硫化糖

甘蔗制糖技術(shù)是以甘蔗為原料，經(jīng)過提汁、清凈等多重工序制成白砂糖等產(chǎn)品的過程，即為甘蔗制糖工藝。甘蔗特性、蔗汁的化學(xué)成分及性質(zhì)，對制糖工藝影響甚大，是選擇生產(chǎn)方法及工藝條件的主要依據(jù)。

在制糖廠制糖過程中，首先需要對甘蔗進(jìn)行壓榨，提取蔗汁。由于蔗汁中含有較多雜質(zhì)，所以工作人員必須要采取一些澄清方法對蔗汁進(jìn)行處理，這樣才能夠保證下一步工序的正常進(jìn)行，才能保證生產(chǎn)的砂糖的質(zhì)量。

1、甘蔗原料來源:當(dāng)甘蔗的蔗莖田間錘度達(dá)20或蔗糖分13%以上時，即可砍收，削去葉、梢和根等雜質(zhì)，送到糖廠加工，作為制糖的原料。

2、甘蔗的預(yù)處理:甘蔗在進(jìn)入壓榨機(jī)或滲出器之前，必須先進(jìn)行破碎處理，該過程稱為預(yù)處理。預(yù)處理的目的是將條狀的甘蔗破碎成片狀或絲狀的蔗料，使甘蔗的纖維組織撕裂，糖分細(xì)胞充分破裂。

3、甘蔗的壓榨:甘蔗壓榨目的是將預(yù)處理過的蔗料用壓榨機(jī)進(jìn)行壓榨，壓出蔗汁的過程。

4、蔗汁的清凈:壓榨出來的蔗汁還含有很多雜質(zhì)，必須經(jīng)過多道工序來進(jìn)行蔗汁的處理，才能保證下道工序的順利進(jìn)行。這些工序包括:亞硫酸法清凈(或其他方法的清凈)、預(yù)灰和加熱工序、蔗汁的硫熏中和、蔗汁的沉降、蔗汁的過濾等。

5、蔗汁的蒸發(fā):蔗汁經(jīng)過清凈處理后得到的清汁濃度為12度BX-14度BX(即含水86%~88%)。如果將含大量水分的稀汁直接送去結(jié)晶，將要消耗大量的蒸汽，這樣即消耗能源，又延長煮糖的時間。因此，清汁必須經(jīng)過蒸發(fā)工段，除去大量的水分，濃縮成60度BX左右的糖漿，才能進(jìn)行結(jié)晶。

6、煮糖工藝:由蔗汁到制成糖漿，雖然在清汁過程經(jīng)過了一系列化學(xué)和物理處理，除去了一部分膠體和其他非糖成分，而且在蒸發(fā)時也沉積出了一部分積垢。但是，經(jīng)過蒸發(fā)后的糖漿卻大都微帶混濁。這是因為蒸發(fā)后不但糖的濃度增高，非糖分的濃度也大大的增高了，已超過溶度積的非糖分析出沉積垢或懸浮微粒，而使得糖漿微帶混濁。所以，粗糖漿必須再經(jīng)硫熏，有時還需再進(jìn)行過濾處理，得到清凈糖漿，才能作為煮煉白砂糖得原料。然后再將糖漿煮沸，蒸去其中的水分，留下含蔗糖的固溶物，即可制成片糖(糖塊)及糖粉。

7、砂糖的干燥:一般情況下，自離心機(jī)卸下的白砂糖還含有0.5%-1.5%的水分，必須經(jīng)過充分干燥及冷卻，才能裝包和貯存。其原理就是在低于水的沸點(diǎn)溫度下將物料中含有的微量水分除去。砂糖的干燥，基本是以空氣為介質(zhì)，使空氣流過砂糖表面，從而將砂糖中所含的水分帶走。或者說砂糖干燥就是砂糖水分向空氣擴(kuò)散的過程。

