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煮糖操作的基本要素和经验
作者:霍汉镇 来源:本站原创 2005-10-29 17:34:57 收藏

    煮糖的主要任务是在煮糖罐内把糖浆(或糖蜜)浓缩到一定的过饱和度,析出符合要求的蔗糖结晶体和将晶体养大,煮成良好的糖膏;经过助晶和用离心机排除母液,获得质量良好的结晶砂糖。“怎样煮好一罐糖膏”,是煮糖工人应当熟悉掌握的题目。

    根据我们的体会,煮好一罐糖膏的关键性操作,是在煮炼糖膏的过程中控制好母液的过饱和度,使与糖份沉积的速度相平衡。由于现有的仪器尚不能直接指示出糖膏母液的过饱和度,煮糖操作在很大的程度上还要依靠操作者长期积累的操作经验。煮糖人员要根据原料的质量和变化,生产过程中设备和水、电、汽的供应情况,随时适应各种客观情况,进行相应的操作。

    下面谈谈煮好一罐糖的四个基本要素和十三条操作经验。

   (1)四个基本要素

     一、保持真空度、蒸汽压力、入料浓度和温度稳定

在煮炼过程中,真空度、蒸汽压力、入料浓度和温度这四个技术条件,自始至终都是相互联系、相互影响的。如果其中一个条件不稳定,则其他三个条件也随之变动。在整个煮炼过程中,控制好这四个条件,使之能够经常维持稳定.尽量防止其波动,是煮好一罐糖的最重要条件。

    真空不稳定必然引起蒸汽压力不稳定。如果罐内温度不时变动,温度突然升高时蔗糖溶解度增大,糖膏母液的过饱和度随着减低;又如温度突然降低,过饱和度就迅速增高,引起蔗糖析出过快,就可能产生粘晶或伪晶。如果蒸汽压力不稳定,水分的蒸发速度就改变,煮炼过程中入料速度的配合就被扰乱。如果入料浓度不稳定,过饱和度难控制,糖膏母液过稀或过浓,会伤害晶体,造成断晶的危险。又如果入料温度不稳定,过低会产生粘晶和伪晶,过高则由于瞬间自蒸发,引起罐内糖膏与罐壁撞击,糖液往上剧烈跳动,导致晶体破裂,并有走糖的危险。糖膏对流不良,或甚至在一瞬间突然停顿,会严重影响在煮中糖膏的质量。糖膏忽稀忽浓,致使糖膏时而过紧,时而过松,使过饱和度控制困难,导致不时产生微晶和粘晶,妨碍正常晶体的生长。如果糖液过饱和度的升高与结晶速度不相适应,就会产生伪晶,而要用水洗去,既浪费蒸汽,又延长煮糖时间。

    总之,一定要把真空度、蒸汽压力和入料浓度、温度四个技术条件控制稳定,使水份蒸发与蔗糖沉积这两个速度平衡。如发现某一条件有波动,首先应使操作适应,然后找出产生波动的原因,并迅速进行处理。应当随时充分了解各个罐的煮炼情况(如各个罐在煮中糖膏的种类,入料和用汽等),以求互相配合,尽量减少这四个条件的波动。

    二、确保在煮中的糖膏有良好的对流

    在任何情况下,保持在煮中的糖膏有良好的对流,是煮好一罐糖的先决条件。煮糖罐内的糖膏经常保持旺盛的对流,不停地上下循环流动,使晶体与母液混合均匀,母液与晶体各个表面充分地均匀地接触,使蔗糖迅速地均匀地沉积在晶体的各个表面上,促进蔗糖晶体正常地生长,晶体形态良好,不会产生粘晶和伪晶;同时又加快了传热过程和蒸发过程,加速煮糖的进程。

    糖膏煮制过程中对流的状况变化很大,有时十分缓慢,甚至接近停顿不流动。在煮制低级糖膏时较多出现这种情况,因为它的纯度低,要在高浓度下蔗糖才能析出,这样就可能把糖膏“煮硬”。在这种情况下,较好的处理办法是使用平衡水,即抽入适量的热水,平衡糖膏水分的蒸发速度,避免母液过浓而妨碍糖膏的对流。

