配制糖生產工藝技術的優化及應用效益分析

陸保祥 施灝 蘭能慧 韋力文 黃雪超 馬忠敏 韋柱 黃莉

摘要：以廣西糖業集團達華制糖有限公司配制糖生產工藝技術為研究對象，從配料方案、工藝流程、設備配置和控制系統等方面進行分析，并結合實際生產過程中發現的問題進行改進和完善，優化配制糖生產工藝并應用于生產實踐，為生產優質配制糖及提高配制糖生產企業競爭力提供參考依據。傳統的配制糖生產工藝存在生產工序多、勞動力成本高、難以管控環境衛生條件及產品雜質超標、色澤深淺不一和檔次低等缺點。以赤砂糖為原料，優化的配制糖生產工藝為原料破碎→溶解→過濾→調配→混合→熬制→打砂→裝?！鋮s→脫?！娓伞鷻z驗→包裝。在實際生產中應用優化的配制糖生產工藝，通過解決赤砂糖質量不高、熬制糖漿產生大量泡沫、配料顆粒黏附設備和管道、糖漿黏度大難以熬煮、出現結晶及糖漿溶化時間長和不容易起砂問題，可有效降低配制糖產品的生產成本，提高配制糖產品質量、附加值和銷售收益，提高生態環境效益和企業投資回報率，從而提升企業競爭力。

關鍵詞：配制糖；優化；生產工藝；效益分析；廣西

中圖分類號：TS246.4 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A 文章編號：2095-820X（2024）01-0011-05

0 引言

食糖主要有白砂糖、紅糖和冰糖等3種，其主要成分均為蔗糖。食糖作為一種重要的食品添加劑和調味品，也是人體的主要營養來源和人體活動所需的能量來源［1-2］。食糖產業的可持續發展不僅關系到糖料主產區廣大農戶收入的穩定增長，也關乎區域農業農村現代建設和鄉村振興目標的順利實現［3］。目前，白砂糖已無法滿足消費者對多樣化食糖產品的需求［4］，而含有大量活性物質、營養價值很高的紅糖和黑糖（熬制時間較紅糖稍久，顏色較深）更受人們青睞［5］。配制糖通常是指通過特定工藝和技術將糖類原料按照一定比例進行混合、加工和調整，以獲得具有特定口感、色澤、風味和用途的糖產品，與原糖和白砂糖的主要區別在于其經過額外加工和處理，原有性質和特點已發生改變。我國配制糖大多由作坊式季節性生產企業生產，每年臨近榨季時臨時搭建廠房和組建加工人員團隊，采用幾百年前留傳下來的加工方法，未形成規模和自動控制生產系統。傳統配制糖生產采用的工藝是用壓榨機將糖蔗榨出蔗汁，經簡單澄清后放入鍋內加熱、撇浮除雜、蒸發濃縮、冷卻和加工，最終制成配制糖產品，也有以白砂糖為主要原料或混合其他添加劑制成多樣化的配制糖產品。傳統配制糖加工技術對保持產品的原汁原味和營養價值雖然具有很好的作用，需要保護和傳承，但也存在生產工序多、產品雜質超標、色澤深淺不一［6］、商品檔次低、勞動力成本高及難以管控環境衛生條件等缺點。為了改善上述加工工藝缺陷，近年來部分糖廠或其他企業采用榨汁3次過濾、3次沉淀工藝技術，增加自動過濾器和提糖汁設備，產品外觀品質得到明顯提高，產品雜質和商品檔次已達優質配制糖標準，但由于增加了生產設備和生產步驟，導致生產成本過高。在配制糖加工工藝技術研究和應用方面，人們不斷探索創新，以滿足不斷變化的市場需求，其中，赤砂糖是生產白砂糖過程中產生的副產物，含有較多糖蜜，外觀與紅糖十分相近，甜而略帶甜蜜味［7］，以其為原材料生產配制糖，可減少生產步驟［5］，但目前未形成規?；纳a系統，難以保證生產效率和產品質量，亟待探尋一種以赤砂糖為原材料生產配制糖的新型生產工藝。因此，采用科學發展思路、改造落后加工技術和工藝措施提高配制糖的產量和質量，對解決傳統配制糖產品存在問題及促進制糖行業發展具有重要意義。本研究以赤砂糖為主要原料，探索優化的配制糖生產工藝技術，通過實驗分析和研發試產揭示其生產特點和對產品質量的影響，為產出滿足市場需求的優質配制糖、實現糖產品附加值提升和制糖產業鏈延伸從而提高企業競爭力提供參考依據。

