制糖行业报告

制糖行业TOC\o"1-7"\h\u12980制糖行业 1243841.概述 2282072.原料 286683.产品 3191584.工艺流程 350164.1甘蔗制糖的工艺流程 332563①提汁 330701②清净 529582④煮糖 1017903⑤分蜜 1223274⑥干燥 129170⑦称重、包装和入库 13279044.2甜菜制糖工艺流程 1413168①提汁 144390预处理和切丝 1424612渗出汁制取 152361②清净 178321离子交换清净技术 1925857废蜜糖分回收 19293515.制糖工业废水 2024856.制糖工业废渣 221.概述制糖行业是指以甘蔗、甜菜为原料制作成品糖，以及以原糖或砂糖为原料精炼加工各种精制糖的生产活动。行业代码为1340，产品包括：甘蔗制原糖；甘蔗成品糖，如白砂糖、绵白糖、赤砂糖（红糖）、黄砂糖等；甜菜成品糖，如白砂糖、绵白糖；加工糖，如冰片糖、冰糖、方糖、精制糖浆、精炼砂糖等；桔水等制糖副产品。不包括以淀粉为原料生产的麦芽糖、葡萄糖、果糖、高果糖、葡萄糖浆等，列入1391（淀粉及淀粉制品的制造）和糖果制造，列入1421（糖果、巧克力制造）。按照《国民经济分类标准》（GB/T4754-2002），制糖行业属于三级行业，在制造业中属于农副食品加工业范畴，无下属子行业，在国民经济发展中占据重要地位。我国目前已成为世界上第三大产糖国，中国人均食糖年消费量约为8.4公斤，但仍是世界人均食糖消费最少的国家之一，远远低于全世界人均年消费食糖24.9公斤的水平，仅及世界人均年消费食糖量的三分之一，属于世界食糖消费“低下水平”的行列。未来十年世界食糖的生产和消费总趋势将缓慢增加，其中发展中国家食糖消费将出现明显增长趋势，中国是世界食糖最大的潜在市场。制糖业是利用甘蔗或甜菜等农作物为原料，生产原糖和成品食糖及对食糖进行精加工的工业行业。糖料一般春季生长，10月开始收获。制糖企业每年从10、11月开榨到第二年3、4月停榨为一个生产周期，称为一个榨季。原料采购和生产呈现季节性和阶段性，而销售则是全年进行。原料制糖业所原料是甘蔗（红甘蔗不能作原料）和甜菜等农作物。我国有三大蔗区：广西、广东、云南。广西甘蔗种植主要分布于南宁、崇左、来宾、柳州、百色、河池、钦州、北海、防城、贵港10个市（区），全自治区糖料蔗面积、总产量和产糖量位居全国第一，其中蔗糖产量占全国的60%以上，占有中国制糖业的半壁江山。广东蔗糖产业主要集中在湛江蔗区，湛江甘蔗种植面积占全省的82％，蔗糖产量占全省的89％，湛江市现有制糖企业20余家，压榨能力7.5万吨，各类综合利用企业15家，相关配套企业30多家。云南常年甘蔗种植面积450余万亩，主要分布于德宏、临沧、保山、思茅、红河、西双版纳、玉溪等地州（市）。甜菜主要种植在北纬40°以北，包括东北（黑龙江、吉林、辽宁）、华北（内蒙古、山西）和西北（新疆、甘肃、宁夏）3大产区。山东、江苏、陕西、河北等省也有少量种植。全国种植面积约50万公顷，其中一半以上在黑龙江。西北产区多采用灌溉栽培，加以日照长，甜菜单产和含糖均较高。产品制糖业主要分为甘蔗糖业，甜菜糖业和加工糖业。甘蔗糖业是以甘蔗为糖料，包括甘蔗机制糖，半机制糖的生产；甜菜糖业是以甜菜为糖料；加工糖业则包括冰糖、方糖、精炼糖等的精加工。而我国食糖分类原则如下按国家生产许可证发放要求分为：白砂糖、绵白糖、赤砂糖、多晶体冰糖、单晶体冰糖、方糖、冰片糖、黄砂糖（广东）、加工红糖（浙江）。按日常生产习惯食用糖分为：原糖、白砂糖、绵白糖、赤砂糖、黄砂糖、红糖粉、块红糖（包括砖糖、碗糖、元宝糖等）、人造红糖、多晶体冰糖、单晶冰糖、冰片糖、方糖、保健红糖、保健冰糖、糖粉等。工艺流程4.1甘蔗制糖的工艺流程甘蔗制糖工序包括提汁、清净、蒸发、结晶、分蜜和干燥。后4道工序的工艺技术与甜菜制糖的基本相同。①提汁从甘蔗提取蔗汁的方法有压榨法与渗出法。压榨法是对甘蔗通过预处理和压榨设备与渗浸系统相配合提取蔗汁的方法。渗出法是甘蔗经预处理破碎，通过渗出设备和采用一定的流汁系统，蔗料经水和稀糖汁淋渗，使甘蔗糖分不断被浸沥而洗出的方法。甘蔗压榨法是蔗料相继通过几座三辊压榨机被多次压榨。在蔗料进入末座压榨机之前加水渗浸。加入的水称渗浸水，一般用量为甘蔗量的15～25%。从末座榨出的汁称末座榨出汁，它随即被泵入前一座压榨机作为渗浸液，渗浸进入该座压榨机的蔗料，所榨出的稀汁再作前一座压榨机的渗浸液，如此直至第二座压榨机，这就是糖厂普遍使用的复式渗浸法。由第一座及第二座压榨机压出的汁合并成混合汁，送清净处理。从末座压榨机排出的蔗料称为蔗渣。蔗渣中水分为45～50%，糖分1～4%，纤维分45～52%，可溶性固体物1.5～6%。蔗渣送锅炉作燃料，或另作其他工业原料。衡量提汁方法的提糖效率用糖分抽出率，其定义为从甘蔗中已被提取的蔗糖对甘蔗中蔗糖的质量百分数。甘蔗糖厂糖分抽出率在92～97%之间。压榨提汁主要设备包括切蔗机、压榨机及其驱动装置、渗浸系统及相应的输送设备。切蔗机由蔗刀及驱动装置组成。压榨机由3个辊子及机架构成。三辊压榨机的辊被装嵌成三角形，视其所处位置分别称为顶辊、前辊和后辊。顶辊与前、后辊间有一定的间隙。3个辊的轴端带有传动齿，由原动机如电动机、汽轮机或蒸汽机经减速装置驱动顶辊，从而使3个榨辊以相同的速度转动。

