，通過解決赤砂糖質(zhì)量不高、熬制糖漿產(chǎn)生大量泡沫、配料顆粒黏附設(shè)備和管道、糖漿黏度大難以熬煮、出現(xiàn)結(jié)晶及糖漿溶化時(shí)間長和不容易起砂問題，可有效降低配制糖產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提高配制糖產(chǎn)品質(zhì)量、附加值和銷售收益，提高生態(tài)環(huán)境效益和企業(yè)投資回報(bào)率，從而提升企業(yè)競爭力。

關(guān)鍵詞：配制糖；優(yōu)化；生產(chǎn)工藝；效益分析；廣西

中圖分類號：TS246.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-820X（2024）01-0011-05

0 引言

食糖主要有白砂糖、紅糖和冰糖等3種，其主要成分均為蔗糖。食糖作為一種重要的食品添加劑和調(diào)味品，也是人體的主要營養(yǎng)來源和人體活動所需的能量來源［1-2］。食糖產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展不僅關(guān)系到糖料主產(chǎn)區(qū)廣大農(nóng)戶收入的穩(wěn)定增長，也關(guān)乎區(qū)域農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代建設(shè)和鄉(xiāng)村振興目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)［3］。目前，白砂糖已無法滿足消費(fèi)者對多樣化食糖產(chǎn)品的需求［4］，而含有大量活性物質(zhì)、營養(yǎng)價(jià)值很高的紅糖和黑糖（熬制時(shí)間較紅糖稍久，顏色較深）更受人們青睞［5］。配制糖通常是指通過特定工藝和技術(shù)將糖類原料按照一定比例進(jìn)行混合、加工和調(diào)整，以獲得具有特定口感、色澤、風(fēng)味和用途的糖產(chǎn)品，與原糖和白砂糖的主要區(qū)別在于其經(jīng)過額外加工和處理，原有性質(zhì)和特點(diǎn)已發(fā)生改變。我國配制糖大多由作坊式季節(jié)性生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)，每年臨近榨季時(shí)臨時(shí)搭建廠房和組建加工人員團(tuán)隊(duì)，采用幾百年前留傳下來的加工方法，未形成規(guī)模和自動控制生產(chǎn)系統(tǒng)。傳統(tǒng)配制糖生產(chǎn)采用的工藝是用壓榨機(jī)將糖蔗榨出蔗汁，經(jīng)簡單澄清后放入鍋內(nèi)加熱、撇浮除雜、蒸發(fā)濃縮、冷卻和加工，最終制成配制糖產(chǎn)品，也有以白砂糖為主要原料或混合其他添加劑制成多樣化的配制糖產(chǎn)品。傳統(tǒng)配制糖加工技術(shù)對保持產(chǎn)品的原汁原味和營養(yǎng)價(jià)值雖然具有很好的作用，需要保護(hù)和傳承，但也存在生產(chǎn)工序多、產(chǎn)品雜質(zhì)超標(biāo)、色澤深淺不一［6］、商品檔次低、勞動力成本高及難以管控環(huán)境衛(wèi)生條件等缺點(diǎn)。為了改善上述加工工藝缺陷，近年來部分糖廠或其他企業(yè)采用榨汁3次過濾、3次沉淀工藝技術(shù)，增加自動過濾器和提糖汁設(shè)備，產(chǎn)品外觀品質(zhì)得到明顯提高，產(chǎn)品雜質(zhì)和商品檔次已達(dá)優(yōu)質(zhì)配制糖標(biāo)準(zhǔn)，但由于增加了生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)步驟，導(dǎo)致生產(chǎn)成本過高。在配制糖加工工藝技術(shù)研究和應(yīng)用方面，人們不斷探索創(chuàng)新，以滿足不斷變化的市場需求，其中，赤砂糖是生產(chǎn)白砂糖過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，含有較多糖蜜，外觀與紅糖十分相近，甜而略帶甜蜜味［7］，以其為原材料生產(chǎn)配制糖，可減少生產(chǎn)步驟［5］，但目前未形成規(guī)?；纳a(chǎn)系統(tǒng)，難以保證生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，亟待探尋一種以赤砂糖為原材料生產(chǎn)配制糖的新型生產(chǎn)工藝。因此，采用科學(xué)發(fā)展思路、改造落后加工技術(shù)和工藝措施提高配制糖的產(chǎn)量和質(zhì)量，對解決傳統(tǒng)配制糖產(chǎn)品存在問題及促進(jìn)制糖行業(yè)發(fā)展具有重要意義。本研究以赤砂糖為主要原料，探索優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)，通過實(shí)驗(yàn)分析和研發(fā)試產(chǎn)揭示其生產(chǎn)特點(diǎn)和對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，為產(chǎn)出滿足市場需求的優(yōu)質(zhì)配制糖、實(shí)現(xiàn)糖產(chǎn)品附加值提升和制糖產(chǎn)業(yè)鏈延伸從而提高企業(yè)競爭力提供參考依據(jù)。