8、砂糖過篩，稱重，包裝和成品入庫。

蔗汁的成分非常復(fù)雜，主要有蔗糖、還原糖，及蛋白質(zhì)、氨基酸、酰胺、有機(jī)酸等大量非糖分。

1、預(yù)灰pH值、中和pH值及混合汁加熱溫度的確定

在制糖過程中，還原糖很難被除去蔗汁色澤和蔗汁主要發(fā)生堿性分解，還會與氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)，生成有色物質(zhì)。還原糖與氨基酸的美拉德反應(yīng)必須在溫度高于55℃pH值高于8.5時才能發(fā)生，還原糖的堿性分解與蔗汁還原糖含量、pH值及加熱溫度有關(guān)。還原糖越高pH值越高溫度越高則還原糖分解越嚴(yán)重。因此蔗汁還原糖含量是糖廠確定預(yù)灰pH值、中和pH值和及混合汁加熱溫度等技術(shù)指標(biāo)的主要依據(jù)。

2、硫熏強(qiáng)度的確定

用硫熏強(qiáng)度來表示蔗汁吸收SO2的多少。在蔗汁澄清中SO2與石灰乳反應(yīng)，生成帶正電CaSO3具有很強(qiáng)的吸附力能吸附已凝聚的膠體粒子、色素等非糖分沉淀析出除去蔗汁部分雜質(zhì)。同時在蔗汁澄清中SO2還具有漂白脫色及抑制色素生成的作用。

SO2對蔗汁中的酚類、高價鐵化合物等致色物質(zhì)具有還原作用，使色素顏色變淺。此外，SO2還能抑制類黑精色素的生成。由此可知，在制糖生產(chǎn)中SO2用量主要取決于蔗汁中膠體、致色物質(zhì)酚類物質(zhì)與鐵等、還原糖等非糖分含量，SO2用量隨著蔗汁非糖分含量升高而增大才能保證良好的澄清效果。

壓榨提汁原理，主要是將甘蔗切成絲狀與片狀，然后再放入壓榨機(jī)，使充滿蔗汁的細(xì)胞壁受到壓榨機(jī)輥和油壓的壓力而破裂，這樣一來蔗料被壓縮，細(xì)胞被壓扁，同時排出蔗汁，利用滲浸系統(tǒng)往蔗渣里面加水稀釋，稀釋細(xì)胞內(nèi)的糖分來提取更多的蔗汁。

加入的水稱滲浸水，一般用量為甘蔗量的15~25%。從末座榨出的汁隨即被泵入前一座壓榨機(jī)作為滲浸液，滲浸進(jìn)入該座壓榨機(jī)的蔗料，所榨出的稀汁再作前一座壓榨機(jī)的滲浸液，即復(fù)式滲浸法。壓榨提汁主要設(shè)備包括切蔗機(jī)、壓榨機(jī)及其驅(qū)動裝置、滲浸系統(tǒng)及相應(yīng)的輸送設(shè)備。切蔗機(jī)由蔗刀及驅(qū)動裝置組成。壓榨機(jī)由3個輥?zhàn)蛹皺C(jī)架構(gòu)成。三輥壓榨機(jī)的輥被裝嵌成三角形，視其所處位置分別稱為頂輥、前輥和后輥。頂輥與前、后輥間有一定的間隙。3個輥的軸端帶有傳動齒，由原動機(jī)如電動機(jī)、汽輪機(jī)或蒸汽機(jī)經(jīng)減速裝置驅(qū)動頂輥，從而使3個榨輥以相同的速度轉(zhuǎn)動。

甘蔗滲出法，是利用細(xì)胞中細(xì)胞質(zhì)膜具有選擇吸收細(xì)胞外物質(zhì)的滲透作用。通過洗滌、稀釋、浸透和擴(kuò)散作用把蔗糖分子轉(zhuǎn)移到滲出汁中，來提取糖分。甘蔗滲出法提汁工藝主要包括甘蔗預(yù)處理、糖分滲出和濕蔗渣脫水。

