黃東
【摘 要】為了保證冰糖產(chǎn)品的質(zhì)量及整個生產(chǎn)設(shè)施投資費用的經(jīng)濟合理性,除了對白糖質(zhì)量的嚴格控制外,在冰糖生產(chǎn)工藝的選擇上還必須充分考慮生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品定位、化糖方式、重結(jié)晶工藝所要達到的結(jié)晶率及其相關(guān)設(shè)施在當(dāng)?shù)卣_\行的可行性,本文結(jié)合廣西和云南冰糖項目的設(shè)計作以上總結(jié)。
【關(guān)鍵詞】冰糖;白糖;化糖;濃縮;重結(jié)晶
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,民眾生活水平的不斷提高,人們對食品質(zhì)量的要求也隨之提高。作為高端食品的配料以及家庭烹飪的理想甜味添加劑,冰糖的市場需求量越來越大。為了滿足不斷增長的市場需求,近年來我國新建了不少冰糖廠。合理的冰糖生產(chǎn)工藝不僅可以提高冰糖的質(zhì)量品質(zhì),同時也時降低投資的費用,增加經(jīng)濟效益。
冰糖是白砂糖的結(jié)晶再制品,是精制糖的一種,主要有多晶冰糖、單晶冰糖、冰片糖。[1]冰糖生產(chǎn)一般經(jīng)過拆包、化糖、濃縮、結(jié)晶、干燥、包裝等主要工序。下面就以下幾個主要工序著重介紹。
1 化糖
化糖是將原料白糖溶解于適量的水中,從而得到錘度一定的糖漿,通常稱為一水,化糖需要的熱源通常是從鍋爐輸送過來的蒸汽。
采用蒸汽化糖,分為直接加熱和間接加熱兩種方式。直接加熱設(shè)備,其結(jié)構(gòu)多為一立式圓筒形開口設(shè)備,下部為錐體,設(shè)備底部設(shè)有環(huán)形蒸汽管,并在環(huán)形蒸汽管上開有出汽小孔,小孔均勻分布,開向設(shè)備錐體下部中心。由于設(shè)備一般安在地面以下,所以又稱為“地鍋”[2]。
另外,少部分廠家使用間接加熱設(shè)備,這部分又分為夾層鍋形式和螺旋加熱盤管形式。夾層鍋結(jié)構(gòu)為一立式圓筒狀,上部開口,下部是半球型。下部的半球型采用夾套式的加熱形式。由于加熱蒸汽與白糖不直接接觸,故溶解好的糖漿質(zhì)量更好,避免帶入蒸汽中的鐵銹等雜質(zhì),但由于夾層鍋加熱面積有限,一般化糖時間較長。
部分廠家經(jīng)過改進,將夾套加熱改為多組螺旋盤管,即在化糖鍋的中安裝大量加熱盤管,每組盤管從化糖鍋的上部盤旋而下,蒸汽從上部進汽,經(jīng)過盤管化為汽凝水,再從底部排出,加熱面積比夾層鍋大很多,故化糖的時間相對短一些。
通過不同設(shè)備的實際操作對比,采用蒸汽直接加熱的地鍋,不僅化糖時間短,蒸汽用量少,并且化好的糖漿錘度更高。但是,也容易帶入蒸汽管中的鐵銹等雜質(zhì),為此需要在操作上特別注意。通常,在進行化糖前,需要打開蒸汽閥門排污,將管道中的鐵銹排放干凈,再用清水將化糖鍋洗凈即可。
2 濃縮
濃縮是將溶化好的糖漿放于濃縮罐內(nèi)加熱,使其水分不斷蒸發(fā),使其錘度達到放糖要求。通常使用的熱源為蒸汽,少部分廠家使用電能。
以蒸汽為熱源的濃縮罐加熱形式有夾層鍋形式、螺旋盤管形式、列管形式等,以上形式中,又分為開口形式,閉口形式。無論采用何種類型的濃縮罐,均需要有足夠大的加熱面積,但是加熱面的高度不能超過濃縮糖漿液面,以防止蔗糖焦化。濃縮時間盡可能短,以減少蔗糖份在高溫下的轉(zhuǎn)化,通常加熱蒸汽參數(shù)為0.5~0.8MPa,加熱溫度在150℃~175℃[2]。
糖漿濃縮的錘度越高,其結(jié)晶率也會越高,但過高的錘度會使得冰糖晶形細碎,達不到質(zhì)量要求,因此需要將濃縮錘度控制在一定的范圍內(nèi),一水糖漿的錘度控制在82~84oBx。根據(jù)蔗糖溶液的沸點與錘度呈良好線性關(guān)系的特性,在標準大氣壓下,對應(yīng)糖漿濃縮的最終溫度為115~116℃[3]。
糖漿在高溫下濃縮,容易使蔗糖化轉(zhuǎn)化變成色素,從而使得糖漿顏色的加深。[1]需要注意的是,由于不同地區(qū)海拔的不同,糖漿溶液的沸點與在標準大氣壓下的環(huán)境相比,最終濃縮溫度有所降低。
