制糖行業(yè)報告

制糖行業(yè)TOC\o"1-7"\h\u12980制糖行業(yè) 1243841.概述 2282072.原料 286683.產(chǎn)品 3191584.工藝流程 350164.1甘蔗制糖的工藝流程 332563①提汁 330701②清凈 529582④煮糖 1017903⑤分蜜 1223274⑥干燥 129170⑦稱重、包裝和入庫 13279044.2甜菜制糖工藝流程 1413168①提汁 144390預(yù)處理和切絲 1424612滲出汁制取 152361②清凈 178321離子交換清凈技術(shù) 1925857廢蜜糖分回收 19293515.制糖工業(yè)廢水 2024856.制糖工業(yè)廢渣 221.概述制糖行業(yè)是指以甘蔗、甜菜為原料制作成品糖，以及以原糖或砂糖為原料精煉加工各種精制糖的生產(chǎn)活動。行業(yè)代碼為1340，產(chǎn)品包括：甘蔗制原糖；甘蔗成品糖，如白砂糖、綿白糖、赤砂糖（紅糖）、黃砂糖等；甜菜成品糖，如白砂糖、綿白糖；加工糖，如冰片糖、冰糖、方糖、精制糖漿、精煉砂糖等；桔水等制糖副產(chǎn)品。不包括以淀粉為原料生產(chǎn)的麥芽糖、葡萄糖、果糖、高果糖、葡萄糖漿等，列入1391（淀粉及淀粉制品的制造）和糖果制造，列入1421（糖果、巧克力制造）。按照《國民經(jīng)濟分類標準》（GB/T4754-2002），制糖行業(yè)屬于三級行業(yè)，在制造業(yè)中屬于農(nóng)副食品加工業(yè)范疇，無下屬子行業(yè)，在國民經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)重要地位。我國目前已成為世界上第三大產(chǎn)糖國，中國人均食糖年消費量約為8.4公斤，但仍是世界人均食糖消費最少的國家之一，遠遠低于全世界人均年消費食糖24.9公斤的水平，僅及世界人均年消費食糖量的三分之一，屬于世界食糖消費“低下水平”的行列。未來十年世界食糖的生產(chǎn)和消費總趨勢將緩慢增加，其中發(fā)展中國家食糖消費將出現(xiàn)明顯增長趨勢，中國是世界食糖最大的潛在市場。制糖業(yè)是利用甘蔗或甜菜等農(nóng)作物為原料，生產(chǎn)原糖和成品食糖及對食糖進行精加工的工業(yè)行業(yè)。糖料一般春季生長，10月開始收獲。制糖企業(yè)每年從10、11月開榨到第二年3、4月停榨為一個生產(chǎn)周期，稱為一個榨季。原料采購和生產(chǎn)呈現(xiàn)季節(jié)性和階段性，而銷售則是全年進行。原料制糖業(yè)所原料是甘蔗（紅甘蔗不能作原料）和甜菜等農(nóng)作物。我國有三大蔗區(qū)：廣西、廣東、云南。廣西甘蔗種植主要分布于南寧、崇左、來賓、柳州、百色、河池、欽州、北海、防城、貴港10個市（區(qū)），全自治區(qū)糖料蔗面積、總產(chǎn)量和產(chǎn)糖量位居全國第一，其中蔗糖產(chǎn)量占全國的60%以上，占有中國制糖業(yè)的半壁江山。廣東蔗糖產(chǎn)業(yè)主要集中在湛江蔗區(qū)，湛江甘蔗種植面積占全省的82％，蔗糖產(chǎn)量占全省的89％，湛江市現(xiàn)有制糖企業(yè)20余家，壓榨能力7.5萬噸，各類綜合利用企業(yè)15家，相關(guān)配套企業(yè)30多家。云南常年甘蔗種植面積450余萬畝，主要分布于德宏、臨滄、保山、思茅、紅河、西雙版納、玉溪等地州（市）。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。全國種植面積約50萬公頃，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，甜菜單產(chǎn)和含糖均較高。產(chǎn)品制糖業(yè)主要分為甘蔗糖業(yè)，甜菜糖業(yè)和加工糖業(yè)。甘蔗糖業(yè)是以甘蔗為糖料，包括甘蔗機制糖，半機制糖的生產(chǎn)；甜菜糖業(yè)是以甜菜為糖料；加工糖業(yè)則包括冰糖、方糖、精煉糖等的精加工。而我國食糖分類原則如下按國家生產(chǎn)許可證發(fā)放要求分為：白砂糖、綿白糖、赤砂糖、多晶體冰糖、單晶體冰糖、方糖、冰片糖、黃砂糖（廣東）、加工紅糖（浙江）。按日常生產(chǎn)習(xí)慣食用糖分為：原糖、白砂糖、綿白糖、赤砂糖、黃砂糖、紅糖粉、塊紅糖（包括磚糖、碗糖、元寶糖等）、人造紅糖、多晶體冰糖、單晶冰糖、冰片糖、方糖、保健紅糖、保健冰糖、糖粉等。工藝流程4.1甘蔗制糖的工藝流程甘蔗制糖工序包括提汁、清凈、蒸發(fā)、結(jié)晶、分蜜和干燥。