论甘蔗制糖澄清方法及对工艺指标的影响

　　摘要：我国是世界上使用甘蔗制糖最早的国家之一，已有2000多年的历史。当前，根据制糖工艺的不同，甘蔗白砂糖可分为硫化糖和碳化糖。碳化糖由于保质期较长，质量较好，价位相对硫化糖高，目前国内多数糖厂生产的是硫化糖。制糖工艺过程中，如何在得到质量更高的清汁的同时又能提高糖分回收率和减少废蜜糖分损失，就需要采取一些澄清方法。本文在此先分析了甘蔗不同成分对制糖澄清工艺指标确定的影响，然后又提出了几种常见的澄清方法。论文发表：《广西糖业》是由中华人民共和国新闻出版总署、正式批准公开发行的优秀期刊。自创刊以来，以新观点、新方法、新材料为主题，坚持"期期精彩、篇篇可读"的理念。广西糖业内容详实、观点新颖、文章可读性强、信息量大，众多的栏目设置，广西糖业公认誉为具有业内影响力的杂志之一。广西糖业并获中国优秀期刊奖，现中国期刊网数据库全文收录期刊。

　　关键词：甘蔗;制糖;澄清

　　Abstract: In the sugar process, how to get high quality juice and can improve the recovery rate and reduce waste sugar honey losses, it requires some clarification method. This paper first analyzes the different components on cane sugar clarification technique index to determine the impact, and then puts forward several common methods of clarification.

　　Key words: cane sugar; clarification;

　　中图分类号：[T-01] 文献标识码：A 文章编号

　　引言：压榨出来的蔗汁还含有很多杂质，必须经过多道工序来进行蔗汁的处理，才能保证下道工序的顺利进行。这些工序包括：预灰和加热工序、蔗汁的硫熏中和、蔗汁的沉降、蔗汁的过滤等。

　　一、甘蔗不同成分对制糖澄清工艺指标确定的影响

　　1、预灰pH值、中和pH值及混合汁加热温度的确定

　　在制糖过程中，还原糖主要产生碱性分解及与氨基酸发生美拉德反应，生成有机酸与有色物质等，有色物质在制糖生产中很难被除去，蔗汁色泽和蔗汁可溶性钙盐含量增加。另外，所生成的高分子物质还会增大蔗汁粘性，影响蔗汁沉降、过滤及结品及分蜜操作，对制糖生产不利，因此在制糖生产过程中要尽可能避免还原糖发生碱性分解与美拉德反应。由于还原糖与氨基酸的美拉德反应在低温、弱碱条件(温度低于55℃，Ph值低于8.5时)很难发生，故在磷酸亚硫酸法澄清过程中，还原糖美拉德反应对澄清效果的影响并不明显。还原糖的碱性分解主要与蔗汁还原糖含量、pH值及加热温度有关。还原糖越高，pH值越高，温度越高，则还原糖分解越严重。因此，蔗糖还原糖含量是糖厂确定pH值、中和pH值和及混合汁加热温度等技术指标的重要依据。

　　2、磷酸用量的确定

　　磷酸是亚硫酸法糖厂澄清的一个重要因素，其与石灰乳反应生成的网络絮状结构的除杂脱色作用是别的无法替代的。故添加适量磷酸对亚硫酸法糖厂清净非常关键。过少，达不到清净的目的;过多，则生成过多的磷酸钙絮状沉淀物，沉降器泥底膨胀，清汁排出困难，泥汁体积大，增加过滤负担。

　　亚硫酸法糖厂添加量主要取决于蔗汁自然磷酸值，蔗汁胶体与色素等非糖分含量。自然磷酸值小，胶体、色素等非糖分含量高，则磷酸用量要适当增加。以生成足够的网络絮状结构将非糖分除去，以保证清净效果。

　　3、硫熏强度的确定

　　在制糖生产中，蔗糖吸收二氧化硫多少用硫熏强度来表示。在蔗汁澄清中，二氧化硫与石灰乳反应生成带正电硫酸钙，具有很强的吸附力，能吸附已凝聚的胶体粒子、色素等非糖分，沉淀析出，除去蔗汁部分杂质。同时，在蔗汁澄清中，二氧化硫还具有漂白脱色及抑制色素生成的作用，二氧化硫对蔗汁中的酚类、高价铁化合物等致色物质具有还原作用，使色素颜色变浅;因二氧化硫能与单糖的醛基及酮其发反应，减缓或避免了美拉德反应，因此二氧化硫还能抑制累精色素的生成。由此可知，在制糖生产中，二氧化硫主要取决于蔗汁中胶体、致色物质(酚类物质与铁等)、还原糖等非糖分含量，二氧化硫用量随着蔗汁非糖分含量升高而增大，才能保证良好的澄清效果。

