甜菜加工制品有哪些？了解甜菜从原料到成品的过程

甜菜糖 (Beet Sugar):

• 核心产品： 这是甜菜加工最主要的目的和产品。甜菜糖是纯蔗糖（蔗糖），与甘蔗糖在化学结构上完全相同，广泛用于家庭烹饪、食品工业（饮料、糖果、烘焙、乳制品等）和制药工业。
• 形式： 通常以精制白砂糖为主，也有绵白糖、糖粉、方糖、液体糖浆等不同形态。

糖蜜 (Beet Molasses):

• 来源： 在糖结晶过程中无法再结晶的浓稠糖浆。甜菜糖蜜比甘蔗糖蜜含有更多非糖分（如盐分、甜菜碱），味道较苦，不适合直接食用。
• 主要用途：
  • 发酵工业： 最重要的用途！作为碳源用于生产酒精/乙醇（燃料乙醇或工业乙醇）、酵母（面包酵母、饲料酵母）、柠檬酸、乳酸、氨基酸（如味精）、丙酮、丁醇等。
  • 饲料添加剂： 作为能量饲料（糖分）和适口性改善剂添加到反刍动物（牛、羊）饲料中。其矿物质和B族维生素也有营养价值。
  • 食品工业： 少量用于某些特色食品（如黑麦面包、某些酱料）提供风味和色泽，但应用不如甘蔗糖蜜广泛。
  • 其他： 用作混凝土缓凝剂、烟草加工、粘结剂等。

甜菜颗粒粕/甜菜废丝 (Beet Pulp):

• 来源： 浸提糖分后剩余的甜菜丝（纤维部分）经过压榨脱水、干燥（通常用热风干燥塔）制成的颗粒状或碎块状产品。
• 主要用途：
  • 优质饲料： 这是其主要价值所在。甜菜颗粒粕富含可消化纤维（果胶、半纤维素），能量适中，适口性好，是奶牛、肉牛、马、羊等反刍动物极佳的粗饲料和纤维来源。常作为精饲料的补充或基础日粮的一部分。有时也会直接出售湿的压榨废丝给附近农场作为青贮饲料。

滤泥/滤饼 (Lime Cake/Filter Cake):

• 来源： 在糖汁净化过程中产生的沉淀物（主要成分是碳酸钙、泥土、有机物、未沉淀的糖分等）经过压滤机脱水后形成的泥饼。
• 主要用途：
  • 土壤改良剂/肥料： 富含钙质和有机质，施用于农田可以中和酸性土壤，提供钙元素，改善土壤结构。这是最主要的利用方式。
  • 建筑材料： 少量用于生产低等级的建筑材料（如砖块）或路基填料。
  • 回收利用： 部分工厂会回收其中的石灰（碳酸钙）成分，经过煅烧后重新用于糖汁净化，实现循环利用。

甜菜碱 (Betaine):

• 来源： 主要从甜菜糖蜜中提取（通过色谱分离等技术）。甜菜碱是甜菜中天然存在的一种化合物。
• 主要用途：
  • 营养补充剂/医药： 作为甲基供体参与人体代谢，具有保护肝脏、促进脂肪代谢、降低同型半胱氨酸（心血管风险因子）等作用，用于保健品和药品。
  • 饲料添加剂： 提高动物（特别是猪、家禽）的采食量、生长性能和抗应激能力。
  • 化妆品： 作为保湿剂和渗透剂。
  • 工业： 用于生产表面活性剂。

乙醇 (Ethanol):

• 来源： 利用糖蜜作为原料，通过酵母发酵、蒸馏提纯生产。
• 主要用途：
  • 燃料乙醇： 添加到汽油中作为生物燃料（如E10汽油）。
  • 工业乙醇： 用于溶剂、消毒剂、化工原料等。
  • 食用酒精： 用于酒类（伏特加、朗姆酒等）和食品工业。

其他下游产品：

• 柠檬酸、乳酸、氨基酸等： 利用糖蜜发酵生产。
• 酵母提取物： 利用糖蜜培养酵母后提取。
• 沼气： 部分工厂利用废水处理过程中产生的有机废物进行厌氧发酵生产沼气（生物质能源）。

甜菜制糖是一个连续化、大规模的生产过程，通常在每年的“榨季”（甜菜收获后）集中进行。主要步骤包括：

收获与运输：

• 甜菜在秋季成熟后，用专用机械（甜菜收获机）进行挖掘、清理（去除泥土、石块、茎叶等）和装载。
• 甜菜块根被运往糖厂。运输和储存时间要尽量短，避免糖分损失（呼吸作用）和腐烂。

临时储存与清洗：

• 甜菜被堆放在糖厂专门的甜菜窖或露天堆场（需防冻）。储存期通常不超过一周。
• 甜菜通过水流输送系统进入工厂，经过旋转滚筒、除草机、除石器等设备进行彻底清洗，去除残留的泥土、杂草、石块等杂质。