后4道工序的工藝技術(shù)與甜菜制糖的基本相同。①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(yù)處理和壓榨設(shè)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(yù)處理破碎，通過滲出設(shè)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。甘蔗壓榨法是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15～25%。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(fù)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45～50%，糖分1～4%，纖維分45～52%，可溶性固體物1.5～6%。蔗渣送鍋爐作燃料，或另作其他工業(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92～97%之間。壓榨提汁主要設(shè)備包括切蔗機、壓榨機及其驅(qū)動裝置、滲浸系統(tǒng)及相應(yīng)的輸送設(shè)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、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4～6座壓榨機組成一壓榨機列。亦有采用2列、3列，以適應(yīng)生產(chǎn)的需要。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(yīng)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(yīng)用固―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。[甘蔗汁唐車間]甘蔗滲出法提汁工藝主要包括甘蔗預(yù)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(yù)處理成蔗絲后進入滲出器，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(yù)處理后的蔗絲先經(jīng)一臺壓榨機，榨取相當于甘蔗含糖的60～80%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(shè)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(shè)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(xué)、物理方法清凈處理，清汁導(dǎo)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(yù)處理工藝要求的甘蔗破碎度，對蔗渣滲出法為75～80%，對蔗絲滲出法達到85～90%，蔗絲幼細、片狀，蔗屑不應(yīng)過多，以利于更有效地滲出甘蔗糖分。預(yù)處理設(shè)備常用撕裂機或重錘式撕裂機，切蔗機或其組合設(shè)備。脫水設(shè)備多用三輥壓榨機。滲出器有多種形式，主要有Silver型、BMA型、DeSmet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(yù)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12～18級，滲出時間20～35分鐘；蔗渣滲出用8～12級，滲出時間16～26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80～90℃，最終滲出汁溫度在50～65℃。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(yù)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。②清凈借助清凈劑和加熱所起的化學(xué)和物理化學(xué)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。目前，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?；旌现?jīng)預(yù)灰、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。

