摘要：目前，我國(guó)整體社會(huì)經(jīng)濟(jì)處在一個(gè)飛速發(fā)展的階段，飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)推動(dòng)了我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，而科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步則帶動(dòng)了我國(guó)甜菜制糖技術(shù)和制糖業(yè)的發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)制糖業(yè)和甜菜制糖技術(shù)得到了突破性的進(jìn)展，具體來(lái)講，在制糖條件和制糖種類以及制糖技術(shù)已趨于完善化，形成了屬于我國(guó)獨(dú)特的一套完整制糖體系，但是，隨著制糖業(yè)和甜菜制糖技術(shù)的不斷進(jìn)步以及我國(guó)人民在日常生產(chǎn)生活中對(duì)糖的需求量，制糖種類以及制糖效率逐漸滿足不了我國(guó)人民的需求，所以，在信息時(shí)代的今天，我國(guó)制糖業(yè)要想持續(xù)發(fā)展，就必須借助工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，從而減少不必要的人力物力浪費(fèi)，進(jìn)而能夠使得制糖工藝技術(shù)得到持久性進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：甜菜制糖；工藝指標(biāo)；工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)；分析

目前，我國(guó)現(xiàn)代化的甜菜制糖工藝技術(shù)和自動(dòng)化的制糖行業(yè)都正隨著我們國(guó)家科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步而不斷在發(fā)展，但是如果要想更好地迎合當(dāng)前我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，就必須結(jié)合工業(yè)現(xiàn)代化的需求，引進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化人才。甜菜是我國(guó)人民家庭中常見(jiàn)的食物之一，其主要用途一方面是直接烹飪，另一方面是用于制糖，因?yàn)樘鸩酥刑呛枯^大，并且目前世界制糖業(yè)中將近一半含量的糖都是通過(guò)甜菜制作出來(lái)的。本文通過(guò)介紹甜菜制糖工藝以及工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，希望能夠?yàn)槲覈?guó)制糖業(yè)的發(fā)展添磚加瓦。

一、制糖業(yè)制糖工藝指標(biāo)的制定以及必要性分析

（一）制糖業(yè)制糖工藝指標(biāo)的制定

在我國(guó)目前現(xiàn)有的制糖工藝技術(shù)中，以下幾點(diǎn)是關(guān)鍵的硬性指標(biāo)：（1）蒸發(fā)。在我國(guó)制糖廠制糖的整個(gè)過(guò)程中，蒸發(fā)是其中重要的環(huán)節(jié)，具體來(lái)講，蒸發(fā)氣溫要維持在較高溫度范圍，例如100℃左右，而且蒸發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)，如果蒸發(fā)時(shí)間或者是其它外在影響因素影響較大，則會(huì)使得糖味道產(chǎn)生變化，此外，值得注意的是，在蒸發(fā)的過(guò)程中溫度也不能過(guò)高，例如不能高于120℃，否則會(huì)對(duì)制糖生產(chǎn)造成不利影響。（2）澄清。澄清這一工藝在當(dāng)前我國(guó)整個(gè)制糖廠的生產(chǎn)過(guò)程中也發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，在很大程度上會(huì)直接影響到成品糖的質(zhì)量。在整個(gè)亞硫酸法澄清工藝的過(guò)程中，存在非常重要的幾個(gè)影響因素：中和pH值、硫熏強(qiáng)度、加熱強(qiáng)度、時(shí)間以及溫度等，具體來(lái)講，亞硫酸法再次澄清的pH值至少比亞硫酸法低0.1~0.2，這主要是由于在再次澄清工藝的時(shí)間和加熱過(guò)程中，亞硫酸鈣和磷酸鈣進(jìn)一步被分解而導(dǎo)致的。產(chǎn)生的是化學(xué)反應(yīng)的實(shí)際成果，針對(duì)這種情況，工藝指標(biāo)的確定就必須以清汁pH值作為整個(gè)制糖流程控制的標(biāo)準(zhǔn)，從而才能控制整體制糖流程的進(jìn)度和質(zhì)量。第（3）pH值?，F(xiàn)代國(guó)家這些制糖廠生產(chǎn)制糖的整個(gè)流程中，pH值也是非常重要的影響因素之一，不僅僅體現(xiàn)在澄清工藝過(guò)程中，而且在制糖的整體流程中都發(fā)揮著非常重要的影響。