1 配制糖生產(chǎn)工藝流程

1.1 傳統(tǒng)的配制糖生產(chǎn)工藝

配制糖的生產(chǎn)過程主要包括原料處理、水處理、淀粉糖化、結(jié)晶、精濾和成品處理等工序，傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝包括原料選擇、配比、過濾、熬制（濃縮）、打砂、冷卻和干燥等多個環(huán)節(jié)。其中，原料選擇是配制糖生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)之一，原料品質(zhì)直接影響配制糖產(chǎn)品的口感和甜度。因此，應(yīng)選用純凈、無雜質(zhì)的原料，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。生產(chǎn)配制糖的傳統(tǒng)原料一般為營養(yǎng)成分較豐富的糖蔗或甜菜［3］。此外，還可根據(jù)市場需求在傳統(tǒng)配制糖生產(chǎn)工藝中添加其他輔料生產(chǎn)配制糖，如生產(chǎn)甜味較重的甜味劑和果味糖產(chǎn)品。

配制紅糖的生產(chǎn)工藝是將糖蔗壓榨提汁并經(jīng)物理澄清或簡單石灰法澄清，澄清液加熱濃縮去除水分后無需添加化學(xué)助劑和食品添加劑即可得到金黃色至紅褐色的紅糖，在紅糖生產(chǎn)過程中加入色素或其他產(chǎn)品使其顏色更鮮艷且具有不同風(fēng)味即可得到配制紅糖［5］，而以赤砂糖為原料生產(chǎn)配制糖，熬制過程中的美拉德反應(yīng)能使產(chǎn)品顏色變深（深紅外觀）并賦予一定的風(fēng)味［8］。

配制糖果的生產(chǎn)工藝是將赤砂糖、葡萄糖漿、水、食用色素和香料等原材料混合，在特定溫度下煮沸，使糖溶解并調(diào)整到所需濃度而形成糖漿。之后將糖漿倒入模具中，通過干燥冷卻或酸化方法使糖漿凝固成糖果形狀。取出凝固后的糖果進(jìn)行切割、包裝，得到新鮮的配制糖果成品。

1.2 配制糖生產(chǎn)工藝的優(yōu)化

以赤砂糖為原料的配制糖生產(chǎn)工藝改進(jìn)了傳統(tǒng)的復(fù)雜工藝流程，且整個過程不添加任何化學(xué)試劑和食品添加劑，完全保留了甘蔗原有的風(fēng)味和營養(yǎng)物質(zhì)［9］，生產(chǎn)工藝流程已優(yōu)化為原料破碎→溶解→過濾→調(diào)配→混合→熬制→打砂→裝模→冷卻→脫?！娓伞鷻z驗(yàn)→包裝→入庫（圖1）。

1.2.1 儀器設(shè)備

儲水罐的進(jìn)水管道上連接有用于對水進(jìn)行消毒和過濾的消毒過濾設(shè)備；熬煮鍋的出料端通過輸送管道依次連接打砂鍋和注模計(jì)量罐，注模計(jì)量罐出料端下方設(shè)有耐熱性好的硅膠模具，注入糖漿的硅膠模具經(jīng)輸送設(shè)備輸送至脫模架區(qū)冷卻，脫模后的成型糖塊被送入烘干設(shè)備中烘干。一般情況下控制烘干溫度為50～60 ℃，烘干時(shí)間為60～120 min。