硫熏強度為蔗汁吸收SO量的指標，一般用碘滴定法，以10毫升硫熏汁消耗的N/32碘液毫升數(shù)表示。

亞硫酸法工藝原理主要是利用亞硫酸離子與鈣離子反應(yīng)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(xué)和物理化學(xué)的作用以達到清凈的目的。預(yù)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(luò)合物。這些物質(zhì)不易除去。深色的絡(luò)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(yīng)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(shè)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(shè)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。圖2亞硫酸法工藝流程圖

在亞硫酸法流程中，通常還用磷酸作輔助清凈劑。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300～400ppm，清凈可獲良好的效果。

近十年來，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(chǔ)上，應(yīng)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30～40%，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(yù)灰至pH6.4，加熱至60℃，然后加灰中和至pH7.6～8.0，再加熱至100～102℃，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(shè)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。[碳酸法工藝制糖]碳酸法以石灰和二氧化碳為主要清凈劑的蔗汁清凈法。其工藝流程為：混合汁經(jīng)一次加熱、預(yù)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5.8～6.4，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(yīng)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1.5～2.0%，一碳適宜的pH為10.5～11，相當于0.03～0.05克CaO/100ml的飽充堿度。隨后的二碳飽充控制pH為8.0～8.4二碳飽充是通過進入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SO,是使清汁在接近中性的條件下蒸發(fā)成糖漿，以避免還原糖的破壞而增加色值，同時糖漿粘度也得到降低。這一工藝作用不能以在二碳飽充時通入過量的CO來達到，因為這樣會增加鈣鹽含量和影響清凈效果。圖3碳酸法工藝流程圖碳酸法糖廠均備有石灰窯，石灰石在窯中煅燒產(chǎn)生的CO和CaO供該法生產(chǎn)工藝所需。

碳酸法的清凈效果優(yōu)于亞硫酸法，產(chǎn)品質(zhì)量較好。但清凈耗用物料較多，成本較高，且濾泥處理比較困難。碳酸法工藝流程比亞硫酸法復(fù)雜，操作技術(shù)要求較高。③蒸發(fā)（此過程產(chǎn)生的泡沫需要消泡）蔗汁蒸發(fā)的原理蔗汁經(jīng)過清凈處理后除去各種雜質(zhì)成為清汁，清汁濃度一般在15°BX左右，即是含水分85%左右，為了減少煮糖時間和保證產(chǎn)品質(zhì)量，因此，必須先進行蒸發(fā)濃縮成65°BX的糖漿。蒸發(fā)系統(tǒng)是采用真空差壓式蒸發(fā)。糖廠一般是五效蒸發(fā)（如圖4所示），最后的一效（第五效）真空在650～680mm汞柱，在第三效是無真空也沒壓力，第一效蒸發(fā)是具有壓力的（表壓2～3kg/c㎡）。蔗汁蒸發(fā)工作原理：清汁進入第一效蒸發(fā)罐，利用汽輪機發(fā)電后排出的廢蒸汽對第一效蒸發(fā)罐加熱，清汁在罐內(nèi)受熱蒸發(fā)，蒸發(fā)出的汽體形成具有一定壓力（表壓1kg/c㎡左右）的汁汽。