怎样减少蔗糖的转化损失?

 

 

蔗糖在生产过程中的转化是糖厂的一种重要损失, 要尽量避免或减少。

蔗糖的分子式为c12h22o11,是一种双糖,是葡萄糖和果糖的脱水缩合物,其化学结构式为:

                  

                          葡萄糖残基            果糖残基

蔗糖在酸或酶的作用下,水解生成葡萄糖和果糖,即上述分子式在中间处断裂成两段。反应式为:

c12h22o11 + h2o → c6h12o6 + c6h12o6 

这种变化常称为蔗糖的转化(此称呼更常用)。蔗糖水解生成的葡萄糖和果糖合称为转化糖。

蔗糖的转化减少了它的产量,降低了蔗糖的收回率。这是制糖生产中一种很重要的蔗糖损失,应当尽量避免或减少。为此,需要深入了解蔗糖转化速度和有关因素的影响。这是制糖工艺的首要问题。

蔗糖水解反应的速度与溶液中氢离子浓度成正比例。在溶液ph每下降1.0时,溶液的氢离子浓度增加10倍,转化速度也增加为 10倍。因此,ph值是影响蔗糖转化速度的最重要因素。

这种情况是由于:蔗糖分子中的葡萄糖残基与果糖残基是通过氧原子连结起来的,它可以和溶液中带正电的氢离子h+(或h3o+)结合,进而使氧原子连接的两部分分离,蔗糖分子就断开成两部分,再和oh结合就形成葡萄糖分子和果糖分子。因此,这个反应的速度与溶液中的氢离子的活度(浓度)成正比。

另一方面,温度对蔗糖转化速度也有很大的影响。温度每升高10℃,转化的速度约增加3倍(许多化学反应和此类似相似)。在几种不同的ph及温度下,蔗糖每小时转化的百分率(对溶液中原有的蔗糖)如下表。

ph 4.6 5.0  5.4 5.8  6.2 6.6  7.0
50 0.025 0.010 0.004 0.0016 0.0006 0.00025 0.0001
60 0.088 0.035 0.014 0.0056 0.0022 0.00088 0.00035
70 0.26 0.11 0.044 0.018 0.007 0.0026 0.0011
80 0.83 0.33 0.13 0.052 0.021 0.0083 0.0033
90 2.22 0.89 0.35 0.14 0.056 0.022  0.0089
100 5.32 2.12 0.55 0.22 0.088 0.035 0.014
110 - 5.39 0.84 0.34 0.13 0.053 0.021
120 - - 2.15 0.86 0.34 0.14 0.054

蔗糖在低ph和高温下转化得很快。为减少这种损失,在生产上必须避免糖液ph过低,特别是在温度较高的情况下,并且要尽量缩短糖液所经过的时间。通常,澄清过程中的ph值不应低于7.0, 糖浆的ph值不应低于6.0。在ph7或以上,如果温度不超过100℃,蔗糖转化的速度一般不大,但在超过120℃时也不可忽视。

有些糖厂习惯将糖浆硫熏到低ph(如5.5),这会造成很大的的转化损失,明显降低煮炼收回率。

糖液中存在其他物质亦影响蔗糖水解速度。无机盐如钠、钙、镁的氯化物都会加速蔗糖水解(多价阳离子和重金属离子的这种作用更强)。因此, 低纯度物料中的蔗糖转化速度常较快

另一方面,许多种微生物分泌出的转化酶,会大大加速蔗糖的转化。不新鲜的甘蔗以及糖厂的卫生死角(设备容器的死角和环境不清洁的地方)常有微生物繁殖,由此引起的蔗糖转化相当严重。而且,各种微生物还产生多种复杂的作用,将蔗糖和转化糖变成酒精、醋酸、乳酸、葡聚糖等各种非糖份,它们对制糖生产都极为有害。因此必须搞好糖厂的清洁杀菌工作。压榨车间的稀蔗汁, 常含有较多的细菌, 该车间的压榨机底部和蔗汁槽、曲筛底等位置,常积聚细菌繁殖,都应加强清洁