|
制糖科技创新，路在何方？ |
 |
|
|
“科学技术是第一生产力”。放眼国内外，新的科技方法不断涌现，极大地提高了各行各业的生产力，世界的面貌也因此而发生了巨大的变化，日新月异。一切事物都证明了这个论断是无比正确的。 回顾我们所从事和热爱的“甜蜜的事业”――制糖行业，情况却难令人满意。尽管近年来甘蔗的单产和糖份都有一定的提高（其中包含了科技研究的成果），但在工业方面，糖产品的品种和生产工艺基本上还是几十年甚至100年前的模样，主要的设备虽然大了很多，但多数设备的型式变化不大。我们不能不承认，即使与国内的其他工业相比，制糖工业的科技进步实在太慢了，甚至可能是倒数第一。我们这些多年从事制糖科技工作的人，不能不感到难堪。 平心而论，新中国成立以来的50多年，国内制糖行业的多个部门和为数众多的科技工作者也做了非常大量的工作，付出了巨大的心血和智慧，搞过的新科技项目有数百个。但很遗憾，现在能够实际应用的新科技项目相当少。多数项目的研究开发已经停下来，甚至以前花了大量精力研究的课题的有关资料和经验与教训等，也逐渐“失传”。对很多技术问题的认识又重新回到了几十年前的起点。这些情况实在令人感慨（原因非常复杂，此处不拟讨论）。 近几年，我国制糖工业的体制发生了巨大的变革，已经走出了90年代的两次低谷，重新走上兴旺发展的道路。不少有识之士已经在思考：怎样发挥“第一生产力”的作用，使我国的糖业发展得更好，大幅度提高经济效益和社会效益，真正实现“可持续发展”，走新型工业化的道路？ 综合分析过去50多年的经验与教训，作者认为：我国制糖科技的发展必须走自主创新的路，国外的经验要学习，吸取其中有益的内容，但不能全盘照搬。必须结合我国的国情和各种具体的实际情况和条件，选准自己的发展道路；要根据甘蔗及其中各种成分的特点和性质、增加产品品种和提高生产效率的需要，制订研究开发的课题。在主管部门和重点制糖企业的支持帮助下，认真组织科技力量进行攻关。要改变过去选题抓不住关键、力量分散、各自为政的现象。机遇难逢，时不待人。我们不应该再次错过了。 希望本文能够起到“抛砖引玉”的作用，引起有关人士的重视和研讨、共勉。 |
|
我国食糖产品品种相当少，几十年来的主流产品是白糖和赤糖，还有少量的片糖、冰片糖、冰糖、红糖粉，和精糖、方糖等。精糖和方糖是高品质糖，国内有相当的生产能力，但因销路不大，产量不多。除了白糖以外的其他产品也有类似情况。 作为主流产品的白砂糖，国内的质量标准在过去几十年有了一定的提高。但它终究还是属于国际上的b级产品，比a级产品（主要是欧美国家用甜菜生产的白糖）还有相当大的差距。例如色值，a级的标准是低于60iu，而b级标准是低于150iu。人们常说，我国加入wto后，产品质量要向国际标准看齐。如果要使我们的白糖质量达到60iu，按目前的生产技术，只能把白糖溶掉再重新结晶，但这就要大幅度增加生产成本，增大能源消耗，这是不符合我国产业政策的，是行不通的。重结晶生产精糖在技术上并不困难，国内从70年代开始已经有小规模的生产。但因为成本和能耗的关系，不可能大规模实行。 事实上，国外用两步法生产精糖已经有100多年的历史（这有多种历史和国际经济体制方面的原因），但由于成本和能耗的关系，他们也感到需要变革，正在大力研究用一步法直接生产高质量白糖的技术，预计在10年左右逐渐取代两步法。 因此，我国糖业界要生产高质量的糖，正确的路线是在原有的一步法生产的基础上采取新的重大措施，大幅度提高糖的质量，而不是走高成本、高能耗的两步法的路。前一条路在国际上也是创新性的，无疑在技术上有较大的难度。但可幸的是，我国的部分专家已经认准了这条路，从几年前开始就已进行了大量的研究工作，有了相当大的进展。现在我们已经完全有把握在原有的亚硫酸法糖厂中，通过少量的改造，大量生产色值低于100iu的白糖，并在3年左右达到国际a级糖的质量标准。 这个新工艺的基本过程是：蔗汁先用低温磷浮法处理，除去其中绝大部分蔗糠、蔗蜡、淀粉和大量的其他有机胶体物质，得到基本清亮的蔗汁，然后返回原有的生产流程，结合使用高效脱色剂，用高效沉降器分离，得到低色值的蔗汁，再加活性炭和经过超滤（或纳滤），得到很淡色和非常清澈的糖汁，蒸发浓缩后就可以煮制达到国际a级标准的白糖。如果将糖浆再通过离子交换树脂彻底脱色，就可能生产精糖。 这个新工艺的前一段，即低温磷浮法，已经在广西南宁和东门两个大型糖厂在生产上运行过较长时间（规模约5000吨/日），达到预期效果，重要的技术问题已经解决。