精制糖结块问题与熟化仓技术的探讨

黄子莹，杨宇格，杨 华，黄龙飞，唐 震

（广西农垦糖业集团防城精制糖有限公司，广西　防城港　538021）

精制糖结块问题与熟化仓技术的探讨

黄子莹，杨宇格，杨 华*，黄龙飞，唐 震

（广西农垦糖业集团防城精制糖有限公司，广西防城港538021）

针对精制糖易结块的问题，选取公司自产精制糖和其他2个不同精制糖厂家的同质量产品作试验比较，找出影响精制糖结块的原因，制定措施，同时介绍了熟化仓技术，为解决精制糖结块问题提供参考，促进糖业生产技术的发展。

精制糖；结块；对比；熟化仓技术

0　前言

当前中国糖业市场消费份额中，耕地白糖仍占大部分，但从发达国家糖业发展趋势来看，中国糖业会逐步发展精制糖的生产，精制糖的消费比重很有可能会逐步提高。不仅如此，糖产品的市场也会逐步细化，一些高端消费群体的形成，要求精制糖产品无论从质量、品种还是包装，都要适应市场需求。

精制糖作为一种高档次的食糖，具有色值低、不含硫及杂质少的特点，各项理化指标均优于一级白砂糖。但由于精制糖颗粒度比一级白砂糖更细，其接触表面积更大，所以在后期储存过程更易形成结块。精制糖结块问题也是一直困扰糖厂的共性难题，各厂生产、储存条件不一，涉及结块因素众多，过程复杂，结块精制糖不仅造成产品质量下降，产品滞销，需要花费大量的人力、物力对滞销结块糖进行回溶处理，而且会降低客户对产品的信任，影响品牌效应，降低产品市场竞争力。对炼糖企业而言，澄清工艺是关键技术，通常是用离子交换树脂脱色、纳滤等技术生产出符合标准的精制糖，但是要解决产品结块的问题，并不能单纯从某一生产工序中对某项技术进行改造就能解决的，如煮糖工艺、糖品干燥冷却、装包输送以及后期的仓储条件均与结块有着密切的联系，再加上每个厂的生产、储存条件差异性，并不能完全确保某项解决技术就一定能适用于每个厂。

为了更好地解决糖厂特别是精炼糖厂产品结块问题，本文选取同级别的其他品牌精制糖与自产精制糖作比较，通过试验结果分析影响精制糖结块的原因，在借鉴国外技术的基础上，介绍了适合中国国情的精糖熟化仓技术，以期解决精糖存贮过程中结块问题。

1　精制糖结块机理

精制糖在经历干燥、装袋后总是含有一定的水分，这些水分会在糖表面形成液膜，视环境湿度的不同，液膜的厚度也不一样。当外界条件发生变化，比如温度降低，湿度相对减小时，精制糖晶粒表面液膜饱和溶液会由于溶解度降低或平衡水分减少而形成过饱和溶液，因而析出细小晶粒（伪晶），与原有晶粒粘附在一起形成结块。精制糖结块实际上是这样一个过程：精制糖获得水分，表面形成较厚的蜜膜层，晶粒紧密靠拢接触，失去水分或降低温度，产生粘结形成结块，形成新的晶粒［1］。新的晶体数量多，体积小，分布在大晶体的缝隙之间。由于此时精制糖处于受压的状态下（库房高层叠包），静态结晶只能生成聚晶，而不可能获得呈分散状的散晶。大晶粒缝隙之间的新生聚晶将原来分散状的晶粒结合起来，形成结块［2］。

通俗理解结块的过程就是吸收水分和失去水分的过程，要同时满足该条件才能形成结块。前提条件就是白糖中一定要含有水分，该水分可以是自带的也可以是外部吸收的，然后在此条件下，受环境相对温湿度的突变，比如潮湿的白糖突然遇上湿度较低的环境，就会失去水分，易结块。而对于受潮的白糖，假如相对环境湿度更大，则白糖会继续吸收水分，无法失去水分，不会形成结块［3］。

