糖蜜纯度控制的意义

csf123 · 发表于 2009-9-14 11:45:51

糖厂的糖浆经过几级煮糖以后排出的最终糖蜜，通称废蜜。它带走的蔗糖是糖厂中最大的蔗糖损失。因此，尽量降低废蜜含糖分和纯度是很重要的问题。废蜜中的蔗糖通常占糖浆中蔗糖量的7%～13%，主要决定于糖浆的纯度和废蜜的纯度，其理论值列于下表。因为废蜜纯度高必使废蜜产率增大，故糖分损失增加的幅度大于纯度升高的幅度。

废蜜纯度	28	30	32	34	36	38	40
糖浆纯度82	8.46	9.33	10.24	11.21	12.25	13.35	14.52
糖浆纯度84	7.33	8.08	8.88	9.72	10.61	11.56	12.58
糖浆纯度86	6.25	6.90	7.07	8.29	9.05	9.86	10.73

废蜜纯度主要决定于原料状况以及煮炼操作控制两大因素。首先，它取决于蔗糖的溶解度及溶解度系数，并且可以算出它的理论值。例如，丙糖膏卸糖时抽蜜为92折光锤度，温度72℃。由表11-1查出，该温度时蔗糖溶解度为，糖蜜含水分为8％(＝100－92)，其饱和溶液含糖量为8×3.35＝26.8%，若该糖液的溶解度系数为0.95，则含糖量应为26.8×0.95= 25.46％。废蜜纯度就是 25.46 / 92 =27.67%。但糖蜜是过饱和的，若过饱和度为1.15，则其含糖量为 25.46 × 1.15 = 29.28%，纯度为 29.28 / 92 = 31.82%。
根据这个计算可知，废蜜的纯度直接决定于糖蜜的温度和浓度（水分含量），以及溶解度系数与过饱和度。废蜜的温度越高、浓度越低，其纯度就越高。另一方面，废蜜的过饱和度有很大影响，过饱和度越高，纯度也越高。因此，煮丙糖一定要用较高的真空度以降低其温度，同时要煮到较高的浓度以尽量减少其中的水分。另一方面，丙糖膏的助晶也很重要，要降低糖膏温度以减低蔗糖溶解度，同时要使晶体尽可能吸收糖分，降低母液过饱和度。
糖液的溶解度系数也是很重要的因素。在实际生产中，物料中的还原糖和灰分对此有最大影响。还原糖多和灰分少，这个系数低，废蜜纯度也较低；相反时废蜜纯度必然较高。在一个榨季的不同时期，甘蔗的各种成分都发生变化，废蜜纯度亦随之而变。例如广东中山糖厂在80年代一个榨季不同月份的统计资料如下表，它清楚地反映了一个规律，废蜜的（还原糖∕灰分）比例越低，废蜜纯度越高。

月份	废蜜重力纯度	灰分 / ％	还原糖 / ％	有机非糖份 /％	还原糖 / 灰分
11	29.54	6.67	43.55	18.84	6.53
12	29.74	8.50	35.53	24.35	4.18
1	30.12	9.42	28.07	28.60	2.98
2	31.99	8.84	26.69	26.79	3.02
3	33.12	11.85	21.80	30.00	1.84
4	31.75	10.04	25.80	28.41	2.57
5	30.99	8.89	28.89	25.91	3.25

在甘蔗糖厂，碳酸法糖厂的废蜜纯度总是比亚硫酸法糖厂高几个百分点，一个重要原因是碱性澄清破坏了部分还原糖，以及除去了大部分造蜜能力低的镁盐。在甜菜糖厂，由于甜菜的还原糖量很低，糖蜜纯度都较高（如60左右）。
为有效地降低糖蜜的含糖分，应当掌握糖厂所处理物料的状况。广东多个糖厂在20世纪中期普遍测定低纯度糖液的溶解度系数，通常在0.85～0.96范围内，随糖液成分而变化。例如市头厂测出的在非糖份含量（g非糖份/g水）不同时的溶解度系数如下表。

非糖份∶水	0	0.5	1.0	1.5	2.0
溶解度系数	1.0	0.98	0.95	0.93	0.90

糖厂物料含灰分多会增加糖蜜的糖分损失，特别是钾钠盐的影响更大。西林教授提供的10多个甜菜糖厂废蜜样本的纯度与其中硫酸钾钠盐对非糖份的比例的关系如右图。

设备和操作的因素对糖蜜纯度有很大影响。煮糖罐的对流要良好，加热面积的比例要足够，最好装置机械搅拌来加强糖膏的对流，这样可以使晶体吸收良好，并达到较高的卸糖浓度，减少糖膏中的母液量。煮丙糖操作要求糖膏中的晶体状态良好，数量和尺寸适当，有较大的表面积来吸收母液中的糖份，晶体要做到“齐、细、硬”。煮糖过程要始终保持吸收良好，母液量不多，卸糖前再进行适当浓缩。糖膏助晶过程要控制好浓度和温度，要保持适当的母液过饱和度使晶体能吸收糖份长大，又要防止过饱和度过高产生伪晶。丙糖膏助晶时间要足够，助晶箱内应有良好的搅拌装置和通入冷水和热水调节温度的换热管，要将糖膏温度逐渐降低到适当的数值，在助晶结束前可根据需要稍为升高温度以利于分蜜。分蜜机宜用较高转速和较大直径者，它的离心力大，可以处理浓度和黏度较高的糖膏，减少在分蜜机中加水。不过，现在多数糖厂对助晶管理不够重视。
目前大部分糖厂废蜜纯度比较高，应当深入研究找出原因。首先要查清楚煮糖、助晶和分蜜的状况，煮丙糖膏卸糖时的母液纯度是多少？助晶后分蜜前的母液纯度又是多少？要取这些糖膏样本用小型离心机（转鼓式带筛网）分出糖蜜（或用真空抽吸），分析它们的纯度，算出煮糖阶段、助晶阶段和分蜜阶段的糖蜜纯度变化。目前有部分糖厂丙糖膏放糖时的母液纯度还相当高（糖分吸收不好），而助晶过程母液纯度降很少（助晶时间不足或管理不好），分蜜时糖蜜纯度上升（分蜜加水或筛网漏细晶体）。要检查这些糖膏的锤度是否偏低，煮糖真空度是否足够，温度是否偏高，母液和废蜜中是否有细晶体。再进一步，要分析这几个阶段的母液的折光锤度，根据其实际温度计算其过饱和度，检查糖蜜的过饱和度是否控制得适当，并最好测定该种糖液的溶解度系数。在充分掌握这些情况和数据以后，就能够明确地指出糖蜜纯度偏高的具体原因，和定出具体的措施来改进。
甘蔗糖厂的物料纯度有简纯度ap和重力纯度gp两种，在多数情况下只分析简纯度。不够要注意，在物料含还原糖较多的情况下，简纯度比重力纯度低得较多。