小议加强澄清工艺管理提高白砂糖产品质量分析

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摘要：本文叙述了近年来和本榨季中亚硫酸法糖厂澄清工艺存在的问题，提出了加强澄清工艺管理，提高白砂糖产品质量的若干措施。

关键词：澄清管理质量

中图分类号：TS244.2

我国是世界上主要的蔗糖生产与消费大国，现有超过90％的糖厂采用磷酸—亚硫酸法工艺生产白砂糖，不足10％的糖厂采用碳酸法工艺生产白砂糖。碳酸法生产白砂糖产品质量优于亚硫酸法，但生产成本高，碳酸滤泥引起的污染问题难以解决，导致碳法工艺难以推广。亚硫酸法生产白砂糖的质量比碳酸法差，主要问题是色值和SO2含量偏高。我国从2006年起规定一级白糖色值低于150IU，SO2含量不高于30mg.kg-1，饮料工业用糖更严格，要求SO2含量不高于15mg.kg-1。对于现行的磷酸—亚硫酸法工艺来说，意味着原来处在151IU-170IU范围内的一级糖都将成为二级糖。许多亚硫酸法糖厂为了提高一级糖产率，加强提高了二氧化硫硫熏强度，结果又导致SO2含量偏高。因此，亚硫酸法生产白砂糖质量面临严峻的挑战。许多糖厂都把提高一级糖产率，降低SO2含量作为最重要的管理目标。

按照新的国家标准，亚硫酸法糖厂要达到全产百分之百一级白砂糖，其对制炼工艺管理的技术要求是相当高的，尤其加强澄清工艺、煮糖工艺管理对生产一级白砂糖具有相当重要的作用。由于澄清工艺是制炼生产中第一道工序，它所生产出来的滤、清汁的质量好坏对后序蒸发、煮糖起着至关重要的作用。因此，本文着重讨论影响澄清工艺的因素和加强澄清工艺的管理。

澄清工序包括将甘蔗混合汁加磷酸、预灰→一次加热（55-65℃）→通二氧化硫气体→加石灰乳中和到pH=6.8-7.2→二次加热（98-102℃）→沉降池→清汁与泥汁分离→滤、清汁等过程。该澄清工艺通过二氧化硫脱色和磷酸的辅助脱色作用达到澄清效果。而影响澄清效果的主要因素表现在如下几个方面：

1、当二氧化硫燃烧不稳定，甘蔗榨量不稳定时，则会导致二氧化硫用量偏高或偏低，并会造成中和pH波动较大，严重影响滤、清汁质量。

2、近年来，磷酸-亚硫酸法工艺向高硫熏、高灰、高磷三高方向变化，不仅造成白砂糖含硫升高，灰份增大，而且生产成本增大。有些厂为了降低成品二氧化硫含量，采取降低硫熏强度而加大磷酸用量，结果造成沉降困难，滤泥量大，严重时也会使滤汁色值加深。

3、过度预灰。一些厂为了减少蔗糖转化，调高混合汁的预灰pH值，其结果也使得滤清汁色值升高。笔者做过研究，混合汁pH值一般在5.4-5.6之间，而预灰pH值每升高一个单位，经过一次加热后的滤、清汁色值会升高10%左右。与不预灰有显著差异。而这部份的色素主要是可溶性酚盐，后续过程难以除掉。

4、硫熏强度和中和pH值。根据对一些糖厂06/07榨季中硫磺消耗情况的调查发现，硫熏工艺指标大多数达不到规定要求，而岗位操作记录几乎都达到要求。硫磺消耗没有严格的交接制度和准确的消耗定额。这一现象反映出对燃硫岗位管理的疏忽。由于硫熏强度达不到规定要求，直接影响了滤、清汁的脱色效果和白砂糖色值。中和pH值各厂都比较重视，但不同品质、不同浓度的石灰乳对沉降后的滤、清汁的pH值及色值影响很大。通常石灰乳浓度大，有效CaO含量偏低会影响硫熏及中和反应的效果，导致滤、清汁的pH值升高及色值增加。

5、滤汁回流的影响。许多使用无滤布吸滤机的糖厂，滤汁通常回流到混合汁中进行再循环处理，这一流程过去在原料蔗质量好的情况下对清汁的质量和白砂糖的色值影响不大。但在新国标要求下，这一流程不再适应生产低色值，低二氧化硫含量白砂糖的要求。尤其在原料蔗质量不好的情况下，滤汁更不应回流处理。

6、甘蔗质量是影响澄清效果的客观因素。调查发现，05/06年榨季，柳州、来宾某些地域严重干旱，这些地区甘蔗处理难度加大，白砂糖色值、含硫量普遍偏高。而本榨季即06/07年榨季，崇左市某些地域也遇到严重干旱，这些地区甘蔗混合汁色值和混浊度成倍增加。正常年景混合汁色值在4000-5000IU，混浊度也只有6000MIU左右，而本榨季色值普遍在8000-10000IU以上，混浊度在10000MIU以上，极大地增加了澄清工作的难度。由于糖厂对混合汁的色值和浊度几乎都不作分析测定，因此在混合汁质量变化较大的情况下缺乏有效的应对措施。澄清工艺指标和澄清原材料的用量不能随混合汁质量变化做出相应调整，反映出澄清工艺管理方面的缺陷。

7、加热温度的影响。加热温度尤其是二次加热温度的稳定与否关系到澄清效率的高低。二次加热温度必须稳定在98-105℃才能获得好的澄清效果。温度低于98℃则泥汁和胶体易于水化，沉降速度慢，浊度高，澄清效果差。

