冰糖生产工艺设计总结

黄东

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【摘 要】为了保证冰糖产品的质量及整个生产设施投资费用的经济合理性，除了对白糖质量的严格控制外，在冰糖生产工艺的选择上还必须充分考虑生产规模、产品定位、化糖方式、重结晶工艺所要达到的结晶率及其相关设施在当地正常运行的可行性，本文结合广西和云南冰糖项目的设计作以上总结。

【关键词】冰糖；白糖；化糖；浓缩；重结晶

随着经济的发展，民众生活水平的不断提高，人们对食品质量的要求也随之提高。作为高端食品的配料以及家庭烹饪的理想甜味添加剂，冰糖的市场需求量越来越大。为了满足不断增长的市场需求，近年来我国新建了不少冰糖厂。合理的冰糖生产工艺不仅可以提高冰糖的质量品质，同时也时降低投资的费用，增加经济效益。

冰糖是白砂糖的结晶再制品，是精制糖的一种，主要有多晶冰糖、单晶冰糖、冰片糖。[1]冰糖生产一般经过拆包、化糖、浓缩、结晶、干燥、包装等主要工序。下面就以下几个主要工序着重介绍。

1 化糖

化糖是将原料白糖溶解于适量的水中，从而得到锤度一定的糖浆，通常称为一水，化糖需要的热源通常是从锅炉输送过来的蒸汽。

采用蒸汽化糖，分为直接加热和间接加热两种方式。直接加热设备，其结构多为一立式圆筒形开口设备，下部为锥体，设备底部设有环形蒸汽管，并在环形蒸汽管上开有出汽小孔，小孔均匀分布，开向设备锥体下部中心。由于设备一般安在地面以下，所以又称为“地锅”[2]。

另外，少部分厂家使用间接加热设备，这部分又分为夹层锅形式和螺旋加热盘管形式。夹层锅结构为一立式圆筒状，上部开口，下部是半球型。下部的半球型采用夹套式的加热形式。由于加热蒸汽与白糖不直接接触，故溶解好的糖浆质量更好，避免带入蒸汽中的铁锈等杂质，但由于夹层锅加热面积有限，一般化糖时间较长。

部分厂家经过改进，将夹套加热改为多组螺旋盘管，即在化糖锅的中安装大量加热盘管，每组盘管从化糖锅的上部盘旋而下，蒸汽从上部进汽，经过盘管化为汽凝水，再从底部排出，加热面积比夹层锅大很多，故化糖的时间相对短一些。

通过不同设备的实际操作对比，采用蒸汽直接加热的地锅，不仅化糖时间短，蒸汽用量少，并且化好的糖浆锤度更高。但是，也容易带入蒸汽管中的铁锈等杂质，为此需要在操作上特别注意。通常，在进行化糖前，需要打开蒸汽阀门排污，将管道中的铁锈排放干净，再用清水将化糖锅洗净即可。

2 浓缩

浓缩是将溶化好的糖浆放于浓缩罐内加热，使其水分不断蒸发，使其锤度达到放糖要求。通常使用的热源为蒸汽，少部分厂家使用电能。

以蒸汽为热源的浓缩罐加热形式有夹层锅形式、螺旋盘管形式、列管形式等，以上形式中，又分为开口形式，闭口形式。无论采用何种类型的浓缩罐，均需要有足够大的加热面积，但是加热面的高度不能超过浓缩糖浆液面，以防止蔗糖焦化。浓缩时间尽可能短，以减少蔗糖份在高温下的转化，通常加热蒸汽参数为0.5～0.8MPa，加热温度在150℃～175℃[2]。

糖浆浓缩的锤度越高，其结晶率也会越高，但过高的锤度会使得冰糖晶形细碎，达不到质量要求，因此需要将浓缩锤度控制在一定的范围内，一水糖浆的锤度控制在82～84oBx。根据蔗糖溶液的沸点与锤度呈良好线性关系的特性，在标准大气压下，对应糖浆浓缩的最终温度为115～116℃[3]。

糖浆在高温下浓缩，容易使蔗糖化转化变成色素，从而使得糖浆颜色的加深。[1]需要注意的是，由于不同地区海拔的不同，糖浆溶液的沸点与在标准大气压下的环境相比，最终浓缩温度有所降低。

通过以上分析我们知道，浓缩糖浆的关键是尽量缩短加热时间，合理控制最终浓缩温度。缩短加热时间，一方面要求加热蒸汽供应充足、参数稳定，另一方面要求浓缩设备有足够的加热面积。

3 重结晶

重结晶是将浓缩好的糖浆放入结晶容器内，随着糖浆温度逐渐冷却，晶体自然析出的过程。自然析出的晶体即为冰糖，又称为多晶冰糖。

在重结晶中，最重要的是控制结晶容器的降温速度，需要将结晶容器放置于保温房内。为了达到理想的降温速度，我们还需要对冰糖重结晶的原理和规律作进一步的认识。根据蔗糖结晶理论，[1，3]冰糖的结晶与过饱和系数有关，整个冰糖重结晶过程，应将蔗糖溶液的过饱和系统控制在介稳区，即过饱和系数控制在1.0～1.2之间。在标准大气压下，浓缩好的糖浆，此时的温度为115～116℃，锤度在82～84oBx之间，此时蔗糖溶液处于溶晶区，即过饱和系数小于1.0，无晶体生长。随着温度的降低，与容器接触的溶液及处于溶液表面的部分，降温速度较快，因而最先达到易变区，即过饱和系数达到1.3，开始有晶核析出，蔗糖分子便依附于晶核开始生长，出现晶体，这一阶段是整个冰糖结晶过程的关键。溶液温度下降过快，出现晶核过多，则结晶得到的冰糖晶形细碎，不符合质量要求，而溶液温度下降过慢，出现的晶核过少，则结晶时间会相应加长，经济效益不理想。根据蔗糖在水中的溶解度与温度的关系：S=64.397+0.7261t+0.0020569t2-9.035×10-6t3，我们归纳总结冰糖重结晶各阶段温度变化情况，以放糖温度116℃，锤度84oBx，室温30℃为基础数据，作表如下[3]。

通过对整个结晶过程的比较分析，我们可以知道，严格控制放糖锤度，合理调节降温速度，是重结晶过程的关键。

4 小结

目前，冰糖生产的自动化程度还很低，许多设备都不是标准设备，生产过程中部分工序工人劳动强度较大。与白砂糖生产线不同，冰糖工艺独特的周期性是阻止其在实现自动化生产的最大障碍。在冰糖生产工艺没有较大突破的环境下，冰糖生产企业要提高生产效益，只能在现在技术的基础，在生产各环节的细节中寻求突破。其中，以化糖、浓缩、重结晶最为关键，通过对以上环节的深入分析总结，我们才能在实际生产过程中实现降低能耗、提高产率、稳定产品质量等指标要求，也是冰糖企业提高经济效益的关键。

【参考文献】

[1]许斯欣，陈维钧，等.甘蔗制糖原理与技术第四分册蔗糖结晶与成糖[M].北京：中国轻工业出版社，2001.

[2]李文，李凯，等.多晶体冰糖生产技术[J]. 哈尔滨：中国调味品，2014，11.

[3]贺丰霞.结晶理论在冰糖生产中的应用研究[J]. 广州：华南理工大学，2009.

[责任编辑：张涛]