糖浆上浮工艺对提高白砂糖质量的实践应用

吴 飞

（广西农垦糖业集团西江制糖有限公司，广西 贵港 537100）

随着社会的发展与进步，人们对生活质量的要求不断提高，对食糖的质量要求也越来越高，国家的食糖标准也越来越严，不仅对色值要求高，对产品的混浊度、残留的SO2含量、灰分等也要求比较高。而我国90%的糖厂都是采用传统的亚硫酸法澄清工艺，主要是加入SO2作为澄清剂，其澄清效率偏低，而经二次硫熏，也只是利用SO2与糖浆中的色素反应生成浅色或无色的络合物，仅起到漂白作用，不能有效除去非糖分，很难生产出高品质的白砂糖。致使白砂糖贮存期短，容易变色、变黄、回潮和结块，不能适用于高端的饮料行业。所以提高白砂糖的质量，已成为我国糖业界的当务之急。

糖浆上浮工艺是目前糖汁清净处理的最佳技术之一，也是目前制糖业提高产品质量的有效途径。近年来许多糖厂都应用糖浆上浮工艺提高白砂糖的质量，同时取消了糖浆流漂，有效地降低了白砂糖的色值、电导灰分、混浊度、SO2含量，取得了较好的效果。而且生产出来的白砂糖洁白有光泽，质量稳定，含硫量低，贮存期长，达到国内高级饮料的用糖要求。

1 糖浆上浮工艺

1.1 糖浆上浮工艺作用

糖浆上浮工艺主要是利用气泡浮升粗糖浆中的杂质。用加入的磷酸与粗糖浆中的可溶性钙盐生产磷酸钙，通过微小气泡的浮升作用和初生的磷酸钙的吸附作用，以及高效絮凝剂的二次絮凝、网络作用形成极大的絮凝物，从而带走粗糖浆中的可溶性亚硫酸盐、色素、胶体等杂质，达到脱色、提纯和分离目的，浮渣和沉降器出来的泥汁混和后送到吸滤机处理，清澈透明的清糖浆经过上浮器底部通道溢流到清糖浆箱，泵上煮糖。

1.2 糖浆上浮流程

1.2.1 将63～68°Bx未效糖浆送至缓冲箱后泵送至加热器进行加热到80～85℃。糖浆浓度高需加热温度高些。

1.2.2 加热后的粗糖浆进入反应箱，并按一定比例加入磷酸，磷酸和糖浆中的钙盐通过第一级和第二级反应器得到充分搅拌混合后进入打泡箱。

1.2.3 充气后的糖浆在反应箱出口处加入高效絮凝剂进行第二次混合絮凝。

1.2.4 已初步絮凝的糖浆从底部进入上浮中心室，在其中进一步混合絮凝，然后沿顶部向圆周方向分散，浮渣浮到顶部，被缓慢旋转的刮板刮出，与沉降器的泥汁混合后，经真空吸滤机把糖汁和滤泥分离出来；清净的糖浆向下经过底部环形多孔管集中到溢流箱排出到清糖浆箱，再送至煮糖楼。糖浆上浮工艺流程图见图1。

2 糖浆上浮的应用效果

图1 糖浆上浮工艺流程图

广西农垦糖业集团西江制糖有限公司在2009年安装了糖浆上浮设备，并于2009/2010年榨季开始运行，至今已运行了四个榨季，对提糖和提高产品质量效果明显。西江制糖有限公司位于贵港市，由于受多种因素的影响，一直以来甘蔗质量都比较差，难处理，用传统的工艺难以产出高品质适合高端产业使用的白砂糖，主要是SO2含量、水不溶物和灰分等偏高，色值不稳定。2009年12月13日开始使用糖浆上浮器，在生产过程我们按三班连续采集粗糖浆样本和上浮糖浆样本化验对比，糖浆经处理后除掉了大部分悬浮物及灰分、胶体物质、大部分的钙盐、亚硫酸盐等，混浊度降低比较大，达到78.8%，糖浆纯度提高了0.47AP左右；糖浆清澈透明、不粘稠，除色率高，色值降幅达到300°St以上；上浮处理后糖浆pH控制在6.0～6.5之间，比较稳定。避免因糖浆硫漂pH波动降低，在煮糖过程中的糖分转化。化验数据见表1。