1 配制糖生產工藝流程

1.1 傳統的配制糖生產工藝

配制糖的生產過程主要包括原料處理、水處理、淀粉糖化、結晶、精濾和成品處理等工序，傳統的生產工藝包括原料選擇、配比、過濾、熬制（濃縮）、打砂、冷卻和干燥等多個環節。其中，原料選擇是配制糖生產過程中的重要環節之一，原料品質直接影響配制糖產品的口感和甜度。因此，應選用純凈、無雜質的原料，以確保產品質量。生產配制糖的傳統原料一般為營養成分較豐富的糖蔗或甜菜［3］。此外，還可根據市場需求在傳統配制糖生產工藝中添加其他輔料生產配制糖，如生產甜味較重的甜味劑和果味糖產品。

配制紅糖的生產工藝是將糖蔗壓榨提汁并經物理澄清或簡單石灰法澄清，澄清液加熱濃縮去除水分后無需添加化學助劑和食品添加劑即可得到金黃色至紅褐色的紅糖，在紅糖生產過程中加入色素或其他產品使其顏色更鮮艷且具有不同風味即可得到配制紅糖［5］，而以赤砂糖為原料生產配制糖，熬制過程中的美拉德反應能使產品顏色變深（深紅外觀）并賦予一定的風味［8］。

配制糖果的生產工藝是將赤砂糖、葡萄糖漿、水、食用色素和香料等原材料混合，在特定溫度下煮沸，使糖溶解并調整到所需濃度而形成糖漿。之后將糖漿倒入模具中，通過干燥冷卻或酸化方法使糖漿凝固成糖果形狀。取出凝固后的糖果進行切割、包裝，得到新鮮的配制糖果成品。

1.2 配制糖生產工藝的優化

以赤砂糖為原料的配制糖生產工藝改進了傳統的復雜工藝流程，且整個過程不添加任何化學試劑和食品添加劑，完全保留了甘蔗原有的風味和營養物質［9］，生產工藝流程已優化為原料破碎→溶解→過濾→調配→混合→熬制→打砂→裝?！鋮s→脫?！娓伞鷻z驗→包裝→入庫（圖1）。

1.2.1 儀器設備

儲水罐的進水管道上連接有用于對水進行消毒和過濾的消毒過濾設備；熬煮鍋的出料端通過輸送管道依次連接打砂鍋和注模計量罐，注模計量罐出料端下方設有耐熱性好的硅膠模具，注入糖漿的硅膠模具經輸送設備輸送至脫模架區冷卻，脫模后的成型糖塊被送入烘干設備中烘干。一般情況下控制烘干溫度為50～60 ℃，烘干時間為60～120 min。

1.2.2 原料破碎、溶解、過濾、調配和混合

原料糖的破碎過程是先將原料糖投入篩選機輸送至立式破碎機內，第1次破碎后的原料糖通過螺旋輸送機送至球磨機進行第2次破碎。將經過2次破碎的原料糖送入混合機進行混合，通過攪拌器攪拌后進行第3次破碎，得到第3次破碎后的原料糖。按工藝要求將需添加的食品添加劑與經3次破碎的原料糖進行混合后加入一定比例的水，在攪拌器中攪拌以確保原料糖充分溶解，最后將原料糖液進行過濾，除去雜質和顆粒，獲得干凈的糖漿液。為了產出不同風味的產品，可在糖漿中按比例加入經研磨成粉狀的紅棗、枸杞和桂花等輔料，并經機械攪拌混合均勻。

1.2.3 熬制、打砂、裝模、冷卻、脫模和烘干

將糖漿液放入設有加熱器和攪拌器的熬制鍋中進行熬制。在熬制過程中需不斷攪拌糖液，防止糖液黏鍋或結塊，此過程需觀察糖液的性狀以便對加熱溫度和時間進行調控，當配制糖液的錘度達工藝指標要求時，需進行溫度控制和打砂起晶處理。達到起砂點（結晶）后，立即出鍋裝模、冷卻、脫模和干燥（烘干）處理，得到最終的配制糖產品。