    精膏对流的好坏,与煮糖罐的型式和设计有极大关系。良好的煮糖罐应符合如下要求:

    1、蒸汽充满整个汽鼓,在汽鼓内均匀分布,不凝缩气体及时排除,没有死角。

    2、汽凝水排除畅顺,无积水。

   3、中央降液管面积较大(其直径为汽鼓直径的1/3~1/2)。

    4、适当的入料位置和装置,使新进入的物料能够均匀地和从中央降液管流下的糖膏混合。

    煮糖罐的对流情况与用汽有很大关系。汽压较高时,传热和对流情况一般较好。使用低压的蒸发罐汁汽利于节能,煮糖人员应在操作上主动地适应,并做好岗位间的互相配合,维持糖膏的良好对流。

    在煮中的一罐糖膏,虽然是在相同的蒸汽压力和真空度之下,但罐内不同深度处的液体静压力不同,糖膏温度也有差异。在汽鼓深处沸腾的那部分糖膏,其静压头高于汽鼓面上部的糖膏,因而沸点升高也较大。汽鼓底部的糖膏,因温度较高,蔗糖的溶解度较高。应当注意,该处的糖膏温度可能会高至使母液变成不饱和,发生溶晶现象。根据实际观测,浓度高和对流不良的糖膏,这种现象比较严重。对流不良的糖膏,处于溶晶区的糖膏较多,养晶入料时会出现三种情况:

    1、罐内加热管内的糖膏的晶体逐渐溶解,母液量增大,糖膏会越煮越胶。

   2、随着煮糖原料的抽入,在煮中糖膏的母液纯度增高,母液过饱和速度超过了结晶速度,无法控制其平衡,母液析出的糖分晶体吸收不及,从而产生“伪晶”。

   3、处在溶晶区的糖膏,部分晶体溶解成糖浆,部分晶体处在溶解状态,这些晶体变得较弱。它的晶面附着浓厚的母液,而成模糊状态,晶体与晶体之间的母液量大,纯度高,一旦这些糖膏所含的晶体循环到汽鼓上部时,温度降低,糖膏母液再变成过饱和状态。在这一瞬间、表面已成模糊状态而又软弱的晶体会互相粘附而形成各种式样的粘晶。

    这些情况的产生不但影响了产品质量,而且还严重降低了糖份收回。因此,保持在煮中糖膏有良好对流是很重要的。

    三、控制适当的过饱和度 

    煮糖操作的首要要求,就是要控制好在煮中的糖膏保持最适合的过饱和度,务使糖膏自始至终保持在安全养晶区内进行煮炼。为此,要充分利用现有的煮糖仪器,提供煮炼过程的参数,目前还主要依靠煮糖人员通过实践,积累丰富的经验来进行操作,及时发现和处理问题。努力使到从起晶到卸糖都能控制在1.1~1.3的过饱和度范围内进行。基本要求如下:

    1、 按照“五一”煮糖法的精神实质操作,贯彻好各项技术条件,找出糖液的过饱和稳定区,特别在起晶固晶阶段,有把握地控制好过饱和度,使投粉起到晶核作用,并防止不规则晶型的产生。

    2、 在养晶过程中,要掌握所入原料的纯度、浓度、温度,来调节入料的速度。

    3、经常检查和观察在煮中糖膏的蒸发速度(一般以浓度表示),适当调节入汽压力,务使结晶速度和蒸发速度相平衡。换句话说,无论间歇入料抑或连续入料,都要使所入原料析出的蔗糖分,最大限度地沉积在晶体的表面上,增大晶体的面积,而不另生新晶体。

    4、原料纯度的高低对糖液的安全过饱和区有极大的影响。因此,最佳的过饱和度(浓度)的控制首先要根据原料的纯度来确定。

    5、如果蒸发速度过快而它的过饱和度已接近危险界限时,可采用下列措施:

