采用糖浆气浮清净技术 提高白砂糖产品质量

摘要：在当代中国食品安全问题已经引发社会的广泛关注，白砂糖作为一种日常必备食品，其生产也应严格遵守国家相关标准规定。我国于2006年10月开始实施白砂糖新标准 GB317-2006，其中明确规定一级白砂糖的色值在150IU以下，SO2含量指标下调为30mg/kg，这就对白砂糖的生产工艺提出了更高的要求。本文首先简单介绍了糖浆气浮清净技术在我国制糖业的发展历程，接着以亚硫酸法及新型无磷无钙法这两种生产工艺为代表详细介绍糖浆气浮清净工艺的流程及原理，借此体现其在提高白砂糖产品质量方面的技术优势及所带来的经济效益，最后依据目前国内糖浆气浮技术现状简析该工艺未来的改进发展方向。

关键词：糖浆气浮 工艺流程 白砂糖质量 改进方向

一、糖浆气浮清净技术在国内制糖业的发展历程

糖浆气浮清净技术是指根据浮力原理，通过发生特定的化学反应及吸附作用将非糖物质成分从糖液中分离开来的一种工艺技术。二十世纪70年代初英国开始使用气浮法处理榨取的蔗糖浆。我国制糖业自1979年开始研究这项工艺技术，三十余年来不断取得技术上的突破与进展，依据研究成果可大致分为三个阶段。

1979年至1985年是初级研发期，主要涉及相关理论的研究。轻工业部自1980年设置了“糖浆上浮”和“蔗汁上浮”两项课题并由原甘蔗糖业科研所全权负责研发工作。1985年至1995年是糖浆气浮清净技术正式投入工业应用的发展期。在这一阶段全国有二十余家大型糖厂采用了这一技术并逐步安装建设圆型浮升池、多刀刃打泡机等设备，然而由于当时的科技条件等多重因素限制，自动控制系统建设滞后，工艺流程中仍有诸多步骤由人工控制，限制了这一技术的广泛推广应用。

自1996年至今，是这一技术在制糖行业领域内的广泛推广及应用期，在这一时期，国内制糖行业发生了深刻的变革。随着市场化发展，不仅是糖厂之间而是扩展至各个行业领域内，竞争都在逐步加剧，对糖类需求较高的企业如饮料行业近年来在抢占市场份额方面的竞争十分激烈，因而在采购白糖时对糖厂的产品质量提出了更高的要求。竞争加剧引发的糖类质量要求直接促进了国内糖浆气浮清净技术的研发改进工作。另一方面计算机技术的普及与拓展改变了人工操作的局面，气浮清净技术的自动化、智能化控制极大促进了其在制糖行业内的广泛应用。

二、糖浆气浮清净工艺的原理及流程

由于许多厂家与研究机构都在不断研究改进糖浆气浮清净技术，因此目前国内制糖行业内存在多种生产工艺方法，下面着重介绍亚硫酸法以及新型无磷无钙法这两种生产工艺。

（一）亚硫酸法中气浮清净工艺的原理及流程

在亚硫酸法生产工艺中，糖浆气浮清净技术发挥作用的重要原理是取代之前对粗糖浆的二次硫熏，按一定比例加入磷酸钙等化学物质与粗糖浆中的悬浮物发生反应，由于磷酸钙是网状结构且具有较强的吸附作用，因而可以达到吸附粗糖浆中色素、除去其中杂质的目的。主要工艺流程流程如下：

1、将粗糖浆经过滤箱过滤后通过高压泵送至加热器进行加热到80-85℃。

2、将加热后的粗糖浆送入反应箱，在进入第一级搅拌箱前按一定比例加入磷酸和糖化钙，磷酸和糖化钙通过第一级和第二级搅拌器得到充分混合生成足量磷酸钙后进入打泡箱。打泡箱是糖浆上浮的关健技术之一，要求打出的气泡大小均匀适中，数量充足，以便磷酸钙絮凝物能网到足够的气泡而形成比重较轻的絮凝物。

3、充气后的糖浆在反应箱出口处加入高效絮凝剂进行第二次絮凝，在这一步骤中，糖浆内已充满大量气泡，磷酸钙将发挥其网状结构与吸附特性的作用，选择性捕集吸附糖浆中的悬浮微粒、胶体物质及有色物质，通过网络大量打泡箱之前制造的气泡增大絮凝物浮力直至絮凝物浮出液面形成浮渣层。

