甘蔗制糖的工藝設計流程是怎樣的（完整版）

1、甘蔗制糖的工藝流程是怎樣的甘蔗特性、蔗汁的化學成分及性質，對制糖工藝影響甚大，是選 擇生產方法及工藝條件的依據。下面跟著 一起來看看甘蔗制糖的工 藝流程是怎樣的。甘蔗制糖工藝流程之提汁從甘蔗提取蔗汁的方法有壓榨法與滲 出法。壓榨法是對甘蔗通過預處理和壓榨設備與滲浸系統(tǒng)相配合提取 蔗汁的方法。 滲出法是甘蔗經預處理破碎， 通過滲出設備和采用一定 的流汁系統(tǒng)， 蔗料經水和稀糖汁淋滲， 使甘蔗糖分不斷被浸瀝而洗出 的方法。甘蔗壓榨法壓榨提汁原理主要是將甘蔗斬切成絲狀與片狀的蔗料，入壓榨 機，使充滿蔗汁的甘蔗細胞的細胞壁受到壓榨機輥和油壓的壓力而破 裂，蔗料被壓縮，細胞被壓扁的同時排出蔗汁 ;借助于滲

2、浸系統(tǒng)將從 壓榨機排出、 開場膨脹的蔗渣進展加水或稀汁滲浸， 以稀釋細胞的糖 分，提取更多的蔗汁。蔗料相繼通過幾座三輥壓榨機被屢次壓榨。 在蔗料進入末座壓榨 機之前加水滲浸。 參加的水稱滲浸水， 一般用量為甘蔗量的 1525%。 從末座榨出的汁稱末座榨出汁， 它隨即被泵入前一座壓榨機作為滲浸 液，滲浸進入該座壓榨機的蔗料， 所榨出的稀汁再作前一座壓榨機的 滲浸液，如此直至第二座壓榨機， 這就是糖廠普遍使用的復式滲浸法。 由第一座及第二座壓榨機壓出的汁合并成混合汁， 送清凈處理。 從末 座壓榨機排出的蔗料稱為蔗渣。蔗渣中水分為 4550%，糖分 14%， 纖維分 4552%，可溶性固體物 1.5

3、6%。蔗渣送鍋爐作燃料，或另作 其他工業(yè)原料。 衡量提汁方法的提糖效率用糖分抽出率， 其定義為從 甘蔗中已被提取的蔗糖對甘蔗中蔗糖的質量百分數。 甘蔗糖廠糖分抽 出率在 9297%之間。壓榨提汁主要設備包括切蔗機、 壓榨機及其驅動裝置、 滲浸系統(tǒng) 及相應的輸送設備。切蔗機由蔗刀及驅動裝置組成。壓榨機由 3 個 輥子及機架構成。 三輥壓榨機的輥被裝嵌成三角形， 視其所處位置分 別稱為頂輥、前輥和后輥。頂輥與前、后輥間有一定的間隙。 3 個輥 的軸端帶有傳動齒， 由原動機如電動機、 汽輪機或蒸汽機經減速裝置 驅動頂輥，從而使 3 個榨輥以一樣的速度轉動。甘蔗糖廠生產能力， 以糖廠每日壓榨甘蔗噸數來

4、表示。 處理甘蔗 的能力與壓榨機座數、甘蔗破碎度、壓榨輥直徑與長度、輥子轉速、 甘蔗纖維分和對糖分抽出的要求等因素有關。通常，糖廠采用 46 座壓榨機組成一壓榨機列。 亦有采用 2 列、3 列，以適應生產的需要。蔗汁的化學成分， 隨甘蔗的化學成分、 甘蔗收獲后存放時間和環(huán) 境等不同而變化。表 1 蔗汁成分 為蔗汁化學成分。80 年代后期以來，甘蔗提汁技術一方面傾向于加強甘蔗預處理， 使破碎度提高到 7080%;注重采用高位入料槽， 或者采用壓力入料輥 （又稱齒狀入料輥 ）兩個與傳統(tǒng)的三輥壓榨機組成五輥壓榨機，以強化 壓榨機的入料，并進展預壓縮，從而提高壓榨機生產能力 ;另方面在 滲浸工藝上，

5、又在復式滲浸系統(tǒng)的根底上， 采用壓榨機出來的稀汁的 大局部回流本座壓榨機，使在不增加滲浸水量的前提下增加滲浸液 量，使蔗渣含液量到達飽和，呈飽和滲浸，充分滲浸與稀釋蔗料的殘 留糖分，到達進一步提高糖分抽出的目的。壓榨法耗用鋼材與電力較多，但它具有的處理甘蔗能力適應性 強、技術管理方便和運行可靠等優(yōu)點， 使之迄今仍是甘蔗提汁的主要 方法。甘蔗滲出法 甘蔗滲出法的根本原理是利用甘蔗細胞中的細胞質與細胞壁之 間有一層細胞質膜， 對細胞外面的物質能起選擇吸收的滲透作用。 因 此，可以應用固一液萃取的浸瀝操作，通過洗滌、稀釋、浸透和擴散 作用把甘蔗中蔗糖分子轉移于滲出汁中，到達提取糖分的目的。甘蔗滲出法

