冰糖生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)總結(jié)

黃東

【摘 要】為了保證冰糖產(chǎn)品的質(zhì)量及整個(gè)生產(chǎn)設(shè)施投資費(fèi)用的經(jīng)濟(jì)合理性，除了對(duì)白糖質(zhì)量的嚴(yán)格控制外，在冰糖生產(chǎn)工藝的選擇上還必須充分考慮生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品定位、化糖方式、重結(jié)晶工藝所要達(dá)到的結(jié)晶率及其相關(guān)設(shè)施在當(dāng)?shù)卣＿\(yùn)行的可行性，本文結(jié)合廣西和云南冰糖項(xiàng)目的設(shè)計(jì)作以上總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】冰糖；白糖；化糖；濃縮；重結(jié)晶

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，民眾生活水平的不斷提高，人們對(duì)食品質(zhì)量的要求也隨之提高。作為高端食品的配料以及家庭烹飪的理想甜味添加劑，冰糖的市場(chǎng)需求量越來(lái)越大。為了滿足不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，近年來(lái)我國(guó)新建了不少冰糖廠。合理的冰糖生產(chǎn)工藝不僅可以提高冰糖的質(zhì)量品質(zhì)，同時(shí)也時(shí)降低投資的費(fèi)用，增加經(jīng)濟(jì)效益。

冰糖是白砂糖的結(jié)晶再制品，是精制糖的一種，主要有多晶冰糖、單晶冰糖、冰片糖。[1]冰糖生產(chǎn)一般經(jīng)過(guò)拆包、化糖、濃縮、結(jié)晶、干燥、包裝等主要工序。下面就以下幾個(gè)主要工序著重介紹。

1 化糖

化糖是將原料白糖溶解于適量的水中，從而得到錘度一定的糖漿，通常稱為一水，化糖需要的熱源通常是從鍋爐輸送過(guò)來(lái)的蒸汽。

采用蒸汽化糖，分為直接加熱和間接加熱兩種方式。直接加熱設(shè)備，其結(jié)構(gòu)多為一立式圓筒形開(kāi)口設(shè)備，下部為錐體，設(shè)備底部設(shè)有環(huán)形蒸汽管，并在環(huán)形蒸汽管上開(kāi)有出汽小孔，小孔均勻分布，開(kāi)向設(shè)備錐體下部中心。由于設(shè)備一般安在地面以下，所以又稱為“地鍋”[2]。

另外，少部分廠家使用間接加熱設(shè)備，這部分又分為夾層鍋形式和螺旋加熱盤管形式。夾層鍋結(jié)構(gòu)為一立式圓筒狀，上部開(kāi)口，下部是半球型。下部的半球型采用夾套式的加熱形式。由于加熱蒸汽與白糖不直接接觸，故溶解好的糖漿質(zhì)量更好，避免帶入蒸汽中的鐵銹等雜質(zhì)，但由于夾層鍋加熱面積有限，一般化糖時(shí)間較長(zhǎng)。

部分廠家經(jīng)過(guò)改進(jìn)，將夾套加熱改為多組螺旋盤管，即在化糖鍋的中安裝大量加熱盤管，每組盤管從化糖鍋的上部盤旋而下，蒸汽從上部進(jìn)汽，經(jīng)過(guò)盤管化為汽凝水，再?gòu)牡撞颗懦?，加熱面積比夾層鍋大很多，故化糖的時(shí)間相對(duì)短一些。

通過(guò)不同設(shè)備的實(shí)際操作對(duì)比，采用蒸汽直接加熱的地鍋，不僅化糖時(shí)間短，蒸汽用量少，并且化好的糖漿錘度更高。但是，也容易帶入蒸汽管中的鐵銹等雜質(zhì)，為此需要在操作上特別注意。通常，在進(jìn)行化糖前，需要打開(kāi)蒸汽閥門排污，將管道中的鐵銹排放干凈，再用清水將化糖鍋洗凈即可。

2 濃縮

濃縮是將溶化好的糖漿放于濃縮罐內(nèi)加熱，使其水分不斷蒸發(fā)，使其錘度達(dá)到放糖要求。通常使用的熱源為蒸汽，少部分廠家使用電能。

以蒸汽為熱源的濃縮罐加熱形式有夾層鍋形式、螺旋盤管形式、列管形式等，以上形式中，又分為開(kāi)口形式，閉口形式。無(wú)論采用何種類型的濃縮罐，均需要有足夠大的加熱面積，但是加熱面的高度不能超過(guò)濃縮糖漿液面，以防止蔗糖焦化。濃縮時(shí)間盡可能短，以減少蔗糖份在高溫下的轉(zhuǎn)化，通常加熱蒸汽參數(shù)為0.5～0.8MPa，加熱溫度在150℃～175℃[2]。