2　精制糖结块试验方法

为了验证影响结块因素，我们曾经选用不同厂家生产的精制糖进行试验，选用A企业生产的A糖、B企业生产的 B糖和 C企业生产的 C糖，依据GB317-2006《白砂糖》检验产品，各项理化指标分析见表1。

表1　A糖、B糖、C糖指标对比

在公司中转糖仓空闲位置共放置6跨糖，每跨4吊糖，其中1跨是均匀分布3种糖，另外5跨全是A糖，主要是支撑混合糖放置位置，并作空白对比试验，试验周期为12个月。具体放置示意图见图1和图 2。此次试验主要是把 3种不同的糖样静置12个月，从感官触摸等方面分析鉴定每种糖样的结块严重程度。

其中，跨糖：放置如混合糖堆放平面图，指单纵列向上的糖包；吊糖：即吨糖袋所装的糖包，放置如混合糖堆放图，交叉放置，共4层，累计20袋，1 t重；混合糖：混合糖堆放（平面）图中的数字代表的是3种不同的糖包，混合糖这一跨有着3种不同的糖，交叉放置，不重叠。

图1　每跨放置平面图

试验中，堆放为6跨，每跨高度均约为3.7 m，如图1所示。图2表示每吊混合糖中的每层糖包的放置位置，1至 5号表示每袋不同的糖包，每层之间确保同样的糖样不重叠。

图2　混合糖堆放（平面）图

3　精制糖结块试验结果与分析

A糖、B糖和C糖静置12个月后，试验结果如表2所示。

取同一层面的 3种糖采样分析，A糖水分0.01%，B糖水分0.01%，C糖水分0.03%，表明结块后，砂糖水分变化不大，2种糖水分趋于不变，而另外装有牛皮纸的砂糖水分则升高 0.01%，不能否定原水分稍高原因导致，也可能是包装问题导致，在以后工作中需进行更深一步的研究［4］。

A糖80%以上出现了不同结块的现象，C糖也有大面积的结块现象，达到70%以上，而B糖结块较少，基本无结块，用手触摸糖袋可感觉到松软现象。最底端的糖包因受挤压力最大，越靠近底部结块硬度越大，与空间接触面积大的糖包也要稍微比接触少的糖包结块硬，但结块硬度分布并不都是如理论所说，越底端的糖包结块越硬，也有少部分糖包呈现上层结块比下层结块严重的偶然现象。

虽然大部分的糖都结块了，对3种结块的糖包进行人工抖动后，几乎都可以恢复松散状态，有少量结块严重的A糖（表现为边角硬、人工无法捏碎），经过人工在高度1.2 m左右摔包3～4次即可全部松散，C糖因为包装袋材质问题，无需摔包，用手挤压袋子即可松散，B糖基本无结块。

表2　A糖、B糖、C糖试验结果

4　讨论

4.1影响精制糖结块因素分析

3种糖不是自始至终在同条件下对比的，首先生产日期不一致，再次是B糖、C糖经过多次的翻包、转仓，试验时已呈松散状态，而A糖则是直接出厂堆包，期间未有翻包转仓情况，所以结块结果仍缺乏一定的说服力。但按照经验，结合白糖结块机理及本次试验，大致可推测影响精制糖结块原因。

4.1.1翻包、转仓影响

经过翻包的白糖，破坏白糖晶粒表面的液膜，减少重结晶的几率，而出厂的白糖直接堆放，受相对温湿度的变化，白糖吸潮重结晶形成液膜，因无法翻动，液膜紧密粘结一起，所以在同等条件下，有翻包的白糖会比未有翻包的白糖结块程度轻［5］。

4.1.2装包温度

按照经验，装包温度不宜高于42℃，装包温度过高时如遇到温差变化大，会造成温度降低，形成过饱和浓度，容易析出细小晶粒。公司装包温度控制在42℃以下，该条件应该是某种特定情况下适用，但装包温度适度低温是有好处的［6］。