1.2.2 原料破碎、溶解、過濾、調(diào)配和混合

原料糖的破碎過程是先將原料糖投入篩選機(jī)輸送至立式破碎機(jī)內(nèi)，第1次破碎后的原料糖通過螺旋輸送機(jī)送至球磨機(jī)進(jìn)行第2次破碎。將經(jīng)過2次破碎的原料糖送入混合機(jī)進(jìn)行混合，通過攪拌器攪拌后進(jìn)行第3次破碎，得到第3次破碎后的原料糖。按工藝要求將需添加的食品添加劑與經(jīng)3次破碎的原料糖進(jìn)行混合后加入一定比例的水，在攪拌器中攪拌以確保原料糖充分溶解，最后將原料糖液進(jìn)行過濾，除去雜質(zhì)和顆粒，獲得干凈的糖漿液。為了產(chǎn)出不同風(fēng)味的產(chǎn)品，可在糖漿中按比例加入經(jīng)研磨成粉狀的紅棗、枸杞和桂花等輔料，并經(jīng)機(jī)械攪拌混合均勻。

1.2.3 熬制、打砂、裝模、冷卻、脫模和烘干

將糖漿液放入設(shè)有加熱器和攪拌器的熬制鍋中進(jìn)行熬制。在熬制過程中需不斷攪拌糖液，防止糖液黏鍋或結(jié)塊，此過程需觀察糖液的性狀以便對加熱溫度和時(shí)間進(jìn)行調(diào)控，當(dāng)配制糖液的錘度達(dá)工藝指標(biāo)要求時(shí)，需進(jìn)行溫度控制和打砂起晶處理。達(dá)到起砂點(diǎn)（結(jié)晶）后，立即出鍋裝模、冷卻、脫模和干燥（烘干）處理，得到最終的配制糖產(chǎn)品。

1.2.4 其他說明

在原料破碎環(huán)節(jié)，通過控制粉碎機(jī)轉(zhuǎn)速將赤砂糖原料的細(xì)度控制在450～500目，粉碎后的顆粒均勻度在98%以上。為保障粉碎效果，需使用風(fēng)冷系統(tǒng)配合粉碎作業(yè)。在溶解環(huán)節(jié)，為防止糖液結(jié)晶后結(jié)塊，需將原料糖和水按一定比例混合，確認(rèn)蔗糖充分溶解后倒入熬制鍋中。在混合環(huán)節(jié)，由于第1和第2次破碎后物料間存在一定的密度差異，為保證混合效果，需對第1和第2次破碎后的物料進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，該環(huán)節(jié)一般采用變頻調(diào)速電機(jī)進(jìn)行攪拌作業(yè)。在過濾環(huán)節(jié)，通過添加均流器可提升過濾效果。在熬制環(huán)節(jié)，控制好熬制糖漿的濃度、溫度、時(shí)間及攪拌的速度，這一環(huán)節(jié)是對糖漿進(jìn)行濃縮以減少糖漿水分，提高糖漿錘度［10］。在打砂環(huán)節(jié)，將糖膏由煮糖器放到打砂機(jī)中，通過攪動刺激晶體成核并長大，待糖漿錘度達(dá)到工藝指標(biāo)要求后［8］，將開始結(jié)晶的糖漿從熬制鍋倒出輸送到工作模臺并注入硅膠模具中進(jìn)行自然干燥、冷卻。在冷卻環(huán)節(jié)，經(jīng)靜置冷卻或用吹風(fēng)機(jī)加速空氣循環(huán)加快散熱，自然冷卻約30 min后凝固成塊狀糖磚［11］，脫模取出［12］。在烘干環(huán)節(jié)，通過烘干機(jī)烘干降低配制糖產(chǎn)品的水分，使其滿足生產(chǎn)工藝要求。在檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，對烘干后的配制糖成品進(jìn)行化驗(yàn)分析，各項(xiàng)檢驗(yàn)指標(biāo)合格后，按不同規(guī)格重量進(jìn)行真空裝包，從而得到配制糖產(chǎn)品。此外，對于不同純度的赤砂糖，其生產(chǎn)工藝的操作步驟和參數(shù)有所不同，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，需根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

