甘蔗制糖生产过程关键控制点探讨

时间:2022-09-11 02:30:41

甘蔗制糖生产过程关键控制点探讨

摘要:按照制糖工艺的不同,甘蔗制糖可以分成硫化糖和碳化糖两种。虽然碳化糖因为其保质期较长、质量较好,但是其价格较高,而硫化糖的价格比碳化糖价格低很多,因此国内多数糖厂主要生产硫化糖。基于此,文章介绍了甘蔗制糖生产过程关键控制点的控制,并结合实践应用进行讨论,以提高和稳定产品的质量。

关键词:甘蔗制糖;关键控制点;产品质量;制糖工艺;硫化糖;碳化糖 文献标识码:A

中图分类号:TS251 文章编号:1009-2374(2016)09-0055-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.09.026

1 概述

目前国内甘蔗糖厂绝大部分都采用磷酸-亚硫酸澄清、五效蒸发、三系煮糖工艺生产耕地白糖。而制糖生产过程比较复杂,指标繁多,当出现产品质量波动时,令许多管理人员手忙脚乱,更是觉得无从下手,找不到解决的办法,只能东一把西一把,难以在短期内稳定产品质量。故本文就生产过程关键控制点制定及控制管理进行探导,结合摸索获得的一些经验,供制糖同行们参考。

2 关键控制点制定及控制管理

甘蔗制糖是以甘蔗作为主要原料,经过多种工序制成白砂糖、粗糖等产品的过程,甘蔗本身是一种禾本科植物,其特性对制糖工艺的影响非常大,成为选择工艺方法的重要依据。甘蔗压榨就是将预处理的甘蔗用料利用压榨机进行压榨,压榨出来的蔗汁中含有很多杂质,必须经过很多道工序对其进行处理,这样才能保证后续工序的正常进行,具体来说,这些工序包括中和硫熏强度、清汁pH和色值、蔗汁的沉降、蔗汁的过滤等。

2.1 中和硫熏强度

目前大多数厂硫熏强度控制在20~30CC。但根据对一些糖厂硫磺消耗调查发现,硫熏强度达不到指标要求,而岗位记录都能达到,为什么会出现这种问题?这就是我们对工艺现场管理不到位及与岗位考核有关,由于硫熏强度达不到工艺要求,直接影响到清汁质量和产品质量。所以,中和硫熏强度是制糖生产首要关键点。

表1 硫熏强度对清汁质量的影响(清汁pH7.0~7.2)

硫熏强度mL 清汁

色值(IU) CaO%Bx 胶体%Bx 灰分%Bx

5±0.5 2100 0.53 3.90 3.03

10±0.5 1680 0.45 3.85 2.97

15±0.5 1625 0.40 3.51 2.63

20±0.5 1530 0.38 3.36 2.47

25±0.5 1376 0.34 3.27 2.39

28±0.5 1347 0.33 3.25 2.42

控制管理:硫熏强度:20~25mL。过低会降低清净效果,过高会加大生产成本,还会带来积垢多、灰分高等问题,具体以各厂甘蔗质量好坏和设备情况来制定;操作管理上,岗位工每隔半小时自检并做好记录,绘制曲线图,以便分析指标偏离原因并及时纠正;化验室每隔2小时正常取样化验反馈给岗位,隔1小时岗位现场抽验,时间间隔要与岗位自检时间交叉,保证指标时时都在受控范围内。

2.2 清汁pH和色值

亚法厂清汁pH对清净效果有很大的影响,首先影响到亚硫酸的离解,石灰反应以及清汁残硫、钙盐。在生产中,清汁pH往往要高于中和pH,约0.1~0.3,这主要与石灰乳的质量和中和反应器设备有很大关系,清汁pH的高低对色值有较大的影响,低时颜色浅,高时颜色深,极易导致操作工看见色值高就立马降低pH,其实清汁pH就像变色龙,低时色浅,高时色深,事实上清汁色值化验都要把清汁pH调到7.0,温度到20℃时进行,才能正确对比。

因此生产中不能以中和pH作为控制点,而是以清汁pH作为控制标准,中和pH仅作为操作参考依据。

表2 清汁pH对残硫和钙盐的影响

清汁pH 6.5 6.7 6.9 7.2

清汁残硫g/L 0.58 0.46 0.33 0.25

清汁钙盐g/L 0.56 0.54 0.51 0.47

控制管理:清汁pH:7.0~7.4。通常情况下,清汁pH控制以微碱性为好,对清汁质量,成品糖质量煮炼收回有良好作用。清汁色值正常在2000IU以下,如生产稳定,设备运行良好,清汁色值也有低于1500IU。但从目前工艺技术水平来看,大部数厂清汁榨季平均在1500~1800IU,各厂根据各自情况制定合理指标;管理上要求岗位工每隔半小时自检并做好记录,绘制曲线图,以便分析指标偏离原因并及时纠正;化验室每隔2小时正常取样化验反馈给岗位,隔1小时岗位现场抽样化验,保证指标都在受控范围内;出现大偏离时,及时组织技术人员进行沉降查定,查找原因。

2.3 糖浆浓度

糖厂蒸发工序有着“二次锅炉”之称,起到承上启下的作用,对能耗和产品质量、收回均有重大的影响,由于蒸发是在高温密闭的容器中进行,糖汁在罐内发生化学变化和物理变化,如颜色加深、pH下降、纯度下降、积垢等,很难从操作中发觉和肉眼来判断,因此对操作要求较高,要求加快过流程时间,避免蒸发过程pH大的下降,造成增色和纯度下降,同时还要保证糖浆浓度控制工艺要求的范围内,约为60~65BX。浓度过低,增加煮炼时间和加深色值;浓度过高,停留时间久,易转化,纯度下降,特别超过70BX,在泵送过程中会自然结晶,堵塞管道。

