甘蔗制糖的工藝流程是怎樣的

1、甘蔗制糖的工藝流程是怎樣的甘蔗特性、蔗汁的化學成分及性質(zhì)，對制糖工藝影響甚大，是選 擇生產(chǎn)方法及工藝條件的依據(jù)。下面跟著一起來看看甘蔗制糖的工 藝流程是怎樣的。甘蔗制糖工藝流程之提汁從甘蔗提取蔗汁的方法有壓榨法與滲 出法。壓榨法是對甘蔗通過預處理和壓榨設備與滲浸系統(tǒng)相配合提取 蔗汁的方法。滲出法是甘蔗經(jīng)預處理破碎，通過滲出設備和采用一定 的流汁系統(tǒng)，蔗料經(jīng)水和稀糖汁淋滲，使甘蔗糖分不斷被浸瀝而洗出 的方法。甘蔗壓榨法壓榨提汁原理主要是將甘蔗斬切成絲狀與片狀的蔗料，入壓榨 機，使充滿蔗汁的甘蔗細胞的細胞壁受到壓榨機輥和油壓的壓力而破 裂，蔗料被壓縮，細胞被壓扁的同時排出蔗汁 ；借助于滲浸系統(tǒng)將從

2、 壓榨機排出、開始膨脹的蔗渣進行加水或稀汁滲浸， 以稀釋細胞內(nèi)的 糖分，提取更多的蔗汁。蔗料相繼通過幾座三輥壓榨機被多次壓榨。在蔗料進入末座壓榨 機之前加水滲浸。加入的水稱滲浸水，一般用量為甘蔗量的1525% 從末座榨出的汁稱末座榨出汁，它隨即被泵入前一座壓榨機作為滲浸 液，滲浸進入該座壓榨機的蔗料，所榨出的稀汁再作前一座壓榨機的 滲浸液，如此直至第二座壓榨機，這就是糖廠普遍使用的復式滲浸法。 由第一座及第二座壓榨機壓出的汁合并成混合汁， 送清凈處理。從末 座壓榨機排出的蔗料稱為蔗渣。蔗渣中水分為4550%，糖分14%， 纖維分4552%，可溶性固體物1.56%。蔗渣送鍋爐作燃料，或另 作其他

3、工業(yè)原料。衡量提汁方法的提糖效率用糖分抽出率， 其定義為 從甘蔗中已被提取的蔗糖對甘蔗中蔗糖的質(zhì)量百分數(shù)。 甘蔗糖廠糖分 抽出率在9297% 之間。壓榨提汁主要設備包括切蔗機、壓榨機及其驅(qū)動裝置、滲浸系統(tǒng) 及相應的輸送設備。切蔗機由蔗刀及驅(qū)動裝置組成。壓榨機由3個輥子及機架構(gòu)成。三輥壓榨機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，由原動機如電動機、汽輪機或蒸汽機經(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。甘蔗糖廠生產(chǎn)能力，以糖廠每日壓榨甘蔗噸數(shù)來表示。處理甘蔗 的能力與壓榨機座數(shù)、甘蔗破碎度、壓榨輥直徑與長度、

4、輥子轉(zhuǎn)速、 甘蔗纖維分和對糖分抽出的要求等因素有關(guān)。通常，糖廠采用46座壓榨機組成一壓榨機列。亦有采用2列、3列，以適應生產(chǎn)的需要。蔗汁的化學成分，隨甘蔗的化學成分、甘蔗收獲后存放時間和環(huán) 境等不同而變化。表1 蔗汁成分為蔗汁化學成分。80年代后期以來，甘蔗提汁技術(shù)一方面傾向于加強甘蔗預處理，使破碎度提高到7080%;注重采用高位入料槽，或者采用壓力入料 輥（又稱齒狀入料輥）兩個與傳統(tǒng)的三輥壓榨機組成五輥壓榨機，以強 化壓榨機的入料，并進行預壓縮，從而提高壓榨機生產(chǎn)能力；另方面 在滲浸工藝上，又在復式滲浸系統(tǒng)的基礎上，采用壓榨機出來的稀汁 的大部分回流本座壓榨機，使在不增加滲浸水量的前提下增加

