甘蔗糖分提取工艺优化及品质提升策略

摘 要：糖分提取是制糖过程的重要环节之一，对糖的品质、产量具有决定性影响。近年来，我国甘蔗糖分提取工艺水平明显提升，但与发达国家仍存在一定的差距。为进一步优化甘蔗糖分的提取工艺，在控制生产成本的同时促进糖品质的提高，本文简要分析了现阶段甘蔗糖分提取工艺存在的问题，并详细论述了工艺优化及品质提升策略，以供参考。

关键词：甘蔗；糖分提取；压榨

Abstract： Sugar extraction is one of the important steps in the sugar making process， which has a decisive impact on the quality and yield of sugar. In recent years， the sugar extraction technology level of sugarcane in China has improved significantly， but there is still a certain gap compared with developed countries. In order to further optimize the sugarcane sugar extraction process， control the production cost and promote the improvement of sugar quality， this paper briefly analyzed the existing problems in the sugarcane sugar extraction process at the present stage， and discussed the process optimization and quality improvement strategies in detail for reference.

Keywords： sugarcane; sugar extraction; press

甘蔗是世界上最重要的糖料作物之一，其糖分提取工艺对糖品的质量与生产效率具有直接影响。目前，我国甘蔗糖分提取工艺存在着诸多问题，包括糖分损失大、提取效率低、能耗高以及环境污染严重等。因此，有必要探究甘蔗糖分提取工艺的优化策略，助力糖品品质的提升[1]。

1 甘蔗糖分提取工艺存在的问题

近年来，我国的甘蔗糖分提取工艺水平有所提升，但仍面临着诸多问题与挑战。这些问题严重阻碍了行业的可持续发展以及市场竞争力的提升。

1.1 提取效率与成本

在甘蔗糖分提取工艺中，最为突出且亟待解决的问题就是提取效率的提升和成本的有效控制。压榨法作为一种传统且应用范围较广的提取方法，具有提取产率高等特点，但有一定的局限性。①压榨设备对人工操作有很强的依赖性，且提取效率低下，劳动力成本较高；②设备磨损加快，需要投入较高的维护成本，导致利润空间进一步缩小。渗出法是另一种常见的糖分提取方法，其在多个方面均表现出较大的优势，如投资和操作维修成本低等。但是，该方法对蔗糖原料的破碎度要求较为严格，且功率消耗高，导致整体效率较低。此外，原材料价格的波动以及劳动力成本的上升也是导致相关企业在市场中的竞争优势逐渐下降的因素之一。

1.2 环保压力

随着政府对环保监管力度的持续加大以及公众环保意识的普遍提升，制糖企业面临着愈加沉重的环保压力。在传统的提取工艺中，通常会排放大量的废弃物，造成严重的环境污染，违背了现代社会对绿色、低碳和环保的要求。对制糖企业而言，如何既能保证产品质量与生产效率，又能有效处理废弃物、实现资源化利用，是现阶段亟待解决的问题。

1.3 技术创新不足

技术创新是推动甘蔗糖分提取工艺进步和产业升级的一项关键举措。但就现阶段行业内的实际情况来看，其技术创新性明显不足。面对现代制糖工业对高效、环保、智能化生产的需求，传统的提取方法与技术亟待创新升级。此外，受自主研发能力弱与核心技术缺乏的影响，制糖企业在国际竞争中多处于被动地位。

2 甘蔗糖分提取工艺优化策略

2.1 压榨工艺优化

相关企业可从以下4个方面进行压榨工艺优化，以提高压榨效率。①对现有压榨设备进行技术改造。采用更高效的压榨辊，提高辊间隙的调节精度，以增强对甘蔗的压榨能力。②引入自动化控制系统。通过安装一系列自动化组件，包括传感器、执行器等，精确控制整个压榨过程，减少人为操作误差，实现高效压榨。③实施多级压榨工艺。让甘蔗汁在多次压榨过程中缓慢释放糖分，借助设计合理的压榨级数，确保在不过度增加能耗的前提下，最大限度地提取糖分。④通过预实验明确相关参数，如最佳压榨压力、压榨速度等，减少压榨过程中的糖分损失，并对压榨后的蔗渣进行水分分析，调整压榨参数，确保蔗渣水分含量适中，避免糖分流失。