2 配制糖生產(chǎn)過程中存在問題及解決措施

2.1 赤砂糖質(zhì)量不高

赤砂糖是配制糖的主要原料，其蔗糖純度和其他成分會影響配制糖產(chǎn)品的口感和甜度，雜質(zhì)多則影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在選擇赤砂糖時(shí)，盡量選擇純度高、雜質(zhì)少和水分含量低的干燥赤砂糖。此外，原料赤砂糖中如果含有較多的鐵、錳和鉻等不溶物，會導(dǎo)致糖漿變黃或變黑，降低糖漿質(zhì)量［13-14］。因此，在配制糖生產(chǎn)過程中，應(yīng)保障原料赤砂糖的質(zhì)量。

2.2 熬制糖漿產(chǎn)生大量泡沫

熬制糖漿過程中極易產(chǎn)生大量泡沫，嚴(yán)重影響糖漿的質(zhì)量和穩(wěn)定性，進(jìn)而影響配制糖的質(zhì)量。熬制糖漿過程中出現(xiàn)泡沫過多、泡沫不穩(wěn)定或難以消除時(shí)，應(yīng)立即停止熬制?？刹捎靡韵?種方法解決：①降低熬制糖漿濃度至50%左右；②添加消泡劑，減少泡沫產(chǎn)生。在添加消泡劑時(shí)要注意嚴(yán)格控制用量，必須攪拌均勻，使用時(shí)間不宜過長。

2.3 原料顆粒黏附設(shè)備和管道

配料過程中容易出現(xiàn)原料顆粒黏附在設(shè)備上和管道上的現(xiàn)象?？刹扇∫韵麓胧┙鉀Q：①及時(shí)清理設(shè)備上、管道上、料斗上和料槽內(nèi)的顆粒物和懸浮物；②定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)；③定期對設(shè)備進(jìn)行清洗；④嚴(yán)格選購鐵、錳和鉻等金屬物含量低的赤砂糖；⑤嚴(yán)格控制好原、輔料的配比。

2.4 糖漿黏度大難以熬煮

配料過程中容易出現(xiàn)糖漿黏度太大而難以熬煮的現(xiàn)象?？刹扇∫韵麓胧┙鉀Q：①在配料階段對糖漿進(jìn)行適當(dāng)攪拌；②在配料階段適當(dāng)降低糖漿濃度；③在配制階段適當(dāng)提高糖漿純度。

2.5 出現(xiàn)結(jié)晶

熬制糖漿過程中易出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象?？刹扇∫韵麓胧┙鉀Q：①在配料前明確原料純度；②加強(qiáng)對配料過程的控制；③改善設(shè)備結(jié)構(gòu)、提高設(shè)備性能。

2.6 糖漿溶化時(shí)間長、不容易起砂

生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)糖漿溶化時(shí)間長、不易起砂問題。可采取以下措施解決：①加強(qiáng)對糖漿熬制溫度的控制；②加強(qiáng)對配料過程水量配比的控制。

3 優(yōu)化配制糖生產(chǎn)工藝的應(yīng)用效果及效益分析

2022年，廣西糖業(yè)集團(tuán)達(dá)華制糖有限公司應(yīng)用優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)取得了良好效果，產(chǎn)品質(zhì)量合格率在99.8%以上，遠(yuǎn)高于行業(yè)水平；2023年，配制糖產(chǎn)品質(zhì)量合格率達(dá)100.0%。說明應(yīng)用優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)具有可行性和實(shí)用性，有利于推動制糖產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展［15］。

3.1 提高配制糖產(chǎn)品質(zhì)量

該工藝技術(shù)生產(chǎn)的配制糖產(chǎn)品口感好、甜度高、風(fēng)味佳，產(chǎn)品包裝規(guī)格多樣化，深受消費(fèi)者青睞。