5、滲浸液 量，使蔗渣含液量達到飽和，呈飽和滲浸，充分滲浸與稀釋蔗料的殘 留糖分，達到進一步提高糖分抽出的目的。壓榨法耗用鋼材與電力較多，但它具有的處理甘蔗能力適應性 強、技術(shù)管理方便和運行可靠等優(yōu)點，使之迄今仍是甘蔗提汁的主要 方法。甘蔗滲出法甘蔗滲出法的基本原理是利用甘蔗細胞中的細胞質(zhì)與細胞壁之 間有一層細胞質(zhì)膜，對細胞外面的物質(zhì)能起選擇吸收的滲透作用。因此，可以應用固一液萃取的浸瀝操作，通過洗滌、稀釋、浸透和擴散 作用把甘蔗中蔗糖分子轉(zhuǎn)移于滲出汁中，達到提取糖分的目的。甘蔗滲出法提汁工藝主要包括甘蔗預處理、糖分滲出和濕蔗渣脫 水。滲出工藝又可分成兩類：一類是蔗絲滲出，甘蔗經(jīng)預處理成蔗絲 后進

6、入滲出器，經(jīng)滲出水和稀汁滲浸得滲出汁 ；一類是蔗渣滲出，是 甘蔗預處理后的蔗絲先經(jīng)一臺壓榨機，榨取相當于甘蔗含糖的 6080%的原蔗汁后，再進入滲出器作進一步的滲出提汁， 壓榨出原 蔗汁與滲出汁合并成混合汁送清凈處理。 從滲出器出來的蔗料稱濕蔗 渣，水分約85%，入脫水設備脫水，將水分降至 50%以下，送鍋爐 作燃料或作其他工業(yè)原料。脫水設備所得稀汁稱脫水汁，通常經(jīng)加入 磷酸、石灰和加熱等化學、物理方法清凈處理，清汁導回滲出器以助 萃取和多回收糖分。滲出法糖分抽出率與壓榨法大體相同。甘蔗預處理工藝要求的甘蔗破碎度，對蔗渣滲出法為7580% ,對蔗絲滲出法達到8590%，蔗絲幼細、片狀，蔗屑不應

7、過多，以 利于更有效地滲出甘蔗糖分。預處理設備常用撕裂機或重錘式撕裂 機，切蔗機或其組合設備。脫水設備多用三輥壓榨機。滲出器有多種 形式，主要有Silver型、BMA型、De Smet型、DdS型和Saturne 型等。不同形式的滲出器各具特點，但工藝效果大致相同。各種滲出 器都具有使蔗料連續(xù)向前移動或旋轉(zhuǎn)推前的運動構(gòu)件、分級滲淋系 統(tǒng)。預處理的蔗料送入滲出器的一端，在另一端加入約甘蔗量25%的滲出水，以滲淋萃取糖分，并從此端排出濕蔗渣。借助多級滲淋系 統(tǒng)，使蔗料與萃取液經(jīng)受多級逆流滲濾，滲出汁自入蔗料端排出。滲 淋系統(tǒng)級數(shù)，蔗絲滲出用1218級，滲出時間2035分鐘;蔗渣滲 出用812級，滲

8、出時間1626分鐘。滲出溫度是通過加熱滲淋稀 汁，使維持滲出器內(nèi)熱裂區(qū)滲出汁溫度在8090 C,最終滲出汁溫度在5065 C。影響滲出糖分抽出效率的主要因素，是甘蔗破碎度、 滲出溫度、時間和滲出水加入量。滲出器生產(chǎn)能力主要取決于它的規(guī) 范尺寸和流過蔗料層的蔗汁流速。而影響蔗汁流過蔗料層速度的因素 是甘蔗質(zhì)量、預處理破碎度、蔗料層厚度、脫水汁質(zhì)量和滲出溫度。滲出提汁法具有省鋼材、省動力、省投資、省維修費用等優(yōu)點。 但技術(shù)管理要求較高，耗用蒸汽較多。甘蔗制糖工藝流程之清凈借助清凈劑和加熱所起的化學和物理 化學作用，并通過固液分離方法，盡可能除去混合汁中影響蔗糖結(jié)晶 的各種非糖物質(zhì)，獲得色值較低、清

9、晰、較純凈的清凈汁。甘蔗制糖方法是以清凈過程中使用的主要清凈劑來命名。 各產(chǎn)糖 國家用甘蔗生產(chǎn)白砂糖、粗糖的通用清凈方法主要有亞硫酸法、 石灰 法和碳酸法。亞硫酸法 采用石灰和二氧化硫為主要清凈劑。 混合汁經(jīng)預灰（圖 2亞硫酸法工藝流程）、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泥汁經(jīng)過濾得濾清汁，它與清凈汁混合再經(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。亞硫酸法工藝原理主要是利用亞硫酸離子與鈣離子反應生成亞 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值而達到某些非糖物的凝聚點而生成沉淀等化學和物理化學 的作用以達到清凈的目的。

