浅析甘蔗制糖澄清方法及对工艺指标的影响

【摘 要】我国甘蔗制糖已有多年的历史。根据不同的制糖工艺，甘蔗白砂糖可分为硫化糖和碳化糖两种。目前国内多数糖厂生产的是硫化糖，因为其质量较好，保质期较长。在实际制糖工艺的过程中，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是很重要的问题，此时需要采取一些澄清方法。本文分析了甘蔗不同成分对制糖澄清工艺指标确定的影响，同时对几种常见的澄清方法进行探讨，以供同仁参考。

【关键词】甘蔗制糖；澄清方法；工艺指标

一、甘蔗制糖技术

以甘蔗为原料，经过提汁、清净、蒸发、结晶、分蜜和干燥等多重工序制成白砂糖、粗糖等产品的过程即为甘蔗制糖工艺。甘蔗特性、蔗汁的化学成分及性质，对制糖工艺影响甚大，是选择生产方法及工艺条件的依据。

在制糖厂制糖过程中，首先需要对甘蔗进行压榨，提取蔗汁，此时，由于蔗汁中含有较多杂质，所以工作人员必须要采取一些澄清方法对蔗汁进行处理，这样才能够保证下一步工序的正常进行，才能保证生产的砂糖的质量。

二、甘蔗成分对制糖澄清方法的影响

蔗汁的成分非常复杂，主要有蔗糖、还原糖、蛋白质、氨基酸、酰胺、有机酸等大量非糖分。

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，还原糖很难被除去蔗汁色泽和蔗汁主要发生碱性分解，还会与氨基酸发生美拉德反应，生成有色物质。还原糖与氨基酸的美拉德反应必须在温度高于55℃pH值高于8.5时才能发生，还原糖的碱性分解与蔗汁还原糖含量、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。因此蔗汁还原糖含量是糖厂确定预灰pH值、中和pH值和及混合汁加热温度等技术指标的主要依据。

2、硫熏强度的确定

用硫熏强度来表示蔗汁吸收SO2的多少。在蔗汁澄清中SO2与石灰乳反应，生成带正电CaSO3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SO2还具有漂白脱色及抑制色素生成的作用。

SO2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。此外，SO2还能抑制类黑精色素的生成。由此可知在制糖生产中SO2用量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SO2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。

三、甘蔗提汁的主要方法

1、甘蔗压榨法

压榨提汁原理主要是将甘蔗切成丝状与片状，然后再放入压榨机，使充满蔗汁的细胞壁受到压榨机辊和油压的压力而破裂，这样一来蔗料被压缩，细胞被压扁，同时排出蔗汁，利用渗浸系统往蔗渣里面加水稀释，稀释细胞内的糖分来提取更多的蔗汁。

加入的水称渗浸水，一般用量为甘蔗量的15～25%。从末座榨出的汁随即被泵入前一座压榨机作为渗浸液，渗浸进入该座压榨机的蔗料，所榨出的稀汁再作前一座压榨机的渗浸液，即复式渗浸法。压榨提汁主要设备包括切蔗机、压榨机及其驱动装置、渗浸系统及相应的输送设备。切蔗机由蔗刀及驱动装置组成。压榨机由3个辊子及机架构成。三辊压榨机的辊被装嵌成三角形，视其所处位置分别称为顶辊、前辊和后辊。顶辊与前、后辊间有一定的间隙。3个辊的轴端带有传动齿，由原动机如电动机、汽轮机或蒸汽机经减速装置驱动顶辊，从而使3个榨辊以相同的速度转动。

2、甘蔗渗出法

甘蔗渗出法利用细胞中细胞质膜具有选择吸收细胞外物质的渗透作用。通过洗涤、稀释、浸透和扩散作用把蔗糖分子转移到渗出汁中，来提取糖分。甘蔗渗出法提汁工艺主要包括甘蔗预处理、糖分渗出和湿蔗渣脱水。

甘蔗经预处理成蔗丝后进入渗出器，经渗出水和稀汁渗浸得渗出汁；还有一类是蔗渣渗出，指预处理后的蔗丝经由压榨机，榨取60～80%的原蔗汁后，再进入渗出器作进一步的渗出提汁，再将原蔗汁与渗出汁进行合并，在送清净处理。

甘蔗预处理工艺要求甘蔗的破碎度为75～80%，而蔗丝渗出法达到85～90%。预处理设备常用撕裂机或重锤式撕裂机，切蔗机或其组合设备。脱水设备多用三辊压榨机。渗出器主要有Silver型、BMA型、De Smet型、DdS型等多种形式。虽然渗出器的形式各具特点大不相同，但工艺效果大致相同。

四、甘蔗制糖澄清方法以及对工艺指标的影响

甘蔗制糖方法是以清净过程中使用的主要清净剂来命名。主要有亚硫酸法、石灰法和碳酸法。

1、亚硫酸法

石灰和二氧化硫为主要清净剂。混合汁经预灰、一次加热、硫熏中和、二次加热后入沉降器，分离出清净汁和泥汁，混合再经加热、多效蒸发成糖浆，再经糖浆硫熏得清糖浆作结晶原料。

在此工艺流程中，硫熏强度为蔗汁吸收SO量的指标，一般用碘滴定法，以10毫升硫熏汁消耗的N/32碘液毫升数表示。

亚硫酸法工艺原理主要是利用亚硫酸离子与钙离子反应生成亚硫酸钙粒子，吸附蔗汁中的色素；加热凝聚胶体物质与加速沉降；调节中和pH值而达到某些非糖物的凝聚点而生成沉淀等化学和物理化学的作用以达到清净的目的。预灰与一次加热对蔗汁中微生物的繁殖亦会起到抑制的作用。

2、石灰法

石灰法主要清净剂为石灰。将混合汁预灰至pH6.4，高温进行加热直至60℃，然后加灰使pH值中和在7.6～8.0之间，高温加热至100～102℃，然后分离出清净汁与泥汁。泥汁过滤，经多效蒸发得糖浆以供结晶用。

石灰法的工艺流程比较简单，设备少，只靠加灰中和蔗汁生成较少量的沉淀物与加热的凝聚作用，清净过程除去的非糖物和色素也较少，比较适用于生产粗糖。

3、碳酸法

其主要清净剂为石灰和二氧化碳。其工艺流程为：一次加热、预灰，加入过量的石灰乳与二氧化碳进行一次碳酸饱充，加热、过滤得一碳清汁，再经第二次碳酸饱充，然后加热、过滤，得二碳清汁，又经硫熏、加热、蒸发成糖浆。然后进行硫漂使pH降至5.8～6.4，供结晶之用。

碳酸法工艺原理主要是利用碳酸钙粒子对胶体、色素等的良好吸附作用，达到降低色值和提高清汁纯度的目的。同时蔗汁含还原糖较多，为了避免在高温，强碱条件下分解，一碳加石灰量为蔗汁的1.5～2.0%，一碳适宜的pH为10.5～11。而二碳饱充控制pH为8.0～8.4二碳饱充是进入CO，沉淀溶解在一碳清汁中的石灰和钙盐，并吸附部分杂质和色素，进一步提高清净汁的质量。

五、结语

甘蔗制糖的不同加工工艺过程条件不尽相同，微生物在不同工艺过程中呈现的消长情况也不相同。因此充分掌握制糖过程中微生物的消长规律，善于选择正确的制糖澄清方法对于指导食糖的生产具有重要的意义。

参考文献：

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