配制糖生产工艺技术的优化及应用效益分析

陆保祥 施灏 兰能慧 韦力文 黄雪超 马忠敏 韦柱 黄莉

摘要：以广西糖业集团达华制糖有限公司配制糖生产工艺技术为研究对象，从配料方案、工艺流程、设备配置和控制系统等方面进行分析，并结合实际生产过程中发现的问题进行改进和完善，优化配制糖生产工艺并应用于生产实践，为生产优质配制糖及提高配制糖生产企业竞争力提供参考依据。传统的配制糖生产工艺存在生产工序多、劳动力成本高、难以管控环境卫生条件及产品杂质超标、色泽深浅不一和档次低等缺点。以赤砂糖为原料，优化的配制糖生产工艺为原料破碎→溶解→过滤→调配→混合→熬制→打砂→装模→冷却→脱模→烘干→检验→包装。在实际生产中应用优化的配制糖生产工艺，通过解决赤砂糖质量不高、熬制糖浆产生大量泡沫、配料颗粒黏附设备和管道、糖漿黏度大难以熬煮、出现结晶及糖浆溶化时间长和不容易起砂问题，可有效降低配制糖产品的生产成本，提高配制糖产品质量、附加值和销售收益，提高生态环境效益和企业投资回报率，从而提升企业竞争力。

关键词：配制糖；优化；生产工艺；效益分析；广西

中图分类号：TS246.4                         文献标志码：A 文章编号：2095-820X（2024）01-0011-05

0 引言

食糖主要有白砂糖、红糖和冰糖等3种，其主要成分均为蔗糖。食糖作为一种重要的食品添加剂和调味品，也是人体的主要营养来源和人体活动所需的能量来源［1-2］。食糖产业的可持续发展不仅关系到糖料主产区广大农户收入的稳定增长，也关乎区域农业农村现代建设和乡村振兴目标的顺利实现［3］。目前，白砂糖已无法满足消费者对多样化食糖产品的需求［4］，而含有大量活性物质、营养价值很高的红糖和黑糖（熬制时间较红糖稍久，颜色较深）更受人们青睐［5］。配制糖通常是指通过特定工艺和技术将糖类原料按照一定比例进行混合、加工和调整，以获得具有特定口感、色泽、风味和用途的糖产品，与原糖和白砂糖的主要区别在于其经过额外加工和处理，原有性质和特点已发生改变。我国配制糖大多由作坊式季节性生产企业生产，每年临近榨季时临时搭建厂房和组建加工人员团队，采用几百年前留传下来的加工方法，未形成规模和自动控制生产系统。传统配制糖生产采用的工艺是用压榨机将糖蔗榨出蔗汁，经简单澄清后放入锅内加热、撇浮除杂、蒸发浓缩、冷却和加工，最终制成配制糖产品，也有以白砂糖为主要原料或混合其他添加剂制成多样化的配制糖产品。传统配制糖加工技术对保持产品的原汁原味和营养价值虽然具有很好的作用，需要保护和传承，但也存在生产工序多、产品杂质超标、色泽深浅不一［6］、商品档次低、劳动力成本高及难以管控环境卫生条件等缺点。为了改善上述加工工艺缺陷，近年来部分糖厂或其他企业采用榨汁3次过滤、3次沉淀工艺技术，增加自动过滤器和提糖汁设备，产品外观品质得到明显提高，产品杂质和商品档次已达优质配制糖标准，但由于增加了生产设备和生产步骤，导致生产成本过高。在配制糖加工工艺技术研究和应用方面，人们不断探索创新，以满足不断变化的市场需求，其中，赤砂糖是生产白砂糖过程中产生的副产物，含有较多糖蜜，外观与红糖十分相近，甜而略带甜蜜味［7］，以其为原材料生产配制糖，可减少生产步骤［5］，但目前未形成规模化的生产系统，难以保证生产效率和产品质量，亟待探寻一种以赤砂糖为原材料生产配制糖的新型生产工艺。因此，采用科学发展思路、改造落后加工技术和工艺措施提高配制糖的产量和质量，对解决传统配制糖产品存在问题及促进制糖行业发展具有重要意义。本研究以赤砂糖为主要原料，探索优化的配制糖生产工艺技术，通过实验分析和研发试产揭示其生产特点和对产品质量的影响，为产出满足市场需求的优质配制糖、实现糖产品附加值提升和制糖产业链延伸从而提高企业竞争力提供参考依据。

