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      配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)的優(yōu)化及應(yīng)用效益分析

      2024-04-25 08:19:45陸保祥施灝蘭能慧韋力文黃雪超馬忠敏韋柱黃莉
      廣西糖業(yè) 2024年1期
      關(guān)鍵詞:效益分析生產(chǎn)工藝廣西

      陸保祥 施灝 蘭能慧 韋力文 黃雪超 馬忠敏 韋柱 黃莉

      摘要:以廣西糖業(yè)集團(tuán)達(dá)華制糖有限公司配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)為研究對象,從配料方案、工藝流程、設(shè)備配置和控制系統(tǒng)等方面進(jìn)行分析,并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行改進(jìn)和完善,優(yōu)化配制糖生產(chǎn)工藝并應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐,為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)配制糖及提高配制糖生產(chǎn)企業(yè)競爭力提供參考依據(jù)。傳統(tǒng)的配制糖生產(chǎn)工藝存在生產(chǎn)工序多、勞動力成本高、難以管控環(huán)境衛(wèi)生條件及產(chǎn)品雜質(zhì)超標(biāo)、色澤深淺不一和檔次低等缺點(diǎn)。以赤砂糖為原料,優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝為原料破碎→溶解→過濾→調(diào)配→混合→熬制→打砂→裝?!鋮s→脫?!娓伞鷻z驗(yàn)→包裝。在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝,通過解決赤砂糖質(zhì)量不高、熬制糖漿產(chǎn)生大量泡沫、配料顆粒黏附設(shè)備和管道、糖漿黏度大難以熬煮、出現(xiàn)結(jié)晶及糖漿溶化時(shí)間長和不容易起砂問題,可有效降低配制糖產(chǎn)品的生產(chǎn)成本,提高配制糖產(chǎn)品質(zhì)量、附加值和銷售收益,提高生態(tài)環(huán)境效益和企業(yè)投資回報(bào)率,從而提升企業(yè)競爭力。

      關(guān)鍵詞:配制糖;優(yōu)化;生產(chǎn)工藝;效益分析;廣西

      中圖分類號:TS246.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:2095-820X(2024)01-0011-05

      0 引言

      食糖主要有白砂糖、紅糖和冰糖等3種,其主要成分均為蔗糖。食糖作為一種重要的食品添加劑和調(diào)味品,也是人體的主要營養(yǎng)來源和人體活動所需的能量來源[1-2]。食糖產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展不僅關(guān)系到糖料主產(chǎn)區(qū)廣大農(nóng)戶收入的穩(wěn)定增長,也關(guān)乎區(qū)域農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代建設(shè)和鄉(xiāng)村振興目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)[3]。目前,白砂糖已無法滿足消費(fèi)者對多樣化食糖產(chǎn)品的需求[4],而含有大量活性物質(zhì)、營養(yǎng)價(jià)值很高的紅糖和黑糖(熬制時(shí)間較紅糖稍久,顏色較深)更受人們青睞[5]。配制糖通常是指通過特定工藝和技術(shù)將糖類原料按照一定比例進(jìn)行混合、加工和調(diào)整,以獲得具有特定口感、色澤、風(fēng)味和用途的糖產(chǎn)品,與原糖和白砂糖的主要區(qū)別在于其經(jīng)過額外加工和處理,原有性質(zhì)和特點(diǎn)已發(fā)生改變。我國配制糖大多由作坊式季節(jié)性生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn),每年臨近榨季時(shí)臨時(shí)搭建廠房和組建加工人員團(tuán)隊(duì),采用幾百年前留傳下來的加工方法,未形成規(guī)模和自動控制生產(chǎn)系統(tǒng)。傳統(tǒng)配制糖生產(chǎn)采用的工藝是用壓榨機(jī)將糖蔗榨出蔗汁,經(jīng)簡單澄清后放入鍋內(nèi)加熱、撇浮除雜、蒸發(fā)濃縮、冷卻和加工,最終制成配制糖產(chǎn)品,也有以白砂糖為主要原料或混合其他添加劑制成多樣化的配制糖產(chǎn)品。傳統(tǒng)配制糖加工技術(shù)對保持產(chǎn)品的原汁原味和營養(yǎng)價(jià)值雖然具有很好的作用,需要保護(hù)和傳承,但也存在生產(chǎn)工序多、產(chǎn)品雜質(zhì)超標(biāo)、色澤深淺不一[6]、商品檔次低、勞動力成本高及難以管控環(huán)境衛(wèi)生條件等缺點(diǎn)。為了改善上述加工工藝缺陷,近年來部分糖廠或其他企業(yè)采用榨汁3次過濾、3次沉淀工藝技術(shù),增加自動過濾器和提糖汁設(shè)備,產(chǎn)品外觀品質(zhì)得到明顯提高,產(chǎn)品雜質(zhì)和商品檔次已達(dá)優(yōu)質(zhì)配制糖標(biāo)準(zhǔn),但由于增加了生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)步驟,導(dǎo)致生產(chǎn)成本過高。在配制糖加工工藝技術(shù)研究和應(yīng)用方面,人們不斷探索創(chuàng)新,以滿足不斷變化的市場需求,其中,赤砂糖是生產(chǎn)白砂糖過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物,含有較多糖蜜,外觀與紅糖十分相近,甜而略帶甜蜜味[7],以其為原材料生產(chǎn)配制糖,可減少生產(chǎn)步驟[5],但目前未形成規(guī)?;纳a(chǎn)系統(tǒng),難以保證生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,亟待探尋一種以赤砂糖為原材料生產(chǎn)配制糖的新型生產(chǎn)工藝。因此,采用科學(xué)發(fā)展思路、改造落后加工技術(shù)和工藝措施提高配制糖的產(chǎn)量和質(zhì)量,對解決傳統(tǒng)配制糖產(chǎn)品存在問題及促進(jìn)制糖行業(yè)發(fā)展具有重要意義。本研究以赤砂糖為主要原料,探索優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù),通過實(shí)驗(yàn)分析和研發(fā)試產(chǎn)揭示其生產(chǎn)特點(diǎn)和對產(chǎn)品質(zhì)量的影響,為產(chǎn)出滿足市場需求的優(yōu)質(zhì)配制糖、實(shí)現(xiàn)糖產(chǎn)品附加值提升和制糖產(chǎn)業(yè)鏈延伸從而提高企業(yè)競爭力提供參考依據(jù)。