表1 西江制糖有限公司2009年12月30～31日上浮糖浆与粗糖浆质量对比

白砂糖质量得到了明显的提高，特别是混浊度、SO2含量和水不溶物等降低的幅度在50%以上。白砂糖色值120IU以下、灰分0.05%以下、浊度30MAU以下、含硫量10mg/kg以下、水不溶物10mg/kg以下，可以满足对成品糖质量要求较高的高端行业使用。表2是2010年2月4～10日使用糖浆上浮前后白砂糖产品的数据对比。

3 技术关键点

目前，广西也有许多糖厂上了糖浆上浮工艺设备，但有些厂由于应用不好而闲置着。主要是对制泡控制不好，未能连续有效地控制糖浆上浮。

经过几个榨季的实践，本人觉得要掌握好糖浆上浮，必须掌握好以下三个关键点。

表2 西江制糖有限公司2009/2010年榨季使用糖浆上浮前/后白砂糖质量对照表

3.1 糖浆上浮处理要稳定

主要是控制流量、温度、药品的稳定，这几个关键因素可以通过先进、成熟的自动控制系统来达到稳定。在实际操作中首先要控制流量的稳定，要经常同蒸发和煮糖岗位联系，确保入汁和出汁的稳定，如果糖浆流量忽大忽小或断断续续易造成反底，影响产品质量。

3.2 制泡是否合理是糖浆上浮处理的关键

糖浆上浮处理要求打出的气泡必须幼细而分布均匀，数量适当。气泡过量和粗泡都是不好的。气泡过量，多余的气泡在糖浆中形成大量的废泡沫，大大增加了浮渣体积，在上浮器表面形成相当厚的白色泡沫层，减少了单位体积浮渣中的絮凝剂量，削弱了絮凝剂的功能，降低浮渣的稳定性。同时造成浮渣量大，处理困难。气泡过大对糖浆气浮处理也是有害的。直径超过100μm的气泡很难与絮凝物附着，它们自行浮起。较大的气泡会在糖液中产生强烈的扰动和造成液体对流，产生不良影响。糖浆上浮处理制泡都要求气泡尽可能微细。因为微细的气泡较易被絮凝物捕捉和网罗在它的内部，形成轻的集合体。这样气泡不易散失，絮凝物浮升快而稳定，不易下沉，形成的浮渣结实。

3.3 浮升面积要恰当

浮升面积过大，糖浆在浮升器停留时间长，糖浆转化损失也就大。浮升面积偏小，则糖浆在浮升器停留时间不足，浮渣与糖浆分离就不充分，上浮出汁就不清亮透明，而且还夹带有絮凝物出来，也就是反底，对煮糖不利，影响产品质量。所以选型时必须根据各厂的实际榨量计算出糖浆量来选取合适的浮升器浮升面积。上浮器的截面积可通过下式求得：

式中：A——上浮器截面积，m2

Q——上浮器排出的清糖浆量，m3/h

V——糖浆向下流动的平均流速，m/h

注：此V值不得大于浮渣的上升速度，一般取值为5.4～6m/h。一般浮升器的高度有2m已够用，浮升良好，浮渣以下全部为清液。

4 小结

亚硫酸法的糖浆经磷酸上浮后可较好地降低浊度，糖浆浊度降低达70%以上。所以对白砂糖的混浊度、含硫量及灰分降低有较好的作用，同时也降低色值，产品晶粒闪亮有光泽，提高了白砂糖的质量；同时经磷酸上浮处理后的糖浆清澈透明、不粘稠，提高煮糖效率，对产糖率的提高起到很大的作用。

糖浆磷浮法较好地提高了亚硫酸法糖厂的产品质量，且增加上浮系统的设备投资不大，但效益可观，所以磷酸上浮清净法在甘蔗糖厂发展很快，且技术不断完善，它已成为一种改善传统的亚硫酸法产品质量行之有效的清净方法。

［1］ 黎锡流，庆林生，赖凤英，许斯欣等.提高产品质量和煮炼收回的好途径［J］.甘蔗糖业1999（3）：31-34.

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