甘蔗、甜菜制取蔗糖的过程包括:原料预处理,浸出、压榨法提取糖汁,糖汁清净处理,清糖汁蒸发浓缩,糖浆煮炼结晶,糖膏分蜜、洗糖,砂糖干燥、筛选、包装等工序。
亚(硫酸)法糖与碳(酸)法糖的生产方法,主要是糖汁清净处理工艺不同,其他工序基本相同。
采用浸出、压榨法提取的甜菜糖汁、甘蔗糖汁中,除含蔗糖外,还含有悬浮物、胶体、有机物、色素、无机盐类等,在进行蒸发浓缩、煮炼结晶前,必须进行清净处理。糖汁清净的工艺方法有:碳酸法、亚硫酸法、石灰法、磷酸上浮法等,其他还有离子交换法主要用于分离钾、钠,活性炭处理主要用于糖浆精炼脱色。
一、碳酸法。
碳酸法清净粗糖汁的过程包括,预加石灰、主加石灰、**次碳酸饱充、第二次碳酸饱充等四个步骤。
预加石灰。粗糖汁(此处以甜菜糖厂为例)经过除渣后,在预加灰桶中加入加工甜菜重量0.2~0.3%左右的石灰(石灰乳);预加石灰的目的是:中和糖汁中的游离有机酸,防止糖分转化,并将糖汁的酸碱度(PH值)调整到11左右(胶体的等电点),使胶体等非糖分凝聚起来。
主加石灰。将预加灰汁加热到85℃左右,送进带有搅拌器的主加灰桶,均匀的进行主加石灰,主加灰量为甜菜重量的1.75~2.25%,主加灰要迅速进行以避免蛋白质、粘胶质、转化糖等非糖分分解生成可溶性盐类。
**次碳酸饱充和过滤。主加石灰后的糖汁,在碳酸饱充罐中,与送入的二氧化碳气体接触后,中和了石灰,生成轻质碳酸钙,**次碳酸饱充的酸碱度(PH值)控制在11左右,这时浸出汁中的非糖分与石灰所生成的化合物沉淀与凝聚状态都*好;饱充过程形成的轻质碳酸钙是非糖分*好的吸附剂与助滤剂;**次碳酸饱充汁在过滤前,需先加热到90~100℃,加热的目的是减少糖汁粘度、提高糖汁中沉淀物沉降速度,并使滤饼呈现多孔状,以利过滤和洗水;过滤的方式可以用板框压滤机全汁过滤,也可先在沉降槽中沉降后,将沉降下的泥汁,用真空吸滤机过滤;用压滤机过滤结束后,通入滤泥重量152 0173 3840~200%的热水,洗出泥中残留的糖分。
第二次碳酸饱充和过滤。第二次碳酸饱充的目的是:尽量减少糖汁中的石灰(钙盐)含量,减少糖汁中的胶质物、色素,提高糖汁的纯净度;由于甜菜质量的差异,需找出石灰含量*少、碳酸氢钙又未产生的*佳点作为饱充终点,测出其碱度,饱充时按此*佳碱度控制;为防止第二次碳酸饱充时产生碳酸氢钙,饱充前需先把糖汁加热到102~103℃;第二次碳酸饱充汁利用液位静压力、使用袋滤机过滤,得到的滤清糖汁,加热后送后工序蒸发浓缩。滤泥直接返回一次碳酸饱充罐。
二、亚硫酸法。
亚硫酸法澄清糖汁(以甘蔗糖厂为例)包括:预灰、**次加热、硫燻,中和,第二次加热、过滤三个过程。
预灰、**次加热。 经除渣后的甘蔗混合汁,先预加灰,调整酸碱度(PH值)至6.2~7.4,经**次加热器加热至60~70℃,使有机氮化物如蛋白质等凝固,但加热温度不宜过高,以免引起蔗糖转化损失,并影响二氧化硫气体的吸收。
中和。加热后的蔗汁送往硫燻塔硫燻,硫燻的目的、一是漂白蔗汁,二是提高蔗汁酸度,使中和时所用石灰乳量增加,沉淀物增多、过滤情况改善; 硫燻后的糖汁在加灰中和槽中加入波美度约13度的石灰乳,使糖汁中和到酸碱度(PH值)6.8~7.5,过低蔗糖易转化,过高还原糖易破坏,生成有色物质。
第二次加热及过滤。 加灰中和后的糖汁,经第二次加热器加热到98~102℃,使亚硫酸钙溶解度减小、沉淀析出、蔗蜡脱水,并加快沉淀物沉降、过滤速度;第二次加热汁经沉降槽沉降后,上部清汁和下部泥汁滤清汁混合并加热后送往后工序蒸发浓缩。滤泥经洗水后供作肥料。
三、石灰法。
石灰法澄清糖汁主要用于生产甘蔗原糖(Raw Sugar)和赤砂糖,工艺、设备简单;澄清过程是:先向甘蔗混合汁中预加灰,将酸碱值调整到6.4,然后加热到90℃,并继续加灰中和将酸碱值调整到7.0,进一步加热到100~102℃后送去沉降、过滤;沉降后清汁和泥汁滤清汁混合后送去蒸发浓缩、煮炼结晶。
四、磷酸上浮法。
磷酸上浮法用加磷酸和石灰的办法处理糖汁,在我国南方地区多用于原糖精炼加工和甘蔗糖厂糖汁、糖浆进一步澄清处理。由于在糖汁、糖浆用磷酸、石灰处理的过程中产生的絮凝物过滤困难,因而多采用气浮法,采用撇泡装置将浮渣从液体表面除去;浮渣过滤一般采用板框压滤机,如用真空吸滤机过滤,则需添加助滤剂。
用亚硫酸法清净糖汁时,降低成品糖色值的方法,用的是还原法(利用二氧化硫的还原作用),成品糖在存放过程中与空气接触氧化后,颜色发黄(色值升高);为防止成品糖颜色返黄、二氧化硫含残余量偏高,可采用磷酸石灰法对糖汁、糖浆进行进一步净化处理以提高质量。