甘蔗制糖

LOGO糖与糖果糖与蔗糖糖是人体所需的一种营养素，维持人体活力，尤其是对运动员、婴儿及某些病人，更是不可缺少。糖也是一种工业原料，可用作食品及医药工业的甜味剂。目前，常用的糖主要是蔗糖（包括白砂糖、棉白糖、黄砂糖及红糖等）、葡萄糖、饴糖和果葡糖浆。蔗糖不足：溶解的蔗糖易结晶析出；有促发龋齿作用，也与心脏病、糖尿病的发生有关。应用受到一定限制。糖与蔗糖白砂糖：纯净蔗糖的结晶颗粒，溶解度大。一般精制度越高，白砂糖的吸湿性越小。黄砂糖：制白砂糖的初级产品，因其中含有未净化的糖蜜杂质而呈黄色，当杂质更多时，则为红糖或者黑糖。绵白糖：易结块。冰糖：将砂糖溶解制成过饱和浓糖液，注入浅盘中，置于50-70℃的室内架子上，约两周可生成很大结晶。方糖：将精制糖经适度粉碎，加少量饱和精制糖液作为粘结剂，和匀后移入模型中压块成型。糖与蔗糖转化糖蔗糖与酸共热，或在酶的催化作用下，蔗糖水解而成的葡萄糖和果糖的等量混合物。食品厂使用的糖液，除把蔗糖直接加水制成浓度为67%的糖水溶液外，也常制成转化糖。因为转化糖中有果糖，而果糖的甜度是蔗糖的1.5倍，从而可减少蔗糖的用量，降低了成本。我国制糖工业的发展制糖工业发展，促进农业。制糖工业可进行综合利用，为其他工业提供蔗渣、糖蜜等原料。蔗田——甘蔗——制糖——废蜜制酒精——酒精废液制复合肥——蔗田制糖过程产生的蔗渣用于造纸，纸张生产中产生的白泥还可用作生产水泥的原料。制糖的生态产业链能最大限度利用资源，减少污染，在经济最大化的同时保护环境。原料：甘蔗制糖、甜菜制糖、玉米生产淀粉糖等。制糖的原料6甘蔗制糖常用制糖专业名词介绍糖锤度：用根据纯糖溶液比重关系制成的浓度计，测出的浓度叫糖锤度，简写为oBx。例如65oBx糖浆，即表示该糖浆100吨中有65吨是固溶物（蔗糖及溶于水的杂物），而另外35吨是水。8甘蔗的主要化学成分9甘蔗主要组成成分所占比例水分70～77%纤维9.5～15%蔗糖11～17%还原糖0.4～2.0%非糖有机物0.5～1.0%灰分0.5～1.0%甘蔗成熟时，蔗糖分比较高，非糖分低，因而纯度较高，同时水分降低，纤维分较高制糖主要步骤甘蔗预处理提取蔗汁糖汁清净糖汁浓缩蒸发糖浆结晶分离、干燥、包装、入库10甘蔗预处理甘蔗提汁糖汁清净蒸发结晶分蜜干燥包装蔗场蔗汁提取流程图蔗场的功能储存甘蔗将甘蔗均匀地、连续的输送给压榨生产其工作原理：1.通过吊车将外面运来的甘蔗吊缷下来，为了保证连续不断的生产需要，将一部分汽车运来的甘蔗吊放在称蔗台上，将一部分存放在蔗场备用；2.利用称蔗台承载吊车吊放的成梱甘蔗，经过调节输送速度，逐步将成梱的甘蔗展开扩散，然后送到喂蔗台；3.甘蔗经过喂蔗台再次调节扩散而均匀地连续送进蔗槽下的链板式输送机上13甘蔗预处理141、甘蔗预处理甘蔗预处理是在提汁之前将甘蔗破碎。甘蔗经过运送、起卸、称重后，由卸蔗台均匀地卸送到输蔗机上，利用切蔗机、撕裂机等破碎设备，将甘蔗斩切撕裂成丝状细片的料蔗，其目的是将甘蔗的细胞膜破坏，并使蔗料密度增大，纤维互相缠绞，利于进入压榨机及糖汁提取。压榨车间15甘蔗提汁压榨法就是通过压榨机对预处理过的蔗料加压，并配合加浸透水，将蔗汁从纤维中提取出来。