1α-葡聚糖酶的研究

1．1組成型α-葡聚糖酶工程菌的構(gòu)建及表達(dá)研究

梁達(dá)奉等克隆了朱黃青霉（PenicilliumminioluteumHI-4）的α-葡聚糖酶基因dex，構(gòu)建組成型表達(dá)載體pGAPZαA-dex；還以畢赤酵母KM71H為受體菌，構(gòu)建了組成型表達(dá)α-葡聚糖酶的畢赤酵母工程菌KM71H／pGAPZαA-dex。他們的研究結(jié)果顯示，搖瓶發(fā)酵120h，α-葡聚糖酶酶活達(dá)到60．4U／mL。且該菌種培養(yǎng)方法簡(jiǎn)單，遺傳特性穩(wěn)定，在發(fā)酵過(guò)程中無(wú)需誘導(dǎo)，避免了甲醇的使用，這不但提高了安全性，還降低了成本，為大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)α-葡聚糖酶打下基礎(chǔ)。

1．2酶學(xué)性質(zhì)及其穩(wěn)定性研究

黎志德等研究了KM71H／pGAPZαA-dex所產(chǎn)α-葡聚糖酶的酶學(xué)性質(zhì)。結(jié)果表明，α-葡聚糖酶的最適反應(yīng)溫度為50℃，最適反應(yīng)pH值為5．0；酶的儲(chǔ)存穩(wěn)定性較好，pH值在4．5～5．0時(shí)α-葡聚糖酶較穩(wěn)定，4℃保存，半衰期約為35d。他們發(fā)現(xiàn)：采用葡萄糖作保護(hù)劑可以最大限度減少酶活損失，以蔗糖作為保護(hù)劑時(shí)，在室溫下酶活基本沒(méi)有損失；α-葡聚糖酶在pH值5．5時(shí)，溫度4～25℃保存150h，相對(duì)酶活仍有90％以上；但是當(dāng)貯存溫度超過(guò)30℃，酶活在較短時(shí)間明顯下降，且溫度越高，酶活下降速度越快；α-葡聚糖酶在pH值4～6，4℃下保存一周，相對(duì)酶活仍有80％以上；α-葡聚糖酶液中添加甘油濃度達(dá)到30％時(shí)，室溫下保存56d，相對(duì)酶活仍有80％以上。

1．3分離純化研究

1超聲波作用的機(jī)理

超聲波被研究應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣泛，但是目前認(rèn)可的作用機(jī)理主要是以下幾個(gè)方面：

1.1強(qiáng)方向性超聲波是以縱波的形式在介質(zhì)內(nèi)傳播，具有頻率高、波長(zhǎng)短的特點(diǎn)，在一定距離內(nèi)的直線方向上有很好的束射性和方向性。

1.2高能量、強(qiáng)穿透力超聲波比普通聲波具有更高的頻率，因此其具有高能量。雖然在空氣中超聲波衰減很強(qiáng)，但是在固體、液體中，衰減很小，因此，超聲波被廣泛應(yīng)用于固、液體中。

1.3“空化”效應(yīng)作用超聲波的輻射使被處理液體介質(zhì)直接產(chǎn)生大量的空穴和氣泡，也就是把液體拉裂而形成無(wú)數(shù)極微小的局部空穴。當(dāng)這些空穴和氣泡破裂或互相擠壓時(shí)，產(chǎn)生一定范圍的強(qiáng)大的激波，從而引起一些系列的二級(jí)反應(yīng)。應(yīng)用超聲波處理流體時(shí)，均與“空化”效應(yīng)作用相關(guān)。超聲波的物理機(jī)制和所引起的一系列物理化學(xué)作用對(duì)制糖工業(yè)是有相當(dāng)意義的，可應(yīng)用于制糖過(guò)程中蒸發(fā)罐的防除垢、車間部分箱罐的殺菌等。

2超聲波在制糖行業(yè)的應(yīng)用研究

[摘要]當(dāng)前廣西制糖行業(yè)的發(fā)展正處于關(guān)鍵時(shí)期，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。糖業(yè)發(fā)展仍較粗放，企業(yè)技術(shù)相對(duì)落后、生產(chǎn)成本過(guò)高等問(wèn)題導(dǎo)致近些年企業(yè)處境艱難，競(jìng)爭(zhēng)危機(jī)巨大。本文在對(duì)廣西制糖行業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研的基礎(chǔ)上，圍繞廣西制糖行業(yè)存在的主要問(wèn)題，有針對(duì)性提出相應(yīng)的對(duì)策建議，為應(yīng)對(duì)廣西制糖產(chǎn)業(yè)挑戰(zhàn)提供參考依據(jù)，推動(dòng)我區(qū)糖業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

