译稿:原糖的精炼技术一

原糖的精炼技术

翻译:吉建斌(尚鼎炉业科技(扬州)有限公司)

蔗糖精炼工艺流程


译稿:原糖的精炼技术(一)

原糖

原糖是(榨制糖汁经)蒸发和结晶加工后的产物,原糖的色值一般高于1500ICUMSA单位(国际委员会制订的糖产品统一分析方法:适用于糖业的色值检测标准方法。较高色值的糖产品颜色要比低色值糖颜色深一些)。原糖通常呈黑褐色,含有较多杂质成分、纯度较低,可采取散装方式将原糖在贮仓中储存较长时间。这种糖不能直接销售到市场上,必须经过进一步精制和提纯处理。通常是在专业的精炼糖厂对原糖进行融溶、精制、提纯加工来生产白糖产品和精糖产品,这些精制糖产品的生产不受季节限制。相当数量的原糖还被出口到了其他国家的精炼糖厂。

高折光度(High Pol)原糖

经过某些精制加工处理后,可将原糖转变成淡黄褐色的“高折光度”糖产品,其色值一般在1000到1500ICUMSA单位之间,这种糖产品可食用,可采取袋装包装形式。通常这种高折光度糖的售价要比白糖和精糖产品低,常用于向第三世界国家出口。

如下所述,随着原糖等级的不同,其ICUMSA色度值各不相同,其中VVHP原糖的色度约为500,而LP原糖色度则高达5000左右:

VVHP:是“Very very high pol(超高折光度)”的缩写,这种原糖的折光度大于99.5,色度低;

QLC:是“Queensland LowColour(昆士兰低色度)”的缩写,这种原糖的具有高折光度(约为99.5),是一种著名的、可滤性较好的原糖产品;

VHP:是“Very highpol(甚高折光度)”的缩写,这种原糖的折光度不低于99.3,色度为1350至2500ICUMSA。

HP:是“Highpol sugar(高折光度原糖)”的缩写,其折光度在98至99.3之间。

LP:是“Lowpol sugar(低折光度原糖)”的缩写,其折光度小于98。

红糖(黄糖)

红糖(黄糖)是精炼白糖与糖蜜浆经混合后再干燥处理后的糖产品,是一类带有糖蜜所独具的黄颜色的蔗糖类产品。可采用带有部分残留糖蜜成分的结晶糖做原料,或者不再对其进行精制(而直接干燥处理)、或者对其进行部分精制后制成“软质”红糖产品,也可以采取向精制白糖中添加一定量的糖蜜直接混合制成红糖产品。

红糖中的糖蜜成分含量一般从3.5%(呈浅褐色)到6.5%(呈深褐色)不等,由于糖蜜具有吸湿特性,故这类产品通常均呈“潮湿”状态,所以通常被标识为“软质”糖。可通过适当加工制成流动性更好一些的、适用于工业化处置要求的产品形式;在某些特定应用领域或特定工业产品要求下,还可以向红糖中添加某些颜料和/或其它的化学品成分。红糖产品的颗粒尺寸变化较大,但通常均小于颗粒白砂糖的粒度尺寸;当大型用户要求采用粉状糖产品时(例如糕点厂),可将红糖加工成晶粒尺寸约0.35mm的细粒状。

密洗操作

要想在最低投资、最小运行费用前提下获得提质后的糖产品,密洗操作是一个非常重要的步骤。将糖浆与原糖颗粒充分混合后制成所谓的“糖糊”,正如其名,这是一种非常粘稠的深褐色液体混合物,其流动状态与火山岩浆相似。应小心调整糖糊的温度和液态成分(糖浆)含量,原因是:

(1)糖浆加入过多时,会导致纯度相对较高的晶糖成分过度溶解(形不成“糊状”物);

(2)糖浆加入量过少,装置中形成的“涂层壳”无法被洗脱下来,液相也无法与晶粒固相相互分离;

(3)操作温度过低时,装置中形成的“涂层壳”无法“变软”而被洗脱下来,液相也无法与晶粒固相相互分离;

(4)操作温度过高,会额外形成新的色素化合物成分,糖的质量降低。

制备糖糊的典型工艺操作条件是:含水率控制在约10%、操作温度控制到70℃,操作适当时能够使固体晶粒糖正好溶解、此时获得的糖糊物固相物质含量约为50%,制好的糖糊应立即输送到下一道精炼工序进行加工。