6、提汁工藝主要包括甘蔗預處理、 糖分滲出和濕蔗渣脫 水。滲出工藝又可分成兩類 :一類是蔗絲滲出，甘蔗經預處理成蔗絲 后進入滲出器，經滲出水和稀汁滲浸得滲出汁 ;一類是蔗渣滲出，是 甘蔗預處理后的蔗絲先經一臺壓榨機，榨取相當于甘蔗含糖的6080%的原蔗汁后，再進入滲出器作進一步的滲出提汁，壓榨出原 蔗汁與滲出汁合并成混合汁送清凈處理。 從滲出器出來的蔗料稱濕蔗 渣，水分約 85%，入脫水設備脫水，將水分降至 50%以下，送鍋爐作 燃料或作其他工業(yè)原料。 脫水設備所得稀汁稱脫水汁， 通常經參加磷 酸、石灰和加熱等化學、物理方法清凈處理，清汁導回滲出器以助萃 取和多回收糖分。滲出法糖分抽出率與壓榨法大

7、體一樣。甘蔗預處理工藝要求的甘蔗破碎度，對蔗渣滲出法為 7580%， 對蔗絲滲出法到達 8590%，蔗絲幼細、片狀，蔗屑不應過多，以利 于更有效地滲出甘蔗糖分。預處理設備常用撕裂機或重錘式撕裂機， 切蔗機或其組合設備。脫水設備多用三輥壓榨機。 滲出器有多種形式， 主要有Silver型、BMA型、De Smet型、DdS型和Saturne型等。不同 形式的滲出器各具特點， 但工藝效果大致一樣。 各種滲出器都具有使 蔗料連續(xù)向前移動或旋轉推前的運動構件、 分級滲淋系統(tǒng)。 預處理的 蔗料送入滲出器的一端， 在另一端參加約甘蔗量 25%的滲出水， 以滲 淋萃取糖分，并從此端排出濕蔗渣。借助多級滲淋系統(tǒng)

8、，使蔗料與萃 取液經受多級逆流滲濾，滲出汁自入蔗料端排出。滲淋系統(tǒng)級數，蔗 絲滲出用 1218級，滲出時間 2035分鐘;蔗渣滲出用 812 級，滲出 時間 1626 分鐘。滲出溫度是通過加熱滲淋稀汁， 使維持滲出器熱裂 區(qū)滲出汁溫度在8090C，最終滲出汁溫度在5065C。影響滲出糖 分抽出效率的主要因素，是甘蔗破碎度、滲出溫度、時間和滲出水參 加量。滲出器生產能力主要取決于它的規(guī)尺寸和流過蔗料層的蔗汁流 速。而影響蔗汁流過蔗料層速度的因素是甘蔗質量、預處理破碎度、 蔗料層厚度、脫水汁質量和滲出溫度。滲出提汁法具有省鋼材、省動力、省投資、省維修費用等優(yōu)點。 但技術管理要求較高，耗用蒸汽較多。

9、甘蔗制糖工藝流程之清凈借助清凈劑和加熱所起的化學和物理 化學作用， 并通過固液別離方法， 盡可能除去混合汁中影響蔗糖結晶 的各種非糖物質，獲得色值較低、清晰、較純潔的清凈汁。甘蔗制糖方法是以清凈過程中使用的主要清凈劑來命名。 各產糖 國家用甘蔗生產白砂糖、 粗糖的通用清凈方法主要有亞硫酸法、 石灰 法和碳酸法。亞硫酸法 采用石灰和二氧化硫為主要清凈劑。 混合汁經預灰 （圖 2 亞硫酸法工藝流程 ）、一次加熱、 硫熏中和、 二次加熱后入沉降器， 別離出清凈汁和泥汁泥汁經過濾得濾清汁，它與清凈汁混合再經加 熱、多效蒸發(fā)成糖漿，再經糖漿硫熏得清糖漿作結晶原料。亞硫酸法工藝原理主要是利用亞硫酸離子與鈣

10、離子反響生成亞 硫酸鈣粒子，吸附蔗汁中的色素 ;加熱凝聚膠體物質與加速沉降 ;調節(jié) 中和 pH 值而到達某些非糖物的凝聚點而生成沉淀等化學和物理化學 的作用以到達清凈的目的。 預灰與一次加熱對蔗汁中微生物的繁殖亦 會起到抑制的作用。亞硫酸具復原性， 是一種漂白劑。它把色素暫時復原成無色物質， 當與空氣長期接觸又會漸漸呈色。 這就是亞硫酸法制得的白砂糖放置 時間較長會變黃的原因之一。蔗糖在酸性條件下會水解成葡萄糖與果糖等分子混合物， 稱為轉 化糖。由于其具復原性，制糖工業(yè)又稱之為復原糖。復原糖在酸性溶 液中穩(wěn)定， 在堿性溶液中當溫度較高時那么迅速分解， 生成有機酸如 己糖二酸、葡萄糖酸等及深色的

