低温磷浮工艺的改进应用探讨

钟国强

【摘 要】通过在生产中对不同的工艺参数进行对比试验，得出在甘蔗质量比较差的地区，甘蔗的夹杂物、胶体等非糖分含量较多的情况下，混合汁宜采用一次加热45～50 ℃，pH值为10.5～11的高碱磷浮工艺，可在沉淀池得出质量较好的清汁。

【关键词】制糖；混合汁；上浮；低温；磷浮

【中图分类号】TS244.2 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2016）01-0074-03

低温磷浮法最早是由广东省制糖专家霍汉镇教授于20世纪90年代进行研究和开发的，2000年开始投入应用，经过不断改良，逐渐发展成为成熟的制糖生产工艺，能大幅提高甘蔗混合汁的澄清效果，从根本上消除了亚硫酸法经常出现的沉淀和过滤困难等问题，减少了蒸发罐的积垢，大大优化了澄清与煮炼过程。

低温磷浮法除去了大量的有机非糖分，并消除了它们在高温下的不良反应，蔗汁再经硫熏中和和二次加热后，生成的沉淀物主要是结实的亚硫酸钙等无机物，很少有松散的有机物和蔗糠。使用低温磷浮法得到的沉淀物的形态与原来使用亚硫酸法得到的沉淀物有很大的不同，使用低温磷浮法得到的沉淀物的颗粒近似球体、细而结实，比重高，基本上没有难沉淀的低比重悬浮物。

1 低温磷浮工艺的原理

甘蔗经过破碎和压榨后出来的汁叫做混合汁，其主要成分是蔗糖、还原糖、淀粉、果胶、葡萄糖等糖类，还有蛋白质与含氮化合物、蔗腊和蔗脂、多酚类有色物质、有机酸、无机物等非糖分物质，这些非糖分物质在温度较低的情况下是不溶解的，但是在加热后特别是长时间高温加热后，会有部分溶解或以胶体状态分散到蔗汁溶液中，一些浅色物质在高温下容易变成深色物质，这些深色物质在后续工序中难以除去，影响了澄清汁的质量。因此，只有在进行中和工序之前除去这些非糖分，才能保证清汁和糖浆的质量，从而提高产品质量。低温磷浮工艺的主要原理是将混合汁先预灰和预磷之后加热到约50 ℃，经过缓冲桶加入石灰乳至碱性，通过制泡系统后加入絮凝剂，然后进入平流式快速浮清器。此时，蔗汁中的大量杂质，包括蔗糠、蔗蜡、蔗脂、淀粉和部分色素、胶体等，与磷酸钙和絮凝剂一起凝聚成为稳固的、内部含有大量微细气泡的颗粒。这些杂质迅速浮上液面，逐渐浓缩成为浓稠深色的浮渣。这时，可以用连续的机械拨桨刮出，在底部得到基本清亮、质量良好的清汁。

2 低温磷浮的主要作用

（1）混合汁经过上浮处理后，除去了大部分的淀粉、蔗脂、蔗腊、蔗糠和胶体等杂质，不再进入中和、沉淀等工序，减少了泥汁量，提高了澄清效果，得到了质量良好的清汁。

（2）减少硫熏中和工序中硫磺和石灰的用量，降低白砂糖中二氧化硫的含量。

（3）减少了酸性絮凝物，降低了白糖的浊度，解决了传统亚硫酸法生产的白糖进入饮料市场的瓶颈问题，适应饮料糖市场的质量要求。

（4）减轻了硫熏中和、沉淀器、吸滤机的工作负担，节省了澄清剂的用量。

（5）降低了混合汁色值，提高了混合汁纯度，提高了清汁质量，减少了后续反应和积垢，提高了产品质量和产糖率。

3 最初磷浮工艺流程及主要技术条件

最初磷浮工艺流程（如图1所示）。

主要工艺技术条件：预灰pH值为7.2～7.6；一次磷酸加入量为300～500 ppm；一次加热温度为60～65 ℃；絮凝剂添加量为2～3 ppm；上浮pH值为7.2～7.6；混汁停留时间为8～10 min。