在壓力差的作用下，清汁進入第二效罐，汁汽通過管道對第二效蒸發(fā)。同樣原理，經(jīng)過五效蒸發(fā)后，由濃度為15°BX的清汁濃縮成為錘度65°BX左右的糖漿。圖四蔗汁五效蒸發(fā)蒸發(fā)環(huán)節(jié)要求1、保證糖漿濃度在65°BX左右，過于濃會造成糖漿在蒸發(fā)罐、管道、貯箱中生成結(jié)晶，不易控制煮制結(jié)晶操作，過于稀會增加煮制時間和耗氣量，對產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響；2、要減少糖分的損失，穩(wěn)定操作，控制適當?shù)臏囟取⒄婵斩鹊拳h(huán)節(jié)，縮短糖汁在罐內(nèi)停留時間，避免或減少蔗糖轉(zhuǎn)化和還原糖的分解，特別需要防止灌頂跑糖；3、要確保蒸發(fā)罐具有良好的傳熱性能，及時對轉(zhuǎn)換蒸發(fā)罐進行通洗，清除積垢阻礙熱傳遞；4、要充分合理利用熱能，節(jié)約熱能，降低煤耗，嚴格執(zhí)行蒸發(fā)熱力方案，并做好設(shè)備和管道的保溫工作；5、要做好汽凝水的回收利用，一般第一效和含糖分低于10PP的第二、三效氣凝水作入爐水用，其他汽凝水用于工藝用熱水蒸發(fā)的五定操作：一、第一效加熱蒸汽壓力穩(wěn)定。這樣可以保持一定的總溫差，以便得到預(yù)期的效果（蒸發(fā)強度）。二、真空度穩(wěn)定。保持蒸發(fā)罐真空度波動不大于1～2cm汞柱，波動過大會造成影響蒸發(fā)效能和導(dǎo)致跑糖。為了保持真空穩(wěn)定，必須注意調(diào)節(jié)氨管，開得過小，不凝性汽體排除不完全；開得過大，則造成蒸汽浪費。任何一效真空度突然降低，主要檢查：1.噴射冷凝器的水壓；2.汽凝水排除情況；3.罐內(nèi)不凝氣體排除情況（注：為了防止跑糖，一般控制真空度660mm汞柱）。三、液面高度穩(wěn)定。穩(wěn)定控制各進料閥開度，使糖汁在沸騰時有一層薄薄的糖漿掠過加熱管上花板，此時，真液面約在加熱管的1/3的高度處四、各閥門穩(wěn)定（管道開關(guān)）。根據(jù)來汁量開啟第一效汽鼓蒸汽蒸汽閥及各效入汁閥的開度。不凝氣體和汽凝水排除之后，閥門不宜經(jīng)常變動，以免影響蒸發(fā)速率，必要時緩慢調(diào)節(jié)。五、抽取汁汽穩(wěn)定。穩(wěn)定抽取汁汽能保證各效壓力和真空度的穩(wěn)定，減少跑糖的損失，提高蒸發(fā)效能。④煮糖從末效蒸發(fā)罐出來的粗糖漿，再經(jīng)過二次硫熏，，以達到漂白的目的。經(jīng)過二次硫熏處理的糖漿，稱為清凈糖漿，一般尚含有35%—45%的水分。還須進一步濃縮煮制至有蔗糖晶體析出，并使晶粒長到大小符合要求。這一操作過程，叫做煮糖(或結(jié)晶)。(此過程產(chǎn)生的泡沫需要消泡）煮糖的一般原理（一）晶核的形成：蔗糖有結(jié)晶性和溶解性。在過飽和的糖溶液中，蔗糖分子之間的距離相對縮短，分子與分子的碰撞機會相對增加，分子的運動速度也就相對減慢。到一定的程度就有一部分蔗糖分子互相聚集成為固體形態(tài)的蔗糖晶體而析出，這就是“結(jié)晶”。最初析出的晶體稱為“晶核”。這時原來的糖溶液就成為晶體與周圍的糖液（生產(chǎn)上稱之為“母液”）的混合體。總之，溶解與結(jié)晶是蔗糖在溶劑中不同濃度的兩個相反過程。（二）晶核的增大：當不斷蒸發(fā)水分或增加蔗糖分子(入料)，維持這種過飽和度時，晶核就不斷增大。這就是煮糖的“養(yǎng)晶’過程。一方面，蔗糖分子向晶體表面沉積，使晶體增大，不斷造成濃度差；另一方面，由于蔗糖分子由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)移動，又使?jié)舛融呌谄胶?；同時，靠不斷地蒸發(fā)水分及增加蔗糖分子（入料）以保持整個“母液”的蔗糖分子平衡，滿足母液養(yǎng)晶濃度的需要，直到使晶體大小達到質(zhì)量要求為止。養(yǎng)晶過程是蔗糖分子由平衡到不平衡，就會出現(xiàn)產(chǎn)生“偽晶”或“溶晶”的不正常情況。煮糖操作的過程如圖五所示圖五煮糖的操作過程煮糖操作1.配制底料：按當時煮糖制度規(guī)定的純度配制底料。底料量以蓋過氣鼓的糖液溫度計為宜。2.測罐：按當時的糖液純度實測起晶點和溶晶點，以此作為實際操作的重要依據(jù)。3.投粉：當糖液濃縮到過飽和度1.1～1.5時，將配備好的糖粉糊投入罐內(nèi)作為晶核。4.