CN110317905A - 一种制糖澄清工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种制糖澄清工艺，包括以下步骤：S1.脱色处理：甘蔗经过压榨提汁得到混合汁，向所述混合汁中加入多酚氧化酶和花色苷酶进行脱色处理得到加酶混合汁。S2.预灰：向所述加酶混合汁加入石灰乳和磷酸进行预灰处理得到预灰汁；所述预灰处理为先加入石灰乳将所述加酶混合汁的pH调节为6.0；然后加入磷酸，再加入石灰乳调节pH为6.8～7.2；S3.硫熏中和。采用酶辅助脱色、预灰和硫熏中和处理进行澄清，能够有效的降低色值、提高澄清度，从而提高白砂糖的品质。
Description
技术领域
本发明涉及制糖技术领域，具体涉及一种制糖澄清工艺。
背景技术
我国是世界上用甘蔗制糖最早的国家之一，根据甘蔗制糖工艺的不同，主要有石灰法、亚硫酸法、碳酸法等3种方法。我国的蔗糖工业经过多年的建设和发展,取得了举世瞩目的成就。特别是最近几年，制糖生产规模的逐年扩大，生产技术的进步和管理的不断完善，制糖企业取得了良好的社会和经济效益。目前国内大部分糖厂采用的生产工艺为传统的亚硫酸法澄清工艺，这种生产方式有着工艺简单、投资少、收效大的特点。
现如今制糖工艺发展已到了完备阶段，各工艺趋于成熟，如何优化各种工艺，以达到糖分提取的最大值，是目前糖业人士普遍追求的目标；传统的工艺过程，沿用了几十年，但仍存在一些难以解决的问题，譬如澄清效果不理想，成品糖含硫量较高；钙盐含量高，加热器和蒸发罐积垢严重；能源消耗增大，设备利用率降低；高温及糖汁停留时间过长使蔗糖转化严重，产糖率降低，回收不高。
亚硫酸法糖汁澄清是糖厂最重要的工艺控制过程，直接影响成品糖质量的工序，是工艺控制的重要环节。石灰的使用直接影响澄清效果，预灰是指甘蔗制糖生产中，压榨出来的混合汁中加入石灰乳和磷酸，调节混合汁的pH至微酸性或中性，达到防腐、中和有机酸、沉淀和絮凝非糖分的作用。预灰的主要作用就是沉淀和絮凝非糖分，其效果将对后续清净工序胶体色素的除去有重要影响，直接关系产品质量。传统预灰方式石灰乳和磷酸采用一次加入的方式，澄清效果不佳、糖分损失严重。
另外，白砂糖的色值是白糖产品质量七项理化指标之一，是衡量白砂糖质量的一个重要理化指标，也是技术难度最大的质量指标。我国生产白砂糖多用亚硫酸法生产，白砂糖的色值是影响产品质量的重要质量指标之一，糖品中有色物质的种类多且复杂，但主要源于甘蔗中原来含有的及在生产过程中生成的有色物质两大类。甘蔗中原来含有的色素主要有脂溶性及水溶性两大类，前者与蔗汁中类脂物共存，基本上不溶于水，大部分可在加热时除去。水溶性色素主要是各种多酚类物质，它们是使白砂糖和各种糖品带色的主要原因。亚硫酸法生产工艺中，酚类物质主要通过亚硫酸钙吸附、沉降过滤而除去，但去除率低。目前制糖企业普遍采用增大硫熏强度来提高酚类的去除率，以降低白砂糖的色值。但硫熏强度的增大，不仅增加生产成本，还会导致白砂糖二氧化硫残留量超标，影响产品品质。
因此，寻求一个合理高效的澄清工艺方法、使用先进工艺设备以提高白砂糖质量，增强企业竞争力，已成为现在制糖工作的重点。
发明内容
本发明的发明目的是，针对上述问题，提供一种制糖澄清工艺，采用酶辅助脱色和预灰处理进行澄清，能够有效的降低色值、提高澄清度，从而提高白砂糖的品质。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种制糖澄清工艺，包括以下步骤：
