制糖的工作原理

1、制糖的工作原理引言在這個(gè)炎熱的暑假里，我們五人有幸來(lái)到了北大荒糖業(yè)進(jìn)行了一次深入的調(diào)查。北大荒糖業(yè)預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益，項(xiàng)目建成投產(chǎn)后預(yù)計(jì)年產(chǎn)值8000萬(wàn)元利稅2400萬(wàn)元，利稅率30%。建設(shè)年產(chǎn)4000噸酵母生產(chǎn)線(xiàn)，總占地面積5公頃，主要設(shè)備購(gòu)置、安裝，廠房建設(shè)及污水處理系統(tǒng)等。生活無(wú)時(shí)無(wú)刻都在受環(huán)境的影響，我們對(duì)環(huán)境的意識(shí)也逐步加深，紅興隆糖廠的深化產(chǎn)業(yè)改革后，取得較嬌人的業(yè)績(jī)，為我縣的經(jīng)濟(jì)騰飛做出了較大貢獻(xiàn)，在我縣提出“工業(yè)強(qiáng)縣”的目標(biāo)中

2、起著重要的作用，也成為人民心目中的明星企業(yè)。甜菜的分布和含糖量以甜菜為原料，經(jīng)提汁、清凈、蒸發(fā)、結(jié)晶和分蜜等工序制成白砂糖、綿白糖等蔗糖產(chǎn)品的過(guò)程。甜菜屬藜科植物，有野生種和栽培種。糖用甜菜是栽培種中的一個(gè)變種，通稱(chēng)甜菜。它的塊根中含蔗糖高，一般達(dá)15～20％，是制糖工業(yè)的主要原料之一。其莖葉、青頭和尾根是良好的多汁飼料。世界上有40多個(gè)國(guó)家種植甜菜主要分布在北緯30～63。種植總面積達(dá)800萬(wàn)公頃以上，年總產(chǎn)量近3億噸，其中約80％產(chǎn)

3、于歐洲。甜菜種植面積和產(chǎn)量最大的國(guó)家是蘇聯(lián)，其次是法國(guó)、聯(lián)邦德國(guó)、美國(guó)和波蘭等。西歐一些國(guó)家的甜菜單產(chǎn)達(dá)50噸／公頃。中國(guó)甜菜主要種植在北緯40以北，包括東北（黑龍江、吉林、遼寧）、華北(內(nèi)蒙古、山西)和西北（新疆、甘肅、寧夏）3大產(chǎn)區(qū)。山東、江蘇、陜西、河北等省也有少量種植。全國(guó)種植面積約50萬(wàn)公頃，其中一半以上在黑龍江。西北產(chǎn)區(qū)多采用灌溉栽培，加以日照長(zhǎng)，甜菜單產(chǎn)和含糖均較高。甜菜塊根分根頭、根頸、根體和根尾4個(gè)部分。根頭含糖分低，

4、有害于制糖的物質(zhì)含量高。根頸是根頭和根體的結(jié)合部。根體占?jí)K根的大部分，含糖分高，含有害物質(zhì)少，是對(duì)制糖最有價(jià)值的部分。根尾含糖低，而且易失水萎蔫和腐爛，收獲時(shí)要切掉。甜菜塊根含糖差異甚大，其他成分也很復(fù)雜。一般水分占75％，干固物占25％，其中糖分占17.5％，非糖分占7.5％。非糖分中的不溶性物包括纖維素、半纖維素、果膠等，占5％；可溶性物包括含氮物、灰分、還原糖、有機(jī)酸等占2.5％?？扇苄院锖外洝⑩c等灰分在制糖中不利于蔗糖結(jié)晶，

5、其含量是衡量塊根工藝品質(zhì)的重要指數(shù)。送往甜菜收購(gòu)站和糖廠的甜菜要經(jīng)過(guò)保藏以便陸續(xù)供給糖廠加工。保藏中要防止失水萎蔫和凍化變質(zhì)，以減少貯存甜菜的糖分耗損和防止品質(zhì)變壞。甜菜保藏有田間臨時(shí)保藏、收購(gòu)站保藏和糖廠內(nèi)保藏3種方式。在糖廠內(nèi)以草簾和塑料薄膜覆蓋甜菜大堆，并加以通風(fēng)、滅菌，防止甜菜受凍或發(fā)熱腐爛。在嚴(yán)寒來(lái)臨時(shí)可轉(zhuǎn)入凍藏。將甜菜凍固后集成長(zhǎng)20～50米、底寬12～20米、高3～4米的大堆，用塑料薄膜和草簾多層覆蓋，防止外界天氣轉(zhuǎn)暖時(shí)引

6、起甜菜化凍。這樣可以較長(zhǎng)期保藏，甚至半年以上。甜菜制糖的過(guò)程包括提汁、清凈、蒸發(fā)、結(jié)晶、分蜜、干燥等工序其中后4道工序的工藝技術(shù)與甘蔗制糖的基本相同（見(jiàn)制糖）。一、預(yù)處理組先要進(jìn)行甜菜預(yù)處理和切絲，然后制取滲出汁。預(yù)處理泥沙，甜菜在加工前要經(jīng)過(guò)輸送、除雜、洗滌等預(yù)處理。待加工甜菜存于糖廠甜菜窖，窖下設(shè)有截面呈長(zhǎng)形、底為圓角的流送溝通往制糖車(chē)間。窯內(nèi)裝有水力沖卸器，以5～7倍于甜菜量的水將甜菜沖入溝內(nèi)。汁汽，將菜水混合物加熱到要求的溫度。