对正常质量水平的原糖进行精炼的第一步是“密洗(Affination)”操作,在本工序中将涂覆在原糖颗粒表面上的包浆层进行洗脱,分两个操作步骤进行:首先,向原糖中加入密洗糖浆(一次糖水),在特制搅拌装置的低速搅拌下将混合浆加热到45℃,制成糖度约92ºbrix的密洗“糖糊”。

维持设定的处置时间和操作温度使糖浆“壳层”得以充分软化,为避免发生蔗糖的逆转反应,应向糖浆中添加适量石灰以维持反应体系的pH在7.2以上。加入的石灰质可在后继的离心分离工序得以分离脱除。

澄清/纯化处理

精制工艺描述

密洗过程中不能去除原糖中含有的不可溶性固体颗粒物(如甘蔗渣、砂子、胶体物等),密洗制得的糖液浊度较高,需在进入脱色工序前先进行澄清化处理。由于脱色装置中装填的是多孔性的炭吸附剂或离交树脂,(为防止堵塞床层空隙和脱色剂的孔隙结构),必须先去除糖液中的悬浮固体物质,这一点非常重要。

糖液中的细小悬浮颗粒物不仅会堵塞脱色剂的孔结构,降低其脱色能力,还会在后继的结晶工序进入糖的晶粒结构中(被封闭到晶粒之中),影响精制白砂糖的质量。

因此必须在进入脱色和结晶工序前,先将密洗糖液中的悬浮固体颗粒物全部予以去除。

可采取各种方法对糖液进行澄清化处理,较为常用的方法包括:

(1)采用硅藻土(原文“diathomaceasearths”,疑为“diatomaceous earths”之误。译者注)进行过滤;

(2)碳酸化(二氧化碳饱充);

(3)磷酸化。

第一种澄清化处理工艺是向密洗糖液中加入助滤剂,通常选用中级硅藻土(速流级,High FlowSupercel),加入量在0.3%至0.5%(以固体物计)之间。加助滤剂后的糖液采用滚筒型过滤器或板框式压滤机进行过滤,助滤剂在过滤操作中起到的作用是对滤机进行“预涂层”。

采用碳酸化处理和磷酸化处理过程中会分别产生碳酸钙或磷酸盐沉淀反应,在沉淀生成过程中会与某些高分子有机化合物及悬浮固体颗粒发生“共沉淀”作用,从而使这些杂质成分从糖液中分离出去。当沉淀物的表面上存在钙离子时,能吸着阴离子型色素化合物分子而使其从糖液中脱除;而磷酸化处理过程中通常需使用一类阴离子聚合物来脱除糖液中的色素类物质。

碳酸化处理

糖液精制加工的首个工序即定位于将造成糖液浊度的那些固体物脱除出去,且最好也能将部分色素类物质同时予以去除。众所周知的两种通用除浊工艺中,一种即为“碳酸化处理工艺”,通过碳酸盐的生成而使糖液中的细颗粒状白垩(chalk)物质成分“长大”,在这些小颗粒“长大”的过程中会附着许多非糖成分,然后通过过滤使附着了非糖成分的糖液得以澄清化、糖液中的灰质得以去除,完成了澄清化处理的糖液即可进入后继的脱色处理工序进一步精制加工。而另一种通用工艺称为“磷酸化处理工艺”,其化学反应机理与碳酸化处理工艺相似,只不过形成的是磷酸盐而不是碳酸盐罢了。

过滤处理

附着了糖液中杂质成分的碳酸盐类沉淀物通过一级和二级侧滤型压滤装置后从糖液中被去除,排出的液体则称为“澄清糖汁”。

过滤处理系统由以下几个单元操作装置组成:

(1)一级滤过:采用转鼓式过滤机;

(2)二级滤过:采用Sweetland滤机;

(3)抛光过滤:采用Sweetland滤机。

在精炼糖厂,澄清化处理工序后的糖液色度在600±100IU单位左右,糖汁中仍含有相当数量的色素类化合物成分。为了采用经典的“三沸腾技术系统(threeboilingsystem)”工艺来制取色度低于45IU单位的白砂糖产品,必须先将糖汁的色度降低到250IU单位以内,因此,须采取脱色工艺将澄清后的糖汁进行脱色处理,且脱色率必须达到60%以上。

