阅读说明：本技术 高品质白砂糖的生产方法 (Production method of high-quality white granulated sugar ) 是由 潘文生 陈生 黄正洋 于 2018-12-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高品质白砂糖的生产方法,包括以下步骤：(1)将糖汁进行加热,然后加入石灰乳,调节pH值；(2)向步骤(1)调节pH值后的糖汁进行硫熏中和；(3)向步骤(2)硫熏中和后的糖汁中加入絮凝剂,接着搅拌；(4)接着调节步骤(2)搅拌后的糖汁的pH值,将调节pH值后的糖汁放入沉降池分离出澄清汁和泥汁,泥汁经滤布过滤,所得滤清汁和澄清汁混合,然后蒸发、浓缩,制得糖浆；(5)将步骤(4)制得的糖浆进行煮糖、结晶、分蜜后,制得高品质白砂糖。与现有技术相比,采用本发明的絮凝剂有利于降低浊度和色值,获得纯度更高的糖汁或糖浆,使制备得到的白砂糖品质更高。(The invention discloses a production method of high-quality white granulated sugar, which comprises the following steps: (1) heating the sugar juice, adding lime milk, and adjusting pH value; (2) carrying out sulfitation neutralization on the sugar juice with the pH value adjusted in the step (1); (3) adding a flocculating agent into the sugar juice neutralized by the stoving in the step (2), and then stirring; (4) adjusting the pH value of the sugar juice stirred in the step (2), putting the sugar juice with the adjusted pH value into a sedimentation tank to separate clear juice and mud juice, filtering the mud juice through filter cloth, mixing the obtained filtered juice with the clear juice, and then evaporating and concentrating to obtain syrup; (5) and (4) boiling the syrup prepared in the step (4), crystallizing, and separating honey to prepare the high-quality white granulated sugar. Compared with the prior art, the flocculant provided by the invention is beneficial to reducing turbidity and color value, and obtaining sugar juice or syrup with higher purity, so that the prepared white granulated sugar has higher quality.)

高品质白砂糖的生产方法

技术领域

本发明属于制糖技术领域，具体涉及一种高品质白砂糖的生产方法。

背景技术

食糖是人民生活必需品之一，并也是国家重要的战略性储备物资。目前世界上甘蔗制糖工业生产普遍采用的有亚硫酸法、碳酸法和“两步法”(即先生产原糖再经精炼生产白砂糖)三种工艺，其中我国大都采用前两种生产工艺，澳大利亚、古巴、巴西等国家主要使用“两步法”工艺。碳酸法生产的白砂糖质量较优，残硫量较低，一般都在10mg·kg^-1以内，但生产成本高，且产生的滤泥易吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钙，结硬而无法利用，环境污染严重，导致碳法工艺难以推广；“两步法”工艺虽可生产出品质优良的白砂糖，但生产过程长，能耗大，投资和生产成本都高很多，难以被发展中国家(包括中国)制糖企业所接受；目前发展中国家特别是中国和亚洲一些国家，主要还是采用亚硫酸法生产耕地白砂糖。该生产工艺在我国已具有几十年历史，流程和设备较简单，除产品含硫量较高外，其他质量指标基本可达到碳酸法的水平，故现在甘蔗制糖生产中仍占据着主导地位。另一方面，随着人民生活水平和消费水平的提高，对白砂糖的质量要求也越来越高，国家也提高了白砂糖的质量标准，中国白糖用于制造高级饮料大概每年达150万吨左右，罐头用糖25万吨，果脯用糖20万吨，制药用糖20万吨，并都逐步要求使用精糖及高品质糖。但亚硫酸法残硫含量高，产品易返潮变黄，被大中型食品饮料企业拒之门外，市场竞争力日益下降，这已成为甘蔗制糖行业中的难题。多年来，许多科研部门及企业针对亚硫酸法工艺存在的弊病，投入了大量精力进行研究，希望在糖汁或糖浆澄清过程中，找到一种能够低成本高效去除色素，蛋白质和淀粉等杂质的方法，从而提高糖汁或糖浆的纯度，降低色值。这对于降低制糖生产成本优化产品结构，实现用简单，经济的办法解决长期困扰制糖行业产品质量难以提高的问题，从根本上改变亚硫酸法生产工艺及生产设备不能生产精糖及高品质饮料糖的现状，实现糖厂亚硫酸法工艺的替代或产品升级具有重要作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种高品质白砂糖的生产方法，以解决糖汁或糖浆浊度和色值高的实际技术问题。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种高品质白砂糖的生产方法，包括以下步骤：