1.2.4 其他說明

在原料破碎環節，通過控制粉碎機轉速將赤砂糖原料的細度控制在450～500目，粉碎后的顆粒均勻度在98%以上。為保障粉碎效果，需使用風冷系統配合粉碎作業。在溶解環節，為防止糖液結晶后結塊，需將原料糖和水按一定比例混合，確認蔗糖充分溶解后倒入熬制鍋中。在混合環節，由于第1和第2次破碎后物料間存在一定的密度差異，為保證混合效果，需對第1和第2次破碎后的物料進行充分攪拌，該環節一般采用變頻調速電機進行攪拌作業。在過濾環節，通過添加均流器可提升過濾效果。在熬制環節，控制好熬制糖漿的濃度、溫度、時間及攪拌的速度，這一環節是對糖漿進行濃縮以減少糖漿水分，提高糖漿錘度［10］。在打砂環節，將糖膏由煮糖器放到打砂機中，通過攪動刺激晶體成核并長大，待糖漿錘度達到工藝指標要求后［8］，將開始結晶的糖漿從熬制鍋倒出輸送到工作模臺并注入硅膠模具中進行自然干燥、冷卻。在冷卻環節，經靜置冷卻或用吹風機加速空氣循環加快散熱，自然冷卻約30 min后凝固成塊狀糖磚［11］，脫模取出［12］。在烘干環節，通過烘干機烘干降低配制糖產品的水分，使其滿足生產工藝要求。在檢驗環節，對烘干后的配制糖成品進行化驗分析，各項檢驗指標合格后，按不同規格重量進行真空裝包，從而得到配制糖產品。此外，對于不同純度的赤砂糖，其生產工藝的操作步驟和參數有所不同，在實際生產過程中，需根據具體情況進行調整和優化。

2 配制糖生產過程中存在問題及解決措施

2.1 赤砂糖質量不高

赤砂糖是配制糖的主要原料，其蔗糖純度和其他成分會影響配制糖產品的口感和甜度，雜質多則影響產品質量。因此，在選擇赤砂糖時，盡量選擇純度高、雜質少和水分含量低的干燥赤砂糖。此外，原料赤砂糖中如果含有較多的鐵、錳和鉻等不溶物，會導致糖漿變黃或變黑，降低糖漿質量［13-14］。因此，在配制糖生產過程中，應保障原料赤砂糖的質量。

2.2 熬制糖漿產生大量泡沫

熬制糖漿過程中極易產生大量泡沫，嚴重影響糖漿的質量和穩定性，進而影響配制糖的質量。熬制糖漿過程中出現泡沫過多、泡沫不穩定或難以消除時，應立即停止熬制?？刹捎靡韵?種方法解決：①降低熬制糖漿濃度至50%左右；②添加消泡劑，減少泡沫產生。在添加消泡劑時要注意嚴格控制用量，必須攪拌均勻，使用時間不宜過長。

2.3 原料顆粒黏附設備和管道

配料過程中容易出現原料顆粒黏附在設備上和管道上的現象?？刹扇∫韵麓胧┙鉀Q：①及時清理設備上、管道上、料斗上和料槽內的顆粒物和懸浮物；②定期對設備進行維護保養；③定期對設備進行清洗；④嚴格選購鐵、錳和鉻等金屬物含量低的赤砂糖；⑤嚴格控制好原、輔料的配比。

2.4 糖漿黏度大難以熬煮

配料過程中容易出現糖漿黏度太大而難以熬煮的現象?？刹扇∫韵麓胧┙鉀Q：①在配料階段對糖漿進行適當攪拌；②在配料階段適當降低糖漿濃度；③在配制階段適當提高糖漿純度。

