甘蔗制糖生产工艺要点分析

方明湖

广西宁明东亚糖业有限公司 广西宁明县 532501

摘要：现阶段，社会食品多样化，都离不开糖产品，对糖产品的需求量不断增加，制糖业的市场发展前景非常广阔。甘蔗作为制糖的主要原料之一，只有提高利用率，才能减少资源的浪费。本文就甘蔗制糖工艺要点进行了相关的优化分析和探讨，希望可以对甘蔗制工艺的发展和完善起到积极作用，促进我国糖业的发展。

关键字：甘蔗制糖；制糖工艺；制糖生产

1. 甘蔗制糖工艺描述

我国是世界上用甘蔗制糖最早的国家之一，已有2000多年的历史。当前，根据制糖工艺的不同，甘蔗白砂糖可分为硫化糖和碳化糖。碳化糖由于保质期较长，质量较好，价格相对硫化糖较高，目前国内多数糖厂生产的是硫化糖。甘蔗制糖工艺大概过程如下：

以甘蔗为原料，经提汁、清净、蒸发、结晶、分蜜和干燥等工序制成白砂糖、粗糖等产品的过程。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。

2. 甘蔗成分对制糖的影响

蔗汁的成分非常复杂，除了蔗糖外，还含有还原糖、蛋白质、氨基酸、酰胺、有机酸、胶体物、蔗脂蔗蜡、色素及灰分等大量非糖分。蔗汁非糖分的种类及含量随甘蔗品种、种植土壤、施肥情况、气候条件、收割后的存放时间与条件，以及压榨期间的提汁方法等因素有关，这些非糖分的存在对制糖生产澄清过程工艺指标的制定有很大影响。目前糖厂对甘蔗原料只进行纤维分、蔗糖分、还原糖分及自然磷酸值等常规分析，而对酚类色素、铁、氨基氮、总胶体、淀粉、蛋白质等对制糖生产有明显影响的非常规指标却不作分析。另外，目前关于蔗汁中酚类色素、铁、氨基氮、总胶体、淀粉、蛋白质等非糖分对制糖澄清工艺指标确定的影响尚缺乏深入研究，所以绝大数糖厂在实际生产中工艺指标的制定均是根据经验确定，缺乏理论指导，无法保证在最佳工艺条件下对蔗汁进行澄清处理，这对提高澄清效果，提高产品质量和收回不利。

蔗汁成分对制糖生产过程工艺指标的确定有很大影响，因此需要分析蔗汁中还原糖、酚类物质、总胶体与铁等非糖分及自然磷酸值的含量，对预灰pH值、中和pH值、混合汁加热温度、磷酸用量及SO用量，这些成分含量的测定对亚硫酸法糖厂生产具有重要意义。

3. 甘蔗制糖澄清工艺的自动化改造措施

   1. 构建加热温度自控系统

制糖企业在进行甘蔗处理的过程中，存在一次加热、二次加热以及清汁加热、滤汁加热四种基本加热形式。加热温度会对澄清工序的应用效果产生直接影响，如果温度的波动比较剧烈，还会降低生产的质量。因此要对加热温度进行严格控制，使其趋向于稳定的状态。实际上，加热温度会受到各种因素的影响，比如来汁量、蒸汽的压力等。在实际生产过程中，如果单靠人工作业进行调节，无法保证汁汽阀的应用稳定，而且作业量也比较大。如果加热温度不稳定，可能会引发各种质量问题。对于一次加热来说，如果温度过低，无法抑制细菌的繁殖，也无法实现胶体的团聚，会降低黏度；如果温度过高，不利于SO2的吸收。对于二次加热来说，如果温度过低，会导致非糖分的凝结不结实，无法实现完全的沉淀，会降低沉降的速度；如果温度过高，蔗汁的蒸发会形成气泡，导致已经形成的凝聚物破碎和分裂，胶体复溶会导致清澈的汁液变浑浊。

