提高蔗糖生產中蔗糖分測定準確性的方法

駱榮貞，姚滿芳，趙 亮

（1.廣西糖業集團開泰供應鏈管理有限公司，廣西 南寧 530022；2.廣西糖業集團金光制糖有限公司，廣西 南寧 530022）

0 引言

廣西作為全國重點糖業基地，糖料蔗種植面積和食糖產量占全國的60%左右，甘蔗制糖已成為廣西經濟的一大支柱［1，2］。糖蔗收購價按質論價［3］，實際是按甘蔗蔗糖分論價，高糖高價，低糖低價，符合價值規律和經濟法則。而蔗糖分作為評價甘蔗質量優劣的一項關鍵經濟指標，準確分析蔗糖分對甘蔗品種選育［4］、制糖企業農務生產管理和生產過程指標控制、推進甘蔗按質論價、節能降耗、提高生產收回率及降低糖產品生產成本具有重要意義。特別是近幾年，糖廠將葡聚糖指標納入日常分析，當蔗絲的蔗糖分明顯降低，而初壓汁葡聚糖含量較高時，糖廠根據這些指標變化，以降低甘蔗受微生物感染避免蔗糖分轉化損失為出發點，從甘蔗砍收方式、夾雜物及砍收到榨時間等方面加強管理，入榨甘蔗質量得到了有效控制。

目前，大多糖廠對蔗糖分的采樣來自蔗場或蔗車上，隨機多次抽取10 kg以上，且不少于6根無蟲、無病、健康及頭尾完整的甘蔗樣本，用化驗室小型壓榨機壓榨后測定甘蔗質量指標［5，6］。此采樣方法受甘蔗粗細、頭尾長度、品種、生長期、地域等因素影響，加之人為采樣隨機性強，采集的甘蔗基本不夾帶雜物，導致樣本代表性差，測定的甘蔗蔗糖分往往“虛高”，使糖廠誤認為入榨甘蔗質量好；生產班報蔗糖分通過連續采樣分析混合汁和蔗渣的蔗糖分推算，但目前大多數糖廠對混合汁和蔗渣的重量未能準確計量，混合汁基本是靠流量計推算重量，配備蔗渣稱的單位很少，未反映壓榨過程糖分損失，以此計算的甘蔗蔗糖分存在一定偏差。此外，生產班報的滯后性，導致無法及時準確掌握某階段入榨甘蔗的蔗糖分指標，生產管理者也無法第一時間通過入榨蔗糖分數據，準確掌握生產收回率的情況并及時發現生產過程出現的異常，不利于甘蔗砍運、生產調度及質量管理。因此，為維護糖企及千萬蔗農的切身利益，亟需提高蔗糖生產中蔗糖分測定準確性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

甘蔗喂蔗臺、第一座榨機入口高速帶處蔗絲。

1.2 試驗方法

按照日處理量為8000 t的雙線生產制糖廠，每1 h榨蔗325 t，每車甘蔗按15 t計算，1 h可榨22車，即單線每5 min有1車甘蔗通過。選擇同一時段，先在喂蔗臺隨機抽取1～2根無病無蟲、頭尾完整的甘蔗，再根據蔗帶速度、間隔15 min（按照蔗帶速度，預計甘蔗到第一座榨機入口高速帶處大約需要15 min），在第一座榨機入口高速帶處，用鏟子或鉗子取蔗絲放進帶蓋塑料桶，以確保采樣甘蔗和蔗料來自同一車甘蔗。每5 min重復一次以上操作，每次雙線同時進行，1 h后截樣，甘蔗和蔗絲樣本均達10 kg以上，雙線大約可采集到22車甘蔗樣本。

將甘蔗及蔗絲樣品送回化驗室均樣和稱樣后入小型榨機榨取蔗汁，蔗糖分和蔗汁錘度、簡純度及還原糖等指標測定參照《甘蔗制糖化學管理分析方法》［6］。生產報表上的甘蔗蔗糖分是根據混合汁和滲透水的計量以及混合汁和蔗渣的分析數據，計算蔗料蔗糖分：

其中：蔗渣重量=甘蔗重量+滲透水重量-混合汁重量；混合汁重量使用流量計計量，誤差較大，數據易出現偏離，將直接影響能耗的計算、收回率的核定等，不利于生產管理者掌握實際生產情況。

2 結果與分析

2.1 甘蔗與蔗絲分析對比試驗

在蔗場采集甘蔗樣本，對應采集蔗絲樣本，經化驗室小榨機榨取蔗汁后，分析樣品的蔗糖分、蔗汁錘度、蔗汁簡純度和蔗汁還原糖，結果見表1，甘蔗與蔗絲的質量指標存在明顯差異，甘蔗樣品的蔗糖分、甘蔗蔗汁錘度和簡純度高于蔗絲，蔗汁還原糖則低于蔗絲。其中，2次試驗甘蔗蔗糖分比蔗絲蔗糖分分別高1.70%和1.35%，平均高1.53%；甘蔗蔗汁錘度比蔗絲蔗汁錘度分別高1.34%和1.46%，平均高1.40%；甘蔗蔗汁簡純度比蔗絲簡純度分別高6.49%和2.65%，平均高4.57%。說明取樣方法對甘蔗質量指標測定結果影響較大，蔗場甘蔗樣本不能很好地代表入榨甘蔗的質量情況。

