1、基本情况

养晶就是将蔗糖晶体养大。通过适当控制入料和蒸汽，控制糖液的过饱和度在适当的范围内并保持稳定，使浓缩时新析出的蔗糖量与沉积在原有晶体表面上的蔗糖量平衡，使晶体较快地长大而又不生成新的晶体。

煮糖养晶过程的关键是控制适当的母液过饱和度，这是通过控制入料和入水、进汽、以及保持适当的真空度和良好的对流来实现的。具体操作方式大体上有连续入料和间歇入料两种。前一种方式是将煮糖所用的物料连续地抽入煮糖罐内，控制新进入的水分和蒸发的水分基本平衡，因而母液浓度相对较稳定（逐渐稳定地升高），过饱和度变动范围较少。这种操作比较平稳，较易掌握。间歇入料则是将煮糖所用的物料分几次在较短的时间抽入罐内，每次入料后母液浓度较低，然后随着水分的蒸发而浓度升高，当浓度高到相当程度时再次入料……，这样母液浓度的波动范围较大，过饱和度的波动幅度也明显大于连续入料。这种操作难度较大，但如果掌握得好，在降低浓度时可以将糖膏冲散，让新鲜的糖液替换晶体表面上的旧糖蜜膜，可以加快晶体的吸收，而随后提高浓度也有利于使晶体较快长大。而且，控制适当的稀－浓条件可以使蔗糖晶体变得较薄和有较大的平面，煮成比较好看的“瓦片砂”。至于控制浓度的高低范围，还有不同的经验和方法。

养晶过程要特别注意防止产生伪晶和粘晶。

伪晶是指新生成的很微细的晶体。它也是蔗糖晶体，但由于有害无益，通常要把它们溶掉，故称为伪晶。它是在较高的过饱和度下（达到起晶区）析出的。在糖液浓缩速度较快时，如果新析出的蔗糖分子未来得及沉积在已有的晶体表面上，就会出现过高的过饱和度而产生新晶。由于这些晶体比原有晶体细小得多，很难将它养大成为正常大小的晶体，这些细晶体会穿过分蜜机的筛网而增大糖份损失，或将筛网的孔隙堵塞而妨碍分蜜进行。

伪晶常在糖膏母液量过多时生成，因为此时晶体之间的距离较大，母液中过量的糖份未能接触到原有的晶体，就可能析出伪晶。因此煮糖过程要尽量减少母液的体积，使糖膏比较“紧结”。母液纯度对此有重要影响，高纯度糖液较易析出伪晶，低纯度糖液则较少。此外，如果煮糖罐对流不好，罐内不同位置的温度有较大差别，以及真空度和汽压发生波动，都有可能产生伪晶。如果煮糖罐漏真空或漏入冷水，产生刺激作用亦生成伪晶。

不论在煮糖过程的那一个阶段生成伪晶，都会造成很大的麻烦。如果处理不当，则整罐糖膏的质量受到影响。因此要认真防止产生伪晶。主要的预防措施是：

(1) 密切注意糖膏的动态，有预见性地判断产生伪晶的可能性，及时采取预防措施。

(2) 入料量要时刻与晶体吸收糖份平衡，使晶体经常处于吸收良好的状态，晶体与母液保持合理的容积比例，不可让母液过多。

(3) 伪晶出现前，在玻璃板上可看到母液变厚，此时要及时加大入料或入水将糖膏放稀，随后再逐步收浓或煮水，使母液糖份逐渐减少到正常情况。

糖膏出现伪晶后要及时处理。伪晶刚生成时晶粒很细，溶解度较高。入水降低母液浓度到饱和点以下，伪晶就很快溶去。用水处理伪晶要恰如其分，要及时止水。要避免将部分大晶体溶解而大量增加母液的糖份，增加产生粘晶和团晶的危险。这种操作亦称为“洗砂”，它常会溶去大晶体的棱角以至伤害晶体的平面，使晶体变弱、变“软”。洗砂次数多或洗得过度会使产品色泽变深。因为它会使大晶体的表面形成很多微细的坑纹（参阅图5-6,5-7），其中充满着母液，当洗晶后重新浓缩时，如果浓度升高较快，蔗糖分子迅速把这些坑纹填平，就将母液包裹在晶体内部。在煮制高纯度糖膏时结晶速度快，较易出现这种情况。因此，洗晶后再浓缩时，浓度应平稳地升高，不可过快。如果糖膏已达到较高液位，出现伪晶更难处理。因为此时糖膏对流循环较弱，处理不当会使糖膏过稀，甚至引起跑糖。处理伪晶还延长了煮糖时间和增加用汽量。故必须认真防止生成伪晶。

粘晶亦称聚晶(aggregate)，是由两个或更多的晶体因偶然定向（过分拥挤所致）而粘结在一起长大，大部分聚晶是凌乱无序的。有时会出现由两个大小相同的晶体沿同一轴线粘结形成的并晶，或由几个晶体成星形粘结形成的“梅花晶”。如果大量的晶体堆积在一起成为堆晶或团晶，就可能使产品不合格。因为聚晶的晶体之间粘藏着糖蜜而互相紧贴，增加了晶体中的杂质而降低其质量。形成聚晶减少了晶体总表面积，使结晶速度降低。聚晶通常产生在晶体较幼弱、母液黏性大和对流不良的情况下，例如生产上的如下状况：