[關(guān)鍵詞]廣西；制糖行業(yè)；挑戰(zhàn)；綠色；對(duì)策建議

2010年的中央一號(hào)文件，首次將糖與糧、油、棉一起視為我國(guó)的大宗農(nóng)產(chǎn)品，明確指出糖業(yè)是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的重要行業(yè)。從全世界范圍來(lái)看，我國(guó)是繼巴西、印度之后的第三大產(chǎn)糖國(guó)家。中國(guó)甘蔗主要種植于廣西、云南、廣東、海南等地，其中廣西種植面積最大，蔗糖產(chǎn)量約占全國(guó)蔗糖總產(chǎn)量的三分之二，號(hào)稱為“中國(guó)糖都”[1]。目前，廣西有一半以上的農(nóng)業(yè)人口在從事糖料蔗種植，20多個(gè)縣的財(cái)政收入約有一半來(lái)自制糖業(yè)稅收，70%以上的貧困縣靠種植糖料蔗解決農(nóng)民溫飽問(wèn)題[2-3]。可以說(shuō)，制糖行業(yè)既是廣西的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)，也是廣西區(qū)域的主要農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)來(lái)源和經(jīng)濟(jì)命脈[4]。廣西制糖行業(yè)經(jīng)過(guò)數(shù)十年的努力，已經(jīng)成為穩(wěn)定我區(qū)經(jīng)濟(jì)以及我國(guó)糖業(yè)整體發(fā)展的重要力量，并有力地帶動(dòng)了我區(qū)當(dāng)?shù)卦旒?、酒精、養(yǎng)殖以及肥料等相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展[5]。然而，與發(fā)展并存的同時(shí)，廣西的制糖行業(yè)也面臨了諸多挑戰(zhàn)，比如食糖市場(chǎng)低迷導(dǎo)致的經(jīng)營(yíng)虧損、機(jī)械化程度低導(dǎo)致制糖成本遞增、產(chǎn)業(yè)鏈條短導(dǎo)致的產(chǎn)品單一、制糖工業(yè)和設(shè)備落后導(dǎo)致的環(huán)保高壓等。這些問(wèn)題嚴(yán)重制約了廣西糖業(yè)的發(fā)展及國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力提升。因此，如何應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)并隨之發(fā)展，成為當(dāng)前刻不容緩的課題。

1廣西制糖行業(yè)現(xiàn)狀

作為國(guó)內(nèi)最大的甘蔗種植基地和食糖生產(chǎn)基地，廣西最核心的甘蔗種植區(qū)及制糖產(chǎn)區(qū)均為崇左、來(lái)賓、南寧、柳州4個(gè)市，這4個(gè)市的甘蔗種植面積占全區(qū)種植面積的65%以上[6-7]。蔗糖產(chǎn)量在各市的分布均以崇左市最多，其次為來(lái)賓市、南寧市、柳州市。4市共擁有制糖廠59家，占全區(qū)101家制糖廠的58.4%。蔗糖年產(chǎn)量最大的三大集團(tuán)為廣西農(nóng)墾糖業(yè)集團(tuán)、廣西東亞糖業(yè)有限公司和廣西南華糖業(yè)有限責(zé)任公司。目前我區(qū)制糖工業(yè)鍋爐約260臺(tái)，多屬于生物質(zhì)燃料燃燒，以蔗渣或蔗髓為燃料的鍋爐占總鍋爐臺(tái)(套)數(shù)的92.5%，生產(chǎn)工藝以“壓榨法提汁、雙重亞硫酸法澄清、五效壓力-真空蒸發(fā)、三系煮糖”為主。近年來(lái)，廣西糖業(yè)不斷加快科技創(chuàng)新，深入推進(jìn)節(jié)能減排，加快調(diào)整和優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，完全走出了過(guò)去典型的“資源—產(chǎn)品—治理—污染(廢棄物)排放”的傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)模式，逐步形成了以蔗渣、糖蜜和濾泥綜合利用為主的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈[8]。在污染物排放方面，廣西制糖工業(yè)鍋爐對(duì)應(yīng)的污染物排放主要為氮氧化物和煙塵，氮氧化物絕大多數(shù)無(wú)治理措施，煙塵治理措施多為水膜除塵，在污染處理設(shè)施未升級(jí)改造的情況下，制糖工業(yè)鍋爐煙塵、氮氧化物存在不同程度的超標(biāo)。

