糖廠的工藝流程是怎樣的?
1.提取果汁
我國糖廠從甘蔗中提取甘蔗汁的方法有三種,即壓榨法、滲出法和研磨壓榨法。這三種方法首先要破壞甘蔗含糖的組織細胞。然後分別通過多次壓榨、多級噴霧或擠壓提取糖汁。因此,各種方法使用的設備和工藝條件是不同的。
壓榨取汁是壹種長期而成熟的方法。使用的主要設備是三輥壓榨機。壓榨前切割甘蔗稱為甘蔗預處理。我國大中型糖廠通常配備兩到三臺甘蔗切割器,或甘蔗切割器和粉碎機。目前國內只有少數糖廠使用撕裂機壓榨甘蔗,但在國外較為普遍。
滲出法基本上是從甜菜的制糖方法或過程中引進的。實踐證明,甘蔗滲出法的優點不僅成本低、電耗低、操作安全、維護管理簡單,而且糖回收率高。因此,甘蔗汁提取向滲出法發展是必然的。
澄清
目的是通過除去非糖,提高糖汁的純度,降低其粘度和色值,為煮糖和結晶提供優質的原糖漿。糖廠使用的傳統澄清方法,簡單來說就是在糖汁中加入石灰作為澄清劑,使部分非糖沈澱、沈降、過濾得到清汁,最後送到蒸發站進行蒸煮,濃縮成糖漿。
澄清主要有三個過程,即加熱甘蔗汁、加入澄清劑和分離沈澱物。影響澄清的主要因素是蔗汁的pH值、加熱溫度和澄清時間。只有控制好這些因素,才能盡可能地保留蔗糖含量,盡可能地去除非糖含量,才能完成澄清任務。
糖廠的制糖方法壹般都是根據澄清法來命名的,澄清法是根據使用的主要澄清劑來命名的。目前世界各國采用的制糖方法或澄清方法有三種,即石灰法、亞硫酸法和碳酸法。在每壹類中,根據處理步驟和方法的不同,又分為不同的方法。比較常見的有以下幾種:壹、石灰法。其中又分為冷加灰法、熱加灰法、分階段加灰法。二、亞硫酸法。其中包括酸性亞硫酸鹽法、堿性亞硫酸鹽法、中性亞硫酸鹽法、磷酸亞硫酸鹽法、中間汁亞硫酸鹽法等。第三,碳化。又可分為單次碳酸化、二次碳酸化、多次碳酸化、中間汁碳酸化。
以上三種澄清方法中,基本都需要石灰乳和加熱處理,但石灰的加入量和加熱要根據pH值的要求來控制。此外,相對較新的方法,如離子交換法,在國外大多用於生產精制糖。其他如電滲析、超濾、離子排斥等也在不斷發展。
石灰法只能生產顏色較深的粗糖,亞硫酸鹽法可以生產白糖直接食用。雖然亞硫酸法生產的白糖在白度和出糖率上比碳酸法差,但由於亞硫酸法具有工藝流程短、設備少、澄清劑用量少等優點,仍在我國大、中、小型甘蔗糖廠廣泛使用。在國外,近十年來,隨著精制糖用量的增加,許多使用亞硫酸法的糖廠相繼改用石灰法對生產出來的粗糖進行復溶精制。然而,在廣大發展中國家,亞硫酸法仍然占據重要地位。用石灰和二氧化碳澄清甘蔗汁的方法叫做碳酸化。碳酸化法比亞硫酸法脫除更多的非糖物質,總回收率更高。成品糖純度較高,色值較低,可長期保存不變色。但碳酸法也有壹些缺點,如工藝流程復雜,機械設備較多;還要消耗大量的石灰和二氧化碳,所以生產成本較高。特別是在糖廠遠離石灰石產地的地區,碳酸化法的推廣受到壹定的限制。
蒸發
煮糖前必須用多效蒸發濃縮糖汁。糖汁蒸發時,蔗糖、還原糖等非糖在溫度、pH值、濃度的影響下會發生壹系列化學變化。例如:蔗糖轉化和結焦、還原糖分解、水垢形成等。,有必要研究這些化學變化的規律,以便更好地控制它們。
壹般來說,蒸發工段必須滿足制糖工藝和熱量利用的要求。首先,保證糖漿的濃度。第二,減少糖分損失。第三,減緩水垢的形成速度。第四,提高熱能利用率,減少熱能損失。
烹飪
從最終蒸發罐出來的粗糖漿經過二次硫磺熏蒸、去飽和、過濾,達到漂白和進壹步澄清的目的。經過二次硫磺熏蒸處理的糖漿,稱為清糖漿,壹般仍含有35%-45%的水分。需要進壹步濃縮蒸煮,直到有蔗糖晶體析出,晶體生長符合要求。這個操作過程叫做煮糖(或結晶)。煮沸的蔗糖晶體和糖溶液(母液)的混合物稱為糖糊。糖糊從糖罐中排出,進入助晶機,經過逐漸冷卻的過程,幫助晶體繼續生長,使蔗糖沈澱更加完全,稱為助晶。將結晶輔助的糖糊送入離心機,從母液中分離出晶粒,稱為蜂蜜分離。用熱風或其他方法除去白糖中的水分,使之達到要求,稱為幹燥。幹糖按大小用篩子分類,稱為篩分。篩選後合格的砂糖可以包裝成成品,分離出來的糖蜜可以作為下壹級糖糊的原料,稱為廢蜜,即連續熬到上壹級後的副產品。