（1）将糖汁进行加热，然后加入石灰乳，调节pH值；

（2）向步骤（1）调节pH值后的糖汁进行硫熏中和；

（3）向步骤（2）硫熏中和后的糖汁中加入絮凝剂，调节pH值为6.5-7.9，接着在转速为200-300r/min下搅拌7-10min；所述的絮凝剂，包括以下原料：活性炭、羧甲基脱乙酰甲壳质、聚谷氨酸钠、沸石、聚甘油脂肪酸酯、纳米纤维素晶体、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷；

所述羧甲基脱乙酰甲壳质、聚谷氨酸钠、沸石、聚甘油脂肪酸酯、纳米纤维素晶体、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷的重量比为（0.7-1.2）:（0.5-0.9）:（1-2）:（0.3-0.8）:（0.4-0.6）:（0.1-0.2）；

（4）接着调节步骤（2）搅拌后的糖汁的pH值为6.9-7.6，将调节pH值后的糖汁放入沉降池分离出澄清汁和泥汁，泥汁经滤布过滤，所得滤清汁和澄清汁混合，然后蒸发、浓缩，制得糖浆；

（5）将步骤（4）制得的糖浆进行煮糖、结晶、分蜜后，制得高品质白砂糖。

进一步地，步骤（1）中所述糖汁是在60-75℃下进行加热的。

进一步地，步骤（1）中所述石灰乳的浓度为5-12°Bé。

进一步地，步骤（1）中所述pH值为6.5-7.3。

进一步地，步骤（2）的硫熏中和中硫磺砷含量：砷（As）mg/kg≤1%。

进一步地，所述硫熏中和的硫熏强度为17-28ml。

进一步地，步骤（3）中所述絮凝剂的添加量为2-5ppm。

进一步地，所述的絮凝剂，以重量份为单位，包括以下原料：活性炭3-5份、羧甲基脱乙酰甲壳质0.7-1.2份、聚谷氨酸钠0.5-0.9份、沸石1-2份、聚甘油脂肪酸酯0.3-0.8份、纳米纤维素晶体0.4-0.6份、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷0.1-0.2份。

进一步地，所述的絮凝剂，以重量份为单位，包括以下原料：活性炭4.2份、羧甲基脱乙酰甲壳质1份、聚谷氨酸钠0.8份、沸石1.6份、聚甘油脂肪酸酯0.7份、纳米纤维素晶体0.5份、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷0.1份。

进一步地，所述絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

（a）将活性炭、沸石水洗后烘干至含水量≤2%后粉碎，过300-400目筛子，获得粉碎物；

（b）向步骤（a）制得的粉碎物中加入聚甘油脂肪酸酯、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷，在转速200-300r/min下搅拌升温至40-50℃，保温2-3h，制得混合物A；

（c）向步骤（b）制得的混合物A中加入羧甲基脱乙酰甲壳质，在转速200-300r/min下搅拌升温至55-60℃，保温1-1.5h，制得混合物B；

（d）向步骤（c）制得的混合物B中加入聚谷氨酸钠、纳米纤维素晶体，在转速200-300r/min下搅拌降温至42-48℃，保温1.8-2.5h，制得混合物C；

（e）将步骤（d）制得的混合物C在35-38℃下真空干燥至恒重，制得絮凝剂。

本发明具有以下有益效果：

（1）与现有技术相比，采用本发明的絮凝剂有利于降低浊度和色值，获得纯度更高的糖汁或糖浆，使制备得到的白砂糖品质更高。

（2）羧甲基脱乙酰甲壳质、聚谷氨酸钠、沸石、聚甘油脂肪酸酯、纳米纤维素晶体、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷在制备絮凝剂中起到了协同作用，协同降低了浊度和色值。

具体实施方式

为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。

在实施例中，所述高品质白砂糖的生产方法，包括以下步骤：

（1）将糖汁在60-75℃下进行加热，然后加入5-12°Bé的石灰乳，调节pH值为6.5-7.3；

（2）向步骤（1）调节pH值后的糖汁进行硫熏中和，其中硫磺砷含量：砷（As）mg/kg≤1%，硫熏强度为17-28ml；

（3）向步骤（2）硫熏中和后的糖汁中加入絮凝剂，所述絮凝剂的添加量为2-5ppm，调节pH值为6.5-7.9，接着在转速为200-300r/min下搅拌7-10min；