    甲、 降低真空度提高煮糖的温度,来适当增大蔗糖的溶解度,促使其过饱和度降至安全区(稳定区),这样它的蒸发速度和沉积速度易于平衡,有助于晶体增长。

    乙、 在过饱和度(浓度)容许的范围内,连续开入适量热水,降低其过饱和度来平衡其蒸发速度,这称为平衡水。随着晶体面积增大,缓慢减少入水量直至停止入水。这样做的好处是真空不致受干扰。

    四、煮炼成紧结的糖膏  

    要将糖膏煮得“紧结”。这样的糖膏从感观上看起来是浓的,母液是稀薄的,晶粒与晶粒之间的距离是紧密的。换句地说,母液的糖分少,纯度低,母液量少,母液过饱和度低,吸收良好。这种吸收良好的糖膏是不会产生伪晶和粘晶的。

    煮得紧结的糖膏,它所含晶体的体积大于糖浆或母液的体积,晶粒之间的距离靠近,晶体表面吸收糖分快,生长速度也快。当晶体与晶体互相接触,互相摩擦时,可以将粘附在晶体表面的一部分已吸收完而成膜状的残存糖液擦破,使新的糖浆或糖蜜直接与晶体表面接触,形成新鲜的较高纯度的糖液膜,其中的蔗糖就较快地析出和沉积到晶体的界面上。如此循环往复,不断的新陈代谢,晶体对糖分的吸收速度就较快。相反,如果“糖膏煮得太开了”,糖份吸收不好.母液间过饱和度高,胶粘性大,对流不好。
     控制糖膏的紧结度,首要关键是在固晶完毕开始煮上的阶段。此时晶体粒子还幼弱,晶粒之间的距离大,吸收糖分的面积小。很容易造成蒸发速度和沉积速度不平衡,给煮糖操作带来麻烦。此时一定要控制适当的蒸发速度,以适应当时晶体的生长能力。

    糖膏的紧结度不能用浓度(锤度)来衡量。煮得浓的糖膏,不等于煮得紧结和吸收良好。控制糖膏紧结度的标准,是糖膏母液含量比晶体总含量少,母液的容积与晶体的总容积有合理的比例,使糖膏保持一定的流动性。

 (2)基本操作经验

   1、糖浆要清亮透明,入料的温度要比罐内糖膏沸点高约5度。如果入料温度低于罐内糖膏温度,会使罐内糖膏温度突然下降,过饱和度突然升高,这一瞬间会产生伪晶。但入料温度也不宜过高,以免原料一入罐就迅速自蒸发,产生微细液滴向上剧烈跳动,随着汁汽带入冷凝器,造成走糖。

    2、要求煮成整齐的晶粒。在煮中的糖膏应该控制稀些,在过饱和度1.15~1.20过饱和区安全地带进行养晶,这样晶体的结构形态好、粒子粗、整齐。如果要煮细砂,在煮中的糖膏要控制浓些,每次入料前的糖膏过饱和度控制在养晶区1.25~ 1.30。

    3、要求煮成大粒晶体,每次输入糖浆量要大些;如要煮细砂,则要少量输入(即连续入料)。但在任何情况下,都要绝对防止输入过量糖浆,导致伤害晶粒和溶晶。

    4、切勿在接近加热面的低容积时进行洗砂.这易使糖膏过热而增加色素。

    5、洗砂操作愈多,坏的晶体形成愈多,不但粘晶、微晶、伪晶容易产生,而且晶体表面受侵蚀破裂。洗砂操作多,糖膏母液量一定多,一旦客观条件不稳定,极容易产生伪晶。

    6、要求煮成大而整齐的晶体,煮炼的速度要缓慢和平静些进行。换句话说,煮炼速度要适当慢些,不要过速,不然就会煮成细的晶体。

    7、煮成糖膏的晶体较大,则最后浓缩的锤度可以浓些,因大晶体之间的间隔大,糖膏母液在离心机分蜜时易于排除。

    8、起晶的底科容积必须超过汽鼓加热管面几寸的高度,但还必须按煮成砂粒大小要求来决定。一般起晶时底料容积等于煮成总容积的25%左右。 

    9、在煮中起晶底料浓缩到安全过饱和区时必须注意,切勿再输入原料,直至起晶完全为止。这是能否获得粒子整齐的成品的一个重要环节。如果在这时输入原料,一定得到不整齐的晶体。因为此时母液的过饱和度已接近动荡区,一旦输入原料就会刺激生晶。