8、本榨季一些糖厂改、扩建后，沉淀池运行不稳定，放汁浊度偏高，也是澄清不良的表现。严重时导致成品白砂糖混浊度升高。

上述因素都会对澄清汁质量产生较大的影响，并进一步影响后序工段的生产和产品质量。好的澄清汁有利于产生质量好的糖浆，有利于煮糖和生产低色值，低二氧化硫含量白砂糖。因此，加强澄清工艺管理，引入新技术、新材料，提高澄清效率，是实现新国标要求，全产一级白砂糖的关键。

根据本榨季生产调查发现的问题，下面提出一些较为有效的管理措施和新技术、新材料，供糖厂的生产管理部门和技术人员参考。

一、澄清工艺管理应贯彻“稳、准、快，”三字方针。稳指的是工艺过程要稳定，水电汽要稳定、榨量要稳定、加灰加磷要稳定、硫熏中和要稳定、加热温度要稳定，一切工艺控制过程都要稳定。准指的是工艺指标控制要准确，如硫熏强度、预灰及中和pH值、一、二次加热温度等工艺指标控制要准。快指的是泥汁沉降要快，分离要快，快才能减少色值的生成，获得良好的清汁。

二、增加对混合汁色值和浊度的分析测定，根据混合汁质量变化采取有效的应对措施。澄清工艺指标和澄清原材料的用量应随混合汁质量变化做出相应调整。通过几个榨季的努力，建立澄清原材料（如硫磺、磷酸、石灰乳、絮凝剂）的用量随混合汁质量变化的工作曲线，以便于指导生产。

三、加强对燃硫岗位的管理，健全岗位交接班制度。每班要有准确的硫磺消耗记录，根据硫磺消耗记录和混合汁重量可以算出该班的平均硫熏强度是否达到工艺要求。燃硫岗位操作工应提供稳定的燃硫效果和硫熏强度。澄清工段过去管理的注意力集中在中和岗位，这是片面的，燃硫岗位也是澄清工艺的核心，应抓紧管好。

四、适度预灰。如果磷酸是在一次加热前加入，则预灰pH值控制在高于混合汁pH值0.5-1.0为宜，即pH值为6.0-6.5。如果磷酸是在一次加热后加入，则最好不预灰。这样做可以减少因预灰加热引起的色值增加。

五、强化中和反应，稳定中和pH值。硫熏后中和反应是否完全彻底，关系到二次加热后中和汁是否产生滞后反应和获得良好清汁的关键。中和反应完全彻底是不会产生滞后反应，并能获得良好的清汁。许多糖厂中和反应或多或少存在一些问题，如滤、清汁pH值偏离中和pH值越远，则滞后反应越严重，滤、清汁质量越差。反之可以说明中和pH值控制不稳定，pH值控制失实。要使硫熏后中和反应完全彻底，应使用较低的石灰乳浓度，一般不超过8波美度，最好在6波美度为宜。有条件的糖厂可以在中和反应罐后增加电动搅拌或管道搅拌器以强化中和反应。亚硫酸法工艺中和pH值通常应控制在使清汁的pH值达到7.1-7.3时为宜，并保持稳定。

六、使用无滤布吸滤机的糖厂，滤汁回流往往造成清汁色值升高。因此，滤汁不应回流到混合汁中进行循环处理，而应采用平流式沉降器单独处理或单独进行上浮处理。在原料蔗质量不好的情况下，赤砂糖回溶也要慎重，应经过脱色处理再回煮甲糖。否则亦会造成白砂糖色值偏高。

七、近二、三年榨季中，广西农垦糖业集团黔江制糖有限公司、柳兴制糖有限公司、昌菱制糖有限公司及大新县雷平永鑫糖业有限公司开始使用广西南宁清茂絮凝剂有限公司生产的6528蔗汁澄清剂取代50%的磷酸，获得了良好的澄清效果。将6528蔗汁澄清剂与磷酸按1：1分别加入到混合汁中，对蔗比总用量为300ppm左右。在不改变原有工艺流程，不改变工艺指标前提下，泥汁沉降速度加快，滤泥带走糖份减少，清汁蒸发热稳定性提高，纯度降减少。白砂糖一级品率明显提高。不仅降低了原材料成本，而且经济效益显著。南宁统一糖业武鸣香山糖厂本榨季中总结了使用6528蔗汁澄清剂对白砂糖质量的效果。武鸣香山糖厂将6528蔗汁澄清剂与磷酸按1：1分别加入混合汁中，对蔗比总用量为400ppm左右，清汁pH值控制在7.2-7.4范围内，前后5天对比结果表明除滤、清汁司丹默色值指标高于未使用6528蔗汁澄清剂前外，其成品白砂糖的色值，含硫量，电导灰份均低于未使用6528蔗汁澄清剂前的指标。使用6528前，小于130IU色值白砂糖占69.27%，130-150IU色值白砂糖占31.17%，使用6528后，小于130IU色值白砂糖占90.13%，同比提高20.86%，130-150IU色值白砂糖占9.87%；含硫量在使用6528前，小于15mg/L白砂糖占50%，大于15mg/L白砂糖占50%，使用6528后，小于15mg/L白砂糖比例占82.86%，同比提高32.86%，大于15mg/L白砂糖占17.14%；电导灰份在使用6528前，小于0.06白砂糖占76.62%，大于0.06白砂糖占23.38%，使用6528后，小于0.06白砂糖占96.28%，同比提高19.66%，大于0.06白砂糖占3.72%。吸滤机在使用6528后，每班从使用前的10台降低到8台。这些数据说明，使用6528蔗汁澄清剂可以明显提高成品白砂糖质量，起到节能降耗，增加经济效益的目的。

除了上述澄清工艺管理措施外，还应加强煮糖工艺的管理。这方面也有很多论述可供参考，本文不再列举。只要认真去抓去管，在新的国家标准要求下，亚硫酸法糖厂要达到全产百分之百一级白砂糖仍然是可行的。