浸出法甘蔗经预处理破碎，通过浸出设备和采用一定的流汁系统，蔗料经水和稀糖汁淋浸，使甘蔗糖分不断被浸沥而洗出的方法。采用逆流操作，以提高渗出效率。浸出法比压榨法，设备造价低廉，运行较安全，维修简单，但工艺较难掌握。压榨或渗透出能提取甘蔗中95%以上的蔗糖，提汁后的蔗渣可作为糖厂燃料等综合利用。甘蔗提汁压榨法压榨机多采用三辊压榨机压榨中间输送带混合汁中的杂质对制糖的影响蔗汁的成分：蔗糖、有机酸、无机盐、胶体物质、不溶性非糖物质（叶绿素、蔗屑、泥土等）、非糖可溶性杂质等有机酸会使蔗糖转化，增加蔗糖分损失；无机盐促使糖蜜量增加，影响蔗糖分收回；胶体物质妨碍蔗糖结晶，降低蔗糖吸收率；色素使白糖色值增加，影响产品质量。19蔗汁的清净清净的目的：通过中和、沉淀等处理，除去蔗汁中非糖分杂质，提高糖汁的纯度，并降低其粘度和色值，为煮糖结晶提供优质的原料糖浆。糖厂所采用的传统工艺处理方法，在蔗汁中添加（石灰、磷酸、CO2、SO2）澄清剂（必要时加入絮凝剂），使某些非糖分杂质沉淀析出，经过沉降和过滤，得出清汁，最后送往蒸发系统蒸发成为糖浆。常用澄清方法：石灰法、碳酸法、亚硫酸法三种20蔗汁的清净石灰法石灰乳能中和糖汁的酸性物质，并析出表面积大、吸附力强的磷酸钙细颗粒，将色素、胶质等吸附，形成沉淀分离出来。本法只适用于甘蔗糖汁制成红糖、赤砂糖等较粗的糖。蔗汁的清净碳酸法以石灰和CO2为主要清净剂的蔗汁清净法。其工艺流程为:混合汁经一次加热、预灰，然后在加入过量的石灰乳的同时通入CO2进行一次碳酸饱和，形成磷酸钙和碳酸钙等混合物，吸附各种非糖杂质沉淀，随即加热、过滤得一碳清汁，再经第二次碳酸饱和，然后加热、过滤，得二碳清汁，虑后的糖汁中仍含有过量石灰影响糖的结晶，通入SO2进行亚硫酸饱和，目的主要是漂白。蔗汁的清净亚硫酸法使用SO2进行饱和，生成亚硫酸钙，不仅有吸附除杂能力，而且能还原有机色素（漂白）和防腐。蔗汁的清净亚硫酸法优缺点：亚硫酸法的具有工艺流程较短，设备较少和澄清剂用量较省等优点，所以在国内大、中、小型甘蔗糖厂仍被广泛采用。亚硫酸法比用碳酸法生产的白糖在洁白度和产糖率等方面都要差。碳酸法的优缺点：所除的非糖物比亚硫酸法多，总收回率也比较高，且所制得的成品糖的纯度较高，色值较低，能久贮不致变色。碳酸法也有一些缺点，如工艺流程比较复杂，需用机械设备较多；还要耗用大量石灰和二氧化碳，因而生产成本较高。特别是在糖厂离开石灰石产地较远的地区，碳酸法的推广受到一定的限制。糖汁蒸发25蔗汁经过清净处理后得到的清汁浓度为约150BX左右(即含水分85%左右)。如果将含大量水分的清汁直接送去结晶，将要消耗大量的蒸汽，这样即消耗能源，又延长煮糖的时间并影响质量。因此，清汁必须经过蒸发工段，除去大量的水分，浓缩成650BX左右的糖浆，才能进行结晶。蔗汁蒸发通常采用中央循环管真空蒸发器，在减压条件下进行多效蒸发。可以提高热利用率。每千克蒸汽可从糖汁蒸发出近千克蒸汽。四效蒸发可将加热蒸汽利用4次。蒸发出的水量大约是一次蒸发的4倍。26蔗汁蒸发煮糖从末效蒸发罐出来的粗糖浆，再经过二次硫熏，除饱和过滤，以达到漂白和进一步澄清的目的。经过二次硫熏处理的糖浆，称为清净糖浆，一般尚含有35%—45%的水分。还须进一步浓缩煮制至有蔗糖晶体析出，并使晶粒长到大小符合要求。