      1 配制糖生產(chǎn)工藝流程

      1.1 傳統(tǒng)的配制糖生產(chǎn)工藝

      配制糖的生產(chǎn)過程主要包括原料處理、水處理、淀粉糖化、結(jié)晶、精濾和成品處理等工序,傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝包括原料選擇、配比、過濾、熬制(濃縮)、打砂、冷卻和干燥等多個環(huán)節(jié)。其中,原料選擇是配制糖生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)之一,原料品質(zhì)直接影響配制糖產(chǎn)品的口感和甜度。因此,應(yīng)選用純凈、無雜質(zhì)的原料,以確保產(chǎn)品質(zhì)量。生產(chǎn)配制糖的傳統(tǒng)原料一般為營養(yǎng)成分較豐富的糖蔗或甜菜[3]。此外,還可根據(jù)市場需求在傳統(tǒng)配制糖生產(chǎn)工藝中添加其他輔料生產(chǎn)配制糖,如生產(chǎn)甜味較重的甜味劑和果味糖產(chǎn)品。

      配制紅糖的生產(chǎn)工藝是將糖蔗壓榨提汁并經(jīng)物理澄清或簡單石灰法澄清,澄清液加熱濃縮去除水分后無需添加化學(xué)助劑和食品添加劑即可得到金黃色至紅褐色的紅糖,在紅糖生產(chǎn)過程中加入色素或其他產(chǎn)品使其顏色更鮮艷且具有不同風(fēng)味即可得到配制紅糖[5],而以赤砂糖為原料生產(chǎn)配制糖,熬制過程中的美拉德反應(yīng)能使產(chǎn)品顏色變深(深紅外觀)并賦予一定的風(fēng)味[8]。

      配制糖果的生產(chǎn)工藝是將赤砂糖、葡萄糖漿、水、食用色素和香料等原材料混合,在特定溫度下煮沸,使糖溶解并調(diào)整到所需濃度而形成糖漿。之后將糖漿倒入模具中,通過干燥冷卻或酸化方法使糖漿凝固成糖果形狀。取出凝固后的糖果進(jìn)行切割、包裝,得到新鮮的配制糖果成品。

      1.2 配制糖生產(chǎn)工藝的優(yōu)化

      以赤砂糖為原料的配制糖生產(chǎn)工藝改進(jìn)了傳統(tǒng)的復(fù)雜工藝流程,且整個過程不添加任何化學(xué)試劑和食品添加劑,完全保留了甘蔗原有的風(fēng)味和營養(yǎng)物質(zhì)[9],生產(chǎn)工藝流程已優(yōu)化為原料破碎→溶解→過濾→調(diào)配→混合→熬制→打砂→裝模→冷卻→脫?!娓伞鷻z驗(yàn)→包裝→入庫(圖1)。