甘蔗經(jīng)預(yù)處理成蔗絲后進(jìn)入滲出器，經(jīng)滲出水和稀汁滲浸得滲出汁;還有一類是蔗渣滲出，指預(yù)處理后的蔗絲經(jīng)由壓榨機(jī)，榨取60~80%的原蔗汁后，再進(jìn)入滲出器作進(jìn)一步的滲出提汁，再將原蔗汁與滲出汁進(jìn)行合并，在送清凈處理。

甘蔗預(yù)處理工藝要求甘蔗的破碎度為75~80%，而蔗絲滲出法達(dá)到85~90%。預(yù)處理設(shè)備常用撕裂機(jī)或重錘式撕裂機(jī)，切蔗機(jī)或其組合設(shè)備。脫水設(shè)備多用三輥壓榨機(jī)。滲出器主要有Silver型、BMA型、De Smet型、DdS型等多種形式。雖然滲出器的形式各具特點(diǎn)大不相同，但工藝效果大致相同。

甘蔗制糖方法是以清凈過程中使用的主要清凈劑來命名，主要有亞硫酸法、石灰法和碳酸法。

亞硫酸法是以石灰和二氧化硫為主要清凈劑。混合汁經(jīng)預(yù)灰、一次加熱、硫熏中和、二次加熱后入沉降器，分離出清凈汁和泥汁，混合再經(jīng)加熱、多效蒸發(fā)成糖漿，再經(jīng)糖漿硫熏得清糖漿作結(jié)晶原料。在此工藝流程中，硫熏強(qiáng)度為蔗汁吸收SO量的指標(biāo)，一般用碘滴定法，以10毫升硫熏汁消耗的N/32碘液毫升數(shù)表示。

亞硫酸法工藝原理主要是利用亞硫酸離子與鈣離子反應(yīng)生成亞硫酸鈣粒子，吸附蔗汁中的色素;加熱凝聚膠體物質(zhì)與加速沉降;調(diào)節(jié)中和pH值而達(dá)到某些非糖物的凝聚點(diǎn)而生成沉淀等化學(xué)和物理化學(xué)的作用以達(dá)到清凈的目的。預(yù)灰與一次加熱對蔗汁中微生物的繁殖亦會起到抑制的作用。

石灰法主要清凈劑為石灰。將混合汁預(yù)灰至pH6.4，高溫進(jìn)行加熱直至60℃，然后加灰使pH值中和在7.6~8.0之間，高溫加熱至100~102℃，然后分離出清凈汁與泥汁。泥汁過濾，經(jīng)多效蒸發(fā)得糖漿以供結(jié)晶用。

石灰法的工藝流程比較簡單，設(shè)備少，只靠加灰中和蔗汁生成較少量的沉淀物與加熱的凝聚作用，清凈過程除去的非糖物和色素也較少，比較適用于生產(chǎn)粗糖。

碳酸法，其主要清凈劑為石灰和二氧化碳。其工藝流程為:一次加熱、預(yù)灰，加入過量的石灰乳與二氧化碳進(jìn)行一次碳酸飽充，加熱、過濾得一碳清汁，再經(jīng)第二次碳酸飽充，然后加熱、過濾，得二碳清汁，又經(jīng)硫熏、加熱、蒸發(fā)成糖漿。然后進(jìn)行硫漂使pH降至5.8~6.4，供結(jié)晶之用。

碳酸法的工藝原理，主要是利用碳酸鈣粒子對膠體、色素等的良好吸附作用，達(dá)到降低色值和提高清汁純度的目的。同時蔗汁含還原糖較多，為了避免在高溫，強(qiáng)堿條件下分解，一碳加石灰量為蔗汁的1.5~2.0%，一碳適宜的pH為10.5~11。而二碳飽充控制pH為8.0~8.4二碳飽充是進(jìn)入CO，沉淀溶解在一碳清汁中的石灰和鈣鹽，并吸附部分雜質(zhì)和色素，進(jìn)一步提高清凈汁的質(zhì)量。