| 运用创新科技,提升甘蔗糖工业的水平与经济效益 | ||
| 提高白糖质量,消灭二级糖 | ![]() |
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| 生产更高质量和档次的白糖 | ||
| 降低能耗,大量节约蔗渣 | ||
| 开发新的高档产品――抗氧化剂 | ||
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今年1月,我国又一次召开了全国科学技术大会,公布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》。大会强调指出,我国已进入必须更多依靠科技进步和创新推动经济社会发展的历史阶段。我国的制糖工业是一个传统的老产业,如何依靠科技进步和创新来进行变革,引起了糖业界的很大重视。 本文根据我国甘蔗糖工业当前的实际情况和需要,选择4个重点题目进行深入的研讨。 我国新近执行的食糖质量标准,比原来的标准有较大提高。这是社会发展的必然趋势。纵观我国甘蔗糖厂的产品质量,不少糖厂仍有问题。即使按以前的质量标准,也有相当数量的糖厂的部分产品达不到一级标准,成为二级糖,而且比例较大(例如10~20%);如果用新标准控制,则二级糖的比例更高。这不但影响到企业的声誉,也造成巨大的经济损失。 糖厂应当更努力地提高产品质量。一方面要强化企业管理,原有工艺、设备、操作方面的缺点要尽快改进;另一方面要适当运用成熟可行的新技术,使白糖质量有较大幅度的提高。其实,如果认真重视和采取适当的措施,这些问题都是可以在短期内解决的。我们应当努力争取尽快消灭二级糖。 根据有关主管部门的检查,国内目前白糖质量的主要存在问题是二氧化硫残留量偏高和色值偏高。下面着重讨论这两个问题。 1、白糖残留二氧化硫问题 国内大部分甘蔗糖厂应用亚硫酸法,以二氧化硫为主要的澄清剂和脱色剂。白糖中残留微量二氧化硫是难以避免的。但是,只要不超过国家规定的标准,就不成问题。白糖残留二氧化硫超标的常见原因是糖厂在工艺、设备或管理方面有缺陷。主要是: 1、 糖浆硫熏量偏大。 2、澄清处理不好,或硫熏强度过高,使清汁残留二氧化硫偏高。 3、滤汁质量差,增加了入罐清汁的二氧化硫量。 4、蔗糖结晶质量不好,晶体的缺陷多,细晶粒多。 有问题的糖厂应当经常检查清汁、滤汁和硫熏前后的糖浆的残留二氧化硫量(用碘液滴定,分析清汁用10ml样本,糖浆用5ml样本,硫熏糖浆耗碘液不应超过4ml)。 一些糖厂由于糖浆硫熏器的尾管过长及硫气管道直径过大,造成糖浆硫熏过度。硫熏器抽吸力很强,硫气阀门打开一点点就已过量。其实,糖浆硫熏器的尾管长3~4米已足够,过长有害。这些糖厂应在原有硫气阀的旁边装较小的旁路管,用较小的阀门控制(将原有的阀门关死或封住),调节糖浆硫熏量适当。 清汁中残留二氧化硫偏高,是不少糖厂白糖二氧化硫高的重要原因。应当经常取澄清汁和滤清汁用碘液滴定,分析它们的二氧化硫含量。这也是衡量澄清效果是否良好的一个重要标志。国内的亚硫酸法糖厂,较好者10ml澄清汁耗碘液低于3ml,中等的为3~4ml,较差的超过4ml,个别厂在澄清不良时,此值会高于5ml。如果发现此值偏高,必须尽快找出原因。清汁残留二氧化硫多,最常见的原因是清汁ph偏低或波动大,使清汁中残留大量溶解性的亚硫酸氢钙。另一重要原因是二次加热温度偏低或波动大。 必须加强对澄清技术条件的控制,力求适当和稳定,这是亚硫酸法工艺的极重要环节。在蔗汁质量良好(甘蔗新鲜,纯度较高,还原糖较少)的情况下,应当用偏高的清汁ph值,例如7.2~7.3,绝不要出现7.0以下。同时要尽可能稳定。有些糖厂的设备不完善,管理不严格,操作不认真,或者石灰乳质量不好,清汁ph值波动大,影响到清汁质量差、蒸发罐积垢多和煮糖困难。二次加热的温度不可低于100℃。有些糖厂的二次加热温度波动大,主要由于蔗汁流量波动大、蒸汽(汁汽)压力波动大、或汽凝水排除不良(包括一次和二次加热)。这些问题都应当尽快解决。 糖厂的硫熏强度过高有多种副作用。由于传统亚硫酸法工艺不完善,提高澄清效果主要靠高硫高磷,造成了很多糖厂的硫黄和磷酸用量不断增加。这种情况应当改变。近年研究成功的新型高效清净剂,可以部分取代二氧化硫或磷酸,在不改变原有流程和设备、及在成本基本相同(或增加很少)的情况下,得到质量更高的清汁,有效地提高白糖质量。这是一种简单易行和有效的改进方法。 滤汁质量不好(特别是无滤布吸滤机)对总的澄清效果有相当大的不良影响。生产实践证明,将滤汁进行适当处理达到清晰的要求,进入蒸发罐而不回流,可以有效地提高白糖质量,显著降低残留二氧化硫量(后述)。 在蔗糖结晶生长过程中,晶体会将少量母液包藏在晶体内、亚硫酸钙沉淀微粒也会混杂在晶体之间。