11、絡合物。這些物質不易除去。深色的 絡合物還影響產品色值。糖漿硫熏控制調節(jié)其 pH 值，是為了防止結 晶時復原糖分解， 增加色值， 并利用亞硫酸的漂白作用降低色值和粘 度。硫熏中和過程的二氧化硫是借燃硫爐燃燒硫磺時生成。 氣態(tài)二氧 化硫由類似水噴射式真空抽吸器的多噴嘴立式管道硫熏中和器抽入。 在管道與作噴射的蔗汁充分接觸，反響生成亞硫酸。同時，在該器尾 管及儲汁箱分幾點參加石灰與之中和，從而完成硫熏中和工藝過程。加熱設備大多采用多程列管式加熱器。 泥汁過濾普遍采用轉鼓式 真空吸濾機，亦有采用通用的板框式壓濾機。帶攪拌連續(xù)沉降器（又稱Dorr式沉降器）是沉降別離設備之一。它以隔板分成 4或5層，頂

12、 層為凝聚層，底層為泥汁增濃層，中間幾層為沉降層。清凈汁主要從 各沉降層放出。 泥汁借助于該器中心軸慢慢帶動它的泥汁耙， 使之流 向底層而放出，到達沉降別離的目的。在亞硫酸法流程中， 通常還用磷酸作輔助清凈劑。 它與石灰作用 形成絮凝狀的沉淀。 它對局部非糖物和色素具有較強的吸附作用。 制 糖工業(yè)界普遍認為，混合汁中含有效五氧化二磷 300400ppm,清凈 可獲良好的效果。2002-2021年，糖廠廣泛使用一種能起絮凝作用的人工合成的聚 合電解質，又稱絮凝劑。它是一類高分子化合物。常用的有聚丙烯酰 胺，分子量在 200萬到 2000萬左右。它的用量極少，幾個 ppm 便足 以促使粒子聚成粗大

13、的絮狀團粒，加速沉降及過濾。在亞硫酸法流程的根底上， 應用絮凝劑， 利用蔗汁在堿性條件下 能大量析出膠體、 色素和局部無機鹽， 采用以氣浮別離技術先使凝聚 的粒子上浮而除去大局部非糖物， 然后將它的堿性清汁用磷酸中和后 入沉降器的新工藝。所得清凈汁的色值比原亞硫酸法降低 3040%， 從而提高白砂糖質量。 利用氣浮別離技術， 對亞硫酸法糖漿進展清凈處理，同樣可到達改善糖漿質量，提高白砂糖質量的目的石灰法以石灰為主要清凈劑。將混合汁預灰至 pH6.4，加熱至 60C，然后加灰中和至 pH7.68.0,再加熱至100102C，入沉降器 別離出清凈汁與泥汁。 泥汁過濾得濾清汁與清凈汁混合， 經多效蒸

14、發(fā) 得糖漿以供結晶用。石灰法流程簡單, 設備少, 只靠加灰中和蔗汁生成較少量的沉淀 物與加熱的凝聚作用, 清凈過程除去的非糖物和色素較少, 適用于生 產粗糖。碳酸法 以石灰和二氧化碳為主要清凈劑的蔗汁清凈法。其工藝 流程（圖3碳酸法工藝流程 ）為:混合汁經一次加熱、 預灰,然后在參加 過量的石灰乳的同時通入二氧化碳進展一次碳酸飽充, 使產生大量鈣 鹽沉淀,隨即加熱、過濾得一碳清汁,再經第二次碳酸飽充,然后加 熱、過濾,得二碳清汁,又經硫熏、加熱、蒸發(fā)成糖漿。然后進展硫 漂使 pH 降至 5.86.4,供結晶之用。碳酸法工藝原理主要是利用一碳飽充過程反響生成的大量碳酸 鈣粒子對膠體、 色素及其他非糖分的良好吸附作用, 到達降低色值和 提高清汁純度的目的但由于蔗汁含復原糖較多, 為了防止在高溫, 強 堿條件下分解,一碳加石灰量為蔗汁的 1.52.0%,一碳適宜的 pH 為 10.511，相當于0.030.05克Ca0/100ml的飽充堿度。隨后的二碳飽 充控制 pH 為 8.08.4二碳飽充是通過進入 CO ,盡可能完全地沉淀溶 解在一碳清汁中的石灰和鈣鹽, 并吸附局部雜質和色素, 進一步提高 清凈汁的質量。二碳清汁通入so是使清