S1.脱色处理：
甘蔗经过压榨提汁得到混合汁，向所述混合汁中加入多酚氧化酶和花色苷酶进行脱色处理得到加酶混合汁。
S2.预灰：
向所述加酶混合汁加入石灰乳和磷酸进行预灰处理得到预灰汁；
所述预灰处理为先加入石灰乳将所述加酶混合汁的pH调节为6.0；然后加入磷酸，再加入石灰乳调节pH为6.8～7.2。
S3.硫熏中和：
将所述预灰汁经硫熏中和、沉降，得到澄清汁。
优选的，步骤S1中，所述多酚氧化酶的使用量为0.1～1U/mL混合汁；所述花色苷酶的使用量为0.1～0.5U/mL混合汁。
优选的，步骤S1中，当甘蔗为不新鲜甘蔗时，还加入葡聚糖酶，所述葡聚糖酶的使用量为0.05～0.5U/mL混合汁。
优选的，步骤S1中，步骤S1中，当甘蔗为霜冻蔗时，还加入葡聚糖酶、果胶酶和淀粉，所述葡聚糖酶、果胶酶和淀粉酶的使用量分别为0.05～0.5U/mL混合汁。
优选的，步骤S2中，磷酸的添加量为所述加酶混合汁重量的200～350ppm。
优选的，步骤S2中，所述预灰处理经过加静态混合器Ⅰ和静态混合器Ⅱ处理，所述静态混合器Ⅰ和静态混合器Ⅱ经过管道连接；在静态混合器Ⅰ的入口处用计量泵将石灰乳定量加入，输送到静态混合器Ⅰ中混合，调节pH为6.0；然后用计量泵定量在静态混合器Ⅰ中的出口处加入磷酸，在静态混合器Ⅱ中的入口处用计量泵定量加入石灰乳，输送到静态混合器Ⅱ中，调节pH为6.8～7.2。
优选的，将磷酸从磷酸罐定量输送到静态混合器Ⅱ中的入口处，所述磷酸罐有两个。
优选的，所述磷酸罐通过通气鼓泡搅拌。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1.本发明的制糖澄清工艺，采用酶辅助脱色、预灰和硫熏中和处理进行澄清，能够有效的降低色值、提高澄清度，从而提高白砂糖的品质。
采用多酚氧化酶和花色苷酶一方面能有效阻止氧化还原反应和酶促褐变反应、非酶促褐变反应的发生而导致的糖汁颜色加深；另一方面，色苷酶催化白砂糖中的花色素苷，使花色素苷水解为游离的花色素和糖，花色素不稳定，进而转化为无色化合物，从而导致花色素苷褪色，降低白砂糖的色值。
传统预灰方式将石灰乳和磷酸一次同时加入调节pH，容易造成混合均匀和pH的不稳定，本发明先加入部分石灰乳将pH调节为6.0，然后再加入磷酸和剩余石灰乳调节pH为6.8～7.2，能够使石灰乳和磷酸混合更均匀，pH调节更稳定，且先将pH调节为6.0能够降低蔗糖的分解和微生物的繁殖。
2.本发明的制糖澄清工艺，利用多酚氧化酶、花色苷酶降低糖浆色值，有效提高白砂糖产品质量；还加入葡聚糖酶和果胶酶降低糖浆粘度，加强物料在煮糖罐中的对流循环，减少煮糖煮制时间，减低糖膏色值，从而提高产品质量。尤其使用不新鲜蔗，加葡聚糖酶能够避免葡聚糖过多造成的混合汁粘度过大，影响结晶过程；霜冻蔗加果胶酶能够避免较低过多，影响结晶，降低白砂糖品质。
3.本发明的制糖澄清工艺，工艺简单，效果明显，易于工业化生产，具有良好的市场前景。
附图说明
图1为本发明实施例采用的生产系统图；
图2为本发明澄清工艺的流程图；
