O 引言
湿式裂解法进行甘蔗和蔗渣分析是一种较为先进和成熟的快速分析方法。该方法简单,制样快速.测定结果准确,重现性好。在国外如南非、澳大利亚等国已广泛应用于糖厂的农务工作以及甘蔗收购的按质论价系统,也应用于查定压榨机组的压榨效能以提高甘蔗糖分抽出率。而目前国内除一些中外合资企业外普遍使用的是传统的压榨蒸煮法,压榨蒸煮法制样时间长,步骤多,影响查定结果的因素较多,测定结果的重现性和精确度不够理想。本文就湿式裂解法进行甘蔗分析进行一些探讨。
1、湿式裂解制样、分析及计算方法
1.1 基本原理
湿式裂解方法的基本原理是,甘蔗经破碎机切割破碎成甘蔗丝,按一定比例把甘蔗丝和水混合,置于高速分解机的料桶内,经高速旋转的刀具破碎、磨解甘蔗丝和水混合物,使甘蔗丝纤维细胞破裂,借扩散作用使细胞的糖分向水中渗透。通过测定渗出液的转光度和锤度,计算得出甘蔗的糖分。该方法与糖厂生产工艺比较吻合。
1.2 工艺流程
用湿式裂解方法分析计算甘蔗糖分和纤维分的流程见图l。
十称取甘蔗丝烘干测定甘蔗含水量

1.3 使用的主要设备及仪器 甘蔗快速制样设备(包括一台切磨机、一台高速分解机)、电子天平、干燥箱、自动旋光仪、阿贝折光仪等。
1.4 制样方法
1.4.1 称取不少于10Kg有代表性甘蔗。
1.4.2 将甘蔗整条或分段放入切磨机切割破碎成甘蔗丝。
1.4.3 称取100g甘蔗丝放人烘箱内,在125~C干燥2小时,至恒重,计算蔗渣水分。
1.4.4 称取 1oo0g甘蔗丝和3oo%水放入分解机料桶,提升料桶后,设定裂解时间为20分钟,裂解结束后倒出混合物。
1.4.5 用4O0目滤网过滤混合物。提取500ml滤液,按常规方法测量渗出滤液的锤度、转光度
1.5 糖分的计算方法 按照上述步骤测出各参数后,按下列公式计算出甘蔗的锤度、糖分、转光度和纤维分:
甘蔗水分w(%)=(W1-W2)/ ( W1-W3)×l00
甘蔗锤度Bx(%)=b×4
简纯度AP(%)=p/b×l00 甘蔗糖分Pol(%)= (甘蔗锤度%×简纯度%)/100
甘蔗纤维分F(%)=100一甘蔗水分(%)一甘蔗锤度(%)
上面各式中:
p—渗出滤液转光度 [由旋光读数R和观测锤度b查糖分(转光度)检索表得];
R—渗出滤液旋光读数;
b—渗出滤液观测锤度;
w1—托盘加样品重;
w2—干燥后重量;
w3一托盘重量。
2、湿式裂解方法的试验分析 广西机械工业研究院根据湿式裂解戳样方法的原理,消化吸收国外先进技术,研制出新一代滤宝牌甘蔗快速制样设备,该设备在试制过程中进行了大量的生产试验。表1是使用该设备和传统压榨蒸煮法平行测定甘蔗锤度、糖分、纤维分的结果。

对于湿式裂解法, 蔗糖分Pol(%)最大偏差=0.27
蔗糖分Pol(%)平均值:X裂解=14.74
蔗糖分Pol(%)标准偏差:
S压榨= =±0.135
查t分布表 ,当自由度为2时t95%=4.30
置信区间:
对于压榨蒸煮法,
蔗糖分Pol(%)最大偏差=0.33
蔗糖分Pol(%)平均值:X压榨=14.22
蔗糖分Pol(%)标准偏差:S压榨=±0.188
置信区间:μ压榨=14.22±0.47
由t检验可见,湿式裂解法所测得的蔗糖分结果的置信区比压榨蒸煮法的窄。说明湿式裂解法有足够的可信度。
对表1的蔗糖分数据作F检验,取α=0.05,结果如下:
对于湿式裂解法,S裂解=±0.135,S2裂解=0.018
对于压榨蒸煮法,S压榨=±0.188,S2压榨=0.035
查F分布表,F0.025(2,2)=39.00
F0.975(2,2)=1/39=0.026
因为F0.975(2,2)< ∫ ,所以,在显著水平0.05下,两种方法没有显著差别。 3、结果与讨论 3.1 湿式裂解法制样比传统压榨蒸煮法制样时间缩短80%,大大地提高工作效率,减轻化验室工作人员的劳动强度。
3.2 湿式裂解法所测得的蔗糖分Pol裂解(%)稍高于传统压榨蒸煮法的蔗糖分Pol压榨(%),表明蔗丝与水混合物在高速旋转的刀具打击下,甘蔗纤维细胞能充分破裂,糖分能充分渗透到水中,测定结果是可信的。
3.3 湿式裂解法与传统压榨蒸煮法测定结果相近,同时根据t检验和F检验可知,湿式裂解法与传统压榨蒸煮法没有显著差别,说明湿式裂解法的精确度和准确度较好。重现性好。
3.4 国外糖厂已采用湿式裂解法进行甘蔗分析,在澳大利亚得到广泛应用,取得了良好的效益,传统的压榨蒸煮法已被取代。在国内,一些与英国合资的广西制糖企业已先后使用湿式裂解法进行甘蔗分析,根据分析结果来指导农务管理和生产过程管理,取得了良好的经济效益。目前广西及云南一些糖厂正在推广使用该方法。随着糖厂生产管理的进步,湿式裂解法进行甘蔗分析的方法一定会被越来越多的糖厂使用。
参考文献 :
【1】《甘蔗制糖化学管理分析方法》.中国轻工总会甘蔗糖业质量监督中心编写,1995
【2】MethodCS5/7—l(1994)The Determination of Pol (Polarisation),Brix and Fibre in Cane and Bagasse by the Wet Disintegrator Method—Official
【3】南非糖厂实验室手册第三版(1985):S.Mr.aug.技术协会68—70
【4】《试验设计与统计分析》华南农业大学农机教研组.1984
【5】《概率论与数理统计》华中科技大学数学系.第2版 .北京高等教育出版社。2003.6