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炼糖清净工艺关键控制点分析

赵寒平
（农垦柳兴制糖有限公司 柳州 545112）
摘要：通过一种经济实用的炼糖方法，根据工作实践与学习对影响清净效率的一些关键控制点进行了分析。阐述了清净工艺中对关键控制点灵活控制的重要性。
关键词：清净效率；碳酸法；关键控制点
1  现行炼糖清净工艺简介
原糖中含有大量的非糖杂质，它们主要是色素物、淀粉、胶体等。这些杂质存在于蔗糖晶体表面的糖蜜膜中，为了生产出高纯度、低色值的白砂糖，必须把有关的非糖杂质从原糖的回溶糖汁中除去，然后通过重结晶生产令人满意的精炼糖。
 欲使色素物、淀粉、胶体等非糖杂质从回溶原糖浆中除去，必须实施一定的清净工序以达到生产高纯度的产品要求。下面是国内外在用的清净工艺：
1.1 碳酸树脂法
碳酸树脂法工艺流程为：（产品有10-160IU白砂糖）
原糖---蜜洗---溶糖机 --- 600Bx糖浆  --- 加灰饱充  ---  过滤  --- 清汁 --- 两次树脂过滤  ---   清汁  ---  蒸发    ---  750Bx糖浆  ---  煮糖
这种工艺是国外成熟的炼糖工艺，成本最低，但技术含量高，树脂脱色这一块操作控制难度较大，需要高水平的控制人员。目前广西柳兴、防城都采用此工艺流程炼糖。
1.2两次上浮法
两次上浮法工艺流程为：
原糖---蜜洗---溶糖机 --- 600Bx糖浆---加灰硫熏PH8.2---1#上浮---清汁---加磷PH7.0 --- 2#上浮 --- 清汁---蒸发---糖浆---煮糖
这一工艺流程简易，生产成本低，是目前炼糖的较优方法。目前广东省顺德、东莞和湛江都采用此法炼糖。
1.3饱充、过滤法
饱充、过滤法工艺流程为：
白砂糖（或低色值原糖）---溶糖机 --- 600Bx糖浆 --- 加灰饱充  ---加助滤剂---过滤机过滤---清汁---蒸发---750Bx糖浆---煮糖
即用耕地白糖回溶生产精糖和优级糖。这一工艺流程简易，生产成本低，但生产过程必须严格控制原料色值以稳定产品质量。
结合我国的具体情况，用白糖制造精糖有不少优点：
１、糖厂本身有白糖，不需外购，并且可以省去原糖蜜洗的工序。
２、白糖的质量比原糖质量高很多，可以大大减轻精制的负担，
3、白糖的灰分含量较低。
4、可以用不能作成品的糖粉、糖块甚至质量略差的等外糖作原料，降低成本，但糖液精制的负担稍大。
下面根据生产实践对影响清净效率的一些关键控制点进行了分析，并针对我国生产耕地白糖的现况介绍这种简易经济的碳酸法直接溶解原糖生产精制糖和优级白砂糖的生产流程。
2炼糖清净工艺关键控制点分析
为了节省成本、缩短工艺流程，高质量原糖可以采取直接回溶双碳法炼糖工艺：通过直接回溶、双碳酸饱充、过滤处理，获取高质量的糖浆。通过调节原糖回溶锤度、糖汁温度、石灰用量、饱充时间以及不同的最适pH值等关键控制点，充分发挥碳酸法高清净效率的优势，达到最好的清净脱色效果。
从实际生产来看，原糖不经复筛而直接回溶进行饱充处理，要达到最好的清净脱色效果，就必须注意控制以下工艺关键点。
2.1  原糖回溶锤度的控制
原糖回溶锤度的高低将直接影响到饱充和过滤。一般来说，如果回溶锤度超过600Bx时，则回溶糖汁的粘度大，石灰乳分散慢、pH值难控制、饱充效果将变差和过滤困难；从而得不到高质量的清净效果。但如果浓度太低，又会增加后续单元蒸发、煮糖的负担。因此，必须根椐原糖的品质来确定合适的原糖回溶锤度的大小。
表1给出不同国家的原糖回溶锤度控制指标（近似）。
原糖国别
泰国
菲律宾
古巴
澳大利亚
中国白糖
（0Bx）
45-55
45-55
50-60
48-60
60-65
值得注意的是古巴原糖含淀粉较国内原糖多，在处理古巴原糖时不适合高锤度，最好控制在50--600Bx之间；如果是经过较长时间储存的原糖，在难处理的情况下还需加入一些辅助剂以去除淀粉、葡聚糖等杂质，以利清净的顺利进行及实现所需清净效率。
2.2 加灰量的控制