通過以上分析我們知道,濃縮糖漿的關(guān)鍵是盡量縮短加熱時間,合理控制最終濃縮溫度??s短加熱時間,一方面要求加熱蒸汽供應(yīng)充足、參數(shù)穩(wěn)定,另一方面要求濃縮設(shè)備有足夠的加熱面積。
3 重結(jié)晶
重結(jié)晶是將濃縮好的糖漿放入結(jié)晶容器內(nèi),隨著糖漿溫度逐漸冷卻,晶體自然析出的過程。自然析出的晶體即為冰糖,又稱為多晶冰糖。
在重結(jié)晶中,最重要的是控制結(jié)晶容器的降溫速度,需要將結(jié)晶容器放置于保溫房內(nèi)。為了達到理想的降溫速度,我們還需要對冰糖重結(jié)晶的原理和規(guī)律作進一步的認識。根據(jù)蔗糖結(jié)晶理論,[1,3]冰糖的結(jié)晶與過飽和系數(shù)有關(guān),整個冰糖重結(jié)晶過程,應(yīng)將蔗糖溶液的過飽和系統(tǒng)控制在介穩(wěn)區(qū),即過飽和系數(shù)控制在1.0~1.2之間。在標準大氣壓下,濃縮好的糖漿,此時的溫度為115~116℃,錘度在82~84oBx之間,此時蔗糖溶液處于溶晶區(qū),即過飽和系數(shù)小于1.0,無晶體生長。隨著溫度的降低,與容器接觸的溶液及處于溶液表面的部分,降溫速度較快,因而最先達到易變區(qū),即過飽和系數(shù)達到1.3,開始有晶核析出,蔗糖分子便依附于晶核開始生長,出現(xiàn)晶體,這一階段是整個冰糖結(jié)晶過程的關(guān)鍵。溶液溫度下降過快,出現(xiàn)晶核過多,則結(jié)晶得到的冰糖晶形細碎,不符合質(zhì)量要求,而溶液溫度下降過慢,出現(xiàn)的晶核過少,則結(jié)晶時間會相應(yīng)加長,經(jīng)濟效益不理想。根據(jù)蔗糖在水中的溶解度與溫度的關(guān)系:S=64.397+0.7261t+0.0020569t2-9.035×10-6t3,我們歸納總結(jié)冰糖重結(jié)晶各階段溫度變化情況,以放糖溫度116℃,錘度84oBx,室溫30℃為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),作表如下[3]。
通過對整個結(jié)晶過程的比較分析,我們可以知道,嚴格控制放糖錘度,合理調(diào)節(jié)降溫速度,是重結(jié)晶過程的關(guān)鍵。
4 小結(jié)
目前,冰糖生產(chǎn)的自動化程度還很低,許多設(shè)備都不是標準設(shè)備,生產(chǎn)過程中部分工序工人勞動強度較大。與白砂糖生產(chǎn)線不同,冰糖工藝獨特的周期性是阻止其在實現(xiàn)自動化生產(chǎn)的最大障礙。在冰糖生產(chǎn)工藝沒有較大突破的環(huán)境下,冰糖生產(chǎn)企業(yè)要提高生產(chǎn)效益,只能在現(xiàn)在技術(shù)的基礎(chǔ),在生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的細節(jié)中尋求突破。其中,以化糖、濃縮、重結(jié)晶最為關(guān)鍵,通過對以上環(huán)節(jié)的深入分析總結(jié),我們才能在實際生產(chǎn)過程中實現(xiàn)降低能耗、提高產(chǎn)率、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量等指標要求,也是冰糖企業(yè)提高經(jīng)濟效益的關(guān)鍵。
【參考文獻】
[1]許斯欣,陳維鈞,等.甘蔗制糖原理與技術(shù)第四分冊蔗糖結(jié)晶與成糖[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2001.
[2]李文,李凱,等.多晶體冰糖生產(chǎn)技術(shù)[J]. 哈爾濱:中國調(diào)味品,2014,11.
[3]賀豐霞.結(jié)晶理論在冰糖生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J]. 廣州:華南理工大學(xué),2009.
[責(zé)任編輯:張濤]