      1.2.1 儀器設(shè)備

      儲水罐的進(jìn)水管道上連接有用于對水進(jìn)行消毒和過濾的消毒過濾設(shè)備;熬煮鍋的出料端通過輸送管道依次連接打砂鍋和注模計(jì)量罐,注模計(jì)量罐出料端下方設(shè)有耐熱性好的硅膠模具,注入糖漿的硅膠模具經(jīng)輸送設(shè)備輸送至脫模架區(qū)冷卻,脫模后的成型糖塊被送入烘干設(shè)備中烘干。一般情況下控制烘干溫度為50~60 ℃,烘干時(shí)間為60~120 min。

      1.2.2 原料破碎、溶解、過濾、調(diào)配和混合

      原料糖的破碎過程是先將原料糖投入篩選機(jī)輸送至立式破碎機(jī)內(nèi),第1次破碎后的原料糖通過螺旋輸送機(jī)送至球磨機(jī)進(jìn)行第2次破碎。將經(jīng)過2次破碎的原料糖送入混合機(jī)進(jìn)行混合,通過攪拌器攪拌后進(jìn)行第3次破碎,得到第3次破碎后的原料糖。按工藝要求將需添加的食品添加劑與經(jīng)3次破碎的原料糖進(jìn)行混合后加入一定比例的水,在攪拌器中攪拌以確保原料糖充分溶解,最后將原料糖液進(jìn)行過濾,除去雜質(zhì)和顆粒,獲得干凈的糖漿液。為了產(chǎn)出不同風(fēng)味的產(chǎn)品,可在糖漿中按比例加入經(jīng)研磨成粉狀的紅棗、枸杞和桂花等輔料,并經(jīng)機(jī)械攪拌混合均勻。

      1.2.3 熬制、打砂、裝模、冷卻、脫模和烘干

      將糖漿液放入設(shè)有加熱器和攪拌器的熬制鍋中進(jìn)行熬制。在熬制過程中需不斷攪拌糖液,防止糖液黏鍋或結(jié)塊,此過程需觀察糖液的性狀以便對加熱溫度和時(shí)間進(jìn)行調(diào)控,當(dāng)配制糖液的錘度達(dá)工藝指標(biāo)要求時(shí),需進(jìn)行溫度控制和打砂起晶處理。達(dá)到起砂點(diǎn)(結(jié)晶)后,立即出鍋裝模、冷卻、脫模和干燥(烘干)處理,得到最終的配制糖產(chǎn)品。

      1.2.4 其他說明

      在原料破碎環(huán)節(jié),通過控制粉碎機(jī)轉(zhuǎn)速將赤砂糖原料的細(xì)度控制在450~500目,粉碎后的顆粒均勻度在98%以上。為保障粉碎效果,需使用風(fēng)冷系統(tǒng)配合粉碎作業(yè)。在溶解環(huán)節(jié),為防止糖液結(jié)晶后結(jié)塊,需將原料糖和水按一定比例混合,確認(rèn)蔗糖充分溶解后倒入熬制鍋中。在混合環(huán)節(jié),由于第1和第2次破碎后物料間存在一定的密度差異,為保證混合效果,需對第1和第2次破碎后的物料進(jìn)行充分?jǐn)嚢?,該環(huán)節(jié)一般采用變頻調(diào)速電機(jī)進(jìn)行攪拌作業(yè)。在過濾環(huán)節(jié),通過添加均流器可提升過濾效果。在熬制環(huán)節(jié),控制好熬制糖漿的濃度、溫度、時(shí)間及攪拌的速度,這一環(huán)節(jié)是對糖漿進(jìn)行濃縮以減少糖漿水分,提高糖漿錘度[10]。在打砂環(huán)節(jié),將糖膏由煮糖器放到打砂機(jī)中,通過攪動刺激晶體成核并長大,待糖漿錘度達(dá)到工藝指標(biāo)要求后[8],將開始結(jié)晶的糖漿從熬制鍋倒出輸送到工作模臺并注入硅膠模具中進(jìn)行自然干燥、冷卻。在冷卻環(huán)節(jié),經(jīng)靜置冷卻或用吹風(fēng)機(jī)加速空氣循環(huán)加快散熱,自然冷卻約30 min后凝固成塊狀糖磚[11],脫模取出[12]。在烘干環(huán)節(jié),通過烘干機(jī)烘干降低配制糖產(chǎn)品的水分,使其滿足生產(chǎn)工藝要求。在檢驗(yàn)環(huán)節(jié),對烘干后的配制糖成品進(jìn)行化驗(yàn)分析,各項(xiàng)檢驗(yàn)指標(biāo)合格后,按不同規(guī)格重量進(jìn)行真空裝包,從而得到配制糖產(chǎn)品。此外,對于不同純度的赤砂糖,其生產(chǎn)工藝的操作步驟和參數(shù)有所不同,在實(shí)際生產(chǎn)過程中,需根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

