甘蔗的磷酸亚硫酸法澄清工艺条件的优化探讨

科技创新
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甘蔗的磷酸亚硫酸法澄清工艺条件的优化探讨
黎海关，黄有吉
（广西糖业集团昌菱制糖有限公司，广西 防城港 535514）
摘要：目前各糖厂的白砂糖生产加工主要采用的是磷酸亚硫酸法澄清工艺技术，由于甘蔗汁当中的还原糖含量比较高，如果所选择的工艺技术条件不符合，便无法达到良好的甘蔗蔗汁澄清效果，自然也就无法保障生产出白砂糖的高品质。

文章对传统磷酸亚硫酸法澄清工艺技术存在的不足进行了分析，并开展了相关实验，结合实验方法与具体结果，进一步总结与探讨了甘蔗磷酸亚硫酸法澄清工艺条件的具体优化措施，希望可以为相关从业人员提供些许借鉴。

关键词：甘蔗；磷酸亚硫酸法；澄清工艺；条件；优化方法
目前，国内是以甘蔗为基础原料生产与加工白砂糖的，在具体生产环节中，主要采用的是磷酸亚硫酸法澄清工艺技术清净甘蔗蔗汁，从而生产出优质的蔗糖，从而保障所生产白砂糖的品质。

传统澄清工艺在实践应用过程中存在一定的不足，所以，进一步深入探讨澄清工艺技术条件的优化措施，有效改进该工艺技术存在的缺陷问题，有利于不断提升白砂糖生产加工整体质量，也为我国制糖业的健康可持续发展奠定良好的基础。

1 传统磷酸亚硫酸法澄清工艺存在的不足 传统磷酸亚硫酸法澄清工艺在对甘蔗汁澄清加工过程中，有硫熏环节，即对甘蔗汁采取硫熏操作，而在具体操作中，因为硫熏环境下PH 值非常低，很可能会导致蔗糖逐渐发生转化，同时还会出现大量的Ca（HSO 3）2，同时也会大量增加蒸发罐积垢。

同时在进行甘蔗汁澄清操作以后，会造成混汁的实际纯度差比较低，这样便会对白砂糖最终产品质量以及稳定性产生不同程度的不利影响[1]。

因此，进一步探讨甘蔗磷酸亚硫酸法澄清工艺技术的具体优化改进方法，能够有效改善存在的不足和问题，从而不断提高白砂糖生产的整体质量。

2 实验材料和方法 2.1 实验材料 选取某制糖厂3-4月份左右生产的甘蔗混合汁，以及各类实验所需试剂，包含亚硫酸、稀磷酸、石灰乳、聚丙烯酰胺等，实验仪器主要有酸度计、数字阿贝折射仪、722N 可见分光光度计。

2.2 具体实验方法和检测 在采集完甘蔗汁以后，要严格根据磷酸亚硫酸法澄清工艺流程，在具备工艺条件的实验环境中进行一系列实验操作，首先，在选择的混合甘蔗汁当中适当加入磷酸、预灰等制成混合汁，之后再进行加热，并在混合汁当中适当加入亚硫酸，完成硫熏操作环节，并在混合汁当中适量加入石灰，调节PH 值，最后获取中和汁，再进行二次加热，并加入絮凝剂，沉降之后，获取清汁和泥汁，并对上层清汁进行综合分析，此次实验过程中选择的甘蔗汁还原糖和胶体含量非常高。

所以在具体实验中，都是在偏碱性环境下开展实验，这样也能够有效避免发生转化，同时还应当严格按照相关规定要求进行检测[2]。

2.3 结果分析 此次实验方案主要确定4个变量，即预灰PH 值为7、8、9；一次加热具体温度为50、60、70℃；磷酸实际添加量为350/450/ 500mg/kg，硫熏强度为22、26、30g/L。

并严格按照具体工艺流程开展实验[3]。

实验结果显示，预灰PH 值取7、8时，其实际沉降速度会不断升高，泥层也明显升高，PH 值取9时，沉降速度会慢慢降低，且泥层的实际稳定性也受到一定影响，所以，能够确定预灰PH 在7-8之间时，清净效果则更加明显。

