制糖工艺学02..doc

蔗糖生产的原料 目前，制糖原料以甘蔗、甜菜为主。 一、甘蔗 1.甘蔗的生长和特性 1.1甘蔗的产区分布和生长条件 甘蔗原生于热带地区，但在热带、温带和亚热带均有广泛分布。 甘蔗对土壤的适应性很强，台湾的望天田、沿海的碱矾田、珠三角的沙围田、金沙江的河坝地、四川的紫黑土，都是我国主要糖蔗产区的土壤条件。 1.2.甘蔗的植物学特性 1.2.1甘蔗的形态和生长条件 甘蔗属于被子植物门，单子叶纲，禾本科，甘蔗属。 根：有种根和茎根之分。 茎：由节和节间组成，输送水分和养分。 叶：由叶片和叶鞘组成。 花：圆锥形穗状花序。 种子：在热带地区可用种子繁殖，但多用种苗。 甘蔗的成熟是指蔗茎中糖分含量达到最高峰，蔗汁的品质达到最适于压榨制糖而言。 1.2.2甘蔗的品种 甘蔗的品种有原生种和杂交改良中2大类。 原生蔗种以竹蔗为最古老，其它如广东的木蔗，台湾的红蔗，四川的芦蔗等都属原生种甘蔗。 甘蔗的改良种，有东爪哇蔗种，夏威夷蔗种，古巴蔗种，印度蔗种，美国运河点蔗种等。 我国甘蔗优良品种很多，各蔗区必须因地制宜，选用适合该地区的优良蔗种。 1.3.甘蔗茎部的植物解剖学 由表皮、维管束及柔组织组合而成。表皮致密，含木质素较多，与维管束构成“纤维”，柔组织主要是蔗髓，由薄壁细胞构成，是贮藏蔗汁的地方。 1.4.甘蔗纤维在压榨过程中的特性 甘蔗的纤维分一般为10-16%，纤维分以外均为蔗汁。纤维分榨后成为蔗渣。纤维分的化学成分主要有：纤维素、聚戊糖、木质素和果胶质，还有少量灰分、蔗脂与蔗蜡、蛋白质等。在压榨过程中，为了充分提取蔗汁，必须采用多重压榨及复式渗透。 2.甘蔗及蔗汁的主要成分及性质 蔗汁中主要是水及固溶物（包括糖分及可溶性非糖分，糖分包括蔗糖、葡萄糖及果糖，非糖分有胶体物质、含氮物质、无机物、有机酸、色素、类脂、酶类、淀粉等） 2.1蔗糖 蔗糖是由葡萄糖和果糖通过异头体羟基缩合而形成的非还原性二糖。 2.1.1蔗糖的物理性质 （1）溶解度 蔗糖极易溶于水，其溶解度随温度的升高而增大。 温度℃ 100g水可溶解蔗糖的质量g 0 179.2 50 260.4 100 487.2 溶解度与温度的关系可用下式表达： 蔗糖的溶解度不仅与温度有关，而且还取决于糖液的纯度和非糖物质的性质。 蔗糖还溶于苯胺、氮苯、乙酸乙酯、乙酸戊酯、熔化的酚、液态氨、酒精与水的混合物及丙酮与水的混合物，不溶于汽油、石油、无水酒精、三氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳和松节油等有机溶剂。 （2）结晶 饱和的蔗糖溶液当其水分被蒸发时，便成为过饱和溶液，过剩的蔗糖生成晶体从溶液中析出。 （3）比重 纯蔗糖晶体的比重为1.5879。 蔗糖溶液的比重依浓度和温度的不同而异，浓度越高，比重越大，温度上升，比重减小。因此，可用比重计测出糖液的浓度，然后根据温度校正为标准情况下的浓度。一般糖厂化学管理所用的比重计的刻度，是根据纯糖溶液的浓度刻制的，称为糖度（或糖锤度）计，由它可直接读出某温度下蔗汁或糖液的浓度。 （4）热性质 蔗糖的溶解热取决于蔗糖所含的能量，当结晶的蔗糖溶解于水时，温度便下降，这就是说它的溶解热是负值。 （5）折光性 蔗糖溶液的密度与空气不同，当光线斜射入蔗糖溶液时，光线路径便发生曲折，入射角的正弦对折射角的正弦的比值，称为折光率。蔗糖溶液的折光率也随着浓度的增大而递增，因此，可用折光计来测得糖液的浓度。 （6）旋光性 许多物质都具有旋光活性，即是说能够使通过溶液的偏振光线的偏光平面产生旋转。有机物的旋光活性与分子中的不对称碳原子有关。 旋光的角度与偏振光所通过的溶液的厚度和旋光物质的浓度都成比例。当光线通过厚度为1分米的溶液层，其浓度为每100ml中含有100g旋光物质时所测得的旋光度叫做比旋光度，可用下式表示： 根据这个原理，我们可用旋光法来测定溶液中的蔗糖分，从而算出它的纯度。 （7）粘度 蔗糖溶液的粘度与浓度有关，随浓度增大而上升。提高温度可降低糖液的粘度。 （8）表面张力 蔗糖溶液的表面张力随浓度的增大而增大。 2.1.2蔗糖的化学性质 （1）热分解作用 结晶蔗糖加热到160℃便熔化成为液体，冷却可重新结晶。加热时间延长，蔗糖分解为葡萄糖及脱水果糖。 在190-220℃时，蔗糖脱水缩合成为焦糖，进一步加热则生成二氧化碳、一氧化碳、醋酸及丙酮等。 蔗糖溶液在常压下长时间加热沸腾，蔗糖会缓慢分解为葡萄糖和果糖。 （2）酸的作用 蔗糖溶液为酸性时，蔗糖转化更快。 浓硫酸能使固体焦糖迅速脱水，焦化成为黑色产物。 （3）碱的作用 稀碱溶液不会使蔗糖分解。 浓碱溶液在糖液中加热时蔗糖分解成糠醛、丙酮、乳酸、乙酸、甲酸、二氧化碳等产物。 蔗糖能与中等浓度的碱化合生成碱性的蔗糖盐。 （4）盐类的作用 通常少量的盐类可使蔗糖的溶解度降低，量多反而使蔗糖溶解度增大，