鄧國(guó)聰

摘 要 中和汁物料的磷酸值一直是甘蔗制糖工藝中，決定整個(gè)工藝的澄清效果的重要指標(biāo)，其測(cè)定結(jié)果是否精準(zhǔn)，對(duì)工藝的澄清效果有很大影響。在傳統(tǒng)的甘蔗制糖化學(xué)管理分析方法中，對(duì)于自然磷酸值的測(cè)定需要先對(duì)樣本進(jìn)行過濾，然后，檢測(cè)其磷酸值的含量。但是，對(duì)樣本進(jìn)行預(yù)灰處理時(shí)，對(duì)于中和值中的磷酸測(cè)量存有弊端，針對(duì)廣西農(nóng)墾企業(yè)甘蔗制糖工藝過程中對(duì)中和汁磷酸值的測(cè)定進(jìn)行研究，探討一種更為科學(xué)準(zhǔn)確的檢驗(yàn)中和汁磷酸值的方法，對(duì)于制糖工藝的發(fā)展有著重要意義。

關(guān)鍵詞 磷酸值；中和汁；過濾；甘蔗制糖

中圖分類號(hào)：TS247 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-890X（2014）27--02

在甘蔗制糖工藝流程中，其中和汁是讓壓榨出的甘蔗混合汁進(jìn)行預(yù)灰處理，也就是在加入石灰乳的同時(shí)，適當(dāng)加入磷酸，并導(dǎo)入二氧化硫氣體，使之發(fā)生中和發(fā)應(yīng)，產(chǎn)生混合糖汁，其pH值約為7.0。在這個(gè)過程中，磷酸量的多少直接決定澄清過程是否正常的關(guān)鍵指標(biāo)，是蔗糖生產(chǎn)廠家嚴(yán)密把控的環(huán)節(jié)。

1 自然磷酸值概述

磷酸作為影響甘蔗混合汁的重要因素之一，在甘蔗制糖工藝的壓榨過程中，需加水進(jìn)行滲透，多次擠壓能夠最大限度的擠出糖汁，這種未經(jīng)過預(yù)灰處理的混合汁，其甘蔗混合汁中含有磷酸酐，也就是五氧化二磷，可稱為自然磷酸值，自然磷酸值的含量受當(dāng)?shù)氐耐寥馈⒎柿系葪l件的影響。其檢測(cè)按《甘蔗制糖化學(xué)管理分析方法》中所述過程進(jìn)行即可。

在制糖工藝過程中，如果其磷酸含量在300～500 mg/kg，已能夠滿足工藝需要。而檢測(cè)中和汁中的磷酸值，如果按照上述自然磷酸值的過程來檢測(cè)是不適用的。因?yàn)檫M(jìn)行亞硫酸法的澄清時(shí)，需要磷酸值的含量較高，比如在350 mg/kg以上，只需在預(yù)灰過程中加入少量磷酸就能有很好的澄清效果。由此可看到，磷酸含量直接決定著甘蔗混合汁的清亮透明程度，對(duì)其的控制環(huán)節(jié)非常重要。過多，易產(chǎn)生磷酸鈣等絮狀沉淀，增大體積，對(duì)于清汁的排出非常不利，在一定程度上影響了過濾效果。而過少加入磷酸，又不能達(dá)到澄清的效果。對(duì)于廣西地區(qū)而言，其自然磷酸值較低，需進(jìn)行科學(xué)測(cè)量比對(duì)，加入適量磷酸來獲取優(yōu)良的澄清效果。

2 試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)用材

中和汁：0.45 μm微孔濾膜；滴定管：真空抽濾裝置；定量濾紙：721可見分光光度計(jì)；電爐：100 mL容量瓶；燒杯。

2.2 檢測(cè)樣液

2.2.1 經(jīng)過濾的樣液檢測(cè)

將樣液混合搖勻，用滴定管吸取5 mL的樣品，然后，轉(zhuǎn)移至試驗(yàn)材料的100 mL的容量瓶中，進(jìn)行1∶200倍的加水稀釋，再進(jìn)行混合搖勻，然后過濾。接著，用滴定管吸取過濾后的樣液5 mL，再放入100 mL的容量瓶中進(jìn)行定容，然后加入適量鉬酸銨，再用滴定管滴入5滴氯化汞，等待顯色，再用721可見光分光光度計(jì)測(cè)量樣品的吸光度，將所得的吸光度的數(shù)值在標(biāo)準(zhǔn)曲線方程中進(jìn)行計(jì)算，得出樣液的磷酸值。