2.2 澄清工艺优化

在甘蔗糖分提取过程中，为提高澄清效果，相关企业应将新型澄清剂的开发作为研究的重点。①研究、开发复合型澄清剂，促进甘蔗汁中杂质的吸附与沉淀，并通过实验室与现场实验对其效果予以验证，确保其安全性和有效性。②借助预实验和精确计算明确澄清剂的最佳添加量，防止出现过量使用的情况，从而有效控制生产成本。③建立动态调整机制，建立甘蔗汁的杂质含量与澄清剂的使用量之间的联系，并根据效果及时做出调整。④引入高效澄清设备，如高速离心机、膜过滤系统等，以加快澄清速度、提升澄清效果，并对操作流程进行优化，最大限度地减少澄清过程中的糖分损失。

2.3 蒸发工艺优化

在提取甘蔗糖分时，蒸发环节的能耗优化与整个制糖产业的经济性、环保性密切相关[2]。①选择节能型设备，如强制循环蒸发器、降膜蒸发器等，通过对热量的循环利用控制能源消耗。②对蒸发器做保温处理，使用高效的保温材料和技术，减少热量损失，达到高效利用热能的目的。③调整蒸发器的相关参数，包括加热温度、蒸汽压力等，利用自动化控制系统进行实时监测和调整，使得整个蒸发过程均处于高效且稳定的状态。④推广余热利用技术，将蒸发过程中产生的余热用于预热进料或供暖等，并建立余热回收系统，从而提高糖厂能源利用的整体效率。

2.4 结晶工艺优化

为促进糖品品质的提升，保证其稳定性，需要全面优化结晶工艺。①以连续式结晶工艺取代传统的间歇式结晶工艺，通过减少人为操作的干扰，提高产品的均匀性、稳定性[3]。②借助实验明确最佳参数，包括结晶温度、晶种添加量、搅拌速度等，通过优化参数简化操作过程，以降低操作难度。③针对结晶参数建立标准化操作规程，以保证各批次糖品品质相同。④引入在线检测和控制系统，对糖汁浓度、温度等结晶过程中的重要指标进行实时监测，以保持糖品在整个结晶过程中的稳定性。⑤建立产品质量追溯体系，记录分析结晶过程中的关键环节，以便及时发现和解决问题。

3 糖品品质提升策略

3.1 选用优质甘蔗品种

选用优质甘蔗品种是提升糖品品质的前提。①甘蔗品种的选择应满足“两高一强”的条件，即高产、高糖分、强抗病虫害能力。此类品种不仅可以提高糖分含量，还能减少农药使用量，有效降低成本。②采用现代生物技术培育适应性强、糖分高的新品种。例如，利用传统育种技术将甘蔗的优良性状联系起来，可培育产量高、糖分高的新品种；分子标记辅助育种技术能够在短时间内选出优良性状，实现高效育种；基因编辑技术（如CRISPR-Cas9系统）可对植物基因组中的特定序列进行靶向性修改，进而培育出糖分高、高抗病虫害的新品种；转基因技术通过在甘蔗植株中导入外源基因，使之具备抗虫性、抗除草剂性等[4]。③融合遗传学、分子生物学、农业生态学等不同学科的知识，以达到高效育种的目的。④在选择品种与育种时，需考虑市场需求与消费者偏好，以提高新品种在市场上的接受度。

3.2 加强原料管理

原料的新鲜度主要取决于对甘蔗的原料管理是否到位，相关部门或企业可采取以下措施进行原料管理。①采取科学合理的种植管理措施，包括合理密植、适时灌溉和土壤改良等，减小病虫害的发生概率，为甘蔗健康生长提供有效保障[5]。②制订合理的施肥方案，将甘蔗各生产阶段的需求联系起来，施用适量的营养元素，如氮、磷、钾等，确保甘蔗的健康生长。③灵活运用多种防治措施，包括物理、化学以及生物防治等，以减轻病虫害对植物造成的危害。④做到适时收获，按照甘蔗的成熟度对收获时间做出合理安排，过早或过晚收获均会影响其糖分含量。⑤减少产后甘蔗中糖分的损失。避免甘蔗收获后长时间在田间的停留，选择高效的运输方式，做到专车专用；运输过程中应做好通风、避光处理；糖厂也要提前做好接收准备，确保甘蔗到达后可立即开始加工，以减少糖分在存储过程中的损失。