在白糖晶体表面有缺陷和微细晶体较多时,这些情况比较严重,也导致产品残留二氧化硫和色值增加。 2、白糖色值问题 白糖色值受到很多因素的复杂影响。作为生产企业,最重要的是要努力提高甘蔗原料的质量:提高新鲜度、减少蔗梢等各种夹杂物,推广高糖高纯度的优良甘蔗品种;在厂内则是强化管理,努力使澄清工艺稳定,煮炼操作良好。 澄清工艺方面的要点已如前述。如果还需要进一步降低白糖色值,可以在澄清过程中加入少量的聚铝型高效清净剂。多次实验说明,在相同的澄清技术条件下,加入0.1%的tr高效清净剂,可将清汁色值降低(比不加者)约30%。它的成本对每吨蔗约为3元。可以将它加入到中和汁中,其他不变。 糖浆磷浮处理可以提高糖浆质量,大幅度降低白糖的浊度和不溶物。但传统的磷浮法对糖浆色值和白糖色值降低不多(10~15%)。如果加入少量高效清净剂如0.1%,则脱色效果可再提高约20%。 糖浆磷浮处理在国内已经有20多年的成功经验。在广东,通过岗位培训提高人员素质,可以用人工操作,设备费用并不大(30~40万元)。但广西、云南一些糖厂参考国外技术,配备较多的自控设备,费用相当高(100~200万元,从国外引进的更高),管理维护也比较复杂,影响了它们的推广。近年,我们进一步改进了主要的技术环节――采用新型的平流式浮清器和新的高效充气方法,使它的稳定性更高,管理更容易,不用自控装置也能良好运行,便于推广使用。 蔗糖结晶生长过程中,晶体会将少量母液包藏在晶体内、亚硫酸钙沉淀微粒也会混杂在晶体之间。在白糖晶体表面有缺陷和微细晶体较多时,这些情况比较严重,也导致产品残留二氧化硫和色值增加。 吸滤机滤汁的质量对产品质量有极大影响。即使是有滤布的吸滤机,滤汁质量也明显低于沉淀池清汁,无滤布吸滤机的滤汁质量更差。大量的实践经验证明,用适当的方法处理滤汁提高其质量,对改善白糖质量有很大作用。 我们近年研究成功的新方法,是将滤汁升温到约90℃,加入微量的絮凝剂,混匀后进入平流式快速沉降器沉淀,除去其中的大量杂质,得到清亮透明而颜色较浅的清汁,与大沉淀池清汁混合进入蒸发罐。不用回流再澄清(如果要求进一步降低色值或提高纯度,可在此处理中加入少量如0.03%高效清净剂)。 广西大新雷平糖业公司应用这个方法已经两个榨季,经过多次改进,这项技术已经很成熟,效果良好。在05~06年榨季,该厂白糖色值多数在130iu左右,二氧化硫只约10mg/kg,蔗汁硫熏强度13~15,二次硫熏经常不开,很少出二级糖。该榨季的日榨量超过9000吨,只用一个450立方米的沉淀池,生产也很正常顺利。无滤布吸滤机的滤汁经处理后,质量良好,进入蒸发。 这个工艺应用的平流式快速沉降器是一种新型设备,是我国的专利技术。它的工作原理和传统的沉淀池不同,物料在器内水平流动,很平静,沉淀物能够迅速地沉降,不受干扰。沉降时间只需15~20分钟。雷平原用的设备直径5米,容积33立方米,每小时处理滤汁70~80吨。为适应该厂扩大生产的需要,现重制一台直径7米的沉降器,要能够处理日榨13000吨甘蔗的全部吸滤汁(原有的5米沉降器转用于处理二次加热汁)。同时,金光、来宾2和广东丰收等糖业公司亦决定应用,正在制作设备。 平流式快速沉降器的基本结构如右图。 沉降器的主体部分为圆筒形,底部为圆锥形。在圆筒形的主体内,装有4件垂直设置并互相平行的导流挡板,将器体的圆筒形部分分隔成为两侧各三格的互相平行的结构。蔗汁先进入左面的入汁絮凝箱,散去气泡和使沉淀物絮凝良好,再流入沉降器。蔗汁沿着挡板水平流动,在靠近器体外边缘处向两侧转折,流到另一侧末端后又转折,再流向两侧排出。蔗汁在器内的流动过程很长,约为器体直径的一倍(10~15米)。因为蔗汁均匀散布在很大的面积上,流动速度很低。这样,加入絮凝剂后形成的粗大絮凝沉淀物,能够以较高的速度自然沉降到器体下部。得到的清汁从器体的两侧流出。 沉降器底部圆锥体内装有低速旋转的拨桨。基于国内外糖厂应用连续沉淀器一百多年的经验教训,在泥汁区装设这种拨桨,可以促进沉淀物浓集,缩小泥汁体积,改善泥汁过滤,并消除泥汁区的死角,防止泥汁变质(糖厂曾用过几种没有拨桨排泥的连续沉淀池都被淘汰)。本设备的泥汁浓度很高,含泥量达到6~8%。 在平流式沉降器中,液体水平流动,不会干扰沉淀物的沉降过程。而传统型式的沉淀池,都是在下部入料再向上流,汁液流动直接干扰和妨碍了沉淀物的沉降。此外,在平流式沉降器中,物料水平流动距离很长,它们顺着一定的通道向前流动,顺序前进,物料条件(如温度、密度等)稍有变化也不会产生强烈的对流,不会因此而反底。而在传统的沉淀器中,新入的物料和原有的物料接触面积很大,在入料条件变化时,大容积中的物料会产生明显的对流以至反底。 |
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