它的第二段，也已经进行了大量的实验室研究工作，效果良好，可以扩大到连续性生产试验了。后面的困难和风险已经不大。只要抓得紧，我们完全有可能在这一历史性的制糖工艺改革中走在世界前面。 在这个基础上，可以制造高品质的有色糖（国外这类糖的价格接近精糖）。市场是需要有色糖的，关键在于要有高档的质量。有了上述的工艺基础，这点是不难的。 另一方面，在原有工艺流程基础上进行局部改进的项目是不少的，如：吸滤机滤汁的清净处理，沉淀池清汁的脱色处理，都已经相当成熟，能够大幅度提高蔗汁质量和白糖质量。糖浆磷浮清净结合高效脱色剂，也有良好的效果；赤砂糖回溶糖浆的处理也有了新的途径。以上这些项目都是既可以提高产品质量，也可以提高收回率的，成本和费用都不高。下榨季将在生产上应用，继续完善和提高。 |
|
我国糖厂的设备，近几年在大型化方面有了很大进步，但在设备结构型式方面的进步仍相当慢。我们应当力争在几年内在如下几个方面取得重很大进展。 平流式快速沉降器在今年初已在广西雷平和云南的两个糖厂使用，最近再作改进，下榨季就可达到成熟和完善的程度。运行稳定，清汁清澈透亮，蔗汁在沉降器内经过的时间缩短到20～30分钟。这种沉降器可以用于处理各种蔗汁和废水，它彻底改变了老式沉淀池粗大笨重、停留时间很长而且工作不稳定的状况。 新的平流式快速浮清器已完成新的设计，可用于蔗汁和糖浆的磷浮处理，效率比传统的上浮器提高1～2倍。 更重大的研究课题是用螺旋压干机代替传统的甘蔗压榨机。上世纪在国内外都进行了相当规模的研究，但碰到不少困难。近年来由于相关的理论更成熟，而且有新的高强度材料和新的技术方法，很有助于解决这些难题，使这个项目有可能在几年内研究成功，达到高榨量、高抽出、低能耗、低费用（设备价格）的目标。它的意义十分重大，甘蔗压榨提汁过程与设备的整体面貌将变得完全不同，焕然一新。 |
|
甘蔗中含有多种宝贵的成分，但现在只是很粗放地使用。制糖以外的副产品，主要用作燃料，造纸、制纤维板和造酒精，经济价值不高。甘蔗中多种价值高的资源都未有利用，开发利用的潜力很大。但因它们的含量不高，提取和纯化在技术上比较困难。我们应当深入地了解甘蔗中的各种高价值成分，它们的含量、性质和可能采用的提取纯化方法，探索开发利用的途径。近年来相关的高新科技迅速发展，为我们解决这些技术难题提供了多种可能的方法和有力的支持。 当前，很有研究和经济价值、并且相当现实的开发课题是提取甘蔗中的抗氧化剂，美国等已在几年前开始进行研究。抗氧化剂是一类很重要的物质。近年的大量医学研究说明，人体的多种疾病和过早衰老，是由于身体内过多的氧自由基(游离基)将正常细胞氧化破坏造成。抗氧化剂能够消除这些氧自由基，阻缓氧化反应，因而有良好的保健、防衰老和减少疾病的作用。维生素c和维生素e都属于抗氧化剂。茶叶和某些植物中所含的多元酚类物质如儿茶素等黄酮类(茶多酚类)物质，也是高度活性的抗氧化剂。喝茶有益于健康，就是由于它含有丰富的这类物质。 近年来，国内外对天然抗氧化剂的研究和开发十分重视，已有很多研究成果。人们主要研究从茶叶、中草药、水果、蔬菜等物质中提取天然抗氧化剂。但因为这些原料在提取抗氧化剂后难以再用，因而成本相当高。 甘蔗中也含有较多的黄酮类抗氧化剂，它们在甘蔗压榨时大部分进入蔗汁中。从蔗汁中提取抗氧化剂是比较方便的，而且蔗汁在提取抗氧化剂后可以返回原有制糖工艺流程收回蔗糖，损失很少。甘蔗的产量很大，原料十分充足，从蔗汁中提取抗氧化剂的工艺比用其他原料简单，生产成本会比较低。因此，这个项目研究成功以后能够大量生产，成为未来的抗氧化剂的主流产品，它提供的抗氧化剂总量将会大大超过用茶叶、蔬菜和中草药为原料的制品。另一方面，随着社会进步和生活水平提高，人们越来越重视防病、保健和长寿，高效而价格不高的抗氧化剂将会有越来越广阔的市场。可以说，这个项目的发展前景、社会效益和经济效益都是难以估量的。 甘蔗中还含有一种价值很高的物质－28烷醇，它目前的市场价格为每公斤数千元，还有磷脂、甾醇、叶绿素和多种氨基酸等。此外，用蔗糖制造高值产品如黄原胶、蔗糖多脂，用酵母制造各种生化药品、高级调味品等。这些方面都很值得关注。
举世瞩目的神州六号胜利上天和返航，全国人们欢欣鼓舞。我们要学习航天事业的英雄们的大无畏精神和严谨、科学的工作态度，努力实现我国制糖科技事业的跨越式进步！
2005年10月22日
|