7、滲出溫度是重要的控制參數(shù)，既要滿(mǎn)足甜菜細(xì)胞壁原生質(zhì)凝固的要求，又要防止細(xì)胞壁高溫水解、菜絲變軟失去彈性而導(dǎo)致滲出汁純度降低和流通困難。適宜的溫度還可有效地控制器內(nèi)微生物的活動(dòng)。隨加工甜菜品質(zhì)不同，最適溫度為70～75℃（新鮮甜菜）或65～70℃（凍甜菜、凍化甜菜）。自身沒(méi)有加熱面的滲出器如轉(zhuǎn)鼓式等，則可用加熱后的滲出汁將冷菜絲熱燙到70～72℃后，再送入滲出器中。菜絲在滲出器中大約延留60～80分鐘，菜絲中的糖分幾乎全被提取出來(lái)廢粕含糖

8、約0.3％（對(duì)甜菜）以下。滲出汁通過(guò)首端的除渣板輸出。用泵送到清凈工序。提汁率一般控制在110～120％，以便充分降低廢粕含糖又不致過(guò)于沖稀糖汁。滲出汁呈暗褐色，微酸性(pH6.0～6.5)，易起泡沫。除含有12～16％的蔗糖外，還含有2％左右的多種非糖分。成分受甜菜品質(zhì)、貯存情況和滲出條件等影響而有很大差異（見(jiàn)表）。滲出過(guò)程中須按需要加入滅菌劑和消泡劑，以維持正常操作，加工凍化甜菜時(shí)尤為重要。滲出器排出的廢粕經(jīng)壓榨脫水后得到壓粕和壓粕

9、水。壓粕水經(jīng)過(guò)必要處理后可回收到滲出器中。濕粕（約含干固物6～7％）量約為加工甜菜量的90％。四、清凈滲出汁中非糖分的存在會(huì)對(duì)加工造成困難，影響糖品質(zhì)量并增加廢蜜量和糖分損失。因此在進(jìn)行糖汁濃縮和結(jié)晶之前要進(jìn)行清凈，以盡可能地清除非糖分。清凈目的是：①除去滲出汁中的懸浮粒子；②中和滲出汁的酸性；③除去著色物質(zhì)；④盡量除去非糖分，尤其是表面活性非糖分和膠體物。通過(guò)清凈使糖汁純度提高、粘度和色值降低，為煮糖（結(jié)晶）制備好優(yōu)質(zhì)原料糖漿。方法糖

10、汁清凈要通過(guò)加入清凈劑實(shí)現(xiàn)。常用清凈劑有石灰(CaO)、二氧化碳CO2和二氧化硫SO2。按照所用主要清凈劑的不同，糖汁清凈基本上有石灰法、亞硫酸法和碳酸法3類(lèi)。后者清凈效果最佳。甜菜糖廠通常用甜菜直接生產(chǎn)質(zhì)量較高的白糖，一般采用碳酸法。通常兩次充入碳酸氣，又叫雙碳酸法。工藝流程見(jiàn)圖2。對(duì)滲出汁先進(jìn)行預(yù)加灰（以石灰乳形式加入），以中和酸度和最大限度地凝聚和沉淀非糖分（主要是膠體等高分子物質(zhì)）。然后加熱，再加入過(guò)量石灰乳，即主加灰，作用是：

11、①使非糖分在強(qiáng)堿高溫作用下分解，提高糖汁的熱穩(wěn)定性；②為以后碳酸飽充提供足夠的氫氧化鈣。主灰汁經(jīng)加熱后第一次充入碳酸氣，將氫氧化鈣飽充生成不溶解的碳酸鈣。新生的碳酸鈣對(duì)非糖分有良好的吸附作用，與飽充至最佳堿度下凝聚的非糖分結(jié)成顆粒沉淀。經(jīng)過(guò)濾除去沉淀非糖分后再加熱進(jìn)行第二次碳酸飽充，使糖汁中剩余的氫氧化鈣和鈣鹽量降至最低限度。否則在糖汁蒸發(fā)過(guò)程中會(huì)使加熱面上嚴(yán)重積垢。而非糖分過(guò)多的帶入糖漿中不但會(huì)使結(jié)晶發(fā)生困難且提高廢蜜量增加工藝糖分損

12、失。在蒸發(fā)前后糖汁還要進(jìn)行硫漂(通入SO2)，進(jìn)一步降低色值和粘度，并起殺菌作用。雙碳酸法清凈一般可除去滲出汁中30～45％的非糖分。盡管清凈效率還不夠高，但許多有害非糖分的去除已可滿(mǎn)足結(jié)晶前的要求，可生產(chǎn)出質(zhì)量較高的白糖。碳酸法制糖中的工藝糖分總損失約為3％（對(duì)甜菜），即從含糖15％的菜絲中約可獲得12％的糖。傳統(tǒng)的雙碳酸法清凈還存在著一些缺點(diǎn)，如流程較長(zhǎng)，清凈效率不太高，石灰耗用較大，對(duì)原料質(zhì)量變化的適應(yīng)性較差等。近幾十年來(lái)許多國(guó)家