糖蜜純度控制的意義

csf123 · 發表于 2009-9-14 11:45:51

糖廠的糖漿經過幾級煮糖以后排出的最終糖蜜，通稱廢蜜。它帶走的蔗糖是糖廠中最大的蔗糖損失。因此，盡量降低廢蜜含糖分和純度是很重要的問題。廢蜜中的蔗糖通常占糖漿中蔗糖量的7%～13%，主要決定于糖漿的純度和廢蜜的純度，其理論值列于下表。因為廢蜜純度高必使廢蜜產率增大，故糖分損失增加的幅度大于純度升高的幅度。

廢蜜純度	28	30	32	34	36	38	40
糖漿純度82	8.46	9.33	10.24	11.21	12.25	13.35	14.52
糖漿純度84	7.33	8.08	8.88	9.72	10.61	11.56	12.58
糖漿純度86	6.25	6.90	7.07	8.29	9.05	9.86	10.73

廢蜜純度主要決定于原料狀況以及煮煉操作控制兩大因素。首先，它取決于蔗糖的溶解度及溶解度系數，并且可以算出它的理論值。例如，丙糖膏卸糖時抽蜜為92折光錘度，溫度72℃。由表11-1查出，該溫度時蔗糖溶解度為，糖蜜含水分為8％(＝100－92)，其飽和溶液含糖量為8×3.35＝26.8%，若該糖液的溶解度系數為0.95，則含糖量應為26.8×0.95= 25.46％。廢蜜純度就是 25.46 / 92 =27.67%。但糖蜜是過飽和的，若過飽和度為1.15，則其含糖量為 25.46 × 1.15 = 29.28%，純度為 29.28 / 92 = 31.82%。
根據這個計算可知，廢蜜的純度直接決定于糖蜜的溫度和濃度（水分含量），以及溶解度系數與過飽和度。廢蜜的溫度越高、濃度越低，其純度就越高。另一方面，廢蜜的過飽和度有很大影響，過飽和度越高，純度也越高。因此，煮丙糖一定要用較高的真空度以降低其溫度，同時要煮到較高的濃度以盡量減少其中的水分。另一方面，丙糖膏的助晶也很重要，要降低糖膏溫度以減低蔗糖溶解度，同時要使晶體盡可能吸收糖分，降低母液過飽和度。
糖液的溶解度系數也是很重要的因素。在實際生產中，物料中的還原糖和灰分對此有最大影響。還原糖多和灰分少，這個系數低，廢蜜純度也較低；相反時廢蜜純度必然較高。在一個榨季的不同時期，甘蔗的各種成分都發生變化，廢蜜純度亦隨之而變。例如廣東中山糖廠在80年代一個榨季不同月份的統計資料如下表，它清楚地反映了一個規律，廢蜜的（還原糖∕灰分）比例越低，廢蜜純度越高。

月份	廢蜜重力純度	灰分 / ％	還原糖 / ％	有機非糖份 /％	還原糖 / 灰分
11	29.54	6.67	43.55	18.84	6.53
12	29.74	8.50	35.53	24.35	4.18
1	30.12	9.42	28.07	28.60	2.98
2	31.99	8.84	26.69	26.79	3.02
3	33.12	11.85	21.80	30.00	1.84
4	31.75	10.04	25.80	28.41	2.57
5	30.99	8.89	28.89	25.91	3.25

在甘蔗糖廠，碳酸法糖廠的廢蜜純度總是比亞硫酸法糖廠高幾個百分點，一個重要原因是堿性澄清破壞了部分還原糖，以及除去了大部分造蜜能力低的鎂鹽。在甜菜糖廠，由于甜菜的還原糖量很低，糖蜜純度都較高（如60左右）。
為有效地降低糖蜜的含糖分，應當掌握糖廠所處理物料的狀況。廣東多個糖廠在20世紀中期普遍測定低純度糖液的溶解度系數，通常在0.85～0.96范圍內，隨糖液成分而變化。例如市頭廠測出的在非糖份含量（g非糖份/g水）不同時的溶解度系數如下表。

非糖份∶水	0	0.5	1.0	1.5	2.0
溶解度系數	1.0	0.98	0.95	0.93	0.90

糖廠物料含灰分多會增加糖蜜的糖分損失，特別是鉀鈉鹽的影響更大。西林教授提供的10多個甜菜糖廠廢蜜樣本的純度與其中硫酸鉀鈉鹽對非糖份的比例的關系如右圖。
設備和操作的因素對糖蜜純度有很大影響。煮糖罐的對流要良好，加熱面積的比例要足夠，最好裝置機械攪拌來加強糖膏的對流，這樣可以使晶體吸收良好，并達到較高的卸糖濃度，減少糖膏中的母液量。煮丙糖操作要求糖膏中的晶體狀態良好，數量和尺寸適當，有較大的表面積來吸收母液中的糖份，晶體要做到“齊、細、硬”。煮糖過程要始終保持吸收良好，母液量不多，卸糖前再進行適當濃縮。糖膏助晶過程要控制好濃度和溫度，要保持適當的母液過飽和度使晶體能吸收糖份長大，又要防止過飽和度過高產生偽晶。丙糖膏助晶時間要足夠，助晶箱內應有良好的攪拌裝置和通入冷水和熱水調節溫度的換熱管，要將糖膏溫度逐漸降低到適當的數值，在助晶結束前可根據需要稍為升高溫度以利于分蜜。分蜜機宜用較高轉速和較大直徑者，它的離心力大，可以處理濃度和黏度較高的糖膏，減少在分蜜機中加水。不過，現在多數糖廠對助晶管理不夠重視。
目前大部分糖廠廢蜜純度比較高，應當深入研究找出原因。首先要查清楚煮糖、助晶和分蜜的狀況，煮丙糖膏卸糖時的母液純度是多少？助晶后分蜜前的母液純度又是多少？要取這些糖膏樣本用小型離心機（轉鼓式帶篩網）分出糖蜜（或用真空抽吸），分析它們的純度，算出煮糖階段、助晶階段和分蜜階段的糖蜜純度變化。目前有部分糖廠丙糖膏放糖時的母液純度還相當高（糖分吸收不好），而助晶過程母液純度降很少（助晶時間不足或管理不好），分蜜時糖蜜純度上升（分蜜加水或篩網漏細晶體）。要檢查這些糖膏的錘度是否偏低，煮糖真空度是否足夠，溫度是否偏高，母液和廢蜜中是否有細晶體。再進一步，要分析這幾個階段的母液的折光錘度，根據其實際溫度計算其過飽和度，檢查糖蜜的過飽和度是否控制得適當，并最好測定該種糖液的溶解度系數。在充分掌握這些情況和數據以后，就能夠明確地指出糖蜜純度偏高的具體原因，和定出具體的措施來改進。
甘蔗糖廠的物料純度有簡純度ap和重力純度gp兩種，在多數情況下只分析簡純度。不夠要注意，在物料含還原糖較多的情況下，簡純度比重力純度低得較多。