在进行清汁加热时，如果没有对温度进行有效的控制，也会引发上述几种问题。为了有效地节约蒸汽，在进行清汁加热时必须加热至沸点，这样才能进入蒸发程序。当前已经构建了澄清DCS系统，每个加热出口管路中都安装了温度变送器，在最后一级加热器的蒸汽入口还安装了自动调节阀，最后一级温度信号可以对自动调节阀的开启进行控制。在具体的应用过程中，DCS控制系统可以对每个加热器出口的温度信号进行检测和显示，其他级的加热则需要保持蒸汽口的全开，还要对凝气阀进行调节。

1. 2. 建立中和pH自控系统

蔗汁的pH值过低，会导致蔗糖的转化；蔗汁的pH值过高，会促使还原糖的分解。因此，有必要建立中和pH自控系统。这项系统的应用范围比较广，在进行控制时主要是利用玻璃电极对混合汁的pH值进行检测，同时反馈到dcs控制系统中。系统会设定好给定值，经过主机的运算之后，将信号输出到驱动执行器中，确保加灰阀能够向着固定方向移动。系统在运行的过程中，可以减少测量值与给定值之间的误差，并且对石灰乳材料的添加量进行有效的控制，确保中和pH数值更加稳定，符合实际生产工艺指标要求。

国外原糖厂在进行蔗汁pH值检测时，将检测点安装在二次加热器前端的物料管理区域，将加灰管路直接安装在中和汁泵的入口管路中。通过dcs控制系统设定pH值，利用信号改变石灰乳箱的出口泵转速，从而对石灰乳材料的添加量进行控制，可以保证中和pH值的稳定。另外，制糖企业要对硫熏中和系统功能进行完善，提高应用效果，使得产品的生产质量能够得到进一步的提升。

1. 3. 构建絮凝剂自动配比稀释系统

絮凝剂自动配比稀释系统不仅可以对絮凝剂进行自动的配比和稀释，还具有自动添加等功能，提高了制糖企业的生产质量和效率。这项系统可以按照检测到的水流量与设定的配比，通过构建数学模型开展换算工作，从而对此时需要添加的絮凝剂数量进行计算。发出信号之后，可以对变频给料器进行控制，使其能够按照计算的频率运转。固定的频率对应固定的转速，固定的转速对应固定的添加量，从而对絮凝剂的添加量进行精确的控制。给料器送出的絮凝剂，在喷射器的负压作用下被吸附，与热水发生溶解反应之后，输送到稀释箱中。当稀释箱达到比较高的液位时，系统会自动关闭进水阀，停止稀释程序。如果储存箱的液位低于标准数值，系统会自动打开放料阀，将稀释箱中的物料输送到储存箱，使其能够达到较高的液位。此时系统会自动关闭，放料阀停止放料操作。如果稀释箱的液位低于平均数值，系统可以自动打开进水阀，开始稀释操作。

1. 4. 对絮凝剂的添加量进行严格控制

通过定量泵，将稀释好的絮凝剂添加到沉淀池中，DCS控制系统可以按照絮凝剂的添加量，根据中和汁泵出口的流量计信号，对絮凝剂稀释箱出口定量泵的转速进行有效的控制，从而保证絮凝剂的添加量更加稳定。

1. 5. 提高吸滤机系统的自动化运行水平

沉淀器底部将泥汁排出，进入搅拌箱之后，可以输送到吸滤机进行过滤处理。这项系统在运行的过程中，泥汁的搅拌稀稠度对应变频器的扭矩输出，可以根据泥汁搅拌箱电机变频器输出的扭矩信号，对转鼓的转速进行严格的控制。在吸滤机的泥汁槽区域安装液位的变送器，可以对泥汁进入吸滤机和泥汁槽的调节阀进行有效的控制；在搅拌箱区域安装液位变送器，可以对进入泥汁搅拌箱的调节阀进行有效的控制。

4. 结论

现阶段，我国制糖企业对甘蔗制糖工艺的重视度明显升高，甘蔗制糖工艺质量的提升可以提高企业的经济效益和糖产品的总体质量。对甘蔗制糖工艺进行优化和研究有着重要意义和作用。通过对甘蔗制糖工艺的完善和提高，可以保障甘蔗制糖工作质量，从而保障糖产品的质量。甘蔗制糖工艺的优化对于整个糖业的发展有着积极的影响。

参考文献：

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