固晶：投粉后，將糖液濃縮到規(guī)定的過飽和度，然后入水稀釋到規(guī)定的過飽和度。再濃縮，再稀釋。如此反復(fù)數(shù)次，以使晶體堅實，吸收良好，這一過程叫做固晶。5.養(yǎng)晶：固晶完成后，就可以入料養(yǎng)晶，使晶體不斷增大。養(yǎng)晶過程應(yīng)該采用逐步濃縮煮上的方法，防止偽晶產(chǎn)生。各類種子的制備（1）糖糊種子的制備：甲糖膏均已用乙糖糊作為種子。乙糖糊是由乙糖膏分蜜出來的晶體直接卸入糖糊攪拌機，再加入清凈糖漿混合而成。其濃度約為85oBx，混合時，乙原糖與糖漿之比為3:1。（2）起晶種子：對原料進行稀釋和加熱配制底料，高于罐內(nèi)溫度3～5℃。稀釋濃度70～75oBx，以能溶去原料中的幼砂為度。一般底料純度在68～72AP時，煮成種子的純度為60～70AP。濃縮過飽和度達到1.1時，迅速由洗手盆或者投料斗抽入糖粉糊。⑤分蜜將助晶后的糖膏送入離心機，使晶粒與母液分離。借助于離心機快速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力的作用，將糖蜜甩出去，而蔗糖晶體則因篩網(wǎng)的阻擋而留在篩籃里。分離出的糖蜜可作為下一段糖膏的原料，繼續(xù)煮煉到最末一段稱為廢蜜，即副產(chǎn)品（簡稱為桔水）糖膏分蜜助晶后的各種糖膏仍然是晶體和糖蜜的混合物，必須經(jīng)過分蜜，才能將其中的晶體分離出來。由于各種糖膏的性質(zhì)不同，其對分蜜操作與設(shè)備的要求也各不同。例如，甲、乙、丙糖膏的晶液比、純度、流動性等依次減小，而含蜜量、粘度等側(cè)依次增加，因而分蜜也逐漸困難。一、甲糖膏的分蜜：助晶后的甲糖膏直接放入分配槽，分送到甲膏離心機進行分蜜。最初分離出來的糖液為甲原蜜，然后分別用水，汽洗滌晶體，所得糖液為甲洗蜜，分離出來的晶體經(jīng)干燥、過磅、包裝后送入成品倉庫。二、乙糖膏的分蜜：助晶后乙糖膏放入乙糖膏分配槽，分送乙膏離心機進行分蜜，最初分離出來的糖液為乙原蜜，經(jīng)水洗滌晶體后的糖液為乙洗蜜（許多廠不分原、洗蜜），它們均被泵送去煮丙糖膏，分蜜后的晶體用糖漿調(diào)成糖糊作為甲糖膏的種子。

三、丙糖膏的分蜜：助晶后的丙糖膏放入分配槽，分送至丙膏離心機進行分蜜。分離出的糖蜜稱為廢蜜，可作為酒精或其他副產(chǎn)品的原料，晶體側(cè)由螺旋輸送機送出，包裝后可作成品入倉，也可直接作乙糖膏的種子，或經(jīng)回溶機制成回溶糖漿回煮甲糖膏。⑥干燥一般情況下，自離心機卸下的白砂糖還含有0.5%－1.5%的水分，必須干燥及冷卻，才能過磅、裝包和貯存。其原理是：自離心機卸下的白砂糖溫度較高、并且含水分較高。為了降低白砂糖的溫度和水分，經(jīng)過多級震篩震動充分擴散白砂糖，進行白砂糖的散熱、冷卻、揮發(fā)，干燥。從而將白砂糖的溫度降低，水分被蒸發(fā)而減少圖六白砂理化指標⑦稱重、包裝和入庫4.2甜菜制糖工藝流程甜菜制糖的過程包括提汁、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(見甘蔗制糖)。①提汁先要進行甜菜預(yù)處理和切絲，然后制取滲出汁。預(yù)處理和切絲甜菜在加工前要經(jīng)過輸送、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)有截面呈長形、底為圓角的流送溝通往制糖車間。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)。溝上裝有除草、除石設(shè)備。經(jīng)流送和除去草石等雜物的甜菜送入洗滌槽，進一步洗凈表面附土，除凈殘留砂石。機械化收獲的甜菜由于含雜量大，一般要經(jīng)兩級洗滌。加工凍甜菜時流送洗滌還有解凍作用。流送洗滌廢水可回收循環(huán)使用。也有采用干法輸送的，即用傳送機械將甜菜除雜，直接送到洗滌槽。洗凈甜菜通常用斗式升運機或皮帶機經(jīng)磁力除鐵后送入切絲機的貯斗中。常用切絲機有平盤式和離心式，平盤式切絲機主要由垂直軸和旋轉(zhuǎn)刀盤構(gòu)成。嵌有切絲刀的刀框置于刀盤外圈上，盤中央安裝主軸和傳動裝置并用罩帽蓋住，刀盤外緣裝有套筒與罩帽形成環(huán)狀空間，充入甜菜柱。在刀框的上部有一逐漸縮小通道的壓菜板，當?shù)侗P旋轉(zhuǎn)時甜菜被夾住壓向切絲刀而切成菜絲。離心式切絲機刀框直立于機身的圓周壁上。落入機內(nèi)的甜菜在隨主軸轉(zhuǎn)動的三槳蝸形板和慣性離心力作用下沿筒壁移動而被固定在壁上的刀片切成菜絲。切絲刀片有帶立刃和不帶立刃的波紋形刀，也有平板梳形刀。