结晶葡萄糖成品结块的原因和对策

  • 作者: 夏尚磊
  • 时间: 2021-11-22 14:23:54
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  结晶葡萄糖的结块问题一直是困扰结晶葡萄糖质量因素之一,当有轻微结块时手捏即开或者在搬运、运输过程中即开,情形严重时会形成坚硬大块,采用挤压或者锤打也难松散。在生产实践中证明,有多种影响结晶葡萄糖是否会结块及结块是否严重的因素。现结合结晶葡萄糖生产技术理论和与行业老师学习交流体会及个人学习观点,总结了如下原因和对策。

葡萄糖浆的注罐纯度

注罐纯度是结晶葡萄糖结晶生产过程主要控制参数之一,纯度代表葡萄糖含量,注罐纯度低也就是说明糖浆中葡萄糖含量低,二糖及低聚糖含量相对较高;晶种在搅拌器的缓慢带动下不断吸收糖膏中的葡萄糖而生长成晶体,如二糖以上含量相对高,糖膏粘度增大,既影响葡萄糖结晶速率,又会使晶体相互粘连,致使葡萄糖结块。

对策:提高糖浆的注罐纯度,通常注罐糖浆DX值在96%以上,如母液再结晶视流程布局尽可能提高DX值。结晶葡萄糖生产中,首先要控制液化DE12~16区间,其次严格控制糖化条件和周期,从而提高糖化液中的DX值;其次详细地计算确定糖化液和母液配比数量,比较准确地配制出符合生产工艺要求的注罐DX值。据有关专家介绍母液回配中的二糖含量应<6%,最高不超8%,同时也可采用高效液相分析仪分析数据指导监控注罐糖浆纯度,调整母液回配数量,保证注罐纯度。

葡萄糖结晶的晶型不好,晶粒大小不均匀,伪晶多。

结晶终端的葡萄糖如果晶型不规则(完美的晶体为单斜,半面晶形的薄片,六角形),会使得晶体颗粒相互咬合而结块,如含有较多的小晶体和糖粉,使晶体间的接触面积增大,空隙小,更容易粘连和结块。

对策:强化结晶操作,防止晶粒小及伪晶产生,使晶粒尽可能地均匀控制在0.15~0.25㎜之间。严格控制降温速度和糖浆搅拌速度及结晶罐内搅拌无死区,且严格按照设定的结晶降温曲线降温,不能使过饱和度忽然升高,也就是糖浆温度积聚降低很快,在此情况下极容易出现伪晶,进而为分离带来困难,如后序分离措施不当会导致葡萄糖出现结块。

湿糖洗涤不彻底,分离湿糖中含有未洗净的糖蜜。

结晶糖膏进入离心机,在离心机高速旋转产生的离心力作用下,使结晶的葡萄糖和糖蜜(母液)分开,分离出糖蜜(母液)后的葡萄糖晶粒表面附着一层糖蜜液膜(杂糖),为彻底排除晶粒表面的这层糖蜜,通常亦用水均匀注入糖层表面以洗糖,如洗水不充分或者洗的方式不对,亦会出现分离不彻底,湿糖洗不干净,一部分杂糖附着晶体表面,后序无论怎样干燥,因杂糖本身的粘稠性,会使晶粒粘连而形成结块,同时结晶葡萄糖具有吸潮性,吸潮后更易促进结块。湿糖洗不干净的原因:一是洗水的量不足;二是洗水形式不正确;三是糖膏晶型不好,晶体间空隙小;四是洗水的温度低。

对策:洗水量通常按糖膏干物量的5%~8%使用;洗水方式选用一次汽洗加两次水洗,即在原蜜分离即将结束时,加一次汽洗,目的是因为加汽洗后会使糖膏温度上升,母液的粘度而下降,有利于母液的分离。然后再按正常的水洗程序加水洗涤糖膏,温糖内的母液一般情况下都会比较干净地被洗出;葡萄糖的晶型为薄片六角形,晶粒一般不超过0.5㎜,一般在0.15~0.25㎜之间,如结晶控制不好形成伪晶,因糖膏分离和洗涤两个环节完全遵循介质过滤,颗粒搭桥的原理,伪晶形成后使晶体间的空隙变小,此时母液在同等的时间内将很难洗净,所以必须控制好结晶过程,尽量使糖膏中晶型一致,同时要求结晶操作必须按照结晶降温曲线的降温梯度进行,在降温过程中绝对不允许温度不降反升式突然降温的现象发生;洗水温度一般控制在比环境温度高10C°,洗水温度过低会使母液粘度增大,糖膏中母液洗不净。