      2 配制糖生產(chǎn)過程中存在問題及解決措施

      2.1 赤砂糖質(zhì)量不高

      赤砂糖是配制糖的主要原料,其蔗糖純度和其他成分會影響配制糖產(chǎn)品的口感和甜度,雜質(zhì)多則影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此,在選擇赤砂糖時(shí),盡量選擇純度高、雜質(zhì)少和水分含量低的干燥赤砂糖。此外,原料赤砂糖中如果含有較多的鐵、錳和鉻等不溶物,會導(dǎo)致糖漿變黃或變黑,降低糖漿質(zhì)量[13-14]。因此,在配制糖生產(chǎn)過程中,應(yīng)保障原料赤砂糖的質(zhì)量。

      2.2 熬制糖漿產(chǎn)生大量泡沫

      熬制糖漿過程中極易產(chǎn)生大量泡沫,嚴(yán)重影響糖漿的質(zhì)量和穩(wěn)定性,進(jìn)而影響配制糖的質(zhì)量。熬制糖漿過程中出現(xiàn)泡沫過多、泡沫不穩(wěn)定或難以消除時(shí),應(yīng)立即停止熬制??刹捎靡韵?種方法解決:①降低熬制糖漿濃度至50%左右;②添加消泡劑,減少泡沫產(chǎn)生。在添加消泡劑時(shí)要注意嚴(yán)格控制用量,必須攪拌均勻,使用時(shí)間不宜過長。

      2.3 原料顆粒黏附設(shè)備和管道

      配料過程中容易出現(xiàn)原料顆粒黏附在設(shè)備上和管道上的現(xiàn)象??刹扇∫韵麓胧┙鉀Q:①及時(shí)清理設(shè)備上、管道上、料斗上和料槽內(nèi)的顆粒物和懸浮物;②定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng);③定期對設(shè)備進(jìn)行清洗;④嚴(yán)格選購鐵、錳和鉻等金屬物含量低的赤砂糖;⑤嚴(yán)格控制好原、輔料的配比。

      2.4 糖漿黏度大難以熬煮

      配料過程中容易出現(xiàn)糖漿黏度太大而難以熬煮的現(xiàn)象??刹扇∫韵麓胧┙鉀Q:①在配料階段對糖漿進(jìn)行適當(dāng)攪拌;②在配料階段適當(dāng)降低糖漿濃度;③在配制階段適當(dāng)提高糖漿純度。

      2.5 出現(xiàn)結(jié)晶

      熬制糖漿過程中易出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象??刹扇∫韵麓胧┙鉀Q:①在配料前明確原料純度;②加強(qiáng)對配料過程的控制;③改善設(shè)備結(jié)構(gòu)、提高設(shè)備性能。

      2.6 糖漿溶化時(shí)間長、不容易起砂

      生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)糖漿溶化時(shí)間長、不易起砂問題。可采取以下措施解決:①加強(qiáng)對糖漿熬制溫度的控制;②加強(qiáng)對配料過程水量配比的控制。

      3 優(yōu)化配制糖生產(chǎn)工藝的應(yīng)用效果及效益分析

      2022年,廣西糖業(yè)集團(tuán)達(dá)華制糖有限公司應(yīng)用優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)取得了良好效果,產(chǎn)品質(zhì)量合格率在99.8%以上,遠(yuǎn)高于行業(yè)水平;2023年,配制糖產(chǎn)品質(zhì)量合格率達(dá)100.0%。說明應(yīng)用優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)具有可行性和實(shí)用性,有利于推動制糖產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展[15]。

      3.1 提高配制糖產(chǎn)品質(zhì)量

      該工藝技術(shù)生產(chǎn)的配制糖產(chǎn)品口感好、甜度高、風(fēng)味佳,產(chǎn)品包裝規(guī)格多樣化,深受消費(fèi)者青睞。