3.2 提高產(chǎn)品附加值和經(jīng)濟(jì)效益

該工藝技術(shù)生產(chǎn)的配制糖產(chǎn)品不僅解決了赤砂糖市場銷售價(jià)格較低、不能完全滿足客戶需求的問題，還可避免赤砂糖儲存過程中發(fā)生潮解、霉變和變色等質(zhì)量安全問題。

3.3 提高企業(yè)效益和競爭力

該工藝技術(shù)生產(chǎn)的配制糖產(chǎn)品不僅可降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的效益，還增強(qiáng)了企業(yè)在市場上的競爭力。

3.4 經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益分析

3.4.1 有效降低生產(chǎn)成本

首先，采用優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)和通過提高設(shè)備效率，可減少生產(chǎn)過程中的能源消耗和人工成本。其次，采用新型的添加劑，可提高產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性，從而減少后續(xù)加工和品質(zhì)控制成本。最后，通過提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)，可提高產(chǎn)品的附加值和市場競爭力，從而獲得更好的銷售收益。

3.4.2 提高產(chǎn)品銷售收益

首先，采用優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)，產(chǎn)品品質(zhì)和穩(wěn)定性得到提高，市場口碑好、客戶認(rèn)可度高，促進(jìn)了產(chǎn)品銷售量增加。其次，通過提高產(chǎn)品的附加值和市場競爭力，可獲得更高的銷售價(jià)格和收益。最后，通過降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，可進(jìn)一步提高產(chǎn)品的收益。

3.4.3 提高投資回報(bào)率

采用優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)需進(jìn)行一定的投資，包括設(shè)備更新、工藝流程改進(jìn)和增加研發(fā)費(fèi)用等。但從長遠(yuǎn)來看，這些投資可獲得更好的效益回報(bào)。首先，通過提高產(chǎn)品的品質(zhì)和市場競爭力提高了產(chǎn)品的銷售收益和市場份額，從而獲得更好的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。其次，通過提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的利潤和盈利能力，從而獲得更好的投資回報(bào)。最后，通過采用新型優(yōu)化的工藝技術(shù)和設(shè)備，提高了企業(yè)的技術(shù)水平和創(chuàng)新能力，從而獲得更好的發(fā)展機(jī)會和競爭優(yōu)勢。

經(jīng)廣西糖業(yè)集團(tuán)達(dá)華制糖有限公司財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì)，采用優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)生產(chǎn)的配制糖產(chǎn)品價(jià)格按8200元/t（2023年市場接受價(jià)格；赤砂糖市場平均銷售價(jià)為6000元/t）計(jì)算，其年利潤達(dá)450萬元。因此，實(shí)施優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)將可極大提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3.4.4 提高生態(tài)環(huán)境效益

以優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)對原料赤砂糖進(jìn)行科學(xué)合理加工處理，在保證企業(yè)正常生產(chǎn)的前提下，實(shí)現(xiàn)了對資源的有效利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

4 結(jié)語

配制糖作為以赤砂糖為主要原料生產(chǎn)的重要糖類產(chǎn)品，其質(zhì)量直接關(guān)系到消費(fèi)者的食用安全和信任度，其中，通過提高配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)水平進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本已成為配制糖生產(chǎn)企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。應(yīng)用優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)生產(chǎn)一系列高品質(zhì)、高附加值及符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的糖類產(chǎn)品，可改變傳統(tǒng)配制糖生產(chǎn)存在的弊端，避免配制糖生產(chǎn)過程中發(fā)生質(zhì)量安全問題，提高企業(yè)產(chǎn)品的市場競爭力及經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。

隨著我國科技的不斷發(fā)展和人們對生活質(zhì)量要求的不斷提高，建議結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際不斷完善和優(yōu)化配制糖生產(chǎn)工藝流程，繼續(xù)提高配制糖產(chǎn)品的質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本；根據(jù)市場需求開發(fā)新型配方，并不斷進(jìn)行配方優(yōu)化，提高配制糖產(chǎn)品的市場競爭力；加強(qiáng)對生產(chǎn)工藝的管理和控制，對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，確保設(shè)備安全運(yùn)行；嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)定要求對配制糖產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢測，確保產(chǎn)品質(zhì)量符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

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（責(zé)任編輯 思利華）