2011
随着人民生活水平的提升，人们对食糖的质量 要求逐步提高，属于高档次食糖产品的精制糖的市 场需求量也越来越大，为满足市场需要，近年来我 国新建或在建了不少精炼糖厂。合适的精制糖生产 工艺能够实现以最经济的投资费用生产出符合市场 要求的精制糖产品，本文结合永凯糖纸集团有限责 任公司年产30 万t 精制糖项目生产工艺选择、设计 的经验，对精制糖生产工艺设计中的几个问题进行 了讨论。
原糖作为精制糖生产的主要原料，其色值的大 小对整个生产工艺流程的选择及最终产品质量都起 到重大的影响。精制糖产品的色值若要达到欧洲精 制糖标准（色值≤45 IU），则采用不同预处理、澄 清、脱色工艺生产精制糖所允许的原糖最大色值如 表1 所示[1,2]。
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表1 不同精制糖生产工艺所允许原糖最大色值情况表 |
由表中的数据可知，以二氧化碳饱充过滤法作 为原糖浆澄清处理工艺，原糖需要进行蜜洗的条件 为：①精制糖产品采用3 系精制糖煮炼，原糖色值 大于1300 IU；②精制糖产品采用4 系精制糖煮炼， 原糖色值大于940 IU。以高效磷浮过滤法作为原糖 浆澄清处理工艺，原糖需要进行蜜洗的条件为：① 精制糖产品采用3 系精制糖煮炼，原糖色值大于 2293 IU；②精制糖产品采用4 系精制糖煮炼，原糖 色值大于1694 IU。由此可见，保证原糖的质量可有 效地提高精制糖产品的质量，减少设备投入费用。 我公司拟定榨季期自产原糖的平均色值为900 IU，最高色值不超过1300 IU，非榨季期进口原糖，进口 原糖蜜洗的分蜜机拟与原糖车间共用，以节约投资。 值得注意的是当原糖色值为400～600 IU 时，只需 经澄清处理便可煮炼出品质较好的精制糖[3]。
原糖糖浆的澄清工艺主要有二次二氧化碳饱充 过滤法和高效磷浮过滤法，其工艺流程见图1 和图 2。这2 种澄清工艺对原糖糖浆的脱色率均可达到 50%以上，但又有其各自的特点。
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图1 二次二氧化碳饱充过滤法流程图 |
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图2 高效磷浮过滤法流程图 |
（1）脱色效果受原糖质量的影响较小，脱色率 稳定，一般都可以保证脱色率50%以上。
（2）此工艺必须投入石灰窑、烟道气净化回收 系统或干冰汽化系统以提供原料饱充所需的CO2， 以及大型的饱充罐，设备投入费用较高。
（3）整个澄清过程消耗的化学品均容易获取。
（1）此工艺对原糖糖浆有很好的脱色效果，但 原糖中的色素组成及澄清剂的加入量对脱色效果有 较大影响，正常情况下脱色率可达70%左右。
（2）设备的投入费用较小。
（3）澄清过程所消耗的化学品的费用高，且一 些化学品如季铵基表面活性剂等脱色剂需专门购 买。
为追求较高的原糖糖浆澄清脱色率，以减轻清 糖浆脱色工序的压力，可考虑选用高效磷浮过滤法处理原糖糖浆。若从整个澄清工艺的稳定性，及环 保节能的角度考虑，可选用二氧化碳饱充过滤法处 理原糖糖浆，我公司拟采用烟道气饱充过滤法澄清 工艺。
清糖浆脱色工序是提高糖液质量的关键性步 骤，要求尽量除去糖液中的有色物和其他非糖分， 一般要求脱色率达到50%以上，进而得到颜色很浅、 杂质很少的糖液。在早期，多数炼糖厂使用骨炭作 脱色剂，而目前主要使用树脂、颗粒活性炭、粉末 活性碳作为脱色剂。现对这3 种主流脱色工艺进行 综合评价。
这里主要讨论的是分别以树脂、颗粒活性炭、 粉末活性炭为脱色剂的清糖浆脱色系统的设备投入 费用和系统运行费用，参照德国BMA 精炼糖厂设 计预算标准，具体费用情况如表2 所示[5]。 以年原糖处理量30 万t 的精炼糖厂为例，依据 表2 的数据，可作出这3 种不同类型脱色系统的投 资费用图见图3。
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表2 不同清糖浆脱色系统的设备投入费和系统运行费用表 |
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图3 年原糖处理量30 万t 精炼糖厂不同脱色系统的投资费用图 |
精糖产品除了色值、灰分等主要技术指标要达 到当地或其它不同区域的要求，糖品的粒径也要适 应相应市场的需要，全球各主要地区的精制糖产品 粒径分布情况如表4 所示[5]。
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表4 不同地区精制糖产品粒径分布情况表 |
精制糖产品粒径的控制是可以通过调配投种的 数量及限定糖膏煮炼时间来实现。一般情况，在保 证一定投种数量的前提下精制糖煮炼时间越短得到 的产品粒径越小。此外，当精制糖产品粒径一定时 煮糖罐的时空得率（即每立方米的煮糖罐每小时可 产出的糖品量）越大，则糖品的产量也越大，煮糖 罐的效能也越高。
以4 系精制煮炼为例，根据不同系精制糖的色 值，可将产品分为3 个档次，即：产品色值≤10 IU、 10 IU≤产品色值≤20 IU、产品色值≤45 IU，糖品 具体搭配情况如下：
（1）R1 和R2 糖混合作为最终的产品产出（最 高色值20 IU），R3 和R4 糖回溶后用于R1 和R2 糖 的煮炼结晶。
（2）最高色值为10 IU 的R1 精制糖（占总产 量的66%），及最高色值为20 IU 的R2 精制糖（占 总产量的34%），R3 和R4 糖回溶后用于R1 和R2 糖的煮炼结晶。
（3）最高色值为10 IU 的R1 精制糖，及最高 色值为45 IU 的R2+R3+R4 精制糖。
（4）R1+R2+R3+R4 混合出厂最高色值为45 IU 的精制糖。
根据公司精制糖项目建设的实际经验，为保证 精制糖产品的质量及整个生产设施投资费用的经济 合理性，除了要对生产或进口的原糖的质量进行严 格把关，在精制糖生产工艺的选择上还必须充分考 虑原料的质量、产品的质量定位和市场定位、澄清 和脱色工艺所要达到的清净效果及其相关设施在当 地正常运行的可行性。
| [1] | 陈其斌.甘蔗制糖手册[M]. 广州: 华南理工大学出版社,1993. ( 1)
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| [2] | 霍汉镇.现代制糖化学与工艺学[M]. 北京: 化学工业出版社,2007. (1)
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| [3] | 周重吉,利维亚恩佐尔.21 世纪简化的“绿色”精炼糖生产方法[J]. 甘蔗糖业,2009(3):28-33. (1)
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| [4] | 霍汉镇.国内外制造高品质白糖和精制糖的主要工艺方法[J]. 广西蔗糖,2004(3):26-31. (1)
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| [5] | Hempelann,R,Lehnberger,A.Design of sugar refineries-practical experience from executed projects[C]. SIT conference 2009,New Orleans,#970. (2)
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| [6] | Bourzutschky,H.C.C.Color formation and removal-options for the sugar and sugar refining industries[J]. a review.Zuckerind.130(2005) Nr.6,S.470-475. (1)
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| [7] | Gula,F,Paillat,et,al.Decolroization of refinery liquors:A technical and economic comparision between the different systems using activated carbon or resins[J]. Int.Sugar J.107(2005)Nr.1276,S.235-240. (1)
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