(1) 起晶后进汽量减少，或真空骤降引起对流减慢甚至停顿，造成晶核之间互相粘结。

(2) 起晶底料纯度高，起晶时产生粘晶的可能性增大。

(3) 入罐的物料（或水）的温度过低，糖膏局部降温而黏度增大，使晶体互相粘结。

(4) 洗砂过度，在晶体表面上附着高浓度和高纯度的糖液，如对流不好就形成粘晶。

(5) 在晶核起晶时，所用的糖粉如带有粘晶，以后的晶体也有粘晶。

粘晶是很难处理的。因晶面间粘结牢固，很难使它们散开，尤其是煮糖初期形成的粘晶。如果起晶后粘晶严重，就要全部溶去重新起晶。故必须以预防为主：罐内糖膏要经常保持良好的对流，蒸汽压力和真空度要保持稳定，入料和入水温度要适当，要尽量减少洗砂，更不可洗砂过度。乙丙糖膏起晶的底料纯度不宜偏高，一般控制65～72之间。注意检查所用的糖粉糊，不可有粘晶。

2、养晶过程的控制  

过去煮糖都是凭经验控制，煮糖师用采样器抽出煮糖罐内的糖膏样本放在玻璃板上观察和用手摸感触，判断蔗糖晶体的相对数量、疏密程度、生长情况以及糖膏母液的浓度、黏度和吸收状况等，并从煮糖罐视镜观察糖膏的对流情况和液位，以及根据真空度、蒸汽压力等情况，决定每一步的操作。这种方法较难掌握，难以达到最佳效果和实现科学管理。

多年来，糖业界大力研究用仪器来检测煮糖过程的状况和用计算机进行自动控制。最早研究应用的是电导仪，它依据的原理是一定成分的糖液的电导率决定于它的黏度，而糖液的黏度与它的浓度直接相关。浓糖液的浓度越高、黏度越大，电导率越低。例如一组不同纯度的糖液的电导率与浓度的关系如右图。纯糖液是不导电的，实际的糖液能够导电是由于其中含有各种带电的离子。高纯度糖液中的离子较少，电导率较低。因为不同糖液所含的离解性物质有较大差异，影响电导率不同。因此需要对不同地区和不同时期的情况分别进行测定，取得充足的数据为依据。

用电导仪控制煮糖，是先由经验丰富的煮糖师进行煮糖，用电导仪测出煮糖过程的电导率变化曲线，通过计算机控制煮糖过程的入料和蒸汽来控制糖液的浓度，并根据实际情况进行校正。经过多年不断的研究改进，煮糖电导仪在欧洲的许多糖厂中应用得相当成功。国内糖厂也进行过很多研究试验，广东和福建的一些糖厂也用得较好。丹麦dds公司于20世纪90年代为广东顺德糖厂提供的电脑控制煮糖设备，就用电导仪检测糖液浓度，用于煮丙糖和乙糖膏都有良好结果，结合使用机械搅拌器和电脑控制，煮丙糖所用时间缩短近一半，并显著减少用汽量。不过，如糖膏纯度高于95，就不适合用电导仪。

应用电导仪的一个难题是电极和糖膏接触，会逐渐形成积垢和被腐蚀，影响测定结果。澳大利亚研究将电极表面覆盖聚四氟乙烯（厚1mm），与糖液隔离。通入15～20mhz的高频电磁波来测定。其原理类似交流电能够通过电容器，但测定的不是电导值，而是介电系数。它同样与糖液浓度有关。以后改进发展成为测量糖液浓度的射频仪，用于控制煮糖过程。它的价格较低、使用安全、维护方便。广州甘蔗糖业研究所在90年代也进行了大量研究工作，使用10～15mhz的射频取得较好效果，在广东和海南的糖厂进行过多次试验。

另一类检测方式是测量糖液的黏度。在煮糖罐近底部处装入一个定速旋转的仪器部件，在罐外用直流电动机带动，电机电流的大小反映了旋转的阻力，它决定于罐内物料的黏度和晶体的相对数量。可据此通过电子计算机及相应的执行机构，控制煮糖过程的入料、入水和进汽。国外很多煮糖罐装有机械搅拌器，搅拌器的功率消耗直接决定于糖液的黏度和晶体的比例，因此亦可以根据搅拌器电机的电流，通过电子计算机及编制的程序控制煮糖过程。美国的糖厂多数用这种方法控制养晶过程。

广东陈仲湖在其推导的糖液过饱和度计算公式的基础上，设计了我国自行研制的煮糖自控系统。在煮糖罐装置精密的测量糖膏温度和罐内绝对压力的仪表和变送器，以及流量变送器、料位变送器等，将信号送到电子计算机，结合预先设置的纯度变化曲线，直接计算出糖膏母液的过饱和度。这种装置在20世纪90年代在广东紫坭、江门、城月等多个糖厂进行过较长时间的研究和使用，能够直接显示糖液的过饱和度。自控系统内预先设定了煮糖过程的参数（过饱和度、绝对压力和蒸汽流量）随料位高度的变化，通过执行机构控制入料阀、进汽阀和进水阀，实现了煮糖养晶过程的自动控制。在上述三个糖厂的多个煮糖罐应用了数年时间，煮出的糖膏质量良好：晶粒整齐均匀，糖蜜纯度低于原来的手工操作。但由于糖液成分和性质多变、以及各厂煮糖设备与操作有所不同，需要相应进行一些实际的检测和校正。这套方法是比较简单、实用而有效的，是我国独自开发和适合我国具体情况的新技术。

在20世纪80年代后，国外研究用γ射线检测糖液浓度。在煮糖罐外发射γ射线通过糖液，部分射线被吸收，吸收的比例与糖液浓度直接相关。剩余的射线在罐外用接受器测量，换算为糖液的浓度。这种方法已较普遍地用在欧美的甜菜糖厂，如德国的蔡斯糖厂用这种方法实现了煮糖过程的自动化，结晶工段每班只需一人管理。由于γ射线对人体有害，相关的仪器设备要有良好的防护措施。