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        白砂糖產品色值分層試驗

        2023-11-05 07:44:40黃嘉馬慶賀
        廣西糖業(yè) 2023年4期

        黃嘉 馬慶賀

        摘 要:在白砂糖生產中,色值測定可幫助確定白砂糖產品的顏色是否符合標準,以及是否存在不正常的顏色變化,對確保白砂糖產品質量穩(wěn)定性和一致性非常重要。白砂糖從外到里3層物料分別為甲洗蜜、糖漿和甲種,每層物料色值高低對白砂糖整體色值均有影響。本研究對白砂糖色值分3層進行分析試驗,對每層物料煮制過程中的色值變化進行測定。檢測結果表明,白砂糖晶體的3層物料中只要有1層以上物料色值偏高,就會導致白砂糖整體色值偏高,需對該層物料進行操作工藝調整。在生產過程中,應結合色值測定結果對煮糖結晶過程進行工藝參數(shù)和原料質量優(yōu)化,探尋最佳煮糖工藝方案,提高白砂糖產品質量。

        關鍵詞:白砂糖;色值測定;分層試驗

        中圖分類號:TS244? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼:A 文章編號:2095-820X(2023)04-0019-05

        0 引言

        在甘蔗制糖生產中,色值是衡量制糖工藝效果和產品質量的重要指標。在所有生產指標中,色值最難控制,實際生產中白砂糖產品色值通常偏高,影響產品定級。影響白砂糖產品色值的因素眾多且復雜,大體上可分為工藝操作管理和原料質量控制兩大因素。通常白砂糖晶體由甲種、糖漿和甲洗蜜3種物料組成,每種物料為1層。每層物料色值與該層原料質量和操作工藝有關。因此,可通過測試每層色值數(shù)據(jù)以反映出煮制過程中哪一環(huán)節(jié)存在問題,為優(yōu)化物料質量和操作工藝提供參考。

        1 白砂糖生產中色值測定的意義與主要難點

        1.1 色值測定的意義

        在甘蔗制糖生產中,色值是指糖漿或糖產品的顏色深淺程度,通常參照GB/T 317—2018《白砂糖》進行測定。白砂糖色值是關鍵質量控制參數(shù),對白砂糖的質量和市場競爭力評估有重要意義。顏色是消費者判斷糖品質的重要指標之一[1]。較淺的顏色通常代表較高的純度和品質,因此測定白砂糖色值可幫助生產商評估白砂糖產品質量。在市場上,低色值可作為白砂糖產品的賣點之一。較低的色值代表白砂糖質地清澈透明,更受消費者青睞,有助于提高白砂糖產品市場競爭力。此外,色值還能反映甘蔗糖分在提取、煉制等過程中的變化情況。通過監(jiān)測色值,生產廠家可以及時調整白砂糖生產工藝,保證產品的一致性和穩(wěn)定性。

        1.2 色值測定的主要難點

        白砂糖色值測定需要高精度的儀器和準確的方法,微小的誤差都可能影響產品質量的判斷。儀器的校準、標準品的選擇及操作人員的技能均會影響測定結果的準確性,樣品的準備和處理對測定結果也有重要影響。不當?shù)臉悠诽幚矸椒赡軐е聵悠飞蒯尫呕蜣D化,從而影響測定準確性。樣品的選擇、制備和處理方法必須嚴格控制,以確保測定結果可靠[2]。同時,環(huán)境因素如光照、溫度、濕度等均可能影響色值測定結果,特別是光照條件,會影響顏色的視覺感知,因此需在穩(wěn)定的環(huán)境條件下測定色值。此外,甘蔗糖漿中色素種類多樣,不同種類色素對顏色的影響程度不同,在測定中需綜合考慮色素類別、色素含量等因素對色值的影響。

        2 材料與方法

        2.1 試驗原理

        煮制甲糖膏過程涉及多個步驟和物料。乙糖作為甲糖膏甲種,利用糖液飽和度與溶解度的平衡關系,在控制好罐內壓力、真空度和溫度的情況下,經過物理單元操作過程將甲洗蜜和糖漿不斷包裹,最終形成甲糖膏,甲糖膏經過助晶分蜜分篩形成白砂糖。在煮制過程中,為了確保白砂糖產品質量的穩(wěn)定性和一致性,需監(jiān)控各步驟中的關鍵參數(shù),色值就是其中之一。