煮糖、助晶、分蜜、烘幹、篩選、包裝等壹系列工序是糖廠生產的最後壹個工段,即煮工段。這個車間的好壞對產品質量和糖的回收率有很大的影響。
煮糖和助晶都是蔗糖的結晶過程。助晶是結晶過程的延續。熬煮結束時,特別是熬煮結束時,糖糊的晶體含量已經達到壹定程度,母液濃度高,純度低。所以糖糊很粘稠,結晶速度特別慢。普通的煮糖鍋已經無法順利完成結晶任務。需要將糖膏移入助晶機,通過盡可能多的吸收母液中的糖分來幫助晶體長大,從而完成結晶任務。
助晶原理:通過降低溫度來維持或提高母液的過飽和度,讓晶體有足夠的時間與母液接觸。
分割蜂蜜
蜂蜜分離是借助離心機快速旋轉產生的離心力把糖蜜甩出去,而蔗糖晶體因為篩子的阻擋留在篩籃裏。
幹燥
從離心機出來的白糖還是含有0.5%-2.0%的水分,需要幹燥冷卻後才能包裝儲存,否則會潮解、結塊、變質,糖分不會長久。
糖中的水分含量會影響糖在儲存過程中的質量變化。微生物不能在高濃度的糖溶液中繁殖。因此,砂糖顆粒表面殘留糖蜜液膜中非蔗糖含量(非旋光度)與水的比例將對砂糖的品質變化起決定性作用。也就是說,糖蜜液膜的高滲透壓會抑制微生物的生長。壹般來說,水與非蔗糖含量的比值稱為“安全系數”(SF)。
目前糖廠常用蒸汽洗滌的方法分離雜質糖。這樣離心機出料的白糖溫度在80℃左右,水分含量在0.5%左右。白糖從80℃冷卻到室溫時,利用自身釋放的熱量,使白糖中所含的遊離水分汽化,從而達到白糖所需的水分含量標準,並可省去空氣加熱設備和鼓風機設備。
如果采用免蒸洗分離蜂蜜,白糖溫度低(50-60℃),水分含量高(2%左右),在南方潮濕的氣候條件下,必須用熱風將糖烘幹,否則產品質量難以保證。利用冷空氣與熱砂糖的溫差進行自然冷卻,使濕砂糖的水分蒸發,直至砂糖的溫度和濕度與周圍空氣達到平衡。這種方法叫做自然幹燥。預熱空氣,用熱空氣作為幹燥介質來幹燥和除去糖中微量水分的方法稱為熱風幹燥。許多糖廠采用自然幹燥法,效果良好。缺點是幹燥時間長,離心分蜜必須用蒸汽洗滌,提高糖的溫度,降低糖的水分含量,否則會影響幹燥效率。熱風幹燥法由於幹燥時間短,可以縮短幹燥機的長度,成品白糖的水分含量容易控制,所以仍被壹些糖廠采用。
目前國外常用的幹燥冷卻機有三種:旋轉百葉窗式(又稱轉鼓式)、立式幹燥冷卻機和流化床幹燥冷卻機。
7.排查
幹燥機出來的砂糖含有大量的塊狀物和糖粉,顆粒大小不壹。為了保證產品質量,需要進行篩選和分級處理,同時在篩選過程中可以使糖充分冷卻,便於包裝和儲存。
糖廠常用的篩選機是機械振動篩選機,在機器表面裝有不同規格的篩網。各工廠的屏幕安裝方法各不相同。壹般前面的篩孔較小,後面逐漸增大。過小的砂糖和篩分得到的糖塊,工廠裏俗稱糖頭、糖尾,需要溶解,無法制成成品。
在國外,機械振動篩選機得到了改進。彈性搖臂不再是木條,而是彈簧圈,最新的是橡膠柱。這不僅結構簡單,便於安裝和維護,而且可以降低設備的高度。除了機械振動篩選機外,國外還使用電磁振動篩選機和旋轉篩選機。
8.包裝
過篩後的白糖從儲糖鬥排入糖袋,包裝。目前我國甘蔗糖廠生產的白糖是用塑料編織袋包裝的,粗、中、細白糖要分開包裝,每袋50公斤。在大型糖廠,包裝已經機械化、自動化,即在儲糖鬥下面安裝杠桿式自動稱重機。當糖袋超過50公斤時,會自動停止灌糖,然後由傳送帶將糖袋送到自動稱重機進行重量校正,再由機械自動縫紉機進行縫接,然後由傳送帶運送到倉庫儲存。
9.儲存;儲備
糖的儲存有壹定的工藝要求,否則儲存不當會發生潮解、結塊、酸敗或變色等事故,影響產品質量。
糖在儲存過程中結塊的主要原因是糖的水分含量過高(大於65438±0%),這往往是由於幹燥、包裝、倉庫的溫濕度控制不正常造成的。在幹燥過程中,沒有正常控制糖層的厚度,使糖的水分含量不均勻,包裝入庫後會造成糖的局部結塊。糖在未充分冷卻前包裝入庫,儲存後糖與倉庫溫差大,使糖吸收空氣中的水分而產生結塊。另外,如果糖包堆得太高,壓力大,也會造成結塊。酸敗的原因是由於水的存在和微生物的作用。黃糖這是因為漂白的糖被亞硫酸還原了。長期儲存後,糖會因空氣氧化而變色變黃。為了防止糖在儲存過程中變質,對糖倉地址的選擇和糖倉的建設要有壹定的要求,要有壹套儲存管理制度。