從樣品中按照4個(gè)不同的時(shí)段選取中和汁樣液，依次標(biāo)記為中和汁樣液a，中和汁樣液b，中和汁樣液c，中和汁樣液d，然后，對(duì)這些樣液進(jìn)行兩平行檢測(cè)，如表中所示的1和2.然后計(jì)算出每一樣品的磷酸值的平均數(shù)。

表1 經(jīng)過濾樣液磷酸值

項(xiàng)目 樣液磷酸值

中和汁樣液a 中和汁樣液b 中和汁樣液c 中和汁樣液d

1 180 200 175 180

2 178 186 178 184

平均值 179 193 177 182

2.2.2 未過濾的樣液檢測(cè)

與已過濾樣液檢測(cè)過程基本一致，按其樣品標(biāo)記編號(hào)，進(jìn)行檢測(cè)，但是，需要注意的是，在進(jìn)行完第一次的稀釋定容之后，不進(jìn)行相應(yīng)的過濾過程，直接將5 mL的稀釋樣液至于100 mL的容量瓶中，后序步驟同已過濾的樣液檢測(cè)相同，進(jìn)行相應(yīng)的顯色，定容，然后采用721可見光度計(jì)進(jìn)行吸光度的測(cè)量，同樣，將其所測(cè)數(shù)據(jù)在標(biāo)準(zhǔn)曲線方程中進(jìn)行計(jì)算，得出樣液的磷酸值。

表2 未過濾樣液磷酸值

項(xiàng)目 樣液磷酸值

中和汁樣液a 中和汁樣液b 中和汁樣液c 中和汁樣液d

1 380 401 350 370

2 385 399 348 372

平均值 383 400 349 371

2.3 喹鉬檸酮容量法

2.3.1 檢測(cè)方法

取上述表中同編號(hào)樣品，按照喹鉬檸酮容量法過程來測(cè)定各樣品中的磷酸值。

2.3.2 樣液制作與分析

用儀器測(cè)量1和2 的樣品各10 mL，分別置于200 mL的燒杯中，滴入5 mL的硝酸，對(duì)其極性分解，然后，將分解處理后的樣液再倒入100 mL的容量瓶中，加入適量蒸餾水，直至混合液達(dá)到容量瓶的刻度線位置，然后將該濾液取出25 mL再置于250 mL的燒杯中，放置在電爐上進(jìn)行加熱煮沸，然后取表面皿蓋上，注意，加入大量的喹鉬檸酮溶液時(shí)需要不停的攪動(dòng)，讓其發(fā)生作用，使樣液中的磷沉淀下來，持續(xù)加熱1 min，再將該燒杯冷卻降溫，與室溫相同，運(yùn)用真空抽濾裝置進(jìn)行過濾，同時(shí)，沉淀物采用蒸餾水進(jìn)行洗滌，直至其pH值在7.0附近。

使用一個(gè)250 mL的錐形瓶將樣液的沉淀以及濾膜倒入其中，然后加入NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液，再加入的時(shí)候注意不斷搖動(dòng)錐形瓶，使其沉淀完全溶解，觀察其沒有沉淀時(shí)，再加入6 mL的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液，注意，需要記錄所加的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的總量。然后，用50 mL的蒸餾水進(jìn)行混合，用滴管滴入2滴酚酞試劑，接著，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定進(jìn)行檢測(cè)，滴定所呈現(xiàn)的粉紅色一消失就停止滴定。

表3 樣液磷酸值

項(xiàng)目 樣液磷酸值

中和汁樣液a 中和汁樣液b 中和汁樣液c 中和汁樣液d

1 383 396 350 368

2 384 394 352 370

平均值 384 395 351 369

喹鉬檸酮容量法測(cè)定各樣品的結(jié)果重現(xiàn)性相對(duì)較為理想，該方法是一種比較合適的檢測(cè)方法。

3 討論

綜合上述3種檢測(cè)過程，分別得出的相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果，在數(shù)據(jù)比對(duì)的過程中，分析個(gè)檢測(cè)方法的優(yōu)劣，然后確定一種較為科學(xué)實(shí)用的檢測(cè)方法，這個(gè)過程夠?yàn)闃悠窓z測(cè)提供最優(yōu)的檢測(cè)方案。