1 配制糖生产工艺流程

1.1 传统的配制糖生产工艺

配制糖的生产过程主要包括原料处理、水处理、淀粉糖化、结晶、精滤和成品处理等工序，传统的生产工艺包括原料选择、配比、过滤、熬制（浓缩）、打砂、冷却和干燥等多个环节。其中，原料选择是配制糖生产过程中的重要环节之一，原料品质直接影响配制糖产品的口感和甜度。因此，应选用纯净、无杂质的原料，以确保产品质量。生产配制糖的传统原料一般为营养成分较丰富的糖蔗或甜菜［3］。此外，还可根据市场需求在传统配制糖生产工艺中添加其他辅料生产配制糖，如生产甜味较重的甜味剂和果味糖产品。

配制红糖的生产工艺是将糖蔗压榨提汁并经物理澄清或简单石灰法澄清，澄清液加热浓缩去除水分后无需添加化学助剂和食品添加剂即可得到金黄色至红褐色的红糖，在红糖生产过程中加入色素或其他产品使其颜色更鲜艳且具有不同风味即可得到配制红糖［5］，而以赤砂糖为原料生产配制糖，熬制过程中的美拉德反应能使产品颜色变深（深红外观）并赋予一定的风味［8］。

配制糖果的生产工艺是将赤砂糖、葡萄糖浆、水、食用色素和香料等原材料混合，在特定温度下煮沸，使糖溶解并调整到所需浓度而形成糖浆。之后将糖浆倒入模具中，通过干燥冷却或酸化方法使糖浆凝固成糖果形状。取出凝固后的糖果进行切割、包装，得到新鲜的配制糖果成品。

1.2 配制糖生产工艺的优化

以赤砂糖为原料的配制糖生产工艺改进了传统的复杂工艺流程，且整个过程不添加任何化学试剂和食品添加剂，完全保留了甘蔗原有的风味和营养物质［9］，生产工艺流程已优化为原料破碎→溶解→过滤→调配→混合→熬制→打砂→装模→冷却→脱模→烘干→检验→包装→入库（图1）。

1.2.1 仪器设备

储水罐的进水管道上连接有用于对水进行消毒和过滤的消毒过滤设备；熬煮锅的出料端通过输送管道依次连接打砂锅和注模计量罐，注模计量罐出料端下方设有耐热性好的硅胶模具，注入糖浆的硅胶模具经输送设备输送至脱模架区冷却，脱模后的成型糖块被送入烘干设备中烘干。一般情况下控制烘干温度为50～60 ℃，烘干时间为60～120 min。

1.2.2 原料破碎、溶解、过滤、调配和混合

原料糖的破碎过程是先将原料糖投入筛选机输送至立式破碎机内，第1次破碎后的原料糖通过螺旋输送机送至球磨机进行第2次破碎。将经过2次破碎的原料糖送入混合机进行混合，通过搅拌器搅拌后进行第3次破碎，得到第3次破碎后的原料糖。按工艺要求将需添加的食品添加剂与经3次破碎的原料糖进行混合后加入一定比例的水，在搅拌器中搅拌以确保原料糖充分溶解，最后将原料糖液进行过滤，除去杂质和颗粒，获得干净的糖浆液。为了产出不同风味的产品，可在糖浆中按比例加入经研磨成粉状的红枣、枸杞和桂花等辅料，并经机械搅拌混合均匀。

1.2.3 熬制、打砂、装模、冷却、脱模和烘干

将糖浆液放入设有加热器和搅拌器的熬制锅中进行熬制。在熬制过程中需不断搅拌糖液，防止糖液黏锅或结块，此过程需观察糖液的性状以便对加热温度和时间进行调控，当配制糖液的锤度达工艺指标要求时，需进行温度控制和打砂起晶处理。达到起砂点（结晶）后，立即出锅装模、冷却、脱模和干燥（烘干）处理，得到最终的配制糖产品。