所述的絮凝剂，以重量份为单位，包括以下原料：活性炭3-5份、羧甲基脱乙酰甲壳质0.7-1.2份、聚谷氨酸钠0.5-0.9份、沸石1-2份、聚甘油脂肪酸酯0.3-0.8份、纳米纤维素晶体0.4-0.6份、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷0.1-0.2份；

所述絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

（a）将活性炭、沸石水洗后烘干至含水量≤2%后粉碎，过300-400目筛子，获得粉碎物；

（b）向步骤（a）制得的粉碎物中加入聚甘油脂肪酸酯、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷，在转速200-300r/min下搅拌升温至40-50℃，保温2-3h，制得混合物A；

（c）向步骤（b）制得的混合物A中加入羧甲基脱乙酰甲壳质，在转速200-300r/min下搅拌升温至55-60℃，保温1-1.5h，制得混合物B；

（d）向步骤（c）制得的混合物B中加入聚谷氨酸钠、纳米纤维素晶体，在转速200-300r/min下搅拌降温至42-48℃，保温1.8-2.5h，制得混合物C；

（e）将步骤（d）制得的混合物C在35-38℃下真空干燥至恒重，制得絮凝剂；

（4）接着调节步骤（2）搅拌后的糖汁的pH值为6.9-7.6，将调节pH值后的糖汁放入沉降池分离出澄清汁和泥汁，泥汁经滤布过滤，所得滤清汁和澄清汁混合，然后蒸发、浓缩，制得糖浆；

（5）将步骤（4）制得的糖浆进行煮糖、结晶、分蜜后，制得高品质白砂糖。

下面通过更具体实施例对本发明进行说明。

实施例1

一种高品质白砂糖的生产方法，包括以下步骤：

（1）将糖汁在62℃下进行加热，然后加入10°Bé的石灰乳，调节pH值为6.7；

（2）向步骤（1）调节pH值后的糖汁进行硫熏中和，其中硫磺砷含量：砷（As）mg/kg为0.94%，硫熏强度为18ml；

（3）向步骤（2）硫熏中和后的糖汁中加入絮凝剂，所述絮凝剂的添加量为5ppm，调节pH值为6.8，接着在转速为200r/min下搅拌10min；

所述的絮凝剂，以重量份为单位，包括以下原料：活性炭3份、羧甲基脱乙酰甲壳质1.2份、聚谷氨酸钠0.5份、沸石1份、聚甘油脂肪酸酯0.3份、纳米纤维素晶体0.4份、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷0.1份；

所述絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

（a）将活性炭、沸石水洗后烘干至含水量为2%后粉碎，过300目筛子，获得粉碎物；

（b）向步骤（a）制得的粉碎物中加入聚甘油脂肪酸酯、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷，在转速200r/min下搅拌升温至40℃，保温3h，制得混合物A；

（c）向步骤（b）制得的混合物A中加入羧甲基脱乙酰甲壳质，在转速200r/min下搅拌升温至55℃，保温1.5h，制得混合物B；

（d）向步骤（c）制得的混合物B中加入聚谷氨酸钠、纳米纤维素晶体，在转速200r/min下搅拌降温至42℃，保温2.5h，制得混合物C；

（e）将步骤（d）制得的混合物C在35℃下真空干燥至恒重，制得絮凝剂；

（4）接着调节步骤（2）搅拌后的糖汁的pH值为6.9，将调节pH值后的糖汁放入沉降池分离出澄清汁和泥汁，泥汁经滤布过滤，所得滤清汁和澄清汁混合，然后蒸发、浓缩，制得糖浆；

（5）将步骤（4）制得的糖浆进行煮糖、结晶、分蜜后，制得高品质白砂糖。实施例2

一种高品质白砂糖的生产方法，包括以下步骤：

（1）将糖汁在72℃下进行加热，然后加入12°Bé的石灰乳，调节pH值为7.2；

（2）向步骤（1）调节pH值后的糖汁进行硫熏中和，其中硫磺砷含量：砷（As）mg/kg为0.86%，硫熏强度为25ml；

（3）向步骤（2）硫熏中和后的糖汁中加入絮凝剂，所述絮凝剂的添加量为2ppm，调节pH值为7.4，接着在转速为300r/min下搅拌7min；

所述的絮凝剂，以重量份为单位，包括以下原料：活性炭4.2份、羧甲基脱乙酰甲壳质1份、聚谷氨酸钠0.8份、沸石1.6份、聚甘油脂肪酸酯0.7份、纳米纤维素晶体0.5份、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷0.1份；