表3 每小时转化的糖百分率

pH

温度(℃) 6.0 6.2 6.4 6.6 6.8 7.0

90 0.089 0.056 0.035 0.022 0.014 0.0089

95 0.14 0.088 0.055 0.035 0.022 0.014

100 0.21 0.13 0.084 0.053 0.034 0.021

105 0.35 0.22 0.14 0.088 0.056 0.035

110 0.54 0.34 0.22 0.14 0.086 0.054

120 1.1 0.70 0.44 0.28 0.18 0.11

控制管理:糖浆浓度控制工艺要求的范围内,约为60~65BX;管理上,岗位工每隔1小时用折光锤度计进行自检并做好记录,绘制曲线图,以便分析指标偏离原因并及时纠正;化验室每隔2小时正常取样化验反馈给岗位;每周定期组织技术人员对蒸发进行查定,了解各项蒸发效能及汁汽抽用。

2.4 种子纯度及配料

煮糖操作直接关系到产品质量和收回,物料调配显得尤为重要,特别是种子,其质量是煮糖操作的重中之重,因种子是不需助晶、分蜜,直接抽进种子箱待用的在制品,故很多人误认为种子就是乙膏,其实这样理解错了,乙膏经分蜜后得到乙糖与糖浆混和后配成乙糖糊作为甲糖种,真正的种子就是乙种和丙种,所以很多厂对种子控制是空白,游离于我们视线之外,当产品质量出现大幅度波动时,除了糖浆外;其次是种子造成的,如种子质量差,易形成包心糖,把色素包裹在里面,煮成糖膏后分蜜,只能除掉表面色素,颗粒里面色素无法除掉,经分割作为上级糖膏种子,所以有时糖浆质量再好,也会出现大的质量波动,相反,有时糖浆色值高,种子质量好,产品依然稳定,所以说种子就像人体基因,好的基因就有好品种。如偶尔有一两个编号波动,多数是操作不当造成的。因此对种子管理应是煮糖的关键。以下是对某编号成品糖抽样分层化验,即将抽样的白砂糖样品进行分层溶解后,分别测定各层溶液的色值以找出影响白砂糖色值的因素,确定质量波动原因。查定依据第一层影响因素为糖浆;第二层影响因素为乙糖;第三层影响因素为种子。

表4 种子对成品糖影响(套种)

级别 色值 第一层锤度 第一层色值 第二层

锤度 第二层色值 第三层

锤度 第三层色值

二级 181IU 43.8BX 231IU 42BX 152IU 37.7BX 204IU

从以上数据来看,影响产品质量最大因素是第一层,即糖浆色值;其次是第三层,即种子的色值。

控制管理:种子纯度要求为70~76AP,锤度为85~88BX。有人认为种子纯度高,会使原蜜纯度高,不利于收回,其实不然,种子纯度高、杂质少,包裹的色素少;晶粒好,更利于吸收母液中的糖分;在底料纯度要求控制在76AP左右,高不超过80AP,太高,则投粉时易自然起晶,晶粒难以控制;种子底料要求全配甲洗,甲原只在煮上时作为控制最终纯度使用。如开榨初期,糖浆纯度低于78AP,可用少量糖浆和甲洗配制成底料,甲洗煮上,以保证种子纯度;甲洗要优先满足煮种需要,多余的才回煮甲膏;底料需抽样化验,煮到2/3时要化验,保证底料纯度、配料以及最终纯度控制在指标范围内;岗位工如实做好记录,绘制曲线图,以便分析指标偏离原因并及时纠正。

2.5 乙糖糊色值

乙糖糊是乙膏分离后乙糖和糖浆混和而成,作为甲糖种子。其色值主要有乙糖色值和糖浆色值构成,影响较大的是乙糖,而对乙糖的影响就是乙种和分蜜操作,乙种受控于煮糖,按种子纯度及配料进行控制,分蜜是除掉色素的过程,多为操作上管理。

控制管理:乙糖糊色值一般控制在800~1200IU,乙糖色值为600~800IU。太低,洗水量多,增加丙糖煮制量,不利收回,太高,影响产品质量,所以开筛时,先试筛,采样化验,把握好打水量;热水要求使用一效汽凝水或单独加热,确保水质干净,水温约90℃左右;制作符合指标样品,供岗位工操作时参考;岗位工做好记录,绘制曲线图,以便分析指标偏离原因并及时纠正。

3 结语

综上所述,制糖生产过程比较复杂,指标繁多,一旦出现产品质量波动,管理人员往往会手忙脚乱,无从下手,短期内产品质量很难得到保证,这种情况下就需要对制糖工艺中的关键控制点进行总结,为制糖过程提供指导,以上几点是笔者多年摸索总结而得。当然影响产品质量因素很多,但抓住关键点,其他指标都是为关键指标服务的,出现质量波动,就可轻易查出哪个关键点异常,层层剥离,解决重点,短期内便可恢复质量。同时以上关键控制点也可作为管理人员榨季日常检查内容,严加管控,相信能把产品质量提到更好水平。

参考文献

[1] 霍汉镇.现代制糖化学与工艺学[M].北京:化学工业出版社,2008.

[2] 黄广盛,李扬训,莫慧平.甘蔗制糖工艺学[M].北京:中国轻工业出版社,1991.

[3] 陈维均,许斯欣,沈参秋,等.甘蔗制糖原理[M].北京:中国轻工业出版社,2001.

[4] 2005/2006榨季工艺查定及榨季工艺指标[S].

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