糖

背景

在拿撒勒的耶稣诞生之前，在孟加拉湾的海岸上收获了甘蔗（用来制造糖）；它传播到马来西亚、印度尼西亚、印度支那和中国南部的周边地区。阿拉伯人将“糖”（当时是一种粘稠的糊状物，半结晶，被认为具有药用价值）引入西方世界，将芦苇和种植知识带到西西里岛，然后在八九世纪的西班牙.后来，威尼斯——从亚历山大港进口成品糖——到 15 世纪成功地垄断了这种新香料；那时，它开始购买原糖，甚至甘蔗，并在自己的精炼厂进行处理。然而，威尼斯的垄断地位是短暂的。 1498年，葡萄牙航海家瓦斯科·达伽马从印度归来，将甜味调味品带到了葡萄牙。里斯本开始进口和提炼原糖，并在 16 世纪成为欧洲的糖都。不久，甜味剂在法国上市，其主要功能仍然是药用，在路易十四统治时期，糖可以在药剂师处按盎司购买。到 1800 年代，糖（尽管仍然很贵）已广泛提供给上层和中产阶级。

原材料

糖是一个广泛的术语，适用于存在于许多植物中的大量碳水化合物，其特征是或多或少的甜味。主要糖分葡萄糖是光合作用的产物，存在于所有绿色植物中。在大多数植物中，糖以混合物形式存在，不容易分离成组分。在一些植物的汁液中，糖混合物被浓缩成糖浆。甘蔗汁 (Saccharum officinarum) 和甜菜 (Beta vulgaris) 富含纯蔗糖，但甜菜糖通常比蔗糖甜得多。这两种糖料作物是商品蔗糖的主要来源。

甘蔗是一种厚而高的多年生草，生长在热带或亚热带地区。在叶子中合成的糖被用作生长的能量来源或被送到茎上储存。正如我们所知，茎中的甜汁是糖的来源。芦苇积累的糖分约占其重量的 15%。甘蔗年产糖约260万吨。

甜菜是含糖量最高的甜菜根品种，专门为此栽培。虽然通常内外都是白色的，但一些甜菜品种有黑色或黄色的皮肤。大约 3,700,000 吨糖是由甜菜制成的。

其他糖料作物包括甜高粱、糖枫、蜂蜜和玉米糖。今天使用的糖类是白糖（完全精制糖），由透明、无色或晶体碎片组成；或红糖，它没有完全精制，含有更多的糖浆残渣，从中获得颜色。

制造
过程

种植和收获

• 1 甘蔗要求平均温度为 75 华氏度（23.9 华氏度） 在美国，甘蔗和甜菜的收获主要由机器完成，尽管在某些州它也是手工完成的。收获的甘蔗茎和甜菜被机械地装载到卡车或有轨电车上，然后运到工厂加工成原糖。在那里，它们被清洗、洗涤、研磨以提取汁液、过滤和纯化。结果是清澈的含糖果汁。摄氏度）和每年约 80 英寸（203 厘米）的均匀降雨量。因此，它生长在热带或亚热带地区。

  甘蔗在热带地区大约需要 7 个月才能成熟，在亚热带地区大约需要 12-22 个月。此时，甘蔗田要进行蔗糖检测，最成熟的田首先收获。在佛罗里达、夏威夷和得克萨斯州，人们使用站立的甘蔗来烧掉干枯的叶子。在路易斯安那州，6 到 10 英尺（1.8 到 3 米）高的甘蔗茎在燃烧前被砍倒并铺在地上。

• 2 在美国，收获（甘蔗和甜菜）主要是通过机器完成的，尽管在某些州也可以手工完成。收获的甘蔗茎被机械地装入卡车或有轨电车，然后运到加工厂加工成原糖。

制备和加工

• 3 甘蔗到达磨场后，进行机械卸载，并清除多余的土壤和岩石。甘蔗通过用温水淹没载体（在稀疏的岩石和垃圾杂乱的情况下）或通过将甘蔗散布在通过强大的水流和梳理滚筒的搅拌输送机上（以去除大量的岩石、垃圾、和树叶等）。此时，甘蔗是干净的，可以研磨了。

  当甜菜被送到精炼厂时，它们首先被清洗，然后切成条状。接下来，它们被放入扩散池中 清汁经净化后真空蒸发除去大部分水分。在此过程中，四个真空沸腾单元串联排列，使每个后续单元具有更高的真空度。因此，来自一个身体的蒸汽可以在下一个身体中煮沸果汁，这种方法称为 多效蒸发。 接下来，将糖浆状溶液真空结晶以形成糖晶体。剩余的液体通过离心和干燥去除，糖被包装。约 175 华氏度（79.4 摄氏度）的水并逆流喷洒热水以去除蔗糖。

榨汁压榨

• 4 两个或三个深槽破碎机辊破碎甘蔗并提取大部分汁液，或摆锤式切碎机 (1,200 RPM) 在不提取汁液的情况下切碎甘蔗。将秸秆切成碎片的旋转刀具是对破碎机的补充。 （在大多数国家/地区，碎纸机在破碎机之前。）可以使用两种方法，甚至全部三种方法的组合。压榨过程包括在重型和带槽金属辊之间压碎茎杆以分离纤维（甘蔗渣） 来自含有糖分的果汁。
• 5 当甘蔗被压碎时，热水（或热水和回收的不纯果汁的组合）逆流喷洒在压碎的甘蔗上，因为它离开每个磨坊进行稀释。提取的汁液，称为 vesou， 含有 95% 或更多的蔗糖。然后将质量扩散，这一过程涉及精细切割或切碎茎。接下来，通过将糖溶解在热水或热果汁中，将糖从切下的茎中分离出来。