10、預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。亞硫酸具還原性，是一種漂白劑。它把色素暫時還原成無色物質(zhì)， 當與空氣長期接觸又會漸漸呈色。這就是亞硫酸法制得的白砂糖放置 時間較長會變黃的原因之一。蔗糖在酸性條件下會水解成葡萄糖與果糖等分子混合物，稱為轉(zhuǎn) 化糖。由于其具還原性，制糖工業(yè)又稱之為還原糖。還原糖在酸性溶 液中穩(wěn)定，在堿性溶液中當溫度較高時則迅速分解， 生成有機酸如己 糖二酸、葡萄糖酸等及深色的絡合物。這些物質(zhì)不易除去。深色的絡 合物還影響產(chǎn)品色值。糖漿硫熏控制調(diào)節(jié)其pH值，是為了防止結(jié)晶 時還原糖分解，增加色值，并利用亞硫酸的漂白作用降低色值和粘度。硫熏中和過程的二氧化硫是借

11、燃硫爐燃燒硫磺時生成。 氣態(tài)二氧 化硫由類似水噴射式真空抽吸器的多噴嘴立式管道硫熏中和器抽入。 在管道內(nèi)與作噴射的蔗汁充分接觸，反應生成亞硫酸。同時，在該器 尾管及儲汁箱分幾點加入石灰與之中和，從而完成硫熏中和工藝過 程。加熱設備大多采用多程列管式加熱器。 泥汁過濾普遍采用轉(zhuǎn)鼓式 真空吸濾機，亦有采用通用的板框式壓濾機。帶攪拌連續(xù)沉降器（又稱Dorr式沉降器）是沉降分離設備之一。它以隔板分成 4或5層， 頂層為凝聚層，底層為泥汁增濃層，中間幾層為沉降層。清凈汁主要 從各沉降層放出。泥汁借助于該器中心軸慢慢帶動它的泥汁耙，使之流向底層而放出，達到沉降分離的目的。在亞硫酸法流程中，通常還用磷酸作輔

12、助清凈劑。它與石灰作用 形成絮凝狀的沉淀。它對部分非糖物和色素具有較強的吸附作用。 制 糖工業(yè)界普遍認為，混合汁中含有效五氧化二磷 300400ppm ，清 凈可獲良好的效果。2002-2012 年，糖廠廣泛使用一種能起絮凝作用的人工合成的 聚合電解質(zhì)，又稱絮凝劑。它是一類高分子化合物。常用的有聚丙烯 酰胺，分子量在200萬到2000萬左右。它的用量極少，幾個 ppm 便足以促使粒子聚成粗大的絮狀團粒，加速沉降及過濾。在亞硫酸法流程的基礎上，應用絮凝劑，利用蔗汁在堿性條件下 能大量析出膠體、色素和部分無機鹽，采用以氣浮分離技術(shù)先使凝聚 的粒子上浮而除去大部分非糖物，然后將它的堿性清汁用磷酸中和

13、后 入沉降器的新工藝。所得清凈汁的色值比原亞硫酸法降低3040%， 從而提高白砂糖質(zhì)量。利用氣浮分離技術(shù)，對亞硫酸法糖漿進行清凈 處理，同樣可達到改善糖漿質(zhì)量，提高白砂糖質(zhì)量的目的。石灰法以石灰為主要清凈劑。將混合汁預灰至 pH6.4，加熱至 60 C,然后加灰中和至pH7.68.0，再加熱至100102 C,入沉降 器分離出清凈汁與泥汁。泥汁過濾得濾清汁與清凈汁混合，經(jīng)多效蒸 發(fā)得糖漿以供結(jié)晶用。石灰法流程簡單，設備少，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較少，適用于生 產(chǎn)粗糖。碳酸法 以石灰和二氧化碳為主要清凈劑的蔗汁清凈法。其工藝 流程（圖3碳

14、酸法工藝流程）為:混合汁經(jīng)一次加熱、預灰，然后在加 入過量的石灰乳的同時通入二氧化碳進行一次碳酸飽充，使產(chǎn)生大量鈣鹽沉淀，隨即加熱、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。然后進行 硫漂使pH降至5.86.4，供結(jié)晶之用。碳酸法工藝原理主要是利用一碳飽充過程反應生成的大量碳酸 鈣粒子對膠體、色素及其他非糖分的良好吸附作用，達到降低色值和提高清汁純度的目的但由于蔗汁含還原糖較多，為了避免在高溫，強堿條件下分解，一碳加石灰量為蔗汁的1.52.0%，碳適宜的pH為10.511，相當于0.030.05 克Ca0/100ml的飽充堿度。隨后 的二碳飽充控制pH為8.08.4二碳飽充是通過進入CO,盡可能完 全地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，進一步提高清凈汁的質(zhì)量二碳清汁通入