    10、糖膏开始煮炼的阶段,浓度适当控制稀些。因为此时母液纯度高,容积低,尽量利用最大的加热面,促使糖膏强烈对流,加快结晶速度,特别是煮高级糖膏,在前半段打好基础后,后半段就不容易产生伪晶。

    11、如果要生产低色值的砂糖,煮炼过程中温度必须控制低而稳定。

    12、糖膏煮炼到后阶段,要尽量防止伪晶的产生。因为这时产生伪晶是极难处理的。一旦产生后,必须从速处理。但不宜大量用水,操作不慎会造成大量走糖。采用适量水,分次处理比较安全。如果采用提高温度的方法溶去伪晶,操作必须特别小心,升温后就立刻输入适量糖浆,以维持糖膏有一定的对流,防止局部发生溶晶的危险。 

    注1:伪晶的生成和预防:

    伪晶是极微细的新生蔗糖晶体,又称“废砂”。它对煮糖和分蜜过程以及产品质量都有很大的不良影响,是煮糖操作控制不好而产生的最重要问题之一。煮糖的整个过程都要认真注意防止生成伪晶。

    伪晶生成的原因是多方面的,最常见的原因是母液量过多和母液浓度过高。如果晶体吸收良好,母液量少,纯度较低,即使母液浓度较高,也不易产生伪晶;反之,如果晶体吸收不良,母液量多,纯度也相应较高,这样即使母液浓度不很高,也可能出现伪晶。通常,高纯度糖膏如产生伪晶,其数量会较多。煮糖罐的对流状况也是重要因素,如果煮糖罐对流不好,各部分糖膏温度相差大,在真空或汽压变动时就会在局部生成伪晶。煮糖罐漏入冷水、冷物料或空气,都会导致产生伪晶。

    在煮糖操作上,要密切注意在煮中糖膏的动态,做到有预见地、准确地判断伪晶产生的可能性。在操作上及时采取措施,防止伪晶生成。要注意入料量和晶体吸收糖份相平衡,使晶粒经常处于吸收良好的状态,从低液面阶段开始即尽量减少母液的体积。

    如果出现伪晶,要及时处理。伪晶刚生成时粒子很细,如立即入水,稍将糖膏放稀,即可将它们溶去。这种处理要恰如其分,及时止水,以免溶去部分有用的晶体,过分增加母液的体积和其中的糖份,从而增加产生粘晶的危险。

    注2:粘晶的生成和预防:

    粘晶是由三颗以上的单个晶体粘结在一起,构成不规则的重叠晶形,又称梅花晶、叠晶。由于晶粒之间粘藏着糖蜜,降低了产品质量,并减少了晶体的有效吸收面积。

    粘晶通常是在晶体较幼弱、母液粘度大、对流不良等情况下产生。在生产上,下列情况会出现粘晶:

    1、起晶后因进汽量减少,或因真空骤降而引起对流慢甚至停顿,造成晶体之间互相粘结。

    2、起晶底料纯度较高,晶体间母液的粘结性大,起晶时容易产生粘晶。

    3、冷料冷水入罐使糖膏局部降温而粘度增大,互相粘结。

    4、在晶核起晶时,所用的糖粉如带有粘晶,形成的晶体也有粘晶。

    5、洗砂过度,在晶面上附着一层浓度较高的纯糖溶液,呈胶粘糊状,在遇到对流不良时就会生成粘晶。

    预防方法:首先要使罐内糖膏经常保持对流良好,蒸汽压力、真空度稳定,尽量防止进入冷料、冷水。养晶过程要尽量避免洗砂,特别不要过度。甘蔗糖厂乙、丙糖膏的起晶,底料纯度不宜过高。投粉使用球磨机磨制的酒精糖粉糊,较少粘晶。国内外糖业界已经普遍地应用磷浮法处理糖厂中的各种不同物料,取得不同的效果。那么,它应用在不同的物料有什么特点和优缺点呢?下面分别说明。

