温度为50~60℃、pH5.5~6.5的渗出用水及回收的压粕水从渗出器的尾端进入,靠位差与菜丝作逆向流动。 底面和侧面的蒸汽夹套中通以来自多效蒸发罐的汁汽,将菜水混合物加热到要求的温度。 渗出温度是重要的控制参数,既要满足甜菜细胞壁原生质凝固的要求,又要防止细胞壁高温水解、菜丝变软失去弹性而导致渗出汁纯度降低和流通困难。
适宜的温度还可有效地控制器内微生物的活动。 随加工甜菜品质不同,最适温度为70~75℃(新鲜甜菜)或65~70℃(冻甜菜、冻化甜菜)。
自身没有加热面的渗出器如转鼓式等,则可用加热后的渗出汁将冷菜丝热烫到70~72℃后,再送入渗出器中。 菜丝在渗出器中大约延留60~80分钟,菜丝中的糖分几乎全被提取出来,废粕含糖约0.3%(对甜菜)以下。 提汁率一般控制在110~120%,以便充分降低废粕含糖又不致过于冲稀糖汁。
渗出汁呈暗褐色,微酸性(pH6.0~6.5),易起泡沫。 除含有12~16%的蔗糖外,还含有 2%左右的多种非糖分。 成分受甜菜品质、贮存情况和渗出条件等影响而有很大差异(见表)。 渗出过程中须按需要加入灭菌剂和消泡剂,以维持正常操作,加工冻化甜菜时尤为重要。 渗出器排出的废粕经压榨脱水后得到压粕和压粕水。 湿粕(约含干固物6~7%)量约为加工甜菜量的90%。 清净 渗出汁中非糖分的存在会对加工造成困难,影响糖品质量并增加废蜜量和糖分损失。 因此在进行糖汁浓缩和结晶之前要进行清净,以尽可能地清除非糖分。 清净目的是:①除去渗出汁中的悬浮粒子;②中和渗出汁的酸性;③除去着色物质;④尽量除去非糖分,尤其是表面活性非糖分和胶体物。 通过清净使糖汁纯度提高、粘度和色值降低,为煮糖(结晶)制备好优质原料糖浆。 常用清净剂有石灰(CaO)、二氧化碳CO2和二氧化硫SO2。 按照所用主要清净剂的不同,糖汁清净基本上有石灰法、亚硫酸法和碳酸法 3类。
甜菜糖厂通常用甜菜直接生产质量较高的白糖,一般采用碳酸法。 对渗出汁先进行预加灰(以石灰乳形式加入),以中和酸度和限度地凝聚和沉淀非糖分(主要是胶体等高分子物质)。 然后加热,再加入过量石灰乳,即主加灰,作用是:①使非糖分在强碱高温作用下分解,提高糖汁的热稳定性;②为以后碳酸饱充提供足够的氢氧化钙。 主灰汁经加热后次充入碳酸气,将氢氧化钙饱充生成不溶解的碳酸钙。 新生的碳酸钙对非糖分有良好的吸附作用,与饱充至碱度下凝聚的非糖分结成颗粒沉淀。 经过滤除去沉淀非糖分后再加热进行第二次碳酸饱充,使糖汁中剩余的氢氧化钙和钙盐量降至限度。 否则在糖汁蒸发过程中会使加热面上严重积垢。 而非糖分过多的带入糖浆中不但会使结晶发生困难,且提高废蜜量,增加工艺糖分损失。 在蒸发前后糖汁还要进行硫漂 (通入SO2),进一步降低色值和粘度,并起杀菌作用。 双碳酸法清净一般可除去渗出汁中30~45%的非糖分。
尽管清净效率还不够高,但许多有害非糖分的去除已可满足结晶前的要求,可生产出质量较高的白糖。 碳酸法制糖中的工艺糖分总损失约为 3%(对甜菜),即从含糖15%的菜丝中约可获得12%的糖。 传统的双碳酸法清净还存在着一些缺点,如流程较长,清净效率不太高,石灰耗用较大,对原料质量变化的适应性较差等。 近几十年来许多国家对此传统流程作了大量研究,建立了一些更适合于自己条件和要求的改进流程。
中国甜菜糖厂生产期长,加工甜菜中约有70%是冻固甜菜及冻化甜菜。
此时甜菜质量下降,渗出汁纯度降低,还原糖含量升高(较新鲜暖甜菜高4~5倍)。
因此在清净工艺上要作相应改进才能保证生产正常进行。
主要改进工艺有①在预加灰中增加碳酸饱充泥汁回流,采用渐进预灰设备及延长预灰作用时间。 泥汁回流能促进非糖分凝聚沉淀,增大沉淀粒子的粒度和重度。 采用渐进预灰可使糖汁碱度均匀逐步上升,胶体凝聚更加完全。 预灰作用时间则相应延长至20分钟以上以提高效果。
②在主加灰中,一般在暖甜菜加工期间采用热主灰(温度80~85℃),流程较为简单,糖汁过滤性能也好。