果汁净化 — 澄清
和蒸发

• 6 磨坊榨出的汁液呈深绿色，呈酸性且浑浊。澄清（或排便）过程旨在去除尚未通过初步筛选去除的可溶性和不溶性杂质（例如沙子、土壤和地面岩石）。该过程使用石灰和热量作为澄清剂。石灰乳（每吨甘蔗约一磅）中和果汁的天然酸度，形成不溶性石灰盐。将酸橙汁加热至沸腾会使白蛋白和一些脂肪、蜡和树胶凝结，形成的沉淀物会夹带悬浮固体和微小颗粒。

  另一方面，甜菜溶液通过在其中反复沉淀碳酸钙、亚硫酸钙或两者来纯化。杂质会缠结在不断增长的沉淀晶体中，并通过连续过滤去除。

• 7 泥浆通过沉淀与清汁分离。通过连续过滤去除非糖杂质。最终澄清的果汁含有约 85% 的水，除了去除杂质外，其成分与原榨汁液的成分相同。
• 8 为了浓缩这种澄清的果汁，大约三分之二的水通过真空蒸发被去除。通常，四个真空沸腾单元或主体串联排列，以便每个后续主体具有更高的真空度（因此在较低温度下沸腾）。因此，来自一个身体的蒸汽可以煮沸下一个身体中的果汁——引入第一个细胞的蒸汽进行所谓的多效蒸发。 来自最后一个单元的蒸汽进入冷凝器。糖浆以大约 65% 的固体和 35% 的水连续离开最后一个身体。

  此时的甜菜蔗糖溶液也几乎无色，同样经过多效真空蒸发。将糖浆播种、冷却并放入离心机中。完成的甜菜晶体用水洗涤并干燥。

结晶

• 9 结晶是糖制造的下一步。结晶在单级真空锅中进行。将糖浆蒸发至糖饱和。一旦超过饱和点，就会在锅中加入小粒糖，或“罢工”。这些小颗粒，叫做种子， 作为形成糖晶体的核。 （种子粒是通过将 56 盎司 [1,600 克] 白糖加入制浆机的碗中并与 3.3 份液体混合物混合而形成的：70% 的甲基化酒精和 30% 的甘油。机器以 200 RPM 的速度运行 15小时。）将额外的糖浆添加到罢工中并蒸发，以便形成的原始晶体的尺寸增长。

  晶体的生长一直持续到锅装满为止。当蔗糖浓度达到所需水平时，糖浆和糖晶体的致密混合物，称为糖膏， 被排放到称为结晶器的大容器中。随着糖膏被缓慢搅拌和冷却，结晶在结晶器中继续进行。

• 将混合器中的 10 糖精流入离心机，在离心机中通过离心力将浓糖浆或糖蜜与原糖分离。

离心

• 11 用于将糖膏分离成粗糖晶体和糖蜜的高速离心作用是在称为离心机的旋转机器中完成的。离心机有一个悬挂在主轴上的圆柱形篮子，有穿孔的侧面衬有金属丝布，里面是每平方英寸含有 400 到 600 个穿孔的金属板。篮子以 1,000 到 1,800 RPM 的速度旋转。原糖保留在离心机篮中，因为穿孔衬里保留了糖晶体。母液或糖蜜通过衬里（由于施加的离心力）。最后的糖蜜（blackstrap molasses） 含有蔗糖、还原糖、有机非糖、灰分和水的糖被送到大型储罐。

  一旦糖被离心，它就会被“切割”并送到制粒机进行干燥。在一些国家，甘蔗在不使用离心机的小工厂中加工，生产出深棕色产品（非离心糖）。离心糖在 60 多个国家生产，非离心糖在大约 20 个国家生产。

干燥和包装

• 12 个潮湿的糖晶体在制粒机中通过热空气翻滚干燥。然后将干燥的糖晶体通过振动筛按大小分类并放入储存箱。然后将糖装入我们在杂货店看到的熟悉的包装中、散装包装中或用于工业用途的液体形式。

副产品

甘蔗榨汁后产生的甘蔗渣作为燃料在工厂产生蒸汽。越来越多的甘蔗渣被制成纸、绝缘板和硬纸板，以及糠醛，一种合成呋喃和四氢呋喃的化学中间体。

甜菜顶部和提取的切片以及糖蜜用作牛的饲料。已经表明，与美国广泛种植的任何其他作物相比，甜菜每英亩/年可为牛和其他此类动物生产更多的饲料。甜菜条也经过化学处理，以促进商业果胶的提取。

糖精炼的最终产品是黑糖蜜。它用于牛饲料以及工业酒精、酵母、有机化学品和朗姆酒的生产。

质量控制

工厂卫生是质量控制措施中的一个重要因素。细菌学家已经证明，少量的酸甘蔗渣可以感染流过它的整条温热果汁流。现代工厂有自清洁槽，其斜坡设计为甘蔗渣无法支撑而是随果汁流流出。采取严格的虫害防治措施。

由于甘蔗腐烂相对较快，因此采取了重大措施来使运输方法自动化并尽快将甘蔗送到工厂。保持最终产品的高质量意味着将棕色和黄色精制糖（含有 2% 至 5% 的水分）储存在凉爽和相对潮湿的环境中，以便它们继续保持水分并且不会变硬。

大多数砂糖符合美国国家食品加工商协会和制药行业制定的标准（美国药典，国家处方集）。