3.1 數(shù)據(jù)比對(duì)

經(jīng)過濾處理的檢測(cè)樣液進(jìn)行比色法測(cè)定與未經(jīng)過濾處理的檢測(cè)樣液進(jìn)行比色法測(cè)定和喹鉬檸酮容量法測(cè)定結(jié)果進(jìn)行比較，如下表。從表中可以看出，比色法中未經(jīng)過濾操作的檢測(cè)結(jié)果與喹鉬檸酮容量法絕對(duì)偏差最小。經(jīng)過濾操作的檢測(cè)結(jié)果則與喹鉬檸酮溶量法和未經(jīng)過濾。

表4 數(shù)據(jù)比對(duì)表

中和汁樣品 比色法 喹鉬檸酮容量法 絕對(duì)偏差

過濾處理 未過濾處理 過濾與未過濾 過濾比色法與喹鉬檸酮容量法 未過濾比色法與喹鉬檸酮容量法

a 179 383 384 204 205 -2

b 193 400 395 207 202 5

c 177 349 351 172 174 -2

d 182 371 369 189 187 2

由上表可以看出，其比色法的絕對(duì)偏差比較大，能夠證明在未過濾處理的中和汁樣液的比色法可以獲取正確的磷酸值。

3.2 產(chǎn)生偏差的原因

（1） 物料性質(zhì)的不同導(dǎo)致偏差的產(chǎn)生。在進(jìn)行磷酸值的檢測(cè)時(shí)，其過濾處理過的測(cè)試數(shù)據(jù)比未經(jīng)過濾處理所得的數(shù)據(jù)，明顯偏小，究其原因，是因?yàn)樵跇右褐屑尤氲氖胰?，產(chǎn)生了磷酸鈣沉淀，進(jìn)行過濾處理，能夠?qū)⒘姿徕}沉淀濾除，所檢測(cè)的磷酸值不是其中和汁樣品的磷酸值的總量。

（2）工藝需要導(dǎo)致偏差的產(chǎn)生。在制糖工藝過程中，需要先加入石灰乳然后同時(shí)進(jìn)行磷酸的加入，如果顛倒前后順序，是否能夠排除磷酸鈣沉淀的影響？甘蔗汁經(jīng)壓榨后，呈現(xiàn)偏酸性，如果先進(jìn)行磷酸的加入，會(huì)使混合汁中的蔗糖在強(qiáng)酸作用下發(fā)生轉(zhuǎn)化。所以，進(jìn)行預(yù)灰處理的同時(shí)需要加入適量的磷酸，將甘蔗汁的pH值控制在中性范圍，能夠保證蔗糖成分的正?；瑫r(shí)，一定的磷酸鈣沉淀可以保證工藝澄清過程的正常開展。所以，需進(jìn)行采樣分析時(shí)，根據(jù)樣液具體特征來選用適合的有效檢測(cè)方法。

從上述分析可得出，未過濾處理的比色法與容量法能夠呈現(xiàn)出較好的重現(xiàn)性檢測(cè)結(jié)果，比較方便快捷，同時(shí)，其偏差較小，由此可判斷在比色法中，對(duì)未過濾樣液的磷酸值的測(cè)定是科學(xué)有效的。同時(shí)，容量法雖然偏差不大，但其檢測(cè)過程較為繁瑣，不利于生產(chǎn)推廣。

4 結(jié)語

綜上所述，中和汁物料的磷酸值是決定工藝過程的澄清效果的重要指標(biāo)，只有通過科學(xué)有效的檢測(cè)方法才能確定中和汁中磷酸量是否滿足工藝水平需要。通過對(duì)樣液選取不同的檢測(cè)方法進(jìn)行相關(guān)的檢驗(yàn)與論證，經(jīng)過不斷的實(shí)踐，總結(jié)出能夠適應(yīng)廣西農(nóng)墾企業(yè)甘蔗制糖生產(chǎn)需要的科學(xué)有效的檢測(cè)方法來為蔗糖生產(chǎn)提供幫助。經(jīng)過數(shù)據(jù)比對(duì)，我們認(rèn)為在比色法檢測(cè)中，可以取消過濾操作，同樣能偶測(cè)定中和汁的磷酸值且符合工藝要求。

（責(zé)任編輯：劉昀）