甘蔗糖厂生产能力，以糖厂每日压榨甘蔗吨数来表示。处理甘蔗的能力与压榨机座数、甘蔗破碎度、压榨辊直径与长度、辊子转速、甘蔗纤维分和对糖分抽出的要求等因素有关。通常，糖厂采用4～6座压榨机组成一压榨机列。亦有采用2列、3列，以适应生产的需要。压榨法耗用钢材与电力较多，但它具有的处理甘蔗能力适应性强、技术管理方便和运行可靠等优点，使之迄今仍是甘蔗提汁的主要方法。甘蔗渗出法。甘蔗渗出法的基本原理是利用甘蔗细胞中的细胞质与细胞壁之间有一层细胞质膜，对细胞外面的物质能起选择吸收的渗透作用。因此，可以应用固―液萃取的浸沥操作，通过洗涤、稀释、浸透和扩散作用把甘蔗中蔗糖分子转移于渗出汁中，达到提取糖分的目的。[甘蔗汁唐车间]甘蔗渗出法提汁工艺主要包括甘蔗预处理、糖分渗出和湿蔗渣脱水。渗出工艺又可分成两类：一类是蔗丝渗出，甘蔗经预处理成蔗丝后进入渗出器，经渗出水和稀汁渗浸得渗出汁；一类是蔗渣渗出，是甘蔗预处理后的蔗丝先经一台压榨机，榨取相当于甘蔗含糖的60～80%的原蔗汁后，再进入渗出器作进一步的渗出提汁，压榨出原蔗汁与渗出汁合并成混合汁送清净处理。从渗出器出来的蔗料称湿蔗渣，水分约85%，入脱水设备脱水，将水分降至50%以下，送锅炉作燃料或作其他工业原料。脱水设备所得稀汁称脱水汁，通常经加入磷酸、石灰和加热等化学、物理方法清净处理，清汁导回渗出器以助萃取和多回收糖分。渗出法糖分抽出率与压榨法大体相同。

甘蔗预处理工艺要求的甘蔗破碎度，对蔗渣渗出法为75～80%，对蔗丝渗出法达到85～90%，蔗丝幼细、片状，蔗屑不应过多，以利于更有效地渗出甘蔗糖分。预处理设备常用撕裂机或重锤式撕裂机，切蔗机或其组合设备。脱水设备多用三辊压榨机。渗出器有多种形式，主要有Silver型、BMA型、DeSmet型、DdS型和Saturne型等。不同形式的渗出器各具特点，但工艺效果大致相同。各种渗出器都具有使蔗料连续向前移动或旋转推前的运动构件、分级渗淋系统。预处理的蔗料送入渗出器的一端，在另一端加入约甘蔗量25%的渗出水，以渗淋萃取糖分，并从此端排出湿蔗渣。借助多级渗淋系统，使蔗料与萃取液经受多级逆流渗滤，渗出汁自入蔗料端排出。渗淋系统级数，蔗丝渗出用12～18级，渗出时间20～35分钟；蔗渣渗出用8～12级，渗出时间16～26分钟。渗出温度是通过加热渗淋稀汁，使维持渗出器内热裂区渗出汁温度在80～90℃，最终渗出汁温度在50～65℃。影响渗出糖分抽出效率的主要因素，是甘蔗破碎度、渗出温度、时间和渗出水加入量。渗出器生产能力主要取决于它的规范尺寸和流过蔗料层的蔗汁流速。而影响蔗汁流过蔗料层速度的因素是甘蔗质量、预处理破碎度、蔗料层厚度、脱水汁质量和渗出温度。