　　二、几种常见的澄清剂

　　1、石灰

　　石灰是甘蔗糖厂使用的主要澄清剂，价格低，作用强。石灰法、亚硫酸法、碳酸法、上浮法都用到它。从原理上讲，澄清只用了石灰中的有效氧化钙，可是石灰中的有效氧化钙通常为60%到80%，即杂质为20%到40%。这些杂质有不少溶于蔗汁中，不能通过沉淀过滤与蔗汁分离，这就是为什么看上去清汁比混合汁透明，而清汁纯度常会低于混合汁纯度的原因之一。澄清要求的pH值控制不好时，清汁中常会留有更多的灰分，这对增加加热面积垢，增加白糖灰分，减少白糖产率，增加废蜜产率起到了相当大的不利作用。

　　2、磷酸

　　磷酸是辅助澄清剂，亚硫酸法澄清过程中，蔗汁自然磷酸值偏低，就得加磷酸，用量不少，特别是上浮法。利用磷酸和钙离子在蔗汁中生成磷酸钙。磷酸钙是絮状的沉淀物，吸附杂质能力强。利于与微小气泡结合而浮升到液面，方便撇除。目前，磷酸用量比以前多了，磷酸价格不低，使得糖厂生产成本增加。磷酸往往是用湿法生产的磷酸，即用浓硫酸与磷矿石反应而得到的磷酸，磷酸中难避免重金属的带入，如果重金属到蔗汁中，那么人食到重金属是不可避免的。

　　3、二氧化硫

　　二氧化硫是甘蔗厂使用的主要澄清剂，目前亚硫酸法糖厂的硫熏比以前提高了很多，已超过20ml，澄清作用大了。按照以前中和pH值中性的要求，白糖质量理化指标达到要求，可是卫生指标中的二氧化硫残留量偏高了。为了降低白糖中二氧化硫残留量，不少糖厂提高了中和pH值，有的厂中和pH值达到了8.0.清汁中留有不少钙离子，导致蒸发罐加热面积垢增加，一般3到5天清理一次蒸发罐污垢。国内外针对这个问题对阻垢剂的研究应用成为了热点。pH值高，温度高，还原糖破坏多，物料色值增加。

　　4、生物酶制剂

　　酶是具有催化活性的蛋白质，可由微生物发酵得到。糖厂可使用复合酶制剂，复合酶制剂含有能水解糖汁中胶体大分子的酶及降低糖汁色值的酶，不含蔗糖酶。复合酶制剂用于制糖生产，能大大降低糖液粘度，能降低糖汁色值，对糖液沉降颗粒的沉降、过滤，糖液蒸发、结晶，分蜜是十分有利的。

　　5、离子交换树脂

　　离子交换树脂可用阳离子交换树脂、阴离子交换树脂及脱水树脂。离子交换树脂可除去糖液中的阳离子，阴离子交换树脂可除去糖液中的阴离子，提高糖液的纯度，脱色树脂可除去糖液中的色素，对提高白糖质量十分有利。可是树脂中如果还含有没聚合完的单体分子，这些单体分子对人体有毒，用后的树脂要再生，再生会产生难以处理的废液。

　　三、其他清净方法

　　1、石灰法

　　石灰法是用石灰作为主要清净剂的蔗汁清净方法，我国早在三百多年前就已经使用。因为石灰价廉，无毒和易于获得，目前仍然是糖厂最常用的清净剂。国外的甘蔗糖厂生产糖度在96%以上的粗糖时一般也采用次方法。

　　2、凝浮法

　　蔗汁中的沉淀物与蔗汁之间有重度差，要通过沉降来使固体和蔗汁进行分离。但如果沉淀的颗粒又轻又小就会浮在蔗汁中，很难沉降。此时若能在蔗汁中产生很多的小气泡依附在这些颗粒上，就会增大其浮力使其浮升，并由液面溢流到泥汁锅内，清液则流到汁箱。

　　3、离子交换法

　　离子交换树脂是一种含有易于交换的离子活性基团的高分子量聚合物，它不溶于水，化学型能很稳定，在一定温度范围内使用时不降解。此技术在糖厂得到了广泛应用。

　　四、总结

　　综上所述，蔗汁成分对制糖生产过程澄清工艺指标的确定有很大影响，特别是蔗汁中还原糖、酚类物质、总胶体与铁等非糖分及自然磷酸值的含量，对预灰PH值、中和pH值、混合汁加热温度、磷酸用量及二氧化硫用量的确定起到决定性的作用。又通过以上几种澄清办法，既能使制糖的成分得到澄清，又能提高糖分回收率和减少废蜜糖分损失。

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文章名称： 论甘蔗制糖澄清方法及对工艺指标的影响

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