所述絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

（a）将活性炭、沸石水洗后烘干至含水量为2%后粉碎，过400目筛子，获得粉碎物；

（b）向步骤（a）制得的粉碎物中加入聚甘油脂肪酸酯、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷，在转速300r/min下搅拌升温至50℃，保温2h，制得混合物A；

（c）向步骤（b）制得的混合物A中加入羧甲基脱乙酰甲壳质，在转速300r/min下搅拌升温至60℃，保温1h，制得混合物B；

（d）向步骤（c）制得的混合物B中加入聚谷氨酸钠、纳米纤维素晶体，在转速300r/min下搅拌降温至48℃，保温1.8h，制得混合物C；

（e）将步骤（d）制得的混合物C在38℃下真空干燥至恒重，制得絮凝剂；

（4）接着调节步骤（2）搅拌后的糖汁的pH值为7.5，将调节pH值后的糖汁放入沉降池分离出澄清汁和泥汁，泥汁经滤布过滤，所得滤清汁和澄清汁混合，然后蒸发、浓缩，制得糖浆；

（5）将步骤（4）制得的糖浆进行煮糖、结晶、分蜜后，制得高品质白砂糖。实施例3

一种高品质白砂糖的生产方法，包括以下步骤：

（1）将糖汁在75℃下进行加热，然后加入5°Bé的石灰乳，调节pH值为7.3；

（2）向步骤（1）调节pH值后的糖汁进行硫熏中和，其中硫磺砷含量：砷（As）mg/kg为1%，硫熏强度为28ml；

（3）向步骤（2）硫熏中和后的糖汁中加入絮凝剂，所述絮凝剂的添加量为4ppm，调节pH值为6.6，接着在转速为200r/min下搅拌10min；

所述的絮凝剂，以重量份为单位，包括以下原料：活性炭5份、羧甲基脱乙酰甲壳质1.2份、聚谷氨酸钠0.9份、沸石2份、聚甘油脂肪酸酯0.8份、纳米纤维素晶体0.6份、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷0.2份；

所述絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

（a）将活性炭、沸石水洗后烘干至含水量为2%后粉碎，过400目筛子，获得粉碎物；

（b）向步骤（a）制得的粉碎物中加入聚甘油脂肪酸酯、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷，在转速300r/min下搅拌升温至50℃，保温2h，制得混合物A；

（c）向步骤（b）制得的混合物A中加入羧甲基脱乙酰甲壳质，在转速300r/min下搅拌升温至60℃，保温1.5h，制得混合物B；

（d）向步骤（c）制得的混合物B中加入聚谷氨酸钠、纳米纤维素晶体，在转速200-300r/min下搅拌降温至48℃，保温2.5h，制得混合物C；

（e）将步骤（d）制得的混合物C在35℃下真空干燥至恒重，制得絮凝剂；

（4）接着调节步骤（2）搅拌后的糖汁的pH值为7.6，将调节pH值后的糖汁放入沉降池分离出澄清汁和泥汁，泥汁经滤布过滤，所得滤清汁和澄清汁混合，然后蒸发、浓缩，制得糖浆；

（5）将步骤（4）制得的糖浆进行煮糖、结晶、分蜜后，制得高品质白砂糖。对比例1

与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是步骤（3）中制备絮凝剂的原料中缺少羧甲基脱乙酰甲壳质、聚谷氨酸钠、沸石、聚甘油脂肪酸酯、纳米纤维素晶体、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷。

对比例2

与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是步骤（3）中制备絮凝剂的原料中缺少羧甲基脱乙酰甲壳质。

对比例3

与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是步骤（3）中制备絮凝剂的原料中缺少聚谷氨酸钠。

对比例4

与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是步骤（3）中制备絮凝剂的原料中缺少沸石。

实施例5

与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是步骤（3）中制备絮凝剂的原料中缺少聚甘油脂肪酸酯。

实施例6

与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是步骤（3）中制备絮凝剂的原料中缺少纳米纤维素晶体。

实施例7

与实施例2的制备工艺基本相同，唯有不同的是步骤（3）中制备絮凝剂的原料中缺少乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷。