渗出提汁法具有省钢材、省动力、省投资、省维修费用等优点。但技术管理要求较高，耗用蒸汽较多。②清净借助清净剂和加热所起的化学和物理化学作用，并通过固液分离方法，尽可能除去混合汁中影响蔗糖结晶的各种非糖物质，获得色值较低、清晰、较纯净的清净汁。

甘蔗制糖方法是以清净过程中使用的主要清净剂来命名。目前，各产糖国家用甘蔗生产白砂糖、粗糖的通用清净方法主要有亚硫酸法、石灰法和碳酸法。

亚硫酸法采用石灰和二氧化硫为主要清净剂。混合汁经预灰、一次加热、硫熏中和、二次加热后入沉降器，分离出清净汁和泥汁泥汁经过滤得滤清汁，它与清净汁混合再经加热、多效蒸发成糖浆，再经糖浆硫熏得清糖浆作结晶原料。

硫熏强度为蔗汁吸收SO量的指标，一般用碘滴定法，以10毫升硫熏汁消耗的N/32碘液毫升数表示。

亚硫酸法工艺原理主要是利用亚硫酸离子与钙离子反应生成亚硫酸钙粒子，吸附蔗汁中的色素；加热凝聚胶体物质与加速沉降；调节中和pH值而达到某些非糖物的凝聚点而生成沉淀等化学和物理化学的作用以达到清净的目的。预灰与一次加热对蔗汁中微生物的繁殖亦会起到抑制的作用。

亚硫酸具还原性，是一种漂白剂。它把色素暂时还原成无色物质，当与空气长期接触又会渐渐呈色。这就是亚硫酸法制得的白砂糖放置时间较长会变黄的原因之一。

蔗糖在酸性条件下会水解成葡萄糖与果糖等分子混合物，称为转化糖。由于其具还原性，制糖工业又称之为还原糖。还原糖在酸性溶液中稳定，在碱性溶液中当温度较高时则迅速分解，生成有机酸如己糖二酸、葡萄糖酸等及深色的络合物。这些物质不易除去。深色的络合物还影响产品色值。糖浆硫熏控制调节其pH值，是为了防止结晶时还原糖分解，增加色值，并利用亚硫酸的漂白作用降低色值和粘度。

硫熏中和过程的二氧化硫是借燃硫炉燃烧硫磺时生成。气态二氧化硫由类似水喷射式真空抽吸器的多喷嘴立式管道硫熏中和器抽入。在管道内与作喷射的蔗汁充分接触，反应生成亚硫酸。同时，在该器尾管及储汁箱分几点加入石灰与之中和，从而完成硫熏中和工艺过程。

加热设备大多采用多程列管式加热器。泥汁过滤普遍采用转鼓式真空吸滤机，亦有采用通用的板框式压滤机。带搅拌连续沉降器（又称Dorr式沉降器）是沉降分离设备之一。它以隔板分成4或5层，顶层为凝聚层，底层为泥汁增浓层，中间几层为沉降层。清净汁主要从各沉降层放出。泥汁借助于该器中心轴慢慢带动它的泥汁耙，使之流向底层而放出，达到沉降分离的目的。图2亚硫酸法工艺流程图

在亚硫酸法流程中，通常还用磷酸作辅助清净剂。它与石灰作用形成絮凝状的沉淀。它对部分非糖物和色素具有较强的吸附作用。制糖工业界普遍认为，混合汁中含有效五氧化二磷300～400ppm，清净可获良好的效果。

近十年来，糖厂广泛使用一种能起絮凝作用的人工合成的聚合电解质，又称絮凝剂。它是一类高分子化合物。常用的有聚丙烯酰胺，分子量在200万到2000万左右。它的用量极少，几个ppm便足以促使粒子聚成粗大的絮状团粒，加速沉降及过滤。

在亚硫酸法流程的基础上，应用絮凝剂，利用蔗汁在碱性条件下能大量析出胶体、色素和部分无机盐，采用以气浮分离技术先使凝聚的粒子上浮而除去大部分非糖物，然后将它的碱性清汁用磷酸中和后入沉降器的新工艺。所得清净汁的色值比原亚硫酸法降低30～40%，从而提高白砂糖质量。利用气浮分离技术，对亚硫酸法糖浆进行清净处理，同样可达到改善糖浆质量，提高白砂糖质量的目的。