2面臨的主要問(wèn)題

本文作者：廖映奇何惠歡寧方堯作者單位：廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院

基于工作過(guò)程的高職制糖特色專業(yè)課教材的編寫思路

1.成立由制糖專業(yè)教師、制糖企業(yè)專家、制糖行業(yè)協(xié)會(huì)技術(shù)專家組成的教材開(kāi)發(fā)小組。2.通過(guò)制糖行業(yè)專家和學(xué)生在企業(yè)反饋捕捉信息，同時(shí)開(kāi)拓市場(chǎng)，了解制糖行業(yè)發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)。3.根據(jù)制糖生產(chǎn)技術(shù)與管理專業(yè)面向的制糖行業(yè)工作崗位及崗位群實(shí)施工作任務(wù)分析，歸納出制糖行業(yè)典型工作任務(wù)。4.根據(jù)能力復(fù)雜程度分析歸納整合典型工作任務(wù)，形成制糖崗位（群）綜合職業(yè)能力。5.根據(jù)認(rèn)知及職業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律遞進(jìn)重構(gòu)綜合能力領(lǐng)域，確定學(xué)習(xí)領(lǐng)域，進(jìn)行制糖專業(yè)課程設(shè)置。6.根據(jù)完整思維及職業(yè)特征，依據(jù)工作過(guò)程的順序或項(xiàng)目分解課程為主題學(xué)習(xí)單元，并進(jìn)行模塊教學(xué)設(shè)計(jì)，將職業(yè)能力的培養(yǎng)轉(zhuǎn)化為具體的教學(xué)任務(wù)。7.根據(jù)主題學(xué)習(xí)單元進(jìn)行有針對(duì)性地確定而且有序地組織制糖專業(yè)課教材內(nèi)容，開(kāi)展特色教材研究與開(kāi)發(fā)。8.教材研究與開(kāi)發(fā)中注重學(xué)生的全面發(fā)展，把素質(zhì)教育貫穿于教材建設(shè)整個(gè)過(guò)程中。

基于工作過(guò)程的高職制糖特色專業(yè)課教材的編寫原則

1.課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接原則。通過(guò)專業(yè)與產(chǎn)業(yè)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)校企合作，由校企雙方共同參與確定培養(yǎng)目標(biāo)、人才培養(yǎng)計(jì)劃、制定課程標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)制糖專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會(huì)以及我系聘請(qǐng)的客座教授洋浦南華糖業(yè)集團(tuán)閉道燦高級(jí)工程師等，幫助我們進(jìn)行專業(yè)論證和調(diào)研，研究制定專業(yè)發(fā)展規(guī)劃，使制糖生產(chǎn)技術(shù)與管理專業(yè)建設(shè)有比較高的起點(diǎn)與基礎(chǔ)，課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容圍繞職業(yè)崗位、生產(chǎn)實(shí)踐的需要來(lái)組織，課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接。制糖工業(yè)是一種大規(guī)模的化工性加工工業(yè)，現(xiàn)代制糖科學(xué)技術(shù)是一個(gè)“化學(xué)———工藝———裝備”緊密結(jié)合的整體，生產(chǎn)過(guò)程是具有流水線的特點(diǎn)，因而設(shè)備的完好性、操作的規(guī)范性都是保障正常生產(chǎn)的因素，因此制糖企業(yè)員工有必要掌握糖機(jī)設(shè)備安裝與修理技能。2.教學(xué)過(guò)程與生產(chǎn)過(guò)程對(duì)接原則。為實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程與和生產(chǎn)過(guò)程對(duì)接，糖機(jī)設(shè)備安裝與維修課程采用基于工作過(guò)程的項(xiàng)目式實(shí)踐教學(xué)，因此在教材開(kāi)發(fā)時(shí)，根據(jù)《糖機(jī)設(shè)備安裝與修理》在課程體系的地位，所涵蓋的知識(shí)、技能、素質(zhì)進(jìn)行模塊化、項(xiàng)目化。由于修理工作項(xiàng)目有難易、大小、類別之分，《糖機(jī)設(shè)備安裝與修理》可分為糖機(jī)設(shè)備安裝修理基本技能訓(xùn)練單元模塊、糖機(jī)設(shè)備的裝配單元模塊、糖機(jī)設(shè)備維修方法單元模塊、鈑金工放樣與鉗工基本操作技能等四個(gè)單元模塊。各模塊由多個(gè)同一大類項(xiàng)目組合而成，通過(guò)結(jié)合制糖行業(yè)最新動(dòng)態(tài)，精心設(shè)計(jì)9個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目。各項(xiàng)目又由多個(gè)同一大類任務(wù)組合而成，通過(guò)對(duì)糖機(jī)設(shè)備維修的職業(yè)崗位要求，設(shè)計(jì)了36個(gè)任務(wù)來(lái)完成整個(gè)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)。3.職業(yè)教育與終身學(xué)習(xí)對(duì)接原則。基于工作過(guò)程的高職制糖特色專業(yè)課教材開(kāi)發(fā)過(guò)程中，重視職業(yè)教育與終身學(xué)習(xí)的對(duì)接。一方面開(kāi)發(fā)教材時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，把開(kāi)啟知識(shí)寶庫(kù)的鑰匙交給學(xué)生。因?yàn)橐庾R(shí)到掌握了學(xué)習(xí)方法，具有較高的學(xué)習(xí)能力，要比多記某個(gè)知識(shí)點(diǎn)重要得多，因?yàn)檫@將受益終身，提高了學(xué)生的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)能力，今后在社會(huì)上的可持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。