廖玉芳

（南寧糖業(yè)股份有限公司伶俐糖廠，廣西 南寧 530211）

一、材料與方法

（一）主要試劑

甘蔗混合汁（未預(yù)灰、未加磷酸）：廣西某甘蔗糖廠；單寧、磷酸、磷酸氫二鈉、無水碳酸鈉、硫代硫酸鈉、重鉻酸鉀、碘化鉀、碘、三乙醇胺、堿性醋酸鉛：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；除了磷酸與石灰為工業(yè)級外，其余試劑均為分析純。CO2氣體：廣西南寧雙佳田乙炔氣體有限公司。8°BeCa（HCO3）2溶液制備：新鮮制備8°Be石灰乳溶液，持續(xù)通入CO2氣體，直至溶液pH值下降為6.5。

（二）試驗(yàn)方法

1.無硫澄清工藝

沉淀物對蔗汁膠體與色素去除的效果取混合汁，按無硫澄清工藝（下稱無硫工藝）在最優(yōu)工藝條件下進(jìn)行處理，獲一清汁后，取適量樣液分析色值及膠體含量，其余分三等分，分別加入石灰乳與Ca（HCO3）2、石灰乳與單寧，石灰乳、單寧及Ca（HCO3）2溶液進(jìn)行澄清處理獲得二清汁，檢測混合汁、一清汁、二清汁的膠體含量、色值，研究無硫工藝中Ca3（PO4）2、CaCO3及單寧鈣協(xié)同CaCO3對蔗汁中膠體與色素的去除效果。

2.無硫澄清工藝清汁、糖漿與白砂糖的品質(zhì)分析

取無硫澄清工藝清汁（最佳工藝條件），用小型真空蒸發(fā)罐（真空度0.06MPa）蒸發(fā)獲得（65±2）°Bx糖漿，再經(jīng)煮制、分蜜（雙層玻璃結(jié)晶釜，真空度0.092MPa；離心機(jī)，3000r/min，6min）獲得白砂糖，分析清汁、糖漿及白砂糖質(zhì)量指標(biāo)。以生產(chǎn)線的混合汁制取清汁、糖漿及白砂糖為對比樣（蒸發(fā)、煮制及分蜜所用設(shè)備與操作與無硫工藝的完全一樣）。

3.甘蔗制糖單寧無硫工藝機(jī)理研究

（1）清汁、糖漿、白砂糖的紫外光譜分析

取甘蔗混合汁單寧無硫工藝的清汁、糖漿及白砂糖，使用紫外分光光度計(jì)進(jìn)行全波長掃描，分析單寧無硫工藝在澄清過程，特別是在高溫濃縮階段，蔗汁中有色物質(zhì)吸變化情況。以生產(chǎn)線上的清汁、糖漿及白砂糖作對比樣。

（2）單寧無硫工藝主要沉淀物質(zhì)結(jié)構(gòu)表征

分別在純水和蔗汁中制備Ca3（PO4）2、CaCO3及單寧鈣等沉淀，過濾收集，觀察微觀結(jié)構(gòu)。1）純水體系沉淀制備：將雙蒸水加熱至95℃，加入石灰乳調(diào)節(jié)pH值為8.6±0.1，分四等份，分別加入H3PO4，Ca（HCO3）2溶液，單寧溶液，單寧和Ca（HCO3）2溶液至pH值下降至7.0±0.1。過濾收集沉淀物質(zhì)，真空干燥后進(jìn)行電鏡掃描。2）蔗汁體系沉淀制備：取混合汁，在最優(yōu)工藝參數(shù)條件下用單寧無硫二步澄清工藝處理獲得一清汁，將一清汁加熱至95℃，用石灰乳調(diào)節(jié)其pH值至8.6±0.1，分三等份，分別加入Ca（HCO3）2乳液、單寧溶液、單寧和Ca（HCO3）2溶液至蔗汁pH7.0±0.1，分別過濾收集沉淀，真空干燥后進(jìn)行電鏡掃描。

（三）檢測方法

清汁與糖漿純度、色值、還原糖分及電導(dǎo)灰分測定分別采用二次旋光法、國際食糖分析同一方法委員會(huì)（International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis，ICUMSA）方法、蘭-艾農(nóng)恒容法及電導(dǎo)法，濁度采用便攜式濁度儀測定。白砂糖質(zhì)量指標(biāo)的測定方法均參照GB317-2006《白砂糖》。