石灰法以石灰为主要清净剂。将混合汁预灰至pH6.4，加热至60℃，然后加灰中和至pH7.6～8.0，再加热至100～102℃，入沉降器分离出清净汁与泥汁。泥汁过滤得滤清汁与清净汁混合，经多效蒸发得糖浆以供结晶用。

石灰法流程简单，设备少，只靠加灰中和蔗汁生成较少量的沉淀物与加热的凝聚作用，清净过程除去的非糖物和色素较少，适用于生产粗糖。[碳酸法工艺制糖]碳酸法以石灰和二氧化碳为主要清净剂的蔗汁清净法。其工艺流程为：混合汁经一次加热、预灰，然后在加入过量的石灰乳的同时通入二氧化碳进行一次碳酸饱充，使产生大量钙盐沉淀，随即加热、过滤得一碳清汁，再经第二次碳酸饱充，然后加热、过滤，得二碳清汁，又经硫熏、加热、蒸发成糖浆。然后进行硫漂使pH降至5.8～6.4，供结晶之用。

碳酸法工艺原理主要是利用一碳饱充过程反应生成的大量碳酸钙粒子对胶体、色素及其他非糖分的良好吸附作用，达到降低色值和提高清汁纯度的目的但由于蔗汁含还原糖较多，为了避免在高温，强碱条件下分解，一碳加石灰量为蔗汁的1.5～2.0%，一碳适宜的pH为10.5～11，相当于0.03～0.05克CaO/100ml的饱充碱度。随后的二碳饱充控制pH为8.0～8.4二碳饱充是通过进入CO，尽可能完全地沉淀溶解在一碳清汁中的石灰和钙盐，并吸附部分杂质和色素，进一步提高清净汁的质量。二碳清汁通入SO,是使清汁在接近中性的条件下蒸发成糖浆，以避免还原糖的破坏而增加色值，同时糖浆粘度也得到降低。这一工艺作用不能以在二碳饱充时通入过量的CO来达到，因为这样会增加钙盐含量和影响清净效果。图3碳酸法工艺流程图碳酸法糖厂均备有石灰窑，石灰石在窑中煅烧产生的CO和CaO供该法生产工艺所需。