中國多采用帶立刃的波紋形刀。切出的菜絲為V形。菜絲應(yīng)厚度均勻，具有一定彈性和機械強度并有較大的表面積。菜絲群的透水性應(yīng)良好，以利于糖分提取。新鮮甜菜切出的菜絲長度應(yīng)在8m/100g以上，碎片小于5%，不含聯(lián)片。滲出汁制取以水為溶劑將菜絲中糖分提取出來的過程稱滲出，得到的含糖水溶液叫滲出汁，提取糖分后的菜絲叫廢粕。滲出中要求以一定量的水最大限度地將菜絲中糖分提取出來，而非糖分則盡量保留在廢粕中。甜菜中的蔗糖存在于細胞液中，切成菜絲后菜絲表面上許多細胞被切破，滲出時糖分連同非糖分被浸出。但菜絲內(nèi)部細胞中的糖分被包在細胞壁內(nèi)，必須使構(gòu)成細胞壁的原生質(zhì)發(fā)生變性才能通過細胞壁滲析出來。用加熱的方法可使原生質(zhì)凝固，菜絲被水浸泡時糖分借助滲析作用擴散到水（汁）中，水則滲透到細胞內(nèi)。這樣菜絲中的糖分不斷進入汁中，直到汁中的糖分濃度接近菜絲中的時為止。生產(chǎn)中采用逆流滲出的方法，即菜絲從滲出器的一端連續(xù)進入，導(dǎo)向另一端排出；滲出用水則從出菜端連續(xù)進入，與菜絲作逆向流動進行滲出后至進菜端排出。由于進水是與將要排出的廢粕接觸，進菜絲則與含糖分將達最高的汁接觸，故菜、汁間始終能保持一定濃度差，使?jié)B出過程得以快速、有效進行。滲出中菜絲質(zhì)量、溫度、時間、提汁率（所得滲出汁質(zhì)量對菜絲質(zhì)量的百分數(shù)）、菜絲與汁的接觸方式、微生物活動等都是重要控制因素。選用性能優(yōu)良的滲出器也極為重要。滲出設(shè)備經(jīng)歷了由間斷到連續(xù)的發(fā)展過程，中國在60年代開始用連續(xù)滲出器取代間斷操作的滲出罐組。連續(xù)滲出器主要有轉(zhuǎn)鼓式、噴淋式、塔式、斜槽式等形式，各具特點，工藝效果大體相近。大型滲出器單臺生產(chǎn)能力已達7000～10000噸（甜菜）/日或更高，并實行自動控制中國甜菜糖廠多采用Dds斜槽式雙螺旋連續(xù)滲出器（圖七[Dds斜槽式雙螺旋連續(xù)滲出器]。圖七Dds斜槽式雙螺旋連續(xù)滲出器器體呈長槽形，與地面成8°傾角。槽內(nèi)設(shè)兩條平行、反向旋轉(zhuǎn)、部分疊交的螺旋推進器。螺旋葉由不同間距的螺帶焊成，在同步旋轉(zhuǎn)中將菜絲由滲出器的低端（首端）推向高端（尾端）。首端上面是菜絲進口。滲出器的尾端有可以調(diào)節(jié)方向的進水噴頭和回送壓粕水的進水管以及排出廢粕用輪。滲出器的側(cè)面和底面有分段夾套式蒸汽加熱室。菜絲經(jīng)皮帶秤稱量后，由帶式輸送機送至滲出器的進菜斗，在雙螺旋的推動下菜絲大體沿雙螺旋線緩慢前進。溫度為50～60℃、pH5.5～6.5的滲出用水及回收的壓粕水從滲出器的尾端進入，靠位差與菜絲作逆向流動。底面和側(cè)面的蒸汽夾套中通以來自多效蒸發(fā)罐的汁汽，將菜水混合物加熱到要求的溫度。滲出溫度是重要的控制參數(shù)，既要滿足甜菜細胞壁原生質(zhì)凝固的要求，又要防止細胞壁高溫水解、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。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，廢粕含糖約0.3%（對甜菜）以下。滲出汁通過首端的除渣板輸出。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（見表1）。表1滲出汁成分表滲出過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水。壓粕水經(jīng)過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%。②清凈滲出汁中非糖分的存在會對加工造成困難，影響糖品質(zhì)量并增加廢蜜量和糖分損失。因此在進行糖汁濃縮和結(jié)晶之前要進行清凈，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。方法糖汁清凈要通過加入清凈劑實現(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。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。工藝流程見圖八。