1.2.4 其他说明

在原料破碎环节，通过控制粉碎机转速将赤砂糖原料的细度控制在450～500目，粉碎后的颗粒均匀度在98%以上。为保障粉碎效果，需使用风冷系统配合粉碎作业。在溶解环节，为防止糖液结晶后结块，需将原料糖和水按一定比例混合，确认蔗糖充分溶解后倒入熬制锅中。在混合环节，由于第1和第2次破碎后物料间存在一定的密度差异，为保证混合效果，需对第1和第2次破碎后的物料进行充分搅拌，该环节一般采用变频调速电机进行搅拌作业。在过滤环节，通过添加均流器可提升过滤效果。在熬制环节，控制好熬制糖浆的浓度、温度、时间及搅拌的速度，这一环节是对糖浆进行浓缩以减少糖浆水分，提高糖浆锤度［10］。在打砂环节，将糖膏由煮糖器放到打砂机中，通过搅动刺激晶体成核并长大，待糖浆锤度达到工艺指标要求后［8］，将开始结晶的糖浆从熬制锅倒出输送到工作模台并注入硅胶模具中进行自然干燥、冷却。在冷却环节，经静置冷却或用吹风机加速空气循环加快散热，自然冷却约30 min后凝固成块状糖砖［11］，脱模取出［12］。在烘干环节，通过烘干机烘干降低配制糖产品的水分，使其满足生产工艺要求。在检验环节，对烘干后的配制糖成品进行化验分析，各项检验指标合格后，按不同规格重量进行真空装包，从而得到配制糖产品。此外，对于不同纯度的赤砂糖，其生产工艺的操作步骤和参数有所不同，在实际生产过程中，需根据具体情况进行调整和优化。

2 配制糖生产过程中存在问题及解决措施

2.1 赤砂糖质量不高

赤砂糖是配制糖的主要原料，其蔗糖纯度和其他成分会影响配制糖产品的口感和甜度，杂质多则影响产品质量。因此，在选择赤砂糖时，尽量选择纯度高、杂质少和水分含量低的干燥赤砂糖。此外，原料赤砂糖中如果含有较多的铁、锰和铬等不溶物，会导致糖浆变黄或变黑，降低糖浆质量［13-14］。因此，在配制糖生产过程中，应保障原料赤砂糖的质量。

2.2 熬制糖浆产生大量泡沫

熬制糖浆过程中极易产生大量泡沫，严重影响糖浆的质量和稳定性，进而影响配制糖的质量。熬制糖浆过程中出现泡沫过多、泡沫不稳定或难以消除时，应立即停止熬制。可采用以下2种方法解决：①降低熬制糖浆浓度至50%左右；②添加消泡剂，减少泡沫产生。在添加消泡剂时要注意严格控制用量，必须搅拌均匀，使用时间不宜过长。

2.3 原料颗粒黏附设备和管道

配料过程中容易出现原料颗粒黏附在设备上和管道上的现象。可采取以下措施解决：①及时清理设备上、管道上、料斗上和料槽内的颗粒物和悬浮物；②定期对设备进行维护保养；③定期对设备进行清洗；④严格选购铁、锰和铬等金属物含量低的赤砂糖；⑤严格控制好原、辅料的配比。

2.4 糖浆黏度大难以熬煮

配料过程中容易出现糖浆黏度太大而难以熬煮的现象。可采取以下措施解决：①在配料阶段对糖浆进行适当搅拌；②在配料阶段适当降低糖浆浓度；③在配制阶段适当提高糖浆纯度。

2.5 出现结晶

熬制糖浆过程中易出现结晶现象。可采取以下措施解决：①在配料前明确原料纯度；②加强对配料过程的控制；③改善设备结构、提高设备性能。

2.6 糖浆溶化时间长、不容易起砂

生产过程中容易出现糖浆溶化时间长、不易起砂问题。可采取以下措施解决：①加强对糖浆熬制温度的控制；②加强对配料过程水量配比的控制。

3 优化配制糖生產工艺的应用效果及效益分析

2022年，广西糖业集团达华制糖有限公司应用优化的配制糖生产工艺技术取得了良好效果，产品质量合格率在99.8%以上，远高于行业水平；2023年，配制糖产品质量合格率达100.0%。说明应用优化的配制糖生产工艺技术具有可行性和实用性，有利于推动制糖产业结构升级，实现产业持续健康发展［15］。