4.1.3砂糖水分

砂糖含有内部水分和外部水分，水分可能是出厂带有的，也有后来吸附的。砂糖水分高使晶粒表面含有较高的水分，在这些水分被蒸发的过程中，砂糖是静止的，在温度降低或相对湿度降低时，平衡水分减少形成过饱和溶液，析出细小晶体与原晶体吸附。A糖水分内控指标在 0.01%左右，出厂水分很低，如果在合适仓储条件下是不易结块的，本试验结块的原因之一是吸附了外部水分且失去水分的过程造成结块［7］。

4.1.4砂糖颗粒度

本次试验的样品是A糖细砂糖和其他2个牌子的细砂糖，所以无法和其他颗粒度的糖样进行比较。但根据其他文献记载情况，颗粒度越小的砂糖，其表面吸附面积大，大大增加了晶粒间接触面，相应的吸附水分能力增加，所以通常晶粒小的砂糖容易吸水，较大颗粒砂糖容易结块［7］。

4.1.5堆积高度

越底层的砂糖受挤压力度越大，晶粒间的能量传递越差，即在同一外界条件下，受挤压大的砂糖难以释放多余水分，析出的小晶粒会越发密集、结块。在本试验中也证实了这个理论，最底层的砂糖比上层的感官结块稍微严重，处于最上层不受挤压的砂糖明显比底层的结块轻。但同一层面的砂糖在不同的方位，也有少部分结块程度不一致的情况，主要受周边环境影响［8］。

4.1.6生产工艺

影响结块因素的生产工艺主要是和煮糖、分蜜工序有关，在同样的干燥条件下，煮糖应该控制晶粒的完整均匀性，减少不正常晶粒的形成，严格控制分蜜打汽温度避免糖品温度过高，影响装包温度。在2015年炼糖期制糖车间的碳化糖（因打汽温度过高使糖表面出现焦化现象）结块比精制糖结块严重的原因可能就是与砂糖颗粒度不均匀及装包温度偏高等因素有关［6］。

4.2预防精制糖结块措施

目前预防砂糖结块的方法主要是控制好砂糖理化指标和仓储条件，但仍有结块的风险，特别是对于颗粒度小的精制糖而言更易结块。熟化仓作为一种砂糖干燥设备，具有明显减缓砂糖结块的作用，在不少的炼糖企业中已有应用，具有一定效果。其原理是：利用筒仓配套辅机设备来确保存储砂糖的筒仓内空气的温度及相对湿度在设定好的稳定参数下运行，砂糖在严格绝热筒仓中储藏，干燥空气慢慢通过贮藏中的糖堆，让糖堆在筒仓中维持24～72 h，使砂糖自然熟化［9］。

4.2.1熟化仓工艺

砂糖由筒仓的顶部入料口卸入筒仓内，卸料的同时筒仓内会扬起糖粉，因此需要利用一套湿式除尘系统来尽量除去筒仓内的糖粉糖尘。筒仓内空气的调节对砂糖的影响很大，需要配套空气除湿制冷装置对空气进行处理之后再送入筒仓内。处理之后的空气先稍微预热再利用风机送入筒仓内，配套循环风机，整个筒仓及配套的除尘、空气处理系统形成一个循环的送风回路，筒仓内的空气周期性更换，保证熟化筒仓内的砂糖在预定的熟化时间内达到理想的干燥效果，降低储存结块风险［6］。用于进一步干燥熟化并存储精制糖的筒仓系统一般由4部分组成：①按照存储时间的要求设计满足存储容量的熟化筒仓；②收集筒仓内糖粉糖尘的除尘系统；③调节筒仓内空气的空气除湿制冷装置；④空气预热及风机系统。利用筒仓配套辅机设备来确保存储精制糖的筒仓内空气温度及相对湿度在设定好的稳定参数下运行，保证熟化筒仓内的精制糖在预定的熟化时间内达到理想的干燥效果［10］。

精制糖存储筒仓和配套辅机设备的关系如图 3所示。

4.2.2熟化仓技术优缺点

图3　精制糖存储筒仓和配套辅机设备的关系

熟化仓优点：对干燥冷却后的砂糖进行熟化处理，采用全自动恒温熟化干燥工艺，熟化仓系统空气调节参数及所有设备、阀门等控制均采用DCS自控系统，熟化仓内的温度及相对湿度均控制在恒温恒湿状态。该技术已被国际糖业认可，能改善和稳定成品糖的品质和特性，产品保存期长、不结块，特别适用炼糖企业生产精细颗粒的精制糖，有利于提高产品的质量效益，减少因结块问题产生的人工破碎、回溶处理及顾客投诉等费用的支出，估算可以提高吨糖效益50～100元。