2.5 出現結晶

熬制糖漿過程中易出現結晶現象?？刹扇∫韵麓胧┙鉀Q：①在配料前明確原料純度；②加強對配料過程的控制；③改善設備結構、提高設備性能。

2.6 糖漿溶化時間長、不容易起砂

生產過程中容易出現糖漿溶化時間長、不易起砂問題?？刹扇∫韵麓胧┙鉀Q：①加強對糖漿熬制溫度的控制；②加強對配料過程水量配比的控制。

3 優化配制糖生產工藝的應用效果及效益分析

2022年，廣西糖業集團達華制糖有限公司應用優化的配制糖生產工藝技術取得了良好效果，產品質量合格率在99.8%以上，遠高于行業水平；2023年，配制糖產品質量合格率達100.0%。說明應用優化的配制糖生產工藝技術具有可行性和實用性，有利于推動制糖產業結構升級，實現產業持續健康發展［15］。

3.1 提高配制糖產品質量

該工藝技術生產的配制糖產品口感好、甜度高、風味佳，產品包裝規格多樣化，深受消費者青睞。

3.2 提高產品附加值和經濟效益

該工藝技術生產的配制糖產品不僅解決了赤砂糖市場銷售價格較低、不能完全滿足客戶需求的問題，還可避免赤砂糖儲存過程中發生潮解、霉變和變色等質量安全問題。

3.3 提高企業效益和競爭力

該工藝技術生產的配制糖產品不僅可降低企業的生產成本，提高企業的效益，還增強了企業在市場上的競爭力。

3.4 經濟效益和生態效益分析

3.4.1 有效降低生產成本

首先，采用優化的配制糖生產工藝技術和通過提高設備效率，可減少生產過程中的能源消耗和人工成本。其次，采用新型的添加劑，可提高產品的質量和穩定性，從而減少后續加工和品質控制成本。最后，通過提高產品的產量和品質，可提高產品的附加值和市場競爭力，從而獲得更好的銷售收益。

3.4.2 提高產品銷售收益

首先，采用優化的配制糖生產工藝技術，產品品質和穩定性得到提高，市場口碑好、客戶認可度高，促進了產品銷售量增加。其次，通過提高產品的附加值和市場競爭力，可獲得更高的銷售價格和收益。最后，通過降低生產成本和提高生產效率，可進一步提高產品的收益。

3.4.3 提高投資回報率

采用優化的配制糖生產工藝技術需進行一定的投資，包括設備更新、工藝流程改進和增加研發費用等。但從長遠來看，這些投資可獲得更好的效益回報。首先，通過提高產品的品質和市場競爭力提高了產品的銷售收益和市場份額，從而獲得更好的經濟回報。其次，通過提高生產效率和降低生產成本，提高了企業的利潤和盈利能力，從而獲得更好的投資回報。最后，通過采用新型優化的工藝技術和設備，提高了企業的技術水平和創新能力，從而獲得更好的發展機會和競爭優勢。

經廣西糖業集團達華制糖有限公司財務統計，采用優化的配制糖生產工藝技術生產的配制糖產品價格按8200元/t（2023年市場接受價格；赤砂糖市場平均銷售價為6000元/t）計算，其年利潤達450萬元。因此，實施優化的配制糖生產工藝技術將可極大提高企業的經濟效益。

3.4.4 提高生態環境效益

以優化的配制糖生產工藝技術對原料赤砂糖進行科學合理加工處理，在保證企業正常生產的前提下，實現了對資源的有效利用和生態環境保護。

4 結語

配制糖作為以赤砂糖為主要原料生產的重要糖類產品，其質量直接關系到消費者的食用安全和信任度，其中，通過提高配制糖生產工藝技術水平進而提高產品質量和降低生產成本已成為配制糖生產企業關注的重點。應用優化的配制糖生產工藝技術生產一系列高品質、高附加值及符合國家行業標準要求的糖類產品，可改變傳統配制糖生產存在的弊端，避免配制糖生產過程中發生質量安全問題，提高企業產品的市場競爭力及經濟和生態效益。

隨著我國科技的不斷發展和人們對生活質量要求的不斷提高，建議結合生產實際不斷完善和優化配制糖生產工藝流程，繼續提高配制糖產品的質量和降低生產成本；根據市場需求開發新型配方，并不斷進行配方優化，提高配制糖產品的市場競爭力；加強對生產工藝的管理和控制，對設備運行狀態進行監控，確保設備安全運行；嚴格按照國家相關規定要求對配制糖產品質量進行檢測，確保產品質量符合國家相關標準。

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（責任編輯 思利華）