圖八雙碳酸法糖汁清凈流程對滲出汁先進行預(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，再加入過量石灰乳，即主加灰，作用是：①、使非糖分在強堿高溫作用下分解，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)過濾除去沉淀非糖分后再加熱進行第二次碳酸飽充，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)過程中會使加熱面上嚴重積垢。而非糖分過多的帶入糖漿中不但會使結(jié)晶發(fā)生困難，且提高廢蜜量，增加工藝糖分損失。在蒸發(fā)前后糖汁還要進行硫漂（通入SO2），進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，如流程較長，清凈效率不太高，石灰耗用較大，對原料質(zhì)量變化的適應(yīng)性較差等。近幾十年來許多國家對此傳統(tǒng)流程作了大量研究，建立了一些更適合于自己條件和要求的改進流程。中國甜菜糖廠生產(chǎn)期長，加工甜菜中約有70%是凍固甜菜及凍化甜菜。此時甜菜質(zhì)量下降，滲出汁純度降低，還原糖含量升高（較新鮮暖甜菜高4～5倍）。因此在清凈工藝上要作相應(yīng)改進才能保證生產(chǎn)正常進行。主要改進工藝有：①、在預(yù)加灰中增加碳酸飽充泥汁回流，采用漸進預(yù)灰設(shè)備及延長預(yù)灰作用時間。泥汁回流能促進非糖分凝聚沉淀，增大沉淀粒子的粒度和重度。采用漸進預(yù)灰可使糖汁堿度均勻逐步上升，膠體凝聚更加完全。預(yù)灰作用時間則相應(yīng)延長至20分鐘以上以提高效果。②、在主加灰中，一般在暖甜菜加工期間采用熱主灰（溫度80～85℃），流程較為簡單，糖汁過濾性能也好。加工凍菜及凍化腐爛甜菜時采用冷主灰（溫度40℃左右），可降低還原糖分解的增色率，以保證中間制品糖的色值。③、為了更好地處理凍化腐爛變質(zhì)甜菜，在第一次碳酸飽充前增加預(yù)飽充過程，讓預(yù)飽充汁經(jīng)過濾后再進行兩次飽充，可改善糖汁沉降過濾性能并提高清凈效率。離子交換清凈技術(shù)為了提高清凈效果，制糖工業(yè)中開展了離子交換樹脂，離子交換膜電滲析、超濾、反滲透、表面活性劑等清凈技術(shù)的研究。其中離子交換法比較成熟，效果顯著。糖汁在清凈中如加上離子交換處理，非糖分可除去95%以上，色素物質(zhì)幾乎完全清除，糖汁純度可達98%，可制成精糖。廢蜜糖分回收甜菜廢蜜中約有50%的蔗糖，不能再用結(jié)晶方法進一步提凈?；厥諒U蜜中糖分的傳統(tǒng)方法是蔗糖鹽法。利用蔗糖能與堿土金屬（鈣、鍶、鋇）的氧化物生成難溶性鹽的特性而從廢蜜中分離出糖分。常用的是以細石灰粉與廢蜜中的蔗糖生成蔗糖三鈣沉淀的蔗糖鈣鹽法，即斯蒂芬法。將廢蜜用水或蔗糖鈣鹽的洗液稀釋到糖度約5～5.5%，冷卻到10℃以下，邊攪拌邊加細石灰粉使析出冷蔗糖三鈣沉淀。過濾并洗滌沉淀物得到冷餅和濾液。濾液中含有蔗糖一鈣和蔗糖二鈣，經(jīng)加熱便水解生成蔗糖三鈣沉淀，過濾后得到熱餅。冷、熱餅在桶中混合加水并加熱成為蔗糖鈣乳，送往制糖車間代替部分石灰乳加入到糖汁中。在糖汁飽充時蔗糖鈣被分解成蔗糖和氫氧化鈣，從而回收了蜜中糖分。間斷式的斯蒂芬法60年代改進為連續(xù)回收的方法?；厥照崽堑耐瑫r，廢蜜中所含的棉實糖也被石灰沉淀并回收到糖汁中，最終積累在廢蜜中。棉實糖會影響蔗糖結(jié)晶。當廢蜜中棉實糖含量達5～6%時，煮糖發(fā)生困難，不能繼續(xù)回收而需換蜜。這樣，回收率受限。用蜜二糖酶可將棉實糖分解為蔗糖和半乳糖，解除了棉實糖積累問題，廢蜜糖分回收率可提高到90%以上。5.制糖工業(yè)廢水制糖工業(yè)廢水是以甜菜或甘蔗為原料制糖過程中排出的廢水。主要來自制糖生產(chǎn)過程和制糖副產(chǎn)品綜合利用過程。廢水中一般含有有機物和糖分，COD、BOD很高，廢水色度深、含氮、磷、鉀等元素較高，其中主要來自斜槽廢水、榨糖廢水、蒸餾廢水、地面沖洗水等。廢水量為每生產(chǎn)1噸糖產(chǎn)生廢水0.2-21m3（每噸甜菜排廢水約2.5m3）。制糖工業(yè)廢水的處理首先要清污分流；高濃廢水先回收利用再處理；中濃度廢水含BOD和COD低于5000-10000mg/L，經(jīng)凈化處理后排放；低濃度水應(yīng)循環(huán)利用。常采用生化法或氧化塘，土壤處理系統(tǒng)方法處理廢水。好氧降解好氧降解是利用活性污泥在廢水中的凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用，去除水體中的有機污染物，其最終產(chǎn)物是合成的細胞體、水和CO2。