从实际添加量来看，总磷酸添加在400-450mg/kg 时，沉降速度逐渐升高，当超过450mg/kg 以后，实际沉降速度便会慢慢放缓，泥层厚度也在逐渐升高，所以，能够确定在400-450mg/kg 情况下，效果最佳。

加热温度方面，温度达到50℃情况下，沉降速度相对比较低，泥层厚度相对较高，当温度逐渐升高到60-70℃之后，沉降速度开始不断加快，泥层厚度逐
渐变低，能够进一步确定60-70℃ 为最佳温度[4]。

硫熏强度方面，从22g/L 时开始不断增加，沉降速度也不断增加，一旦超过了26g/L，速度开始逐渐放缓，泥层厚度逐渐增加，可确定在22-26g/L 强度下为最佳硫熏强度。

从以上实验结果能够得出，磷酸亚硫酸对于实验本身产生的影响是最小的，所以为了保障最佳条件，还应当进行正交实验，从而进一步确定。

其他因素包括：一次加热温度在70℃，二次加热温度为该区域沸点温度，即98℃。

该实验过程中，主要选
取色值、沉降速度以及泥层厚度等作为主要考察指标，进一步确定中和PH 对青汁色值会产生非常大的影响，所以在实际生产过程中，要重点考虑降低色值，由以上可得出净化方案确定为预灰PH7.6、
PH7.2、硫熏强度26g/L [5]。

整体而言，实验结果显示，在采用磷酸亚硫酸法澄清甘蔗汁过
程中，要对总磷酸值进行合理控制，把控在400-450mg/kg 之间便可，如果继续添加，会对清净结果产生不良影响。

如泥汁量不断增大，沉降速度逐渐降低，同时也无法提升整体生产效益。

其次是预灰PH 的合理控制，通常在7-7.5之间便可，这样能够有效保障净化效果，如果甘蔗的还原糖含量比较高，可适当增加PH 数值，但是如果过高，会造成澄清工艺碱性过大，在澄清过程中，可能会造成还原糖被分
解，产生大量色素，从而对白砂糖的实际质量产生极大的影响。

再者，一次加热温度应当保持在70℃左右，这样能够有效去除胶体物质。

硫熏强度也会对沉降速度与泥层厚度产生影响，硫熏强度增大时，沉降速度逐渐提升，泥层厚度不断变小，但强度超过26g/L 之
后，沉降速度逐渐变慢，所以应当控制在22-26g/L 之间。

PH 也会对清净效果产生一定的影响，而色值则是质量评判的关键性指标，
所以中和色值应当控制在7.2左右最佳[6]。

3 结语 磷酸亚硫酸法是白砂糖生产加工过程中，最为常见的甘蔗蔗汁澄清方法，传统澄清工艺技术在实际应用过程中存在诸多问题与不足，因此，对工艺技术进行优化改进是极为必要的，优化后综合条件为PH 值7.2，一次加热温度70℃，二次加热温度为沸点温度，预灰PH 为7.6，硫熏强度在26g/L。

参考文献： [1]罗香忠.甘蔗的磷酸亚硫酸法澄清工艺条件的优化[J].科技风,2019
(14):173-173. [2]李锦生,何凤仪.旱地甘蔗的磷酸亚硫酸法清净处理技术的改进研究[J].现代食品科技,2019(06):589-593.
[3]陈谦,莫亚枝.糖厂甘蔗混合汁的磷酸-过氧化氢澄清的方法,CN 101736095A[P]. 2019(02):22-23. [4]刘欢,庞博,李海明,等.改善玉米秸秆酶水解糖化得率的碱性亚硫酸盐法预处理工艺的优化[J].中华纸业,2019(02):10-15. [5]崔越,李利军,黄彩幸,等.甘蔗混合汁亚硫酸法澄清过程中Zeta电位的研究[J].甘蔗糖业,2019(02):27-34. [6]谢彩锋,马英群,丁慧敏,等.一种甘蔗混合汁无硫二步澄清工艺优化研究[J].食品工业,2016(07):63-67.。