        甲糖膏煮制過程中,主要物料通過管道輸送到煮糖罐里加熱濃縮結晶,煮制結晶過程分為3個物料單元操作,均為結晶溶解過程,包裹物料從外到里依次分別是甲洗蜜、糖漿和甲種。每層物料的色值是評估白砂糖品質的重要指標,不同層次的色值可反映出不同步驟中的化學變化和物質含量變化。甲洗蜜是煮甲糖制備的第1層物料,其色值可能受到甲洗蜜原始顏色及后續(xù)處理過程的影響。通過分光光度法測定甲洗蜜的吸收光譜,可確定其中不同波長的吸收程度,從而反映出甲洗蜜中可能存在的雜質或變化。糖漿是第2層物料,其色值變化可能與糖漿濃度、pH及其他化學特性有關。分光光度法可幫助分析這些因素對糖漿顏色的影響,從而優(yōu)化制備過程,確保最終白砂糖產品的色值符合要求。甲種是第3層物料,其色值高低可能受甲種色澤影響,也可能受糖的結晶特性影響。通過分析甲種色值,可找出前面步驟中影響色值的關鍵因素,從而進行相應調整和改進。

        2.2 試驗材料與試驗方法

        根據(jù)GB/T 317—2018《白砂糖》規(guī)定,一級白砂糖色值≤150 IU。甘蔗制糖采用亞法工藝,通常白砂糖產品出廠色值在80~150 IU范圍內。依據(jù)工藝經驗數(shù)據(jù),通常白砂糖色值在80~110 IU范圍內,說明工藝控制操作良好;白砂糖色值在111~140 IU范圍內,說明工藝控制操作較好;白砂糖色值在141~160 IU范圍內,說明工藝控制操作較差。因此,試驗分別在色值波段80~110 IU、111~140 IU和141~160 IU測試。白砂糖整體測定色值即將白砂糖不分層直接完全溶解后測定色值,結果作為白砂糖出廠檢測色值。

        試驗方法參照GB/T 317—2018《白砂糖》,使用三乙醇胺鹽酸緩沖溶液進行白砂糖溶解,以確保白砂糖色值測定的準確性和可重復性。試驗分為3次,第1~3次試驗分別有5、10和3個樣品,共對18個樣品進行測定。3次試驗中樣品分析步驟均相同,每個樣品3層物料試驗步驟如下。第1層物料試驗步驟:①準備白砂糖樣品、250 mL燒杯和三乙醇胺鹽酸緩沖溶液。②將100 g白砂糖樣品放入燒杯中,加入90 mL三乙醇胺鹽酸緩沖溶液。攪拌溶解白砂糖樣品,控制溶液錘度在25 °Bx左右,以確保溶解度適當。③將溶解后的糖液倒入干凈燒杯中,用抽濾裝置對糖液進行過濾,去除固體殘渣,得到清澈糖液;使用吸光光度計和折光錘分別測定糖液的吸光值和折光錘度。第2層物料試驗步驟:①在第1層物料燒杯里未溶解白砂糖中再加入90 mL三乙醇胺鹽酸緩沖溶液,攪拌溶解白砂糖樣品,同樣控制溶液錘度在25 °Bx左右,以確保溶解度適當。②將溶解后的糖液倒入干凈燒杯中,用抽濾裝置對糖液進行過濾,去除固體殘渣,得到清澈糖液。③使用吸光光度計和折光錘分別測定糖液的吸光值和折光錘度。第3層物料試驗步驟:①在第2層燒杯里未溶解白砂糖中再加入90 mL三乙醇胺鹽酸緩沖溶液,攪拌至白砂糖樣品完全溶解為止。②將溶解后的糖液倒入干凈燒杯中,用抽濾裝置對糖液進行過濾,去除固體殘渣,得到清澈糖液。③使用吸光光度計和折光錘分別測定糖液的吸光值和折光錘度。根據(jù)測得的吸光值計算白砂糖各層次色值。

        3 結果與分析

        從表1可知,當樣品3個層次色值均較低時,白砂糖整體色值就低,如果有1層色值高就可能導致白砂糖整體色值偏高。本次試驗中,白砂糖樣品色值較低,整個煮制過程控制得當,工藝操作正常穩(wěn)定。

        從表2可知,樣品中2層物料色值較高會導致白砂糖整體色值高。與第1次試驗相比,第2次試驗白砂糖色值更高,整個煮制過程控制不穩(wěn)定,各層次色值波動較大,操作工藝需調整。