4、在上浮中心室，浮渣层达到一定厚度时，刮渣器会将浮渣处理到浮渣槽内依据实际生产情况回流到调和器、吸滤机或中和汁箱进行下一步的集中处理，清净的糖浆则向下经过底部环形多孔管集中到溢流箱排出，从而实现清糖浆与浮渣的分离，得到比较清亮透明、质量更好的糖浆，最终得到较高质量的白砂糖成品。

（二）无磷无钙糖浆气浮工艺技术的原理及流程特点

无磷无钙法是一种新型的糖浆气浮工艺，在原理上，它采用压力溶气制泡技术，通过添加少量高分子絮凝剂取代亚硫酸法中的磷酸、石灰、糖化钙等澄清剂的方式来达到糖渣分离的目的。由于高分子絮凝剂的良好特性，采用这种新工艺，不仅可以提高糖浆的脱色率与纯度，还可减少糖分损失，降低浮渣回流量及工艺运行成本。

无磷无钙糖浆气浮工艺的基本流程在许多方面如粗糖浆流量控制、加热温度控制、压力控制等步骤处都与亚硫酸法有许多相似之处，不同之处主要是絮凝剂的选择、压力溶气制泡技术以及浮渣处理方法。

无钙无磷法采用添加少量高分子絮凝剂的方式代替澄清助剂，有效减少了浮渣总量，降低了糖分损失。在测算絮凝剂用量时，要在粗糖浆流量、环境温度以及制泡系统稳定的条件下，记录絮凝剂用量及清糖浆的各类参数，通过软件数据分析确定最为适宜的絮凝剂用量区间。在糖浆上浮领域应用压力溶气制泡技术，通过加压与减压装置持续生成充足的均匀细微气泡，使浮渣层结实紧密，絮凝物持续稳定浮生。关于浮渣处理方法，由于上浮系统中没有使用磷酸与石灰，降低了浮渣处理难度，在工业生产中每班只需排放浮渣1～2次即可。

由于以上技术与设备改进优势，在无磷无钙糖浆气浮工艺中糖浆经上浮系统后，视纯度及煮炼收回率均有明显提高。该工艺技术在提高白砂糖产品质量上的另一重优势是它可以取消糖浆硫漂工序，减少硫磺使用量，降低白砂糖的含硫量，提高白砂糖质量。

三、在白糖产业中的应用实效

在生产实践中通过有效的数据统计与分析，可以发现采用糖浆气浮清净技术后，清糖浆的视纯度明显提高，白砂糖的混浊度、色值以及SO2含量都明显下降，制糖企业产出的白砂糖优一级品率提升到新的高度。若制糖企业在整套糖浆气浮清净设备上投入一定资金，通过正确的工艺操作，即可有效提升产品质量与煮炼收回率，且因设备自动化程度较高还可降低人工成本，为制糖企业带来更为丰厚的经济效益。因此糖浆气浮清净技术在白糖产业中具有非常良好的应用效果，值得制糖企业持续研发与使用。

四、糖浆气浮清净技术的改进发展方向

目前国内上浮清净技术的自动控制系统尚不完善，如絮凝剂添加存在依赖人工控制的情况，影响用量的准确性。对制糖企业而言，流程中各个工序的远程控制系统也有待系统规模化建设。此外，无论是对企业还是研究机构，拥有相应计算机技能的人才队伍配置也还需进一步的统筹。未来很有必要从这些层面持续改进与发展新型糖浆气浮清净技术。

发展应用新型助剂及制泡系统。除了使用高分子絮凝剂，还要针对多元的生产条件开展澄清剂、脱色剂、酶制剂、生物制剂等多种助剂复合使用的研究工作，提高工艺效果。对于已研发出的新型制泡系统，要做好企业宣传工作，使其早日代替旧有设备，应用到白糖生产中。此外，还应以计算机为基础，设计高效精准的系统自动控制方案。如上浮系统采用DCS技术，工作人员可通过电脑直接设置参数完成数据分析，进一步简化了工作流程，提高了工作效率。或进一步完善物料用量自动添加系统，减少人工操作失误。

改进旧有设施，开发新类型助剂，建设完善新型智能系统，是糖浆气浮清净技术的重要发展方向。只有这样，才能提高糖浆脱色率，得到质量良好的清糖浆，才能真正提高制糖企业的白糖质量。

结语：在我国制糖业内糖浆气浮清净技术已经拥有三十余年的发展历史，其工艺流程、技术设备、絮凝剂选用等都在随着时展而不断改进创新。自执行新的白砂糖标准以来，糖浆气浮清净技术在提高白砂糖产品质量方面尤其是在降低SO2 含量方面发挥了重要作用。相应的科研单位与机构应持续研发推广新型糖浆气浮技术，不断提高白砂糖质量与煮炼收回率。

参考文献：

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