对比例8

采用中国专利文献“一种糖汁糖浆澄清生产高品质白砂糖的方法（专利号：ZL201010569878.9）”实施例1的方法制备高品质白砂糖。

测定实施例1-3和对比例1-8中的澄清汁和滤清汁相关指标，结果表1、2所示。

表1 絮凝剂对澄清汁絮凝指标

实验组别	浊度（MAU）	色值（IU）
			实施例1	40	491
实施例2	32	438
			实施例3	36	475
对比例1	289	1534
			对比例2	80	641
对比例3	52	558
			对比例4	48	524
对比例5	73	606
			对比例6	64	579
对比例7	76	622
			对比例8	59	892

表2 絮凝剂对滤清汁絮凝指标

实验组别	浊度（MAU）	色值（IU）
			实施例1	170	602
实施例2	153	546
			实施例3	161	587
对比例1	403	1701
			对比例2	201	763
对比例3	185	689
			对比例4	179	654
对比例5	192	738
			对比例6	189	716
对比例7	196	745
			对比例8	279	932

由上表可知：（1）由实施例1-3和对比例8的数据可见，采用实施例1-3的絮凝剂，澄清汁和滤清汁的浊度和色值均有明显降低，说明本发明的絮凝剂优于现有技术（对比例8），采用本发明的絮凝剂有利于降低浊度和色值，获得纯度更高的糖汁或糖浆，使制备得到的白砂糖品质更高；同时由实施例1-3的数据可见，实施例2为最优实施例。

（2）由实施例2和对比例1-7的数据可见，羧甲基脱乙酰甲壳质、聚谷氨酸钠、沸石、聚甘油脂肪酸酯、纳米纤维素晶体、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷在制备絮凝剂中起到了协同作用，协同降低了浊度和色值，这是：

活性炭和沸石为多孔结构的材料，且表面含有羟基键，不仅具有优异的吸附性能，且能够与聚甘油脂肪酸酯的不饱和键进行接枝改性后结合，通过利用活性炭和沸石的吸附性能，在乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷的作用下，实现将活性炭和沸石与聚甘油脂肪酸酯结合，增强对色素、蛋白质等杂质的絮凝作用，从而得出更清澈透亮，色值更低，纯度更高的糖汁或糖浆。在制备絮凝剂的过程中，虽然沸石不带电，但是沸石的主要成分是无机盐，利用无机盐中的离子对重金属离子、色素、蛋白质等杂质的吸附性，实现了对糖汁中重金属离子、色素、蛋白质等调节性进行吸附。羧甲基脱乙酰甲壳质大分子中有活泼的羟基和氨基，它们具有较强的化学反应能力，其溶解后的溶液中含有氨基，氨基（带正电荷）通过结合糖汁或糖浆中的色素、蛋白质等杂质(大部分带负电荷)通过电中和作用发生反应，将其团聚在一起形成网状絮凝团结构而沉淀下来，从而得出更清澈透亮，色值更低，纯度更高的糖汁或糖浆。利用乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷对羧甲基脱乙酰甲壳质表面羟基的接枝改性，实现被改性后的羟基与聚甘油脂肪酸酯的不饱和键结合，增强了对色素、蛋白质等杂质的絮凝作用，从而得出更清澈透亮，色值更低，纯度更高的糖汁或糖浆。纳米纤维素晶体是从纤维素中分离出来的具有纳米尺寸的物质，纳米纤维素晶体的无定形是由疏松的分子链无规卷曲和相互缠结而成。聚谷氨酸钠，能与糖汁或糖浆中的重金属离子络合，其长分子链能够同时络合纳米纤维素晶体，增加纳米纤维素晶体团聚能力，并且具有强静电能力，使纳米纤维素晶体之间发生静电排斥，阻止纳米纤维素晶体之间相互聚集，促进纳米纤维素有效分散，形成有效的交联网络，使絮凝剂网络增加，从而增大表面积与糖汁或糖浆中的色素、蛋白质等杂质发生作用反应，将其团聚在一起形成网状絮凝团结构而沉淀下来，从而得出更清澈透亮，色值更低，纯度更高的糖汁或糖浆。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。