加灰量与清净效率的关系根据实践证明清净效率随加灰量的增加而增大，但加灰量超过2%时，清净效率几乎不变了。所以，目前碳酸法的一碳全钙量一般控制在1.5%--1.8%范围内[1]。
加灰量控制的目的,在于通过饱充后生成具有足够表面积的碳酸钙沉淀粒子以吸附可溶性钙盐、胶体物及色素物。去除非糖杂质和有较好过滤性能的同时达到最佳清净效率。此外在实施加灰操作时，也不能忽视石灰乳本身的质量(如制备石灰乳原料石灰的活性度、纯度等)对整个清净工序的影响。
适量加灰，是饱充清净的关键控制点。加灰量太少，形成的碳酸钙沉淀物少，将影响过滤达不到最佳清净效果。如果加灰量太多，pH值不易控制，增加生产成本同时带来一系列副作用：如增加蒸发设备、煮糖设备的积垢；增加还原糖的破坏，影响收回；增加最终产品的灰分等。实践表明，必须根椐原糖的品质来控制调节，选择最适的加灰量。
表2 不同国家原糖的加灰量控制（近似）
原糖国别
泰国
菲律宾
古巴
澳大利亚
中国白糖
g CaO/100mL
1.8
1.8
1.3-1.4
1.2-1.3
0.7-0.9
2.3饱充温度的控制
碳酸饱充过程中温度是化学反应的重要条件，因为无论糖汁在酸性或碱性条件下增加温度，都会促使非糖物质或胶体物质产生不同程度的有害分解。因此，为了减少还原糖的破坏，特别要避免在强碱性条件下进行高温处理。第一次预热为减少蔗糖转化损失，适合选用较低温度，但一般蛋白质在60℃就可变性凝聚，到80℃时凝结得比较完全，生产中一般在此选用80℃。尽管更高的加热温度有利于戊糖酐类胶体的凝聚，但过高的温度是不适宜的，因为它会使蔗糖焦化生成焦糖。特别是为了防止还原糖分解，通常要求加灰汁的温度不超过103℃为宜。否则会使蔗糖分解加速、糖汁色值增加，糖汁浑浊，给沉降和过滤带来困难[1]。
2.4饱充时间的控制
在炼糖过程中，流量和温度稳定的前提下，同一色值原糖的回溶糖汁进行脱色时，饱充时间与锤度成正比。随着锤度的提高，饱充时间随之延长，锤度降低则饱充时间缩短。为了控制饱充过程中保持碱度的均匀，防止局部饱充不完全，适当延长饱充时间是适宜的。
在炼糖生产中发现，对于色值低的原糖可采用较高的回溶锤度，此时，要达到较好的饱充脱色效果，饱充时间最好要保持1h。而对于色值高的原糖，回溶锤度较低，饱充时间相应可以缩短，约35-40min。通过这样的控制，可达到理想的清净脱色效果。
2.5  pH值的控制
在炼糖清净过程中采用双碳饱充，利用两个最适pH点清净糖汁。通过检测1#罐入口加灰汁pH与碱度控制调节加灰量；检测1#罐出口饱充汁的pH值来监测1#罐碳酸饱充的反应速度；调节使2#罐出汁能达到最适pH值，减少糖汁中的钙盐含量，防止化学反应滞后现象的发生。
一般来说，如果1#罐进汁过快，导致滞后反应，就会增加2#罐的饱充负荷，应以调节。同时，随着原糖的品质的变化，1#罐和2#罐的出汁pH值控制也有所差别，见表3
表3 不同国家原糖的pH值控制
原糖国别
原糖色值（IU）
1#罐pH值
2#罐pH值
泰国
5400
9.6-9.8
8.3-8.5
菲律宾
5400
9.6-9.8
8.3-8.5
古巴
4500
9.2-9.4
8.2-8.4
澳大利亚
4500
9.0-9.2
8.0-8.2
值得一提的事是：对于澳大利亚原糖，由于含有较多的胶质物，泡沫多，饱充pH值不易控制，并有较严重的滞后反应。因此，在工艺处理上，回溶锤度不宜过高，并要适当延长饱充时间，控制终点pH值偏低一点，才能可能达到如期的效果。
结束语：
根据我们生产实践表明，高质量原糖不经复筛而直接回溶进行双碳酸法饱充脱色处理制造高质量的白砂糖是可行的。当然在工艺条件的控制方面要严格认真，且一环紧扣一环；必须认真操作才能充分发挥碳酸法清净工艺在炼糖中的高脱色效率，从而实现降低运行成本，实现高品质产品的需求。

参考文献
[1] 陈维均，许斯欣。蔗汁清净。中国轻工业出版社，2001。P81,Ｐ144
[2] （美）陈其斌。甘蔗制糖手册。轻工业出版社，1987。

作者简介：赵寒平 （1979- ）广西全州人 男 助理工程师 制糖工程学士学位
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