表1 蔗場甘蔗與對應蔗絲質量指標對比（%）

為印證上述結果，糖廠在2013/2014（簡稱13/14，下同）和14/15 2個榨季不同時段重復試驗（表2）。2個榨季差值的均值1.30%，甘蔗蔗汁錘度和簡純度均高于蔗絲，與表1試驗數據基本一致。表1和表2說明蔗場甘蔗樣本的蔗糖分越高，與蔗絲的蔗糖分差距越大。

表2 連續2榨季蔗場甘蔗與蔗絲分析數據累計對比（%）

2.2 甘蔗、蔗絲及報表蔗糖分對比

為了在大型制糖企業大批量生產時驗證試驗效果，將2個榨季期間甘蔗蔗糖分和蔗絲蔗糖分與當班報表計得的蔗糖分三者進行比較分析，結果見表3和表4。2個榨季蔗場甘蔗蔗糖分數據均最高，為13.60%～16.07%，2個榨季甘蔗蔗糖分高于報表蔗糖分均值，分別為1.85%和1.41%。而蔗絲蔗糖分與報表蔗糖分較接近，2個榨季蔗絲蔗糖分與報表蔗糖分差值的均值分別為0.13%和0.12%，最高差值為0.46%。

表3 13/14榨季蔗糖分對比（%）

表4 14/15榨季蔗糖分對比（%）

2.3 17/18及18/19榨季蔗絲與報表蔗糖分對比

因蔗絲數據生產報表上的蔗糖分接近，可以更準確、及時地反映生產原料的實際質量情況，從15/16榨季開始，糖廠每間隔5 min采集第一座榨機入口高速帶處蔗絲約1 kg，1 h后集樣約10 kg，帶回實驗室以小榨機壓榨測定蔗糖分，并分析17/18和18/19榨季的蔗絲和報表蔗糖分平均數據，結果見表5，17/18榨季報表蔗糖分均值為12.97%，蔗絲蔗糖分均值為13.16%，均值差為0.19%；18/19榨季報表蔗糖分均值為12.59%，蔗絲蔗糖分均值為12.70%，均值差為0.11%，差值均低于0.30%，說明蔗絲蔗糖分可以很好地反映報表蔗糖分。

3 討論

蔗場與報表蔗糖分偏差較大的主要原因，是由于樣品代表性不高等問題所致［7］。蔗場甘蔗采樣受人為因素影響較大，在蔗場采集甘蔗樣本，抽取過程中夾雜物已基本排除，而蔗絲采樣點在第一座榨機入口，蔗料已經過撕解機破碎并充分混合均勻，蔗絲當中的雜物包含在樣品當中，與進入第一座榨機的蔗料狀態最為接近。將測定的蔗絲蔗糖分用于糖廠日常分析，結果表明其在制糖工藝指標調整、反映生產計量設備異常、核定生產總收回率等方面均取得很好的應用效果。

3.1 指導制糖工藝指標調整

因生產班報滯后時間約一個班（8 h），測定糖廠當班蔗絲蔗糖分，比生產班報更及時反映生產原料的質量情況，可在當班第一時間發現蔗料質量異常；此外，蔗絲蔗糖分還可根據蔗料質量情況，如蔗糖分、pH、還原糖分等指標及時調整制糖工藝，如當甘蔗質量較差時，通過增加石灰、磷酸等澄清助劑用量，加大硫熏強度提高制糖澄清效率，減少蔗料質量對澄清工藝穩定和清凈效率的影響。

3.2 反映生產計量設備異常

在蔗糖實際生產中，曾發現蔗絲蔗糖分與報表蔗糖分持續偏離較大，導致收回、能耗指標出現異常。經核查，發現由于混合汁流量計受蔗汁中雜物及流速影響，混合汁對蔗比高達120%～140%，長期偏離實際水平未能及時發現，報表系統直接根據混合汁和滲透水流量計流量數據推算蔗渣重量、蔗糖分等指標。經校驗流量計，并加強設備巡察管理，數據異常問題得以解決。

3.3 準確核定生產總收回率

生產總收回率，是檢驗生產管理水平的一項重要技術經濟指標，通過該指標，可以計算出壓榨抽出率、煮煉收回率、未測定損失等指標，以此查定車間消殺、壓榨提汁、清凈效率、蔗糖轉化、廢蜜產率、跑冒滴漏等各生產環節關鍵指標的管控情況，核定生產效能。生產收回率，即成品糖和在制品可制成糖的蔗糖量占蔗料中蔗糖量的重量百分比。根據生產期報糖分守恒，桔水、蔗渣、濾泥和未測定損失與生產總收回率之和等于100%，因此，損失和生產總收回率，二者與蔗糖分息息相關。因此，蔗糖分計量準確，對準確核定生產收回率有積極作用。

4 結論

綜上所述，第一座榨機入口高速帶處的蔗絲蔗糖分測定結果與從蔗場采集的甘蔗蔗糖分測定結果有明顯差異，而與生產報表上蔗糖分數據差異不明顯。采集進入第一座榨機之前的蔗絲樣進行糖分分析，可以更及時準確得到入榨蔗料蔗糖分數據，為生產管理提供有效參考。

但需注意采樣點在第一座榨機入口前高速帶處，存在一定安全隱患，建議糖廠根據壓榨車間現場設備條件的客觀實際，在蔗帶合理位置設置采樣地點，以確保采樣人員安全。