目前我国大部分甘蔗糖厂澄清工艺使用亚硫酸 法^[1]。该法是指在澄清工艺段通入一定量的二氧化 硫和石灰生成亚硫酸钙吸附蔗汁中胶体等杂质，再 通过沉降过滤澄清蔗汁。同时，二氧化硫还能与蔗 汁中的有色物质结合使蔗汁脱色，使结晶得到的白 糖色值更低。硫熏强度过低达不到澄清和脱色的效 果，但硫熏强度过高不仅效果不显著而且会使白糖 中硫的残留量大大增加。食品中残留的过量硫对人 体健康有着较大的伤害，GB2760-2011《食品添加 剂使用标准》对食糖中的二氧化硫残留量有着严格 的规定——不得高于0.1 g/kg^[2]。而食用糖国家标 准^[3]针对二氧化硫的含量规定了不同等级的食用白 砂糖的含硫量，也使市场上白糖的价格有着较大的 差别。因此，时刻把握硫熏强度的值来调节SO₂ 的 通入量对糖厂意义重大。

二氧化硫和亚硫酸的检测方法很多，有盐酸副 玫瑰苯胺比色法、荧光光度法、化学发光法、蒸馏 比色法、高效液相色谱法等。但是这些方法大部分 是检测痕量的硫，且所用试剂要求高、操作繁琐、 使用有毒检测试剂、所耗时间长或对仪器要求高等。 这些对于检测要求不需要达到痕量级别，且需要快 速自动化检测的糖厂硫熏强度的检测都不合适。

目前糖厂硫熏强度的检测主要以人工检测为 主，人眼判断误差相对较大，而且检测周期较长， 一般半个小时检测一次，耗时费力，还达不到实时 监测反馈调节的目的。由于碘与淀粉在较低浓度下 显色关系符合朗伯比尔定律^[4]，本文以糖厂传统的 检测试剂为主，突破一般的滴定思路，先加入足量 的标准碘液快速与二氧化硫完全反应，再加入淀粉 显色剂使碘与淀粉显色检测其吸光度大小测定剩余 碘量，通过间接分光光度法来实现硫熏强度的快速准确测定。

碘，碘化钾，重铬酸钾，无水亚硫酸钠，无水 硫代硫酸钠，无水碳酸钠，超纯水，浓硫酸，淀粉 （上述试剂皆为分析纯）。

Hitachi U-3900H 紫外可见分光光度计（日立中 国有限公司），GZX-9070 MBE 数显鼓风干燥箱（上 海博讯实业有限公司医疗设备厂），JM-B 5003 电子 分析天平（余姚纪铭称重校验设备有限公司）， HHS-2S 电子恒温水浴锅（上海宜昌仪器纱筛厂）

按国标法精确配置I₂ 标准溶液C(1/2 I₂)=0.1 mol/L，即C(I₂)=0.05 mol/L，稀释至0.005 mol/L 置 于棕色容量瓶中备用。称取配置5 g 新鲜淀粉溶于 500 mL 水中，配置成10 g/L 的淀粉溶液，加热搅拌 溶解冷却备用。配置0.001～0.006 mol/L 间隔0.0005 mol/L 的11 种不同浓度的亚硫酸钠溶液备用。该亚 硫酸钠的浓度是取模拟蔗汁的浓度稀释10 倍得到 的，模拟蔗汁的浓度范围是0.01 到0.06 mol/L，模 拟硫熏强度6.4～38.4 mL。该浓度范围包括了大部 分糖厂的硫熏强度范围，其对应关系如表1。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 蔗汁浓度、硫熏强度与反应剩余碘之间的关系

表1 蔗汁浓度、硫熏强度与反应剩余碘之间的关系

取0.005 mol/L 的标准碘液5 mL 于100 mL 棕 色容量瓶中，加入4 mL 10 g/L 的淀粉溶液，定容。 测定波长从400～750 nm 溶液的吸光度，绘制吸收 曲线。

准确移取1 mL 上述配置的不同浓度的标准的 亚硫酸钠溶液和0.005 mol/L 的碘液2 mL 于碘量瓶 中，并加入200 mL 蒸馏水，反应10 min 后加入10 g/L 的淀粉溶液10 mL，最后定容到250 mL 的棕色 容量瓶中待测，反应温度控制在20～25℃，以上述 不加碘液的不同浓度溶液作为对应的空白参比，迅 速测量。选择在最大吸收波长处测定吸光度，以反 应剩余的碘分子浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘 制碘的标准曲线。

使用本法对同一批次的样品进行测试，查看测 试结果的精密度。配置不同浓度的亚硫酸钠溶液采 用人工滴定法和本法检测对比，进行误差分析。

图1 是根据本文所述原理设计的在线监测仪的 流程示意图。主要分为样品处理模块、光学检测模 块和嵌入式微处理器模块。嵌入式处理系统根据内 置设定的程序自动控制取样稀释搅拌等样品的处 理，控制光学系统的检测并获取结果分析处理，根 据反馈结果和设定的参比值来控制SO₂ 的通入量来 使硫熏强度处在最合适的值。同时可以与中控室内 的PC 工作站通信，实现在中控室中实时监测和调 节的效果。

图1(Figure 1)

图1 检测系统流程示意图

如图2 所示，淀粉与碘显色反应在400～750 nm 波长范围内都有吸收，其中最大吸收波长为600 nm。 在此波长处测得吸光度的误差最小，后面实验皆选 取此波长为测定波长。

图2(Figure 2)

图2 碘-淀粉显色反应的吸收曲线

如图3 可以看出当I₂ 浓度在0.004～0.009 g/L 时，相关性达0.9964，符合朗伯比尔定律，相关的 公式为Y = 99.846x + 0.1867。可以通过吸光度来检 测I₂ 的浓度从而计算出二氧化硫和亚硫酸的浓度， 得到硫熏强度值。

图3(Figure 3)

图3 碘-淀粉显色反应的标准曲线

分别取不同浓度的亚硫酸钠溶液按照本实验方 法测定等效硫熏强度。结果表明在7～40 mL 硫熏强 度范围内，相对偏差小于2.3%。检测方法精密度良 好，满足测试要求（表2）。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 精密度试验

表2 精密度试验

通过Excel 中的t-检验成对双样本均值分析法分 析本方法与糖厂传统的人工滴定法的数据，结果显示 泊松相关系数为0.9986，表现出极好的线性相关性， t=0.368，p>0.05，在给定的假设下无显著性差异，测 定结果较一致。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 2 种方法的对比试验

表3 2 种方法的对比试验

本文采用间接碘量分光光度法检测糖厂硫熏强 度。该法有着适用浓度较低，淀粉与碘络合物的稳 定性相对不高等缺点，本文通过合理配置碘、碘化 钾与淀粉的比例，利用在线检测仪器所具有的的快 速检测特性，水冷控温，以原液为空白参比等方式 减少误差，提高了测量的精确度，满足硫熏强度的 检测控制要求；所用试剂为糖厂分析室常用试剂， 用药量少，成本低，且反应后的溶液含碘量和淀粉 含量极少，无有毒重金属和难降解的有机染料指示 剂，减少了污染的排放；反应时间短，检测迅速， 更有助于糖厂的实时精确监控反馈调节，适合糖厂 硫熏强度的在线监测。