        從表3可知,樣品中3層物料色值均較高時,白砂糖整體色值明顯升高,白砂糖成品質量較低,整個煮制過程工藝操作和3種物料質量均需優(yōu)化。

        結果分析顯示,在白砂糖結晶過程中,當?shù)?層顏色變化較明顯時,很可能是由于甲洗蜜投入量過大或其純度較低;當?shù)?層顏色變化較明顯時,可能是糖漿的色澤較深或濃度過低,需對澄清工藝進行仔細檢查,找出問題所在;第3層顏色變化較明顯,可能是甲種純度不夠、甲種顆粒過大,或甲種本身色澤較深等原因所致。

        4 討論

        制糖行業(yè)是食品加工領域的重要組成部分,近年來積極采用技術改造、引進新設備及調整工藝參數(shù)等措施優(yōu)化制糖工藝,以期在生產過程中達到更高的質量標準。在制糖生產過程中,成品色值被廣泛用來衡量澄清效果,是重要的評價指標[3]。盡管上述措施使白砂糖色值大幅下降,實際生產中仍需持續(xù)探索和優(yōu)化制糖工藝,繼續(xù)降低白砂糖產品色值,提高市場競爭力。

        產品色值作為衡量白砂糖品質的重要參數(shù),與白砂糖的有色物質種類、結構和光的相互關系密不可分。澄清化學處理在去除有色物質方面存在一定局限性,這些有色物質仍會與溶解液混溶在糖液母液中。在煮糖過程中,隨著時間推移,糖液母液純度逐漸下降,母液中雜質占比升高。這些雜質由于結晶過程的吸附作用,逐漸聚集在晶體表面,越靠近晶體表面,有色雜質的含量越多,從而導致產品著色越深[4]。影響白砂糖產品色值的因素多且復雜。優(yōu)化煮糖過程不僅涉及到工藝參數(shù)的調整,還與原料質量把控緊密相關,高質量的原料有助于確保白砂糖晶體澄凈。因此,在制糖工藝中,不僅需要關注煮煉過程的優(yōu)化,還需從原料選擇的角度入手,確保產品質量達標。

        為了更好地探索白砂糖成品色值的變化規(guī)律,本次試驗采用分層試驗白砂糖色值的方法,結果表明,為了降低白砂糖色值,可從3種不同物料的配比著手,減少第1層物料(甲洗蜜)的進料量或提高其純度。另外,還可通過控制甲種純度和顆粒大小改進白砂糖產品顏色。若連續(xù)生產的白砂糖產品色值始終保持較高水平,那么問題可能不僅限于白砂糖的結晶過程,還可能與整個制備過程的澄清工藝有關。此外,人為操作不當也可能對最終白砂糖顏色產生影響。因此,若想全面解決白砂糖產品色值偏高的問題,需在白砂糖的結晶過程中綜合考慮多個因素,包括調整不同物料的比例、優(yōu)化進料量和純度、嚴格控制甲種品質和顆粒大??;同時還應對整個生產過程進行監(jiān)控,確保澄清工藝操作正確。通過上述措施,可更好地控制白砂糖產品色值,提升白砂糖結晶的質量和效率,為客戶提供更優(yōu)質的產品。本次試驗結果可在一定程度上展示煮糖結晶過程中色值的變化趨勢,但由于試驗范圍受限于一家制糖企業(yè),因此數(shù)據(jù)有一定局限性。

        總體來看,制糖行業(yè)在降低白砂糖產品色值方面取得了顯著進展,但同時存在許多待解決的問題。在未來的發(fā)展中,制糖企業(yè)需要繼續(xù)投入更多精力和資源,從不同角度出發(fā),優(yōu)化制糖工藝,提升原料質量,進一步降低白砂糖產品色值。只有通過不斷探索和試驗,才能更好地理解白砂糖色值高低成因的復雜機理,并找到更有效的解決方案,推動整個制糖行業(yè)的高質量發(fā)展。

        參考文獻

        [1] 潘莉莉,蔡惠賢,陳鈺萍,等. 甘蔗糖廠硫熏過程氧氣對白砂糖色值的影響研究[J]. 甘蔗糖業(yè),2019(2):32-36.

        [2] 李朝明. 淺談澄清工藝對白砂糖產品質量的影響[J]. 廣西糖業(yè),2019(4):42-45.

        [3] 遲雅麗,趙亞紅,楊麗,等. 近紅外技術用于白砂糖色值檢測模型的建立[J]. 現(xiàn)代食品,2020(10):195-199.

        [4] 陳桂云,黎穎欣,林少揚,等. 白砂糖色值檢測影響因素研究[J]. 現(xiàn)代食品,2022,28(6):210-213.

        (責任編輯 陳德元)

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