碳酸法的清净效果优于亚硫酸法，产品质量较好。但清净耗用物料较多，成本较高，且滤泥处理比较困难。碳酸法工艺流程比亚硫酸法复杂，操作技术要求较高。③蒸发（此过程产生的泡沫需要消泡）蔗汁蒸发的原理蔗汁经过清净处理后除去各种杂质成为清汁，清汁浓度一般在15°BX左右，即是含水分85%左右，为了减少煮糖时间和保证产品质量，因此，必须先进行蒸发浓缩成65°BX的糖浆。蒸发系统是采用真空差压式蒸发。糖厂一般是五效蒸发（如图4所示），最后的一效（第五效）真空在650～680mm汞柱，在第三效是无真空也没压力，第一效蒸发是具有压力的（表压2～3kg/c㎡）。蔗汁蒸发工作原理：清汁进入第一效蒸发罐，利用汽轮机发电后排出的废蒸汽对第一效蒸发罐加热，清汁在罐内受热蒸发，蒸发出的汽体形成具有一定压力（表压1kg/c㎡左右）的汁汽。在压力差的作用下，清汁进入第二效罐，汁汽通过管道对第二效蒸发。同样原理，经过五效蒸发后，由浓度为15°BX的清汁浓缩成为锤度65°BX左右的糖浆。图四蔗汁五效蒸发蒸发环节要求1、保证糖浆浓度在65°BX左右，过于浓会造成糖浆在蒸发罐、管道、贮箱中生成结晶，不易控制煮制结晶操作，过于稀会增加煮制时间和耗气量，对产品质量产生影响；2、要减少糖分的损失，稳定操作，控制适当的温度、真空度等环节，缩短糖汁在罐内停留时间，避免或减少蔗糖转化和还原糖的分解，特别需要防止灌顶跑糖；3、要确保蒸发罐具有良好的传热性能，及时对转换蒸发罐进行通洗，清除积垢阻碍热传递；4、要充分合理利用热能，节约热能，降低煤耗，严格执行蒸发热力方案，并做好设备和管道的保温工作；5、要做好汽凝水的回收利用，一般第一效和含糖分低于10PP的第二、三效气凝水作入炉水用，其他汽凝水用于工艺用热水蒸发的五定操作：一、第一效加热蒸汽压力稳定。这样可以保持一定的总温差，以便得到预期的效果（蒸发强度）。二、真空度稳定。保持蒸发罐真空度波动不大于1～2cm汞柱，波动过大会造成影响蒸发效能和导致跑糖。为了保持真空稳定，必须注意调节氨管，开得过小，不凝性汽体排除不完全；开得过大，则造成蒸汽浪费。任何一效真空度突然降低，主要检查：1.喷射冷凝器的水压；2.汽凝水排除情况；3.罐内不凝气体排除情况（注：为了防止跑糖，一般控制真空度660mm汞柱）。三、液面高度稳定。稳定控制各进料阀开度，使糖汁在沸腾时有一层薄薄的糖浆掠过加热管上花板，此时，真液面约在加热管的1/3的高度处四、各阀门稳定（管道开关）。根据来汁量开启第一效汽鼓蒸汽蒸汽阀及各效入汁阀的开度。不凝气体和汽凝水排除之后，阀门不宜经常变动，以免影响蒸发速率，必要时缓慢调节。五、抽取汁汽稳定。稳定抽取汁汽能保证各效压力和真空度的稳定，减少跑糖的损失，提高蒸发效能。④煮糖从末效蒸发罐出来的粗糖浆，再经过二次硫熏，，以达到漂白的目的。经过二次硫熏处理的糖浆，称为清净糖浆，一般尚含有35%—45%的水分。还须进一步浓缩煮制至有蔗糖晶体析出，并使晶粒长到大小符合要求。这一操作过程，叫做煮糖(或结晶)。(此过程产生的泡沫需要消泡）煮糖的一般原理（一）晶核的形成：蔗糖有结晶性和溶解性。在过饱和的糖溶液中，蔗糖分子之间的距离相对缩短，分子与分子的碰撞机会相对增加，分子的运动速度也就相对减慢。到一定的程度就有一部分蔗糖分子互相聚集成为固体形态的蔗糖晶体而析出，这就是“结晶”。最初析出的晶体称为“晶核”。这时原来的糖溶液就成为晶体与周围的糖液（生产上称之为“母液”）的混合体。总之，溶解与结晶是蔗糖在溶剂中不同浓度的两个相反过程。（二）晶核的增大：当不断蒸发水分或增加蔗糖分子(入料)，维持这种过饱和度时，晶核就不断增大。这就是煮糖的“养晶’过程。一方面，蔗糖分子向晶体表面沉积，使晶体增大，不断造成浓度差；另一方面，由于蔗糖分子由高浓度区向低浓度区移动，又使浓度趋于平衡；同时，靠不断地蒸发水分及增加蔗糖分子（入料）以保持整个“母液”的蔗糖分子平衡，满足母液养晶浓度的需要，直到使晶体大小达到质量要求为止。养晶过程是蔗糖分子由平衡到不平衡，就会出现产生“伪晶”或“溶晶”的不正常情况。煮糖操作的过程如图五所示图五煮糖的操作过程煮糖操作1.配制底料：按当时煮糖制度规定的纯度配制底料。底料量以盖过气鼓的糖液温度计为宜。2.测罐：按当时的糖液纯度实测起晶点和溶晶点，以此作为实际操作的重要依据。3.投粉：当糖液浓缩到过饱和度1.1～1.5时，将配备好的糖粉糊投入罐内作为晶核。4.固晶：投粉后，将糖液浓缩到规定的过饱和度，然后入水稀释到规定的过饱和度。再浓缩，再稀释。如此反复数次，以使晶体坚实，吸收良好，这一过程叫做固晶。5.养晶：固晶完成后，就可以入料养晶，使晶体不断增大。养晶过程应该采用逐步浓缩煮上的方法，防止伪晶产生。各类种子的制备（1）糖糊种子的制备：甲糖膏均已用乙糖糊作为种子。乙糖糊是由乙糖膏分蜜出来的晶体直接卸入糖糊搅拌机，再加入清净糖浆混合而成。其浓度约为85oBx，混合时，乙原糖与糖浆之比为3:1。（2）起晶种子：对原料进行稀释和加热配制底料，高于罐内温度3～5℃。稀释浓度70～75oBx，以能溶去原料中的幼砂为度。一般底料纯度在68～72AP时，煮成种子的纯度为60～70AP。浓缩过饱和度达到1.1时，迅速由洗手盆或者投料斗抽入糖粉糊。⑤分蜜将助晶后的糖膏送入离心机，使晶粒与母液分离。借助于离心机快速旋转时产生的离心力的作用，将糖蜜甩出去，而蔗糖晶体则因筛网的阻挡而留在筛篮里。分离出的糖蜜可作为下一段糖膏的原料，继续煮炼到最末一段称为废蜜，即副产品（简称为桔水）糖膏分蜜助晶后的各种糖膏仍然是晶体和糖蜜的混合物，必须经过分蜜，才能将其中的晶体分离出来。由于各种糖膏的性质不同，其对分蜜操作与设备的要求也各不同。例如，甲、乙、丙糖膏的晶液比、纯度、流动性等依次减小，而含蜜量、粘度等侧依次增加，因而分蜜也逐渐困难。一、甲糖膏的分蜜：助晶后的甲糖膏直接放入分配槽，分送到甲膏离心机进行分蜜。最初分离出来的糖液为甲原蜜，然后分别用水，汽洗涤晶体，所得糖液为甲洗蜜，分离出来的晶体经干燥、过磅、包装后送入成品仓库。二、乙糖膏的分蜜：助晶后乙糖膏放入乙糖膏分配槽，分送乙膏离心机进行分蜜，最初分离出来的糖液为乙原蜜，经水洗涤晶体后的糖液为乙洗蜜（许多厂不分原、洗蜜），它们均被泵送去煮丙糖膏，分蜜后的晶体用糖浆调成糖糊作为甲糖膏的种子。

