对提高亚硫酸法白砂糖质量探讨

论文提要

亚硫酸法生产白糖的质量主要问题是色值和二氧化硫含量偏高，我国从2006年起规定一级白糖色值低于150IU，二氧化硫含量不高于30mg/kg。许多亚硫酸法糖厂为了提高一级糖产率，加强提高了二氧化硫硫熏强度，结果又导致二氧化硫含量偏高。按照新的国家标准，亚硫酸法糖厂要达到全产百分之百一级白砂糖，其对制炼工艺治理的技术要求是相当高的，尤其加强澄清工艺治理对生产一级白砂糖具有相当重要的作用。由于澄清工艺是制炼生产中第一道工序，它所生产出来的滤、清汁的质量好坏对后序蒸发、煮糖起着至关重要的作用。因此，本文着重讨论影响澄清工艺的因素和加强澄清工艺的治理。

对治理澄清工艺提高亚硫酸法白糖质量的探讨

我国从2006年起规定一级白糖色值低于150IU，二氧化硫含量不高于30mg/kg，饮料工业用糖更严格，要求二氧化硫含量不高于15mg/kg。对于现行的亚硫酸法工艺来说，原来处在151IU-170IU范围内的一级糖都将成为二级糖。特别是碰到严重干旱时会造成糖

厂澄清比较困难，以至产品的一级品率下降，二级品率比例增大。同时社会和食品卫生的发展趋势，要求逐步降低白砂糖的残留二氧化硫含量。现在已有有用户要求白砂糖残留二氧化硫低于10mg/kg，甚至无二氧化硫。这对广大亚硫酸法工艺糖厂使用来说是一个挑战。亚硫酸法澄清技术在白糖生产工业中是一种典型的蔗汁与糖浆清净脱色方法，由于该法具有设备较少，工艺流程比较简单、管理方便等特点，所以，这种澄清技术在我国制糖工业中得到比较广泛的应用。在新标准出台后，许多亚硫酸法糖厂都把提高一级糖产率，降低色值和二氧化硫含量作为最重要的治理目标，本文就围绕如何提高亚硫酸法白糖质量进行分析探讨。

一、亚硫酸法白糖色值和二氧化硫超标的问题成因分析

现行的亚硫酸法糖厂生产的白糖的蔗糖分都能达到产品理化指标的要求，只是非糖分指标无法达到要求，生产的白砂糖色值可达150IU左右，高时甚至超过200IU。新的白砂糖质量国家标准对于亚硫酸法糖厂来说，意味着原来处在151IU-170IU范围内的一级糖都将成为二级糖。许多亚硫酸法糖厂为了提高一级糖产率，加强提高了二氧化硫硫熏强度，结果又导致二氧化硫含量偏高。显然，要提高亚硫酸法糖白砂糖的质量，势必要降低产品色值和二氧化硫的含量。按照新标准，亚硫酸法糖厂要达到全产百分之百一级白砂糖，其对制炼工艺治理的技术要求是相当高的，尤其加强澄清工艺治理对生产一级白砂糖具有相当重要的作用。由于澄清工艺

是制炼生产中第一道工序，它所生产出来的滤、清汁的质量好坏降低产品色值和二氧化硫的含量有相当重要的作用。要降低产品色值和二氧化硫的含量就必须从澄清工艺抓起。

（一）澄清工序包括将甘蔗混合汁加磷酸、预灰→一次加热（55-65℃）→通二氧化硫气体→加石灰乳中和到pH=6.8-7.2→二次加热（98-102℃）→沉降池→清汁与泥汁分离→滤、清汁等过程。该澄清工艺通过二氧化硫脱色和磷酸的辅助脱色作用达到澄清效果。