糖漿濃縮的錘度越高，其結(jié)晶率也會(huì)越高，但過(guò)高的錘度會(huì)使得冰糖晶形細(xì)碎，達(dá)不到質(zhì)量要求，因此需要將濃縮錘度控制在一定的范圍內(nèi)，一水糖漿的錘度控制在82～84oBx。根據(jù)蔗糖溶液的沸點(diǎn)與錘度呈良好線性關(guān)系的特性，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，對(duì)應(yīng)糖漿濃縮的最終溫度為115～116℃[3]。

糖漿在高溫下濃縮，容易使蔗糖化轉(zhuǎn)化變成色素，從而使得糖漿顏色的加深。[1]需要注意的是，由于不同地區(qū)海拔的不同，糖漿溶液的沸點(diǎn)與在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的環(huán)境相比，最終濃縮溫度有所降低。

通過(guò)以上分析我們知道，濃縮糖漿的關(guān)鍵是盡量縮短加熱時(shí)間，合理控制最終濃縮溫度?？s短加熱時(shí)間，一方面要求加熱蒸汽供應(yīng)充足、參數(shù)穩(wěn)定，另一方面要求濃縮設(shè)備有足夠的加熱面積。

3 重結(jié)晶

重結(jié)晶是將濃縮好的糖漿放入結(jié)晶容器內(nèi)，隨著糖漿溫度逐漸冷卻，晶體自然析出的過(guò)程。自然析出的晶體即為冰糖，又稱為多晶冰糖。

在重結(jié)晶中，最重要的是控制結(jié)晶容器的降溫速度，需要將結(jié)晶容器放置于保溫房?jī)?nèi)。為了達(dá)到理想的降溫速度，我們還需要對(duì)冰糖重結(jié)晶的原理和規(guī)律作進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。根據(jù)蔗糖結(jié)晶理論，[1，3]冰糖的結(jié)晶與過(guò)飽和系數(shù)有關(guān)，整個(gè)冰糖重結(jié)晶過(guò)程，應(yīng)將蔗糖溶液的過(guò)飽和系統(tǒng)控制在介穩(wěn)區(qū)，即過(guò)飽和系數(shù)控制在1.0～1.2之間。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，濃縮好的糖漿，此時(shí)的溫度為115～116℃，錘度在82～84oBx之間，此時(shí)蔗糖溶液處于溶晶區(qū)，即過(guò)飽和系數(shù)小于1.0，無(wú)晶體生長(zhǎng)。隨著溫度的降低，與容器接觸的溶液及處于溶液表面的部分，降溫速度較快，因而最先達(dá)到易變區(qū)，即過(guò)飽和系數(shù)達(dá)到1.3，開(kāi)始有晶核析出，蔗糖分子便依附于晶核開(kāi)始生長(zhǎng)，出現(xiàn)晶體，這一階段是整個(gè)冰糖結(jié)晶過(guò)程的關(guān)鍵。溶液溫度下降過(guò)快，出現(xiàn)晶核過(guò)多，則結(jié)晶得到的冰糖晶形細(xì)碎，不符合質(zhì)量要求，而溶液溫度下降過(guò)慢，出現(xiàn)的晶核過(guò)少，則結(jié)晶時(shí)間會(huì)相應(yīng)加長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益不理想。根據(jù)蔗糖在水中的溶解度與溫度的關(guān)系：S=64.397+0.7261t+0.0020569t2-9.035×10-6t3，我們歸納總結(jié)冰糖重結(jié)晶各階段溫度變化情況，以放糖溫度116℃，錘度84oBx，室溫30℃為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，作表如下[3]。

通過(guò)對(duì)整個(gè)結(jié)晶過(guò)程的比較分析，我們可以知道，嚴(yán)格控制放糖錘度，合理調(diào)節(jié)降溫速度，是重結(jié)晶過(guò)程的關(guān)鍵。

4 小結(jié)

目前，冰糖生產(chǎn)的自動(dòng)化程度還很低，許多設(shè)備都不是標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，生產(chǎn)過(guò)程中部分工序工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大。與白砂糖生產(chǎn)線不同，冰糖工藝獨(dú)特的周期性是阻止其在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的最大障礙。在冰糖生產(chǎn)工藝沒(méi)有較大突破的環(huán)境下，冰糖生產(chǎn)企業(yè)要提高生產(chǎn)效益，只能在現(xiàn)在技術(shù)的基礎(chǔ)，在生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)中尋求突破。其中，以化糖、濃縮、重結(jié)晶最為關(guān)鍵，通過(guò)對(duì)以上環(huán)節(jié)的深入分析總結(jié)，我們才能在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)降低能耗、提高產(chǎn)率、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量等指標(biāo)要求，也是冰糖企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。

【參考文獻(xiàn)】

[1]許斯欣，陳維鈞，等.甘蔗制糖原理與技術(shù)第四分冊(cè)蔗糖結(jié)晶與成糖[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2001.

[2]李文，李凱，等.多晶體冰糖生產(chǎn)技術(shù)[J]. 哈爾濱：中國(guó)調(diào)味品，2014，11.

[3]賀豐霞.結(jié)晶理論在冰糖生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J]. 廣州：華南理工大學(xué)，2009.

[責(zé)任編輯：張濤]