1、用于处理原糖回溶糖浆。磷浮法最先是用在炼糖厂中处理原糖回溶糖浆,现在美国、澳大利亚和南美等国使用相当普遍,他们用一次磷浮法,并加有机阳离子表面活性剂提高脱色率,脱色率约为65~70%。我国广东省三个大炼糖厂也是用磷浮法,用二次磷浮法及强硫熏,不另加脱色剂,脱色率达到75~80%,产品质量很好。这种方法的流程和设备较简单,生产能力大,经过时间短,收回率高,成本较低。是炼糖的较理想的澄清方法。

2、用于处理榨季期的甘蔗糖浆。由于榨蔗糖浆中的杂质较多(比原糖回溶糖浆),成分变化较大,使用磷浮法在技术上的难度大于前者。通常要求各项操作技术条件比较稳定,或者配备较完善的自控装置。这种处理可以大大提高糖浆的清度,降低白糖浊度和不溶物,白糖色值和灰分也有所降低。糖浆经过磷浮处理,可以不再使用二次硫熏,从而可以降低白糖的二氧化硫含量。在这种处理中也可以加入有机阳离子表面活性剂, 但用量要较大, 脱色率提高不多。这种方法是在原有澄清流程基础上的一个改进,没有改进原有的澄清工艺。

3、用于处理吸滤机的滤汁。吸滤机的滤汁常较混浊,颜色较深,对产品质量有不良影响。无滤布吸滤机的滤汁质量更差,需要返回再次进行澄清。将滤汁进行磷浮处理可以得到清晰和浅色的糖汁,直接送入蒸发罐进行蒸发。既可以提高产品质量,又可以减少物料回流的不良影响。由于滤汁的数量较少,磷浮处理所需设备和药剂不多,容易实行, 效果也不错。但它也没有改进原有的澄清工艺主体。

4、处理亚硫酸法硫熏后的蔗汁。这个阶段可以不加磷酸,在微碱性下进行气浮分离,浮清汁再加磷酸中和及二次加热后入沉淀器。这种方法可以较大幅度地提高原有亚硫酸法的澄清效果,提高纯度、降低色值。由于蔗汁量较大,技术上的难度也较大。这种方法曾在10多个糖厂使用, 对提高产品质量的效果比较显著。主要关键是要加速处理过程,减少还原糖在碱性下的分解。处理不好时会引起清汁含钙量明显增加。

5、混合汁在较低温度下直接用磷浮法处理,浮清汁再通过简化的亚硫酸法或碳酸法,或其他的新澄清法。它能大幅度改善现有的澄清工艺,提高澄清效果和产品质量,并可以进一步发展为全新的澄清方法。它对于减少和消除白糖中的“酸性絮凝物”是特别有效的。这种方法对原工艺的改变最大,技术上的难度也较大,但前景应是最好的, 可能在不久以后取代已有约百年历史的亚硫酸法和碳酸法。这种方法已经过三个大糖厂的应用,有良好效果,但还需要改进, 关键是消除细菌活动。

磷浮法用在不同的物料都有几点共通的技术关键,主要是:

1、技术条件如澄清剂的使用、温度、pH值等要适当,各项条件和物料的流量要稳定,用于糖浆时,糖浆的浓度要稳定。

2、絮凝剂的性能要良好,配制和使用方法要适当。

3、气泡要幼细、均匀,数量要适当。

4、各项设备要设计良好,特别是浮清器的型式和设计更重要。

5、恰当地处理浮渣,要尽量缩短处理的流程和时间,少加水,避免回流。处理不好会大大降低磷浮法所取得的效果。

 

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