3.3 优化生产工艺

为提高糖分提取率并降低生产成本，相关人员应采取多项措施进行生产工艺优化。①改进压榨、澄清工艺，对压榨设备进行升级，通过调整压榨参数、开发新型澄清剂、优化其添加量等多种方式，提高糖分的提取效率，并减少产品中的杂质。②将节能型蒸发器和保温处理技术应用于蒸发和结晶环节，并优化蒸发参数和连续式结晶工艺，让糖分得到有效浓缩，从而保证糖品品质的稳定。通过对这些生产工艺的优化，不仅可以实现对糖分的高效提取，还能提高糖品纯度，同时提升市场竞争力。

3.4 严格控制生产过程

严格控制生产过程是保证糖品卫生安全的重要条件。①实施全程质量监控，严格检验进厂的原料质量，确保其与规定标准相符。②检测关键工序（提取、清净、蒸发）结束后的糖液品质变化，并对其纯度以及糖分含量进行实时监控。③从外观、味道、纯度及微生物指标等多个方面检验出厂成品的质量，保证产品符合国家、行业标准[6]。④加强生产车间的清洁消毒工作，确保生产环境的卫生条件符合标准。定期对生产车间进行全面清洁、消毒，将车间内的温湿度控制在适宜范围内，并对生产过程中产生的废弃物进行妥善处理。⑤加强对生产人员食品安全与卫生知识的培训，培训内容涵盖食品安全知识、操作技能、应急处理等，旨在提高相关工作人员的技能与卫生意识。

3.5 开展技术创新

技术创新是提升糖品市场竞争力的关键[7]。为提升糖品的附加值，就需要加大对新产品的研发力度，以满足消费者的多样化需求。同时，要对制糖过程中副产品的综合利用潜力进行深入挖掘，如转化蔗渣，使之变成纸浆用于纸张生产；借助糖蜜发酵生产酒精，开发酵母、饲料和有机肥料等其他高附加值产品。这样不仅能提高糖品的附加值，增加糖厂的经济效益，还能够实现资源的循环利用，有效保护环境，实现产业的可持续发展。

4 结语

基于我国甘蔗糖分提取工艺存在的提取效率低、成本高、环保压力及技术创新不足等问题，提出了相应的工艺优化和品质提升策略。通过对压榨、澄清、结晶及蒸发等环节进行工艺优化，并选用优质甘蔗品种、加强原料管理、严格控制生产过程以及开展技术创新等方式提升糖品的品质，以推动我国制糖产业的可持续发展。

参考文献

[1]唐亮东.广西甘蔗制糖工业的绿色低碳发展：现状、挑战与策略[J/OL].甘蔗糖业，1-6[2024-07-13].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/44.1210.ts.20240705.1153.002.html.

[2]王星圆，张帆，黄建朝，等.甘蔗叶多糖提取工艺的优化及其心肌细胞保护作用的研究[J].华西药学杂志，2023，38（6）：621-627.

[3]陈赵杰，陈伟明，莫萌苗，等.响应面法优化超声提取甘蔗叶多糖工艺研究[J].甘蔗糖业，2023，52（5）：52-57.

[4]陈远菲，严德林，莫雪婷，等.甘蔗叶多糖提取工艺优化及生物活性研究[J].食品研究与开发，2022，43（19）：155-165.

[5]胡瑞云，沈石妍，王智能，等.甘蔗色素多酚提取工艺研究[J].中国糖料，2019，41（3）：35-39.

[6]范业赓，王天顺，莫磊兴，等.烘干法测定甘蔗糖分分析中蔗渣水分的不确定度评定[J].安徽农业科学，2013，41（15）：6906-6907.

[7]谭芳，杨荣仲，李松，等.几种甘蔗蔗糖分分析方法比较[J].西南农业学报，2010，23（2）：502-507.