这一操作过程，叫做煮糖(或结晶)。糖的结晶晶体是由原子、离子、分子等排列成有一定规则形状的固体。可以是单一晶体，也可以是许多大小不同的晶体组成的多晶，一般砂糖是极多的小晶体颗粒组成的粉体。将溶质从溶液中结晶析出一般要经历两个阶段：（一）晶核的形成：蔗糖有结晶性和溶解性。在过饱和的糖溶液中，蔗糖分子之间的距离相对缩短，分子与分子的碰撞机会相对增加，分子的运动速度也就相对减慢。到一定的程度就有一部分蔗糖分子互相聚集成为固体形态的蔗糖晶体而析出，这就是“结晶”。最初析出的晶体称为“晶核”。这时原来的糖溶液就成为晶体与周围的糖液（生产上称之为“母液”）的混合体。总之，溶解与结晶是蔗糖在溶剂中不同浓度的两个相反过程。29糖的结晶（二）晶核的增大：当不断蒸发水分或增加蔗糖分子(入料)，维持这种过饱和度时，晶核就不断增大。这就是煮糖的“养晶’过程。一方面，蔗糖分子向晶体表面沉积，使晶体增大，不断造成浓度差；另一方面，由于蔗糖分子由高浓度区向低浓度区移动，又使浓度趋于平衡；同时，靠不断地蒸发水分及增加蔗糖分子（入料）以保持整个“母液”的蔗糖分子平衡，满足母液养晶浓度的需要，直到使晶体大小达到质量要求为止。养晶过程是蔗糖分子由平衡到不平衡，就会出现产生“伪晶”或“溶晶”的不正常情况。30糖的结晶可用蔗糖的过饱和曲线图分析蔗糖的结晶过程。饱和曲线——温度变化，饱和溶液浓度的变化线过饱和曲线——糖溶液达到同一饱和度（由下向上1.0、1.2、1.3）时浓度随温度的变化线。糖的结晶糖自糖液中结晶，糖液需要达到过饱和状态。在不稳定带：糖液中蔗糖结晶自然进行，且结晶速度快，无法控制结晶大小和数量。准稳定带：只有原有结晶长大，而没有新结晶生成。糖的结晶蔗糖结晶过程：起晶：把结晶罐内糖液蒸发浓度控制在准稳定带状态，加入一定数量的糖粉（小蔗糖颗粒）作为晶种（晶核），结晶则在糖粉粒子上成长，即为起晶养晶：开始结晶后糖液慢慢蒸发，并补充一定量糖液，以维持糖液浓度在一定范围，使结晶过程缓慢进行，称为养晶。糖液被浓缩到一定程度后成为糖膏，移入助晶槽。晶粒长大：在助晶槽，使糖膏温度自70℃缓慢冷却到25℃的过程中，在不稳定带蔗糖溶解度逐渐降低，蔗糖结晶析出，糖液浓度下降，蔗糖较快长成较大晶粒。分蜜糖膏中除蔗糖结晶外，所含黏稠液称为糖蜜。将蔗糖结晶和糖蜜分开的操作称为分蜜，一般采用离心过滤机，使晶粒与母液分离。用蒸汽或热水喷洗除去糖结晶颗粒表面的糖蜜，则可得含杂质少、洁白的结晶糖。分蜜干燥36一般情况下，自离心机卸下的白砂糖还含有0.8%－2.0%的水分，为了避免糖在存储存中变质，还要通过滚筒干燥机用80-100℃的热空气进行干燥，使水分含量降低至0.5%以下。干燥后的糖按照标准要求进行筛选，分级，称重，包装即为成品。干燥白砂糖理化指标(GB317－2006)白砂糖各项理化指标38项目精制优级一级二级蔗糖分%≥99.899.799.699.5还原糖≤0.030.040.100.15电导灰分≤0.020.040.100.13干燥失重%≤0.050.060.070.10色值IU≤2560150240混浊度MAU≤3080160220不溶于水杂质≤(mg/kg)10204060二氧化硫（mg/kg)≤6153030