图中，1-混合汁罐，2-石灰乳罐，3-酶罐Ⅰ，4-酶罐Ⅱ，5-酶罐Ⅲ，6-酶罐Ⅳ，7-静态混合器Ⅰ，8-静态混合器Ⅱ，901-磷酸罐Ⅰ，902-磷酸罐Ⅱ，10-硫熏器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的制备工艺采用的生产系统包括依次连通混合汁罐1、静态混合器Ⅰ7、静态混合器Ⅱ8和硫熏器10。混合汁罐1静态混合器Ⅰ7通过管道连通，并连通有酶罐Ⅰ3、酶罐Ⅱ4、-酶罐Ⅲ5和酶罐Ⅳ6。
石灰乳罐2分别与静态混合器Ⅰ7的入口处管道和静态混合器Ⅱ8的入口处管道连通，在静态混合器Ⅰ7的入口处用计量泵将石灰乳定量加入，输送到静态混合器Ⅰ7中混合，调节 pH为6.0。磷酸罐Ⅰ901和磷酸罐Ⅱ902均与静态混合器Ⅰ7的出口处管道连通，用计量泵定量在静态混合器Ⅰ中的出口处加入磷酸，在静态混合器Ⅱ中的入口处用计量泵定量加入石灰乳，输送到静态混合器Ⅱ8中，调节pH为6.8～7.2。
所述磷酸罐Ⅰ901和磷酸罐Ⅱ902通过通气鼓泡搅拌。
实施例1
一种制糖澄清工艺，包括以下步骤：
S1.脱色处理：
甘蔗经过压榨提汁得到混合汁，向所述混合汁中加入多酚氧化酶和花色苷酶进行脱色处理得到加酶混合汁。
所述多酚氧化酶的使用量为0.5U/mL混合汁；所述花色苷酶的使用量为0.2U/mL混合汁。
S2.预灰：
向所述加酶混合汁加入石灰乳和磷酸进行预灰处理得到预灰汁；
所述预灰处理为先加入石灰乳将所述加酶混合汁的pH调节为6.0；然后加入磷酸，再加入石灰乳调节pH为7.0。
磷酸的添加量为所述加酶混合汁重量的250ppm。
S3.硫熏中和：
将所述预灰汁经硫熏中和、沉降，得到澄清汁。
实施例2
一种制糖澄清工艺，包括以下步骤：
S1.脱色处理：
甘蔗经过压榨提汁得到混合汁，向所述混合汁中加入多酚氧化酶和花色苷酶进行脱色处理得到加酶混合汁。
所述多酚氧化酶的使用量为0.1U/mL混合汁；所述花色苷酶的使用量为0.1U/mL混合汁。
S2.预灰：
向所述加酶混合汁加入石灰乳和磷酸进行预灰处理得到预灰汁；
所述预灰处理为先加入石灰乳将所述加酶混合汁的pH调节为6.0；然后加入磷酸，再加入石灰乳调节pH为6.8。
磷酸的添加量为所述加酶混合汁重量的350ppm。
S3.硫熏中和：
将所述预灰汁经硫熏中和、沉降，得到澄清汁。
实施例3
一种制糖澄清工艺，包括以下步骤：
S1.脱色处理：
甘蔗经过压榨提汁得到混合汁，向所述混合汁中加入多酚氧化酶和花色苷酶进行脱色处理得到加酶混合汁。
所述多酚氧化酶的使用量为1U/mL混合汁；所述花色苷酶的使用量为0.5U/mL混合汁。
S2.预灰：
向所述加酶混合汁加入石灰乳和磷酸进行预灰处理得到预灰汁；
所述预灰处理为先加入石灰乳将所述加酶混合汁的pH调节为6.0；然后加入磷酸，再加入石灰乳调节pH为7.2。
磷酸的添加量为所述加酶混合汁重量的200ppm。
S3.硫熏中和：
将所述预灰汁经硫熏中和、沉降，得到澄清汁。
实施例4
一种制糖澄清工艺，包括以下步骤：
S1.脱色处理：
甘蔗经过压榨提汁得到混合汁，向所述混合汁中加入多酚氧化酶和花色苷酶进行脱色处理得到加酶混合汁。
所述多酚氧化酶的使用量为0.5U/mL混合汁；所述花色苷酶的使用量为0.2U/mL混合汁。
所述甘蔗采用不新鲜甘蔗，脱色处理还加入葡聚糖酶，所述葡聚糖酶的使用量为0.2U/mL 混合汁。
S2.预灰：
向所述加酶混合汁加入石灰乳和磷酸进行预灰处理得到预灰汁；