      3.2 提高產(chǎn)品附加值和經(jīng)濟(jì)效益

      該工藝技術(shù)生產(chǎn)的配制糖產(chǎn)品不僅解決了赤砂糖市場銷售價(jià)格較低、不能完全滿足客戶需求的問題,還可避免赤砂糖儲存過程中發(fā)生潮解、霉變和變色等質(zhì)量安全問題。

      3.3 提高企業(yè)效益和競爭力

      該工藝技術(shù)生產(chǎn)的配制糖產(chǎn)品不僅可降低企業(yè)的生產(chǎn)成本,提高企業(yè)的效益,還增強(qiáng)了企業(yè)在市場上的競爭力。

      3.4 經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益分析

      3.4.1 有效降低生產(chǎn)成本

      首先,采用優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)和通過提高設(shè)備效率,可減少生產(chǎn)過程中的能源消耗和人工成本。其次,采用新型的添加劑,可提高產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性,從而減少后續(xù)加工和品質(zhì)控制成本。最后,通過提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì),可提高產(chǎn)品的附加值和市場競爭力,從而獲得更好的銷售收益。

      3.4.2 提高產(chǎn)品銷售收益

      首先,采用優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù),產(chǎn)品品質(zhì)和穩(wěn)定性得到提高,市場口碑好、客戶認(rèn)可度高,促進(jìn)了產(chǎn)品銷售量增加。其次,通過提高產(chǎn)品的附加值和市場競爭力,可獲得更高的銷售價(jià)格和收益。最后,通過降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率,可進(jìn)一步提高產(chǎn)品的收益。

      3.4.3 提高投資回報(bào)率

      采用優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)需進(jìn)行一定的投資,包括設(shè)備更新、工藝流程改進(jìn)和增加研發(fā)費(fèi)用等。但從長遠(yuǎn)來看,這些投資可獲得更好的效益回報(bào)。首先,通過提高產(chǎn)品的品質(zhì)和市場競爭力提高了產(chǎn)品的銷售收益和市場份額,從而獲得更好的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。其次,通過提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本,提高了企業(yè)的利潤和盈利能力,從而獲得更好的投資回報(bào)。最后,通過采用新型優(yōu)化的工藝技術(shù)和設(shè)備,提高了企業(yè)的技術(shù)水平和創(chuàng)新能力,從而獲得更好的發(fā)展機(jī)會和競爭優(yōu)勢。

      經(jīng)廣西糖業(yè)集團(tuán)達(dá)華制糖有限公司財(cái)務(wù)統(tǒng)計(jì),采用優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)生產(chǎn)的配制糖產(chǎn)品價(jià)格按8200元/t(2023年市場接受價(jià)格;赤砂糖市場平均銷售價(jià)為6000元/t)計(jì)算,其年利潤達(dá)450萬元。因此,實(shí)施優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)將可極大提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

      3.4.4 提高生態(tài)環(huán)境效益

      以優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)對原料赤砂糖進(jìn)行科學(xué)合理加工處理,在保證企業(yè)正常生產(chǎn)的前提下,實(shí)現(xiàn)了對資源的有效利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

      4 結(jié)語

      配制糖作為以赤砂糖為主要原料生產(chǎn)的重要糖類產(chǎn)品,其質(zhì)量直接關(guān)系到消費(fèi)者的食用安全和信任度,其中,通過提高配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)水平進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本已成為配制糖生產(chǎn)企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。應(yīng)用優(yōu)化的配制糖生產(chǎn)工藝技術(shù)生產(chǎn)一系列高品質(zhì)、高附加值及符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的糖類產(chǎn)品,可改變傳統(tǒng)配制糖生產(chǎn)存在的弊端,避免配制糖生產(chǎn)過程中發(fā)生質(zhì)量安全問題,提高企業(yè)產(chǎn)品的市場競爭力及經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。

      隨著我國科技的不斷發(fā)展和人們對生活質(zhì)量要求的不斷提高,建議結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際不斷完善和優(yōu)化配制糖生產(chǎn)工藝流程,繼續(xù)提高配制糖產(chǎn)品的質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本;根據(jù)市場需求開發(fā)新型配方,并不斷進(jìn)行配方優(yōu)化,提高配制糖產(chǎn)品的市場競爭力;加強(qiáng)對生產(chǎn)工藝的管理和控制,對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,確保設(shè)備安全運(yùn)行;嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)定要求對配制糖產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行檢測,確保產(chǎn)品質(zhì)量符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

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      (責(zé)任編輯 思利華)

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