三、丙糖膏的分蜜：助晶后的丙糖膏放入分配槽，分送至丙膏离心机进行分蜜。分离出的糖蜜称为废蜜，可作为酒精或其他副产品的原料，晶体侧由螺旋输送机送出，包装后可作成品入仓，也可直接作乙糖膏的种子，或经回溶机制成回溶糖浆回煮甲糖膏。⑥干燥一般情况下，自离心机卸下的白砂糖还含有0.5%－1.5%的水分，必须干燥及冷却，才能过磅、装包和贮存。其原理是：自离心机卸下的白砂糖温度较高、并且含水分较高。为了降低白砂糖的温度和水分，经过多级震筛震动充分扩散白砂糖，进行白砂糖的散热、冷却、挥发，干燥。从而将白砂糖的温度降低，水分被蒸发而减少图六白砂理化指标⑦称重、包装和入库4.2甜菜制糖工艺流程甜菜制糖的过程包括提汁、清净、蒸发、结晶、分蜜、干燥等工序，其中后4道工序的工艺技术与甘蔗制糖的基本相同(见甘蔗制糖)。①提汁先要进行甜菜预处理和切丝，然后制取渗出汁。预处理和切丝甜菜在加工前要经过输送、除杂、洗涤等预处理。待加工甜菜存于糖厂甜菜窖，窖下设有截面呈长形、底为圆角的流送沟通往制糖车间。窑内装有水力冲卸器，以5～7倍于甜菜量的水将甜菜冲入沟内。沟上装有除草、除石设备。经流送和除去草石等杂物的甜菜送入洗涤槽，进一步洗净表面附土，除净残留砂石。机械化收获的甜菜由于含杂量大，一般要经两级洗涤。加工冻甜菜时流送洗涤还有解冻作用。流送洗涤废水可回收循环使用。也有采用干法输送的，即用传送机械将甜菜除杂，直接送到洗涤槽。洗净甜菜通常用斗式升运机或皮带机经磁力除铁后送入切丝机的贮斗中。常用切丝机有平盘式和离心式，平盘式切丝机主要由垂直轴和旋转刀盘构成。嵌有切丝刀的刀框置于刀盘外圈上，盘中央安装主轴和传动装置并用罩帽盖住，刀盘外缘装有套筒与罩帽形成环状空间，充入甜菜柱。在刀框的上部有一逐渐缩小通道的压菜板，当刀盘旋转时甜菜被夹住压向切丝刀而切成菜丝。离心式切丝机刀框直立于机身的圆周壁上。落入机内的甜菜在随主轴转动的三桨蜗形板和惯性离心力作用下沿筒壁移动而被固定在壁上的刀片切成菜丝。切丝刀片有带立刃和不带立刃的波纹形刀，也有平板梳形刀。中国多采用带立刃的波纹形刀。切出的菜丝为V形。菜丝应厚度均匀，具有一定弹性和机械强度并有较大的表面积。菜丝群的透水性应良好，以利于糖分提取。新鲜甜菜切出的菜丝长度应在8m/100g以上，碎片小于5%，不含联片。渗出汁制取以水为溶剂将菜丝中糖分提取出来的过程称渗出，得到的含糖水溶液叫渗出汁，提取糖分后的菜丝叫废粕。渗出中要求以一定量的水最大限度地将菜丝中糖分提取出来，而非糖分则尽量保留在废粕中。甜菜中的蔗糖存在于细胞液中，切成菜丝后菜丝表面上许多细胞被切破，渗出时糖分连同非糖分被浸出。但菜丝内部细胞中的糖分被包在细胞壁内，必须使构成细胞壁的原生质发生变性才能通过细胞壁渗析出来。用加热的方法可使原生质凝固，菜丝被水浸泡时糖分借助渗析作用扩散到水（汁）中，水则渗透到细胞内。这样菜丝中的糖分不断进入汁中，直到汁中的糖分浓度接近菜丝中的时为止。生产中采用逆流渗出的方法，即菜丝从渗出器的一端连续进入，导向另一端排出；渗出用水则从出菜端连续进入，与菜丝作逆向流动进行渗出后至进菜端排出。由于进水是与将要排出的废粕接触，进菜丝则与含糖分将达最高的汁接触，故菜、汁间始终能保持一定浓度差，使渗出过程得以快速、有效进行。渗出中菜丝质量、温度、时间、提汁率（所得渗出汁质量对菜丝质量的百分数）、菜丝与汁的接触方式、微生物活动等都是重要控制因素。选用性能优良的渗出器也极为重要。渗出设备经历了由间断到连续的发展过程，中国在60年代开始用连续渗出器取代间断操作的渗出罐组。连续渗出器主要有转鼓式、喷淋式、塔式、斜槽式等形式，各具特点，工艺效果大体相近。大型渗出器单台生产能力已达7000～10000吨（甜菜）/日或更高，并实行自动控制中国甜菜糖厂多采用Dds斜槽式双螺旋连续渗出器（图七[Dds斜槽式双螺旋连续渗出器]。图七Dds斜槽式双螺旋连续渗出器器体呈长槽形，与地面成8°倾角。槽内设两条平行、反向旋转、部分叠交的螺旋推进器。螺旋叶由不同间距的螺带焊成，在同步旋转中将菜丝由渗出器的低端（首端）推向高端（尾端）。首端上面是菜丝进口。渗出器的尾端有可以调节方向的进水喷头和回送压粕水的进水管以及排出废粕用轮。