切丝：

• 清洗干净的甜菜被送入切丝机，被切成V形或锯齿形的细长条（甜菜丝）。切丝的目的是极大地增加甜菜的表面积，便于后续糖分的浸出（提取）。

浸提/扩散：

• 甜菜丝被送入浸提器/扩散器（通常是一个大型的逆流塔式或转鼓式设备）。
• 甜菜丝与热水（约70-75°C）在设备内逆流接触。糖分和部分可溶性物质通过渗透作用从甜菜细胞中溶解到水中。
• 最终得到含有糖分和杂质的深色溶液——粗糖汁/扩散汁，以及被提取掉大部分糖分的废粕（湿甜菜渣）。

糖汁净化：

• 这是制糖过程中非常关键和复杂的步骤，目的是去除粗糖汁中的非糖分（蛋白质、胶质、色素、有机酸、盐类等），得到纯净、清澈、易于结晶的糖汁。
• 主要方法（碳酸法）：
  • 预灰和主灰： 向粗糖汁中加入石灰乳（氢氧化钙），中和有机酸，使蛋白质、胶体等凝结沉淀。
  • 一次碳酸饱充： 向加灰后的糖汁中通入二氧化碳气体，生成碳酸钙沉淀。碳酸钙在形成过程中会吸附大量非糖杂质一同沉淀。
  • 沉降/增浓： 让沉淀物（碳酸钙泥）在沉降器（多尔式或碟式离心机）中沉降分离，得到较清的稀汁和底部的泥汁（滤泥前身）。
  • 过滤： 稀汁经过板框压滤机或真空转鼓过滤机进一步去除细小悬浮物，得到清汁。
  • 二次碳酸饱充： 对清汁再次通入少量二氧化碳，沉淀掉多余的石灰，防止后续蒸发罐结垢。
  • 硫熏： 向糖汁中通入二氧化硫气体，起到漂白（脱色）、杀菌、调节pH值的作用。得到清亮透明的稀糖汁。

蒸发浓缩：

• 净化后的稀糖汁含糖量约12-15%，水分含量很高。
• 稀糖汁被送入多效蒸发罐系统（通常4-5效）。利用蒸汽作为热源，前一效蒸发产生的二次蒸汽作为后一效的热源，逐效蒸发浓缩。
• 最终得到浓度约60-70%的浓糖浆/糖膏。

煮糖与结晶：

• 浓糖浆被送入结晶罐（真空煮糖罐）。
• 在真空（降低沸点）和加热条件下，进一步蒸发水分，使糖浆达到过饱和状态。
• 加入微小的糖粉作为晶种，糖分子围绕晶种不断析出、长大，形成糖的结晶体。
• 煮制过程需要精确控制浓度、温度和真空度。最终得到含有大量蔗糖晶体和母液的混合物——糖膏。

助晶：

• 糖膏从结晶罐排出后，进入助晶槽。
• 在缓慢搅拌和逐渐降温的条件下，让晶体继续长大，尽可能多地析出蔗糖，提高产糖率。

分蜜：

• 助晶后的糖膏送入离心分蜜机（高速旋转的篮式离心机）。
• 在强大的离心力作用下，糖晶体与母液（糖蜜）被分离开。
• 分离出的湿白糖附着在离心机筛网上，糖蜜则被甩出收集。
• 为了得到更白的糖，通常会用少量热水或蒸汽喷洗湿糖晶体表面残留的糖蜜（洗糖）。

干燥、冷却与筛分：

• 湿白糖含少量水分（约0.5-1%），需送入干燥机（通常用热空气流化床干燥器）进行干燥。
• 干燥后的热糖进入冷却机（流化床冷却器或转筒冷却器）冷却至接近室温。
• 冷却后的糖经过筛分机，分离出不同粒度的糖，去除结块或粉末，得到均匀的成品白砂糖。

包装与储存：

• 成品白砂糖通过自动包装线进行称重、包装（袋装、散装等）。
• 包装好的糖入库储存，等待销售。

副产品处理（如前所述）：

• 糖蜜： 收集储存，用于发酵、饲料等。
• 废粕/甜菜丝： 经过压榨脱水（减少水分利于运输和干燥），然后送入干燥塔制成甜菜颗粒粕作为饲料。或直接出售湿粕。
• 滤泥： 压滤脱水成滤饼，作为土壤改良剂或肥料出售，或回收石灰。
• 废水： 经过严格处理后排放或循环利用。

甜菜加工是一个高度集成化和资源循环利用的产业。核心产品是纯净的甜菜糖，但整个加工链产生了多种高价值的副产品：糖蜜（发酵、饲料）、甜菜颗粒粕（优质饲料）、滤泥（土壤改良剂）、以及从中提取的甜菜碱等。从甜菜块根到白糖，经历了清洗、切丝、浸提、净化、蒸发、结晶、分蜜、干燥等一系列物理和化学处理过程，每一步都旨在高效提取糖分并去除杂质，最终获得高品质的食用糖。