3.1 提高配制糖产品质量

该工艺技术生产的配制糖产品口感好、甜度高、风味佳，产品包装规格多样化，深受消费者青睐。

3.2 提高产品附加值和经济效益

该工艺技术生产的配制糖产品不仅解决了赤砂糖市场销售价格较低、不能完全满足客户需求的问题，还可避免赤砂糖储存过程中发生潮解、霉变和变色等质量安全问题。

3.3 提高企业效益和竞争力

该工艺技术生产的配制糖产品不仅可降低企业的生产成本，提高企业的效益，还增强了企业在市场上的竞争力。

3.4 经济效益和生态效益分析

3.4.1 有效降低生产成本

首先，采用优化的配制糖生产工艺技术和通过提高设备效率，可减少生产过程中的能源消耗和人工成本。其次，采用新型的添加剂，可提高产品的质量和稳定性，从而减少后续加工和品质控制成本。最后，通过提高产品的产量和品质，可提高产品的附加值和市场竞争力，从而获得更好的销售收益。

3.4.2 提高产品销售收益

首先，采用优化的配制糖生产工艺技术，产品品质和稳定性得到提高，市场口碑好、客户认可度高，促进了产品销售量增加。其次，通过提高产品的附加值和市场竞争力，可获得更高的销售价格和收益。最后，通过降低生产成本和提高生产效率，可进一步提高产品的收益。

3.4.3 提高投资回报率

采用优化的配制糖生产工艺技术需进行一定的投资，包括设备更新、工艺流程改进和增加研发费用等。但从长远来看，这些投资可获得更好的效益回报。首先，通过提高产品的品质和市场竞争力提高了产品的销售收益和市场份额，从而获得更好的经济回报。其次，通过提高生产效率和降低生产成本，提高了企业的利润和盈利能力，从而获得更好的投资回报。最后，通过采用新型优化的工艺技术和设备，提高了企业的技术水平和创新能力，从而获得更好的发展机会和竞争优势。

经广西糖业集团达华制糖有限公司财务统计，采用优化的配制糖生产工艺技术生产的配制糖产品价格按8200元/t（2023年市场接受价格；赤砂糖市场平均销售价为6000元/t）计算，其年利润达450万元。因此，实施优化的配制糖生产工艺技术将可极大提高企业的经济效益。

3.4.4 提高生态环境效益

以优化的配制糖生产工艺技术对原料赤砂糖进行科学合理加工处理，在保证企业正常生产的前提下，实现了对资源的有效利用和生态环境保护。

4 结语

配制糖作为以赤砂糖为主要原料生产的重要糖类产品，其质量直接关系到消费者的食用安全和信任度，其中，通过提高配制糖生产工艺技术水平进而提高产品质量和降低生产成本已成为配制糖生产企业关注的重点。应用优化的配制糖生产工艺技术生产一系列高品质、高附加值及符合国家行业标准要求的糖类产品，可改变传统配制糖生产存在的弊端，避免配制糖生产过程中发生质量安全问题，提高企业产品的市场竞争力及经济和生态效益。

隨着我国科技的不断发展和人们对生活质量要求的不断提高，建议结合生产实际不断完善和优化配制糖生产工艺流程，继续提高配制糖产品的质量和降低生产成本；根据市场需求开发新型配方，并不断进行配方优化，提高配制糖产品的市场竞争力；加强对生产工艺的管理和控制，对设备运行状态进行监控，确保设备安全运行；严格按照国家相关规定要求对配制糖产品质量进行检测，确保产品质量符合国家相关标准。

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（责任编辑 思利华）