结晶葡萄糖的干燥水分控制

理论是含水葡萄糖的水分含量为9.1%,此水分与葡萄糖结晶形成分子内氢键,以结晶的形式出现,故表现结晶葡萄糖为滑爽的粉末状。如成品水分过高会形成晶粒与晶粒之间的粘连,出现葡萄糖结块,水分过低亦也不可,曾经厂家将含水7.0%结晶葡萄糖装入样品袋,然后在颗粒表面喷一层水雾,遇到水雾的葡萄糖马上形成一层片状结块,反映出葡萄糖晶体具有非常明显的吸水性及水对结块的影响非常重要,之后又进行压实试验,两天后结块明显且块较大。

对策:葡萄糖干燥水分控制在8.5%~8.8%之间,结晶葡萄糖干燥受热温度控制在60℃以下,若超过此温度结晶葡萄糖晶体表面极易变湿溶化;实现结晶葡萄糖的干燥水分在线采样检测,在线检测后的干燥水分结果信号与湿糖输送系统或者干燥系统的热风风量进行连锁,依据检测的水分结果予以反馈调整湿糖量多少和风量大小,使结晶葡萄糖的水分控制在合理区间。

结晶葡萄糖装袋封口温度高

如结晶葡萄糖的装袋温度较高,且包装塑料袋经过扎口密封,再经储存,塑料袋内的温度逐渐下降,热空气内水蒸气冷凝成水珠,在葡萄糖颗粒外表面形成一层液膜,使附近的晶体变湿和粘连;当葡萄糖水分较高且袋内温度较高时,葡萄糖必然会继续蒸发一部分水蒸气,进入糖粒周围的热空气中,在外表面附近先行冷却,当空气的温度降低到它的露点以下时,其中的水蒸气就会凝结为露珠,使附近的晶体变湿和粘连,随后处于内部的葡萄糖的热量逐渐向外扩散,又使这些潮湿粘连的葡萄糖颗粒变干结成团块。还有另外一种情况,冷却葡萄糖的冷风湿度较大,由于葡萄糖分子极易吸水的特性,使得周围很多颗粒为了争夺水分子而相互聚集在一起,在经过压实,自然结成块状;如果袋内的湿度较大且是普通均匀现象,则会出现整袋板结的现象,如果这种吸潮是局部现象则会出现整袋产品中有一部分结块另一部分的结晶葡萄糖颗粒仍呈分散状态,流动性较好。

对策:降低封袋的温度,一是控制干燥热源温度,葡萄糖干燥受热温度控制<60 C°;二是干燥后葡萄糖降温到35 C°以下装袋,温度最好降到30℃,降温风最好是采用冷干风,去除降温风中的水分,降低空气湿度;三是也可将葡萄糖装袋后放一段时间待温度降到35 C°以下再封袋。

仓库储存条件

储存过程中的吸潮源于储存条件(温湿度的要求)及包装物的密封性是否完好。

对策:仓库首先要通风干燥,相对温度60%以下;密切关注仓库外湿度变化,当外界空气湿度低于仓库内时加强通风散发热气;当外界空气湿度较高时,要防止其进入仓库内,同时注意房顶和墙壁的隔热效果;也就是保持仓库清洁通风干燥阴凉,防日晒雨淋;产品包装码垛堆放离地10㎝以上的托排,堆垛四周离墙50㎝,距离房顶或横梁50㎝,在保证垛底与垛高之比为1:2的前提下,垛高不得超2米,堆垛之间留通道。

这是本人在学习和交流以后,对结晶葡萄糖结块的原因认识分析,主因有水气和热气,辅助因有纯度、晶型、洗涤、储存湿度等。以上原因分析和对策个人学习观点,仅供参考。

 

参考文献

刘前. 葡萄糖成品结块的原因及对策[J]. 淀粉与淀粉糖, 2011, 000(002):P.35-35.

王晓红. 一水结晶葡萄糖结块问题探析[J]. 淀粉与淀粉糖, 2008, 000(001):31-33.

张力田,高群玉.《淀粉糖(3),中国轻工业出版社,2017.

 

作者单位:山东西王糖业有限公司,山东 邹平  206209。