所述预灰处理为先加入石灰乳将所述加酶混合汁的pH调节为6.0；然后加入磷酸，再加入石灰乳调节pH为7.0。
磷酸的添加量为所述加酶混合汁重量的350ppm。
S3.硫熏中和：
将所述预灰汁经硫熏中和、沉降，得到澄清汁。
实施例5
一种制糖澄清工艺，包括以下步骤：
S1.脱色处理：
甘蔗经过压榨提汁得到混合汁，向所述混合汁中加入多酚氧化酶和花色苷酶进行脱色处理得到加酶混合汁。
所述多酚氧化酶的使用量为0.5U/mL混合汁；所述花色苷酶的使用量为0.2U/mL混合汁。
所述甘蔗采用霜冻甘蔗，脱色处理还加入葡聚糖酶、果胶酶和淀粉酶，所述葡聚糖酶的使用量为0.1U/mL混合汁，所述果胶的使用量为0.5U/mL混合汁，所述淀粉的使用量为0.2U/mL混合汁。
S2.预灰：
向所述加酶混合汁加入石灰乳和磷酸进行预灰处理得到预灰汁；
所述预灰处理为先加入石灰乳将所述加酶混合汁的pH调节为6.0；然后加入磷酸，再加入石灰乳调节pH为7.0。
磷酸的添加量为所述加酶混合汁重量的350ppm。
S3.硫熏中和：
将所述预灰汁经硫熏中和、沉降，得到澄清汁。
对比例1
一种制糖澄清工艺，S2.预灰中，同时加入石灰乳和磷酸调节pH为6.8～7.2。其他步骤同实施例1。
对比例2
一种制糖澄清工艺，没有S1.脱色处理步骤。直接进行预灰和硫熏中和，处理过程同实施例1。
对比例3
一种制糖澄清工艺，S1.脱色处理中，只加入多酚氧化酶进行脱色处理得到加酶混合汁。其他步骤同实施例1。
对比例4
一种制糖澄清工艺，S1.脱色处理中，不加入葡聚糖酶。其他步骤同实施例4。
对比例5
一种制糖澄清工艺，S1.脱色处理中，不加入葡聚糖酶、果胶酶和淀粉酶。其他步骤同实施例5。
按照实施例1-5和对比例1-5的方法对甘蔗进行压榨、脱色、预灰和硫熏中和、沉降得到澄清汁，并对澄清汁进行测试，得到色值、浊度、纯度等数据，数据见下表1。其中，实施例1-3和对比例1-3使用同一批新鲜甘蔗进行处理，实施例4和对比例4采用同一批不新鲜甘蔗进行处理，实施例5和对比例5采用同一批霜冻甘蔗进行处理。
表1数据结果对比
| 澄清汁色值(IU) | 澄清汁浊度(MAU) | 澄清汁纯度(AP) | |
| 实施例1 | 760 | 55 | 87.25 |
| 实施例2 | 786 | 58 | 87.04 |
| 实施例3 | 722 | 54 | 87.62 |
| 实施例4 | 1170 | 86 | 79.24 |
| 实施例5 | 1087 | 112 | 77.32 |
| 对比例1 | 830 | 62 | 86.33 |
| 对比例2 | 860 | 60 | 86.25 |
| 对比例3 | 825 | 56 | 86.89 |
| 对比例4 | 1450 | 120 | 78.54 |
| 对比例5 | 1280 | 134 | 76.36 |
从实施例1-5，结合表1的数据可以看出，采用酶辅助脱色、预灰和硫熏中和处理进行澄清，能够有效的降低色值、提高澄清度，从而提高白砂糖的品质。
实施例1和对比例1可以看出，先加入部分石灰乳将pH调节为6.0，然后再加入磷酸和剩余石灰乳调节pH为6.8～7.2，能够使石灰乳和磷酸混合更均匀，pH调节更稳定，且先将pH调节为6.0能够降低蔗糖的分解和微生物的繁殖，从而更好地降低色值、浊度和提高纯度。另外，还可以降低石灰乳和磷酸的使用量。