为达到脱色目标,可采取以下几种技术工艺:

(1)采用炭吸附剂(骨炭、颗粒活性炭或粉状活性炭);

(2)氧化技术(臭氧、过氧化氢);

(3)采用还原反应(亚硫酸化处理;次硫酸钠还原工艺);

(4)分离提纯技术(纳滤;层析分离);

(5)离子交换技术(阴离子树脂;阴离子聚合体)。

骨炭(用动物骨骼制成)是最先被糖产业使用的脱色剂,最早是采用经过煅烧加工后的牛骨与糖汁混合的方法来实现脱色精制目的,发展至今,最常用的方法是将骨炭装填到贮槽中,糖汁以下向流方式通过填充有骨炭的脱色槽,完成一个脱色操作循环后,对骨炭进行洗涤,然后取出饱和炭,在550℃温度、控制空气加入量的条件下进行热再生处理(Riffer,1993)。

行香子辛弃疾

白露园蔬。碧水溪鱼。笑先生、网钓还锄。小窗高卧,风展残书。看北山移,盘谷序,辋川图。

白饭青刍。赤脚长须。客来时、酒尽重沽。听风听雨,吾爱吾庐。笑本无心,刚自瘦,此君疏。

行香子

云岫如簪。野涨挼蓝。向春阑、绿醒红酣。青裙缟袂,两两三三。把曲生禅。玉版句,一时参。

拄杖弯环。过眼嵌岩。岸轻乌、白发鬖鬖。他年来种,万桂千杉。听小绵蛮,新格磔,旧呢喃。

西江月

千丈悬崖削翠,一川落日熔金。白鸥来往本无心。选甚风波一任。

别浦鱼肥堪脍,前村酒美重斟。千年往事已沈沈。闲管兴亡则甚。

西江月

明月别枝惊鹊,清风半夜鸣蝉。稻花香里说丰年,听取蛙声一片。

七八个星天外,两三点雨山前。旧时茅店社林边,路转溪桥忽见。

西江月

宫粉压涂娇额,浓妆要压秋花。西真人醉忆仙家。飞佩丹霞羽化。

十里芬芳未足,一亭风露先加。杏腮桃脸费铅华。终惯秋蟾影下。

西江月

人道偏宜歌舞,天教只入丹青。喧天画鼓要他听。把着花枝不□。

何处娇魂瘦影,向来软语柔情。有时醉里唤卿卿。却被傍人笑问。

西江月

秀骨青松不老,新词玉佩相磨。灵槎准拟泛银河。剩摘天星几个。

奠枕楼东风月,驻春亭上笙歌。留君一醉意如何。金印明年斗大。

西江月

画栋新垂帘幕,华灯未放笙歌。一杯潋滟泛金波。先向太夫人贺。

富贵吾应自有,功名不用渠多。只将绿鬓抵羲娥。金印须教斗大。

西江月

且对东君痛饮,莫教华鬓空催。琼瑰千字已盈怀。消得津头一醉。

休唱阳关别去,只今凤诏归来。五云两两望三台。已觉精神聚会。

西江月

万事云烟忽过,一身蒲柳先衰。而今何事最相宜。宜醉宜游宜睡。

早趁催科了纳,更量出入收支。乃翁依旧管些儿,管竹管山管水。

西江月

风月亭危致爽,管弦声脆休催。主人只是旧时怀。锦瑟旁边须醉。

玉殿何须侬去,沙堤只要公来。看看红药又翻阶。趁取西湖春会。

西江月

贪数明朝重九,不知过了中秋。人生有得许多愁。惟有黄花如旧。

万象亭中殢酒,九江阁上扶头。城鸦唤我醉归休。细雨斜风时候。

西江月

醉里且贪欢笑,要愁那得工夫。近来始觉古人书。信着全无是处。

昨夜松边醉倒,问松我醉何如。只疑松动要来扶。以手推松曰去。

西江月

一柱中擎远碧,两峰旁倚高寒。横陈削就短长山。莫把一分增减。

我望云烟目断,人言风景天悭。被公诗笔尽追还。更上层楼一览。

西江月

堂上谋臣帷幄,边头猛将干戈。天时地利与人和。燕可伐与曰可。

此日楼台鼎鼐,他时剑履山河。都人齐和大风歌。管领群臣来贺。

  

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