渗出器的侧面和底面有分段夹套式蒸汽加热室。菜丝经皮带秤称量后，由带式输送机送至渗出器的进菜斗，在双螺旋的推动下菜丝大体沿双螺旋线缓慢前进。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。渗出汁通过首端的除渣板输出。用泵送到清净工序。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1）。表1渗出汁成分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。压粕水经过必要处理后可回收到渗出器中。湿粕（约含干固物6～7%）量约为加工甜菜量的90%。②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。方法糖汁清净要通过加入清净剂实现。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。后者清净效果最佳。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。通常两次充入碳酸气，又叫双碳酸法。工艺流程见图八。图八双碳酸法糖汁清净流程对渗出汁先进行预加灰（以石灰乳形式加入），以中和酸度和最大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。主灰汁经加热后第一次充入碳酸气，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，与饱充至最佳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最低限度。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。加工冻菜及冻化腐烂甜菜时采用冷主灰（温度40℃左右），可降低还原糖分解的增色率，以保证中间制品糖的色值。③、为了更好地处理冻化腐烂变质甜菜，在第一次碳酸饱充前增加预饱充过程，让预饱充汁经过滤后再进行两次饱充，可改善糖汁沉降过滤性能并提高清净效率。离子交换清净技术为了提高清净效果，制糖工业中开展了离子交换树脂，离子交换膜电渗析、超滤、反渗透、表面活性剂等清净技术的研究。其中离子交换法比较成熟，效果显著。糖汁在清净中如加上离子交换处理，非糖分可除去95%以上，色素物质几乎完全清除，糖汁纯度可达98%，可制成精糖。废蜜糖分回收甜菜废蜜中约有50%的蔗糖，不能再用结晶方法进一步提净。回收废蜜中糖分的传统方法是蔗糖盐法。利用蔗糖能与碱土金属（钙、锶、钡）的氧化物生成难溶性盐的特性而从废蜜中分离出糖分。常用的是以细石灰粉与废蜜中的蔗糖生成蔗糖三钙沉淀的蔗糖钙盐法，即斯蒂芬法。将废蜜用水或蔗糖钙盐的洗液稀释到糖度约5～5.5%，冷却到10℃以下，边搅拌边加细石灰粉使析出冷蔗糖三钙沉淀。过滤并洗涤沉淀物得到冷饼和滤液。滤液中含有蔗糖一钙和蔗糖二钙，经加热便水解生成蔗糖三钙沉淀，过滤后得到热饼。冷、热饼在桶中混合加水并加热成为蔗糖钙乳，送往制糖车间代替部分石灰乳加入到糖汁中。在糖汁饱充时蔗糖钙被分解成蔗糖和氢氧化钙，从而回收了蜜中糖分。间断式的斯蒂芬法60年代改进为连续回收的方法。回收蔗糖的同时，废蜜中所含的棉实糖也被石灰沉淀并回收到糖汁中，最终积累在废蜜中。棉实糖会影响蔗糖结晶。当废蜜中棉实糖含量达5～6%时，煮糖发生困难，不能继续回收而需换蜜。这样，回收率受限。用蜜二糖酶可将棉实糖分解为蔗糖和半乳糖，解除了棉实糖积累问题，废蜜糖分回收率可提高到90%以上。5.制糖工业废水制糖工业废水是以甜菜或甘蔗为原料制糖过程中排出的废水。主要来自制糖生产过程和制糖副产品综合利用过程。废水中一般含有有机物和糖分，COD、BOD很高，废水色度深、含氮、磷、钾等元素较高，其中主要来自斜槽废水、榨糖废水、蒸馏废水、地面冲洗水等。废水量为每生产1吨糖产生废水0.2-21m3（每吨甜菜排废水约2.5m3）。制糖工业废水的处理首先要清污分流；高浓废水先回收利用再处理；中浓度废水含BOD和COD低于5000-10000mg/L，经净化处理后排放；低浓度水应循环利用。