由于好氧降解工藝的投資較低，操作條件簡單，所以是有機污染廢水處理的首選，但是對于象制糖廢水這樣的包含高濃度有機物的情況，好氧處理仍然存在著許多原理和工藝上的限制條件，因而在實際應(yīng)用上不如厭氧處理普遍，但是也有較為成功的研究。充氣固定膜生物處理系統(tǒng)(ASFF)用于處理制糖廢水是一種較新的技術(shù)，在水利停留時間為6-8h的情況下，處理效果可以達到BOD88.5%-97.9%，COD67.8%-73.6%。通過對體系中的好氧降解生物種群的研究和篩選，可以進一步提高活性污泥對高濃度有機廢水的處理能力。Matsuyama從甜菜制糖廠廢水中分離出的棒狀桿菌(kitamiensespsp．nov．)是一種新的多糖分解細菌。對于它的復(fù)壯和推廣可以明顯提高制糖廢水的好氧處理效果。Pathadeetal．基于甘蔗糖蜜酒精廠產(chǎn)生的大量高濃度有機廢水，建議好氧生物處理利用改進的混合微生物菌種接種進行污泥培養(yǎng)。從另一個角度，如生物轉(zhuǎn)盤處理制糖廢水時系統(tǒng)中的纖毛蟲的差異性比較，制糖廢水中綠藻的生長特性，都可以為好氧處理提供一些參性數(shù)據(jù)。高濃度有機廢水的好氧處理的另一大難題是在二沉池中的活性污泥的特性極差，如何有效地降低污泥的SVI值是處理可行性的一個依據(jù)。Prendletal．用一好氧分離器預(yù)防制糖廢水污泥膨脹效果非常顯著，污泥的SVI值由使用前的300-600ml/g下降到60-90ml/g。2.生物接觸氧化法生物接觸氧化法是國內(nèi)外發(fā)展得比較成熟的一種工藝。生物接觸氧化法，就是在曝氣池中安裝生物掛膜填料，微生物附著在填料表面，形成生物膜，經(jīng)曝氣的廢水流經(jīng)填料層，和生物膜接觸，在生物膜作用下，廢水得到凈化。一般可采用射流曝氣技術(shù)，其設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單耐用，投資省，維護少，氧利用率高，主要設(shè)備為水泵和噴射抽氣器。生物接觸氧化法是一種兼性活性污泥法和生物膜特點的一種工藝，所以它兼有兩種處理法的優(yōu)點。生物接觸氧化法具有如下特征：a、由于填料比面積大，池內(nèi)充氧條件好，氧化池內(nèi)單位容積的生物量高于活性污泥曝氣池及生物濾池，因此，它可以達到較高的容積負荷。b、由于相當一部份微生物固著生長在填料表面，不需要設(shè)污泥回流系統(tǒng)，也不存在污泥膨脹問題，運行管理簡便。c、由于池內(nèi)生物固著量多，水流屬完全混合型，因此它對水質(zhì)水量的驟變有較強的適應(yīng)能力，系統(tǒng)操作彈性大。d、生物接觸氧化法具有多種凈化功能，能有效除去有機污染物質(zhì)外，還能用以脫氮除磷。接觸氧化池內(nèi)裝有生物掛膜填料，微生物附著在填料上，在不斷供氧的環(huán)境中，利用經(jīng)培養(yǎng)馴化的微生物菌群氧化有機物。在氧化過程中，微生物對復(fù)雜有機物進行分解，并利用分解所產(chǎn)生的能量進繁殖、生長和運動。用作能量的這部份有機物最后轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無機物CO2、H2O、NH2，另一部份分解物質(zhì)則同微生物合成為新細胞。通過以上過程污水中有機物得以除去。3.利用土地來進行有機污水的處理，主要是利用土地、植物的凈化功能，在治理廢水的同時，又利用其中的水分和肥分來促進作物、林木的生長，故而具有投資少、能耗低、易管理和凈化效果好的特點。Wangetal．在臺灣的三個地區(qū)的蔗田中實施實驗，評價制糖廢水的土地處理情況。污水灌溉量為100kg/m2，土地均屬于慢速過濾系統(tǒng)，并對土層厚度、地下水位、坡度、水利傳導(dǎo)度進行了分析，為制糖廢水的土地處理的工程設(shè)計提出了科學(xué)的方法。并發(fā)現(xiàn)其中的兩處地方非常適合于制糖廢水的處理，對甘蔗地無不良影響，增加畝產(chǎn)量，而且甘蔗的含糖量并未因制糖廢水的施用而降低。另一個研究發(fā)現(xiàn)，制糖工業(yè)的廢水在未稀釋的情況下灌溉小麥和綠豆對葉綠素含量和干物質(zhì)產(chǎn)量的影響效果不同，小麥的葉綠素含量和干物質(zhì)產(chǎn)量均有增加，而綠豆的情況則相反。Paulsenetal．則對制糖廢水在(德國)可耕地上灌溉的法律規(guī)定的可行性以及因此而產(chǎn)生的生態(tài)效應(yīng)進行了較詳盡的論述，可操作性的部分對我國在制糖的高濃度廢水土