实施例1和对比例2-3可以看出，采用多酚氧化酶和花色苷酶一方面能有效阻止氧化还原反应和酶促褐变反应、非酶促褐变反应的发生而导致的糖汁颜色加深，另一方面，使花色素苷水解为游离的花色素和糖，花色素不稳定，进而转化为无色化合物，从而降低色值。采用多酚氧化酶和花色苷酶共同作用，能够更好地降低色值，不使用酶或者单一使用多酚氧化酶均达不到预期的效果。
实施例4-5和对比例4-5可以看出，使用不新鲜蔗，加葡聚糖酶能够避免葡聚糖过多造成的混合汁粘度过大，影响澄清汁浊度和纯度，进而影响结晶过程；霜冻蔗加葡聚糖酶、果胶酶和淀粉酶能够避免较低过多，影响结晶，降低白砂糖品质。加入葡聚糖酶和果胶酶降低糖浆粘度，加强物料在煮糖罐中的对流循环，减少煮糖煮制时间，减低糖膏色值，从而提高产品质量。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围。凡本发明所提示的技术构思下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (8)
1.一种制糖澄清工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1.脱色处理：
甘蔗经过压榨提汁得到混合汁，向所述混合汁中加入多酚氧化酶和花色苷酶进行脱色处理得到加酶混合汁；
S2.预灰：
向所述加酶混合汁加入石灰乳和磷酸进行预灰处理得到预灰汁；
所述预灰处理为先加入石灰乳将所述加酶混合汁的pH调节为6.0；然后加入磷酸，再加入石灰乳调节pH为6.8～7.2；
S3.硫熏中和：
将所述预灰汁经硫熏中和、沉降，得到澄清汁。
2.根据权利要求1所述的制糖澄清工艺,其特征在于，步骤S1中，当甘蔗为不新鲜甘蔗时，还加入葡聚糖酶，所述葡聚糖酶的使用量为0.05～0.5U/mL混合汁。
3.根据权利要求1所述的制糖澄清工艺,其特征在于，步骤S1中，当甘蔗为霜冻蔗时，还加入葡聚糖酶、果胶酶和淀粉，所述葡聚糖酶、果胶酶和淀粉酶的使用量分别为0.05～0.5U/mL混合汁。
4.根据权利要求1所述的制糖澄清工艺,其特征在于，步骤S1中，所述多酚氧化酶的使用量为0.1～1U/mL混合汁；所述花色苷酶的使用量为0.1～0.5U/mL混合汁。
5.根据权利要求1-3所述的制糖澄清工艺,其特征在于，步骤S2中，磷酸的添加量为所述加酶混合汁重量的200～350ppm。
6.根据权利要求1-3所述的制糖澄清工艺,其特征在于，步骤S2中，所述预灰处理经过加静态混合器Ⅰ和静态混合器Ⅱ处理，所述静态混合器Ⅰ和静态混合器Ⅱ经过管道连接；在静态混合器Ⅰ的入口处用计量泵将石灰乳定量加入，输送到静态混合器Ⅰ中混合，调节pH为6.0；然后用计量泵定量在静态混合器Ⅰ中的出口处加入磷酸，在静态混合器Ⅱ中的入口处用计量泵定量加入石灰乳，输送到静态混合器Ⅱ中，调节pH为6.8～7.2。
7.根据权利要求6所述的制糖澄清工艺,其特征在于，将磷酸从磷酸罐定量输送到静态混合器Ⅱ中的入口处，所述磷酸罐有两个。
8.根据权利要求7所述的制糖澄清工艺,其特征在于，所述磷酸罐通过通气鼓泡搅拌。
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