4 最初上浮工艺存在的问题

（1）一次加热温度过高，蔗脂、胶体溶融分散到水中形成乳浊液，淀粉在60～80 ℃的热水中吸收糊化后形成很黏稠的胶体溶液，糊化后的淀粉使糖汁沉淀和過滤困难，增大了糖膏的黏度，降低了蔗糖的结晶速度和晶体质量，并增大了白糖的浑浊度。

（2）在经过上浮工序以后，上浮汁的磷酸量下降到50～100 ppm。由于没有再添加磷酸，在硫熏中和以后，磷酸钙的含量不足，降低了对色素和胶体的吸附，澄清效果不理想。

（3）上浮pH偏低，使得很多胶体没能提前除去而进入了下道工序，降低了澄清效果。

（4）经过上浮以后的汁，很多大颗粒的固状物都随浮渣去除掉了，进入中和沉淀池以后，由于没有了大颗粒物的“架桥”作用，沉淀速度下降，导致沉淀出来的清汁不透亮，同时因为没有了大颗粒物，所以滤汁快沉会出现难放汁的现象。

5 改进后的磷浮工艺流程及技术指标

改进后的磷浮工艺流程（如图2所示）。

主要工艺技术条件：预灰pH值为6.8～7.0；一次磷酸加入量为300～500 ppm；一次加热温度为45～50 ℃；絮凝剂添加量为2～3 ppm；上浮pH值为8.5～11；二次磷酸加入量为200～300 ppm；混汁停留时间为8～10 min。

6 改进后的应用情况及注意事项

改进以后的方案解决了最初上浮工艺存在的问题，在2013/2014榨季—2015/2016榨季，广西农垦星星制糖有限公司使用该方案的效果明显，主要的对比数据如下。

不使用上浮工艺的情况见表1。

使用新上浮工艺后，不同的pH值所造成的影响见表2。

表2中的数据说明，上浮pH在10.5时比蔗汁不上浮或上浮pH在8.5时得到的清汁效果都好。

采用新的上浮工艺以后，为了得到稳定的良好的清汁质量，需要采取以下控制措施。

（1）压榨过的混合汁不能全汁过上浮，实践经验是1/3压榨混汁预灰预磷后直接到制炼混汁箱，2/3压榨混汁过上浮，这样能保证在沉淀池有大颗粒沉淀物辅助沉淀，提高沉降效果。

（2）上浮出来的浮渣需利用沉淀池的部分泥汁进行混合，以提高浮渣的温度，有利于无滤布真空吸滤机的过滤。

（3）根据经验，对甘蔗质量较好的厂，一般上浮pH控制在8.0～8.5，即可满足生产一级白砂糖的要求，但是在甘蔗质量相对较差的厂，上浮的pH控制在10.5～11的澄清效果最好。

7 结束语

在甘蔗制糖生产中引进低温磷浮工艺是制糖工艺的一个新变革，由于它在澄清中和以前除去了大部分的蔗脂、蔗腊、胶体、淀粉等非糖分物，减轻了澄清中和的负担，特别是采用pH为11的新上浮工艺，除去非糖分物的效果最为显著，尤其适合在甘蔗质量较差的地区使用，清混汁纯度差可达3.5%以上。

参 考 文 献

[1]霍汉镇.低温磷浮法制糖新工艺生产应用（上）[J].甘蔗糖业，2002（3）.

[2]李德升.混合汁上浮工艺在甘蔗制糖的应用[J].建材与装饰，2013（16）.

[3]钟伟.磷酸上浮法工艺技术的应用[J].广西轻工业，2001（1）.

[4]李志凤.低温强碱工艺改进亚硫酸法制糖[A].全国甘蔗学会.广东省制糖学会联合年会论文选集[C].1991.

[责任编辑：陈泽琦]