冰糖生產工藝設計總結

黃東

【摘 要】為了保證冰糖產品的質量及整個生產設施投資費用的經濟合理性，除了對白糖質量的嚴格控制外，在冰糖生產工藝的選擇上還必須充分考慮生產規模、產品定位、化糖方式、重結晶工藝所要達到的結晶率及其相關設施在當地正常運行的可行性，本文結合廣西和云南冰糖項目的設計作以上總結。

【關鍵詞】冰糖；白糖；化糖；濃縮；重結晶

隨著經濟的發展，民眾生活水平的不斷提高，人們對食品質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，冰糖的市場需求量越來越大。為了滿足不斷增長的市場需求，近年來我國新建了不少冰糖廠。合理的冰糖生產工藝不僅可以提高冰糖的質量品質，同時也時降低投資的費用，增加經濟效益。

冰糖是白砂糖的結晶再制品，是精制糖的一種，主要有多晶冰糖、單晶冰糖、冰片糖。[1]冰糖生產一般經過拆包、化糖、濃縮、結晶、干燥、包裝等主要工序。下面就以下幾個主要工序著重介紹。

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來的蒸汽。

采用蒸汽化糖，分為直接加熱和間接加熱兩種方式。直接加熱設備，其結構多為一立式圓筒形開口設備，下部為錐體，設備底部設有環形蒸汽管，并在環形蒸汽管上開有出汽小孔，小孔均勻分布，開向設備錐體下部中心。由于設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。夾層鍋結構為一立式圓筒狀，上部開口，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，故溶解好的糖漿質量更好，避免帶入蒸汽中的鐵銹等雜質，但由于夾層鍋加熱面積有限，一般化糖時間較長。

部分廠家經過改進，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，蒸汽從上部進汽，經過盤管化為汽凝水，再從底部排出，加熱面積比夾層鍋大很多，故化糖的時間相對短一些。

通過不同設備的實際操作對比，采用蒸汽直接加熱的地鍋，不僅化糖時間短，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，為此需要在操作上特別注意。通常，在進行化糖前，需要打開蒸汽閥門排污，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加熱，使其水分不斷蒸發，使其錘度達到放糖要求。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，又分為開口形式，閉口形式。無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濃縮糖漿液面，以防止蔗糖焦化。濃縮時間盡可能短，以減少蔗糖份在高溫下的轉化，通常加熱蒸汽參數為0.5～0.8MPa，加熱溫度在150℃～175℃[2]。

糖漿濃縮的錘度越高，其結晶率也會越高，但過高的錘度會使得冰糖晶形細碎，達不到質量要求，因此需要將濃縮錘度控制在一定的范圍內，一水糖漿的錘度控制在82～84oBx。根據蔗糖溶液的沸點與錘度呈良好線性關系的特性，在標準大氣壓下，對應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，由于不同地區海拔的不同，糖漿溶液的沸點與在標準大氣壓下的環境相比，最終濃縮溫度有所降低。

通過以上分析我們知道，濃縮糖漿的關鍵是盡量縮短加熱時間，合理控制最終濃縮溫度?？s短加熱時間，一方面要求加熱蒸汽供應充足、參數穩定，另一方面要求濃縮設備有足夠的加熱面積。

3 重結晶

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

在重結晶中，最重要的是控制結晶容器的降溫速度，需要將結晶容器放置于保溫房內。為了達到理想的降溫速度，我們還需要對冰糖重結晶的原理和規律作進一步的認識。根據蔗糖結晶理論，[1，3]冰糖的結晶與過飽和系數有關，整個冰糖重結晶過程，應將蔗糖溶液的過飽和系統控制在介穩區，即過飽和系數控制在1.0～1.2之間。在標準大氣壓下，濃縮好的糖漿，此時的溫度為115～116℃，錘度在82～84oBx之間，此時蔗糖溶液處于溶晶區，即過飽和系數小于1.0，無晶體生長。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，因而最先達到易變區，即過飽和系數達到1.3，開始有晶核析出，蔗糖分子便依附于晶核開始生長，出現晶體，這一階段是整個冰糖結晶過程的關鍵。溶液溫度下降過快，出現晶核過多，則結晶得到的冰糖晶形細碎，不符合質量要求，而溶液溫度下降過慢，出現的晶核過少，則結晶時間會相應加長，經濟效益不理想。根據蔗糖在水中的溶解度與溫度的關系：S=64.397+0.7261t+0.0020569t2-9.035×10-6t3，我們歸納總結冰糖重結晶各階段溫度變化情況，以放糖溫度116℃，錘度84oBx，室溫30℃為基礎數據，作表如下[3]。

通過對整個結晶過程的比較分析，我們可以知道，嚴格控制放糖錘度，合理調節降溫速度，是重結晶過程的關鍵。

4 小結

目前，冰糖生產的自動化程度還很低，許多設備都不是標準設備，生產過程中部分工序工人勞動強度較大。與白砂糖生產線不同，冰糖工藝獨特的周期性是阻止其在實現自動化生產的最大障礙。在冰糖生產工藝沒有較大突破的環境下，冰糖生產企業要提高生產效益，只能在現在技術的基礎，在生產各環節的細節中尋求突破。其中，以化糖、濃縮、重結晶最為關鍵，通過對以上環節的深入分析總結，我們才能在實際生產過程中實現降低能耗、提高產率、穩定產品質量等指標要求，也是冰糖企業提高經濟效益的關鍵。

【參考文獻】

[1]許斯欣，陳維鈞，等.甘蔗制糖原理與技術第四分冊蔗糖結晶與成糖[M].北京：中國輕工業出版社，2001.

[2]李文，李凱，等.多晶體冰糖生產技術[J]. 哈爾濱：中國調味品，2014，11.

[3]賀豐霞.結晶理論在冰糖生產中的應用研究[J]. 廣州：華南理工大學，2009.

[責任編輯：張濤]