常采用生化法或氧化塘，土壤处理系统方法处理废水。好氧降解好氧降解是利用活性污泥在废水中的凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用，去除水体中的有机污染物，其最终产物是合成的细胞体、水和CO2。由于好氧降解工艺的投资较低，操作条件简单，所以是有机污染废水处理的首选，但是对于象制糖废水这样的包含高浓度有机物的情况，好氧处理仍然存在着许多原理和工艺上的限制条件，因而在实际应用上不如厌氧处理普遍，但是也有较为成功的研究。充气固定膜生物处理系统(ASFF)用于处理制糖废水是一种较新的技术，在水利停留时间为6-8h的情况下，处理效果可以达到BOD88.5%-97.9%，COD67.8%-73.6%。通过对体系中的好氧降解生物种群的研究和筛选，可以进一步提高活性污泥对高浓度有机废水的处理能力。Matsuyama从甜菜制糖厂废水中分离出的棒状杆菌(kitamiensespsp．nov．)是一种新的多糖分解细菌。对于它的复壮和推广可以明显提高制糖废水的好氧处理效果。Pathadeetal．基于甘蔗糖蜜酒精厂产生的大量高浓度有机废水，建议好氧生物处理利用改进的混合微生物菌种接种进行污泥培养。从另一个角度，如生物转盘处理制糖废水时系统中的纤毛虫的差异性比较，制糖废水中绿藻的生长特性，都可以为好氧处理提供一些参性数据。高浓度有机废水的好氧处理的另一大难题是在二沉池中的活性污泥的特性极差，如何有效地降低污泥的SVI值是处理可行性的一个依据。Prendletal．用一好氧分离器预防制糖废水污泥膨胀效果非常显著，污泥的SVI值由使用前的300-600ml/g下降到60-90ml/g。2.生物接触氧化法生物接触氧化法是国内外发展得比较成熟的一种工艺。生物接触氧化法，就是在曝气池中安装生物挂膜填料，微生物附着在填料表面，形成生物膜，经曝气的废水流经填料层，和生物膜接触，在生物膜作用下，废水得到净化。一般可采用射流曝气技术，其设备结构简单耐用，投资省，维护少，氧利用率高，主要设备为水泵和喷射抽气器。生物接触氧化法是一种兼性活性污泥法和生物膜特点的一种工艺，所以它兼有两种处理法的优点。生物接触氧化法具有如下特征：a、由于填料比面积大，池内充氧条件好，氧化池内单位容积的生物量高于活性污泥曝气池及生物滤池，因此，它可以达到较高的容积负荷。b、由于相当一部份微生物固着生长在填料表面，不需要设污泥回流系统，也不存在污泥膨胀问题，运行管理简便。c、由于池内生物固着量多，水流属完全混合型，因此它对水质水量的骤变有较强的适应能力，系统操作弹性大。d、生物接触氧化法具有多种净化功能，能有效除去有机污染物质外，还能用以脱氮除磷。接触氧化池内装有生物挂膜填料，微生物附着在填料上，在不断供氧的环境中，利用经培养驯化的微生物菌群氧化有机物。在氧化过程中，微生物对复杂有机物进行分解，并利用分解所产生的能量进繁殖、生长和运动。用作能量的这部份有机物最后转化为稳定的无机物CO2、H2O、NH2，另一部份分解物质则同微生物合成为新细胞。通过以上过程污水中有机物得以除去。3.利用土地来进行有机污水的处理，主要是利用土地、植物的净化功能，在治理废水的同时，又利用其中的水分和肥分来促进作物、林木的生长，故而具有投资少、能耗低、易管理和净化效果好的特点。Wangetal．在台湾的三个地区的蔗田中实施实验，评价制糖废水的土地处理情况。污水灌溉量为100kg/m2，土地均属于慢速过滤系统，并对土层厚度、地下水位、坡度、水利传导度进行了分析，为制糖废水的土地处理的工程设计提出了科学的方法。并发现其中的两处地方非常适合于制糖废水的处理，对甘蔗地无不良影响，增加亩产量，而且甘蔗的含糖量并未因制糖废水的施用而降低。另一个研究发现，制糖工业的废水在未稀释的情况下灌溉小麦和绿豆对叶绿素含量和干物质产量的影响效果不同，小麦的叶绿素含量和干物质产量均有增加，而绿豆的情况则相反。Paulsenetal．则对制糖废水在(德国)可耕地上灌溉的法律规定的可行性以及因此而产生的生态效应进行了较详尽的论述，可操作性的部分对我国在制糖的高浓度废水土