熟化仓缺点：①前期设备投资大，目前熟化仓设计主要以南非、德国、法国、日本等国家为主，以3000 t容积的熟化仓衡算，引进国外全套熟化系统预计需要约 3500万元，引进关键技术则需要约2000万元；②占地空间大，若在建成的生产厂房改造，操作较复杂。

在原干燥设备的基础上新增熟化仓对于进一步降低砂糖内在水分和提高砂糖的品质是有好处的。经过一定时间熟化的砂糖再经包装储存，会比未熟化的砂糖结块程度小储存时间长，试验结果也表明经过熟化处理的B糖明显比另外2种糖的结块程度小，甚至没有出现结块的现象，但也不能完全保证熟化后的砂糖就不会结块，仍需加强后期仓储条件的科学管理。

5　结语

精制糖结块是糖储存过程经常出现的现象，影响结块的原因也是很多因素造成的。预防结块最好的方法是控制好分蜜干燥输送等工序，以及后期的仓储条件控制，有条件的话引进熟化仓技术是解决结块的重要途径。

［1］肖丽颖，李然. 砂糖结块原因的分析［J］. 中国甜菜糖业，1997（1）：24，28.

［2］吴小凌，孙晶. 食糖的吸湿溶化与干缩结块［J］. 中国甜菜糖业，1992（5）：17-21.

［3］杨海耀. 白砂糖贮存过程中增色和结块问题初探［J］.广州食品工业科技，2003，19（1）：38-40.

［4］何凤仪，程江玲，胡智雄，等. 碳法、亚法糖储存期间色值、酚铁、结块等问题研究［J］. 甘蔗糖业，2011（6）：26-31.

［5］梁华立. 二步法生产精炼白砂糖储存结块问题改善的探讨［J］. 中外食品工业，2014（5）：77-78.

［6］左见军，周少基，张建珍，等. 白砂糖干燥与冷却机理及影响［J］. 广西糖业，2014（4）：26-31.

［7］王晓红. 一水结晶葡萄糖结块问题探析［C］. 2010年全国淀粉糖、多元醇技术与发展研讨会论文集，2010：42-44.

［8］谭广彬. 精制白砂糖生产中若干问题分析［J］. 广西轻工业，2001（2）：29，40-41.

［9］霍汉镇. 砂糖干燥与冷却设备的变革［J］. 甘蔗糖业，1993（3）：33-41.

［10］霍汉镇. 现代制糖化学与工艺学［M］. 北京：化学工业出版社，2008. （本篇责任编校：邓丹丹）

Discussion on Refined Sugar Agglomeration Problem and Slaking Warehouse Technology

HUANG Zi-ying， YANG Yu-ge， YANG Hua， HUANG Long-fei， TANG Zhen
（Fangcheng Refined Sugar Company Limited of Guangxi State Farms Sugar Industry Group， Fangchenggang 538021）

According to the problem of refined sugar agglomeration， the same quality products of refined sugar produced by our company was compared with other two different refined sugar mills， the cause of influence of refined sugar agglomeration was found， the formulation of measures and the slaking warehouse technology were introduced， which provided the basis for solving the problem of refined sugar agglomeration and promoted the development of sugar production technology.

Refined sugar；Agglomeration；Contrast；Slaking warehouse technology

TS244+.5

A

1005-9695（2016）05-0037-05

2016-07-05；

2016-10-25

黄子莹（1984-），女，助理工程师，研究制糖工艺管理方向

杨华（1984-），男，工程师，主要从事制糖生产研究工作；Email：260931793@qq.com

引文格式：黄子莹，杨宇格，杨华，等. 精制糖结块问题与熟化仓技术的探讨［J］. 甘蔗糖业，2016（5）：37-41.