（二）二氧化硫在制糖过程中作用：

1、抑制蔗汁中细菌和酶的活动。

2、将有色的有机物的双键部分饱和，使它们的色泽变浅。

3、和石灰反应生成亚硫酸钙沉淀，将多种杂质（包括色素）吸附一起沉淀除去。

4、清汁中的亚硫酸可以减轻蒸发过程中的美拉德反应，减少色泽加深。

5、将高价铁化合物还原为低价铁，防止低价铁氧化成高价铁，使铁化合物颜色较浅。

6、白糖中的二氧化硫可以减慢酚类物和低价铁被氧化的速度，减缓白糖变色。

不难看出，白糖中的二氧化硫来自蔗汁硫熏和糖浆硫熏。蔗汁硫熏加入的二氧化硫大部分在澄清过程中形成亚硫酸钙沉淀而从滤

泥排走，但也有少量存留在清汁中，其比例和澄清的工艺技术条件和操作管理有关。清汁中的二氧化硫在蒸发过程中部分随汁汽挥发，另

有部分被氧化（成为三氧化硫和硫酸盐），但大部分是留在粗糖浆中。糖浆再次进行硫熏，其中的二氧化硫量增加。它们在煮炼过程中部分随汁汽溢去，部分被氧化，但大部分是形成亚硫酸钙沉淀和溶解性的亚硫酸氢钙、以及亚硫酸与有机物的化合物，存留在糖膏内。它们会以不同的形式进入到白糖产品，如晶体生长时将少量母液包裹在晶体中、沉淀物微粒混杂在产品中等。在白糖晶体表面有缺陷及细晶体较多时，这些现象比较严重。

制糖工艺要发挥二氧化硫有益的作用，又要防止白糖含二氧化硫过多，这是澄清工序必须解决好的技术难题。

（三）影响澄清效果的主要因素为如下几个方面：

1、当二氧化硫燃烧不稳定，甘蔗榨量不稳定时，则会导致二氧化硫用量偏高或偏低，并会造成中和pH波动较大，严重影响滤、清汁质量。

2、近年来，亚硫酸法工艺向高硫熏、高灰、高磷三高方向变化，不仅造成白砂糖含硫升高，灰份增大，而且生产成本增大。有些厂为了降低成品二氧化硫含量，采取降低硫熏强度而加大磷酸用量，结果造成沉降困难，滤泥量大，严重时也会使滤汁色值加深。

3、过度预灰。为了减少蔗糖转化，调高混合汁的预灰pH值，其结果也使得滤清汁色值升高。笔者做过研究，混合汁pH值一般在5.4-5.6之间，而预灰pH值每升高一个单位，经过一次加热后的滤、清汁色值会升高10左右。与不预灰有显著差异。而这部份的色素主要是可溶性酚盐，后续过程难以除掉。

4、硫熏强度和中和pH值。根据对硫磺消耗情况的调查发现，硫熏工艺指标大多数达不到规定要求，而岗位操作记录几乎都达到要求。硫磺消耗没有严格的交接制度和准确的消耗定额。这一现象反映出对燃硫岗位治理的疏忽。由于硫熏强度达不到规定要求，直接影响了滤、清汁的脱色效果和白砂糖色值。中和pH值各厂都比较重视，但不同品质、不同浓度的石灰乳对沉降后的滤、清汁的pH值及色值影响很大。通常石灰乳浓度大，有效氧化钙含量偏低会影响硫熏及中和反应的效果，导致滤、清汁的pH值升高及色值增加。

5、滤汁回流的影响。用无滤布吸滤机使滤汁通常回流到混合汁中进行再循环处理，这一流程过去在原料蔗质量好的情况下对清汁的质量和白砂糖的色值影响不大。但在新国标要求下，这一流程不再适应生产低色值，低二氧化硫含量白砂糖的要求。尤其在原料蔗质量不好的情况下，滤汁更不应回流处理。

7、加热温度的影响。加热温度尤其是二次加热温度的稳定与否关系到澄清效率的高低。二次加热温度必须稳定在98-105℃才能获得好的澄清效果。温度低于98℃则泥汁和胶体易于水化，沉降速度慢，浊度高，澄清效果差。

目前用pH值来控制糖浆硫熏是不科学的。应当改为用糖浆中的二氧化硫量来控制，如同蔗汁硫熏那样。因为糖浆pH值受到很多因素的复杂影响（甘蔗原料的成分、粗糖浆的pH值等），同一pH值下的糖浆含二氧化硫量会有较大的差别。因此，应当经常取硫熏前后的糖浆，用碘液滴定，测定它们的二氧化硫含量。因为糖浆颜色较深，