（四）紫外光譜掃描

將糖液稀釋至1°Bx，白砂糖則用蒸餾水溶解成50°Bx溶液，過濾，用紫外-可見分光光度計(jì)進(jìn)行全波長掃描。

二、結(jié)果與分析

膠體與色素是制糖澄清去除的主要物質(zhì)，無硫工藝中，CaCO3、Ca3（PO4）2及單寧鈣對蔗汁中膠體去除率分別為25.63%、29.89及32.05%；脫色率分別為29.23%、31.91%及34.89%，均有良好去除效果。在蔗汁體系中同步生成單寧鈣與CaCO3沉淀，對膠體與色素去除效果最好，分別達(dá)到46.17%和50.61%，優(yōu)于亞硫酸法水平。因?yàn)闊o硫工藝中，Ca2+與H3PO4，Ca（HCO3）2及單寧之間反應(yīng)均是堿性條件下進(jìn)行的，反應(yīng)更迅速完全，生成沉淀物對膠體色素吸附能力更強(qiáng)；同時(shí)蔗汁pH值為8.2～8.5時(shí)，蔗汁中膠體物質(zhì)處于等電點(diǎn)，凝聚作用更明顯，也利于它們被沉淀物吸附。

三、制糖工藝技術(shù)指標(biāo)在工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)中的應(yīng)用

（一）工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)中蒸發(fā)和澄清工藝的闡述

工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)中蒸發(fā)和澄清工藝具有流程復(fù)雜性以及混合性特征，在這個(gè)過程中糖漿系統(tǒng)以及用汽系統(tǒng)承擔(dān)著重要的職責(zé)。為了能夠充分發(fā)揮出糖漿系統(tǒng)以及用汽系統(tǒng)的作用，制糖工藝相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)將液位檢測點(diǎn)放置于粗糖漿箱、混合汁箱、五效蒸發(fā)罐等相應(yīng)的箱器中，從而為糖漿系統(tǒng)作用的發(fā)揮提出參數(shù)依據(jù)。與此同時(shí)，為了確保工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)中蒸發(fā)工藝能夠順利完成，制糖工藝相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注五效真空蒸發(fā)過程中的加熱溫度，為此，制糖工藝相關(guān)工作人員還應(yīng)當(dāng)將溫度檢測點(diǎn)放置于、五效蒸發(fā)罐以及加熱器中，確保用汽系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮出應(yīng)有的作用。借助于糖漿系統(tǒng)以及用汽系統(tǒng)，能夠確保在降低能耗的狀態(tài)下，有效地提升糖分回收率。

（二）工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)中結(jié)晶工藝的闡述

工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)中結(jié)晶工藝通常包含了連續(xù)結(jié)晶法以及間歇式結(jié)晶法，與間歇式結(jié)晶法相比，連續(xù)結(jié)晶法具備液面低以及靜壓損耗低等特點(diǎn)，有利于在確保熱能使用率的基礎(chǔ)上，大幅度縮短煮糖時(shí)間，從而順利形成流結(jié)晶。而間歇式結(jié)晶法的優(yōu)勢則在于成品糖質(zhì)量較高。實(shí)際上，無論是連續(xù)結(jié)晶法還是間歇式結(jié)晶法，有效地降低了人工因素干擾的同時(shí)，還降低了生產(chǎn)能耗。為了有效縮短結(jié)晶過程，制糖工藝相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)將攪拌器放置于結(jié)晶自控系統(tǒng)當(dāng)中，從而形成一體式的結(jié)晶系統(tǒng)監(jiān)測點(diǎn)。與此同時(shí)，為了有效增強(qiáng)結(jié)晶過程的穩(wěn)定性，制糖工藝相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注雙控制器和雙路穩(wěn)壓電源使用情況，從而確保結(jié)晶自控系統(tǒng)的安全性。

結(jié)束語

綜上所述，開展制糖工藝技術(shù)指標(biāo)與工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)淺析研究工作是非常有必要的，確保制糖工藝技術(shù)指標(biāo)的可實(shí)施性將為制糖工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。