制糖工艺学---03全

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提汁工艺与设备
从甘蔗提取蔗汁的方法有3种：压榨法、渗出法、磨压法。

一、压榨法
（一）压榨提汁流程及设备
压榨法提汁历史悠久，技术成熟，主要设备是三辊压榨机。

甘蔗在压榨前，先要破碎，可用切蔗机来实现。

小糖厂效率低，蔗汁抽出率仅70%，大中型糖厂糖分抽出率可达95-98%。

具体流程见下图。

（二）压榨基本原理
1.压力与蔗料体积变化的关系
（1）静压试验
（2）迅速加压试验
2.压榨机的压力
（1）蔗汁在压榨机中的流动
固定蔗汁——自由蔗汁
（2）压力的实际测定
（3）重吸问题
3.压榨抽出理论
通常甘蔗糖厂以抽出率来表示压榨机组提取糖分的效率，它相当于混合汁中含糖分总量对甘蔗含糖分总量的百分比。

但有时为了节省分析和计算的时间，一般以蔗汁抽出率来表示，亦即压榨机压出蔗汁的重量对入机蔗料中蔗汁的重量的百分比。

（1）与抽出有关的物理量
纤维负荷
纤维指数
压缩比及填充比
（2）压榨抽出率
（三）压榨机组生产能力及抽出率的分析
压榨量可用每日或每小时压榨甘蔗的吨数来表示，它是衡量一间糖厂的生产能力的标志。

抽出率即榨得糖分，以混合汁中的蔗糖重量对甘蔗中蔗糖重量的百分数来表示，它标志压榨机提糖效率的高低或蔗渣中蔗糖损失的程度。

压榨车间需要研究和解决的课题就是：既要提高压榨量，又要提高抽出率。

1.甘蔗的破碎
（1）甘蔗破碎的意义
甘蔗的破碎或甘蔗的预处理，一方面可以提高压榨机组的生产能力，另一方面破坏甘蔗细胞，有利于提汁和抽出。

安装切蔗机进行预处理，榨蔗量比不安装的提高15-20%。

理想的状态是：破碎后的蔗料大部分呈丝状，很少呈糠状及粒状。

（2）甘蔗的预处理
●预处理的设备：切蔗机、撕裂机、磨碎机、两辊式或三辊式压碎机等。

●破碎度要求与预处理设备的组合：70-80%，渗出法高达88%以上。

●预处理设备组合与压榨机组的关系：增加预处理设备，减少压榨机组？
●预处理的动力消耗：从生产记录来看，破碎度高所消耗的功率并不一定比破碎度低
的大
（3）压榨过程中的甘蔗破碎
甘蔗经过预处理后，各组压榨机，特别是第一组，还在继续起着破碎甘蔗的作用。

实际经验表明，两台切蔗机和第一座压榨机合起来完成的甘蔗破碎度，约占总破碎度的90%。

（4）甘蔗破碎度的测定法
●化学分析测定法
●松密度测定法
●预备处理指数测定法
2.入辘和排汁
3.甘蔗压缩过程中的加压提汁
4.压榨的速度问题
5.蔗料的渗浸
由于多次干榨不能使蔗渣水分再降低，因此为了提高压榨抽出率，最有效的办法就是改干榨为湿榨，即在蔗渣进入末座压榨机之前加水渗浸，所得末碾汁送入前一座压榨机作为渗浸液，如此类推，即所谓的蔗料渗浸。

糖厂的试验证明，干榨的抽出率仅达75%，而湿榨的抽出率可达95%-98%。

影响渗浸作用的因素：甘蔗细胞的破碎度、渗浸水量、渗浸水温度、渗浸水的质量、混合的均匀度、接触时间及加水位置
（四）压榨过程蔗汁的化学变化和微生物作用
1.压榨过程中蔗汁的化学变化
一般来说，浓度越稀、pH越低、温度越高、作用时间越长，蔗糖的转化速度越快。

2.压榨过程中的微生物作用
微生物对制糖的有害作用，主要是由于某些微生物分泌的蔗糖转化酶可使蔗糖转化，并进一步发酵生成各种低分子的发酵产物如酒精、乳酸等。

为害最严重的是明串珠杆菌。

胶粘物一旦大量生成，必然产生下列后果：消耗蔗糖；堵塞管路、复榨槽及泵；混淆转光度读书；增大糖液粘度使得过滤及结晶困难。

3.防止蔗汁的化学变化及微生物作用的措施
首先保持良好的卫生条件，勤于清洗；其次用蒸汽及石灰乳水喷射。

不得已才用化学防腐剂。

（五）压榨管理
包括破碎度的测定、干榨试验及湿榨试验3个方面。

1.甘蔗破碎度的测定
2.干榨试验
3.湿榨试验
二、渗出法
造价低廉，动力消耗少，运行安全，维修管理简便，糖分回收率很高。

（一）甘蔗渗出法的基本原理
1.甘蔗渗出的基本概念
细胞膜——半透膜——选择吸收——渗透现象——透析作用（渗析）
甘蔗的渗出效率，在一定的工艺条件下，有赖于2个主要因素：一个是甘蔗的破碎程度及破碎形态，另一个是蔗料内部的结构组合状态，如丝、糠、粒、片的组成比例和彼此交错混合的分布状况等。

2.甘蔗渗出理论
2.1.扩散理论
渗出过程的机理主要是透析而非直接洗涤，因为后者的传质系数和分子量大小无关。

2.2.排代理论
高浓度、高纯度的初压汁——低糖、低纯度蔗汁，
逆流萃取
2.3.洗涤-混和-扩散理论
2.4.孔道流通理论
3.菲克定律在渗出过程的应用
菲克根据分子运动规律，总结出一条关于物质在溶液中扩散的定律，即所谓菲克定律：
dG/dZ=-D·S·（dC/dx）
在制糖工艺学中，人们常采用菲克定律的另一种形式：
G=D·S·⊿C/x·Z
渗出系数D是分子运动的一种描述，随渗出物质和萃取液的种类、浓度以及渗出时温度的不同而异，一般用实验方法直接测得，也可用斯托克-爱因斯坦（Stokes-Einstein）公式计算出来：
4.影响渗出效果的主要因素
4.1.蔗料的破碎度
4.2.渗出温度
4.3.提汁率
4.4.渗出时间
（二）甘蔗渗出法工艺
1.连续渗出的形式和方法
（1）连续渗出本身分为2种形式：紧密的连续渗出形式，阶梯连续渗出形式
（2）渗出的方法：渗滤法、浸浴法、混合法
2.甘蔗渗出法的工艺流程
甘蔗渗出的工艺流程，有蔗丝渗出和蔗渣渗出2种，前者为直接渗出法，后者为压渗法。