摘要：目前，我國整體社會經(jīng)濟處在一個飛速發(fā)展的階段，飛速發(fā)展的經(jīng)濟推動了我國科學(xué)技術(shù)的進步，而科學(xué)技術(shù)的進步則帶動了我國甜菜制糖技術(shù)和制糖業(yè)的發(fā)展。近年來，我國制糖業(yè)和甜菜制糖技術(shù)得到了突破性的進展，具體來講，在制糖條件和制糖種類以及制糖技術(shù)已趨于完善化，形成了屬于我國獨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)的不斷進步以及我國人民在日常生產(chǎn)生活中對糖的需求量，制糖種類以及制糖效率逐漸滿足不了我國人民的需求，所以，在信息時代的今天，我國制糖業(yè)要想持續(xù)發(fā)展，就必須借助工業(yè)自動化技術(shù)，從而減少不必要的人力物力浪費，進而能夠使得制糖工藝技術(shù)得到持久性進步。

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

目前，我國現(xiàn)代化的甜菜制糖工藝技術(shù)和自動化的制糖行業(yè)都正隨著我們國家科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進步而不斷在發(fā)展，但是如果要想更好地迎合當(dāng)前我國工業(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，引進工業(yè)自動化人才。甜菜是我國人民家庭中常見的食物之一，其主要用途一方面是直接烹飪，另一方面是用于制糖，因為甜菜中糖含量較大，并且目前世界制糖業(yè)中將近一半含量的糖都是通過甜菜制作出來的。本文通過介紹甜菜制糖工藝以及工業(yè)自動化技術(shù)，希望能夠為我國制糖業(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

在我國目前現(xiàn)有的制糖工藝技術(shù)中，以下幾點是關(guān)鍵的硬性指標(biāo)：（1）蒸發(fā)。在我國制糖廠制糖的整個過程中，蒸發(fā)是其中重要的環(huán)節(jié)，具體來講，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)時間較長，如果蒸發(fā)時間或者是其它外在影響因素影響較大，則會使得糖味道產(chǎn)生變化，此外，值得注意的是，在蒸發(fā)的過程中溫度也不能過高，例如不能高于120℃，否則會對制糖生產(chǎn)造成不利影響。（2）澄清。澄清這一工藝在當(dāng)前我國整個制糖廠的生產(chǎn)過程中也發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，在很大程度上會直接影響到成品糖的質(zhì)量。在整個亞硫酸法澄清工藝的過程中，存在非常重要的幾個影響因素：中和pH值、硫熏強度、加熱強度、時間以及溫度等，具體來講，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間和加熱過程中，亞硫酸鈣和磷酸鈣進一步被分解而導(dǎo)致的。產(chǎn)生的是化學(xué)反應(yīng)的實際成果，針對這種情況，工藝指標(biāo)的確定就必須以清汁pH值作為整個制糖流程控制的標(biāo)準(zhǔn)，從而才能控制整體制糖流程的進度和質(zhì)量。第（3）pH值。現(xiàn)代國家這些制糖廠生產(chǎn)制糖的整個流程中，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)建及表達研究

梁達奉等克隆了朱黃青霉（PenicilliumminioluteumHI-4）的α-葡聚糖酶基因dex，構(gòu)建組成型表達載體pGAPZαA-dex；還以畢赤酵母KM71H為受體菌，構(gòu)建了組成型表達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-葡聚糖酶酶活達到60．4U／mL。且該菌種培養(yǎng)方法簡單，遺傳特性穩(wěn)定，在發(fā)酵過程中無需誘導(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；酶的儲存穩(wěn)定性較好，pH值在4．5～5．0時α-葡聚糖酶較穩(wěn)定，4℃保存，半衰期約為35d。他們發(fā)現(xiàn)：采用葡萄糖作保護劑可以最大限度減少酶活損失，以蔗糖作為保護劑時，在室溫下酶活基本沒有損失；α-葡聚糖酶在pH值5．5時，溫度4～25℃保存150h，相對酶活仍有90％以上；但是當(dāng)貯存溫度超過30℃，酶活在較短時間明顯下降，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，相對酶活仍有80％以上；α-葡聚糖酶液中添加甘油濃度達到30％時，室溫下保存56d，相對酶活仍有80％以上。

1．3分離純化研究

1超聲波作用的機理

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

1.1強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、波長短的特點，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，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，產(chǎn)生一定范圍的強大的激波，從而引起一些系列的二級反應(yīng)。應(yīng)用超聲波處理流體時，均與“空化”效應(yīng)作用相關(guān)。超聲波的物理機制和所引起的一系列物理化學(xué)作用對制糖工業(yè)是有相當(dāng)意義的，可應(yīng)用于制糖過程中蒸發(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)鍵時期，機遇與挑戰(zhàn)并存。糖業(yè)發(fā)展仍較粗放，企業(yè)技術(shù)相對落后、生產(chǎn)成本過高等問題導(dǎo)致近些年企業(yè)處境艱難，競爭危機巨大。本文在對廣西制糖行業(yè)現(xiàn)狀進行調(diào)研的基礎(chǔ)上，圍繞廣西制糖行業(yè)存在的主要問題，有針對性提出相應(yīng)的對策建議，為應(yīng)對廣西制糖產(chǎn)業(yè)挑戰(zhàn)提供參考依據(jù)，推動我區(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；對策建議

2010年的中央一號文件，首次將糖與糧、油、棉一起視為我國的大宗農(nóng)產(chǎn)品，明確指出糖業(yè)是關(guān)系國計民生的重要行業(yè)。從全世界范圍來看，我國是繼巴西、印度之后的第三大產(chǎn)糖國家。中國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)量約占全國蔗糖總產(chǎn)量的三分之二，號稱為“中國糖都”[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多個縣的財政收入約有一半來自制糖業(yè)稅收，70%以上的貧困縣靠種植糖料蔗解決農(nóng)民溫飽問題[2-3]?？梢哉f，制糖行業(yè)既是廣西的優(yōu)勢產(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)濟來源和經(jīng)濟命脈[4]。廣西制糖行業(yè)經(jīng)過數(shù)十年的努力，已經(jīng)成為穩(wěn)定我區(qū)經(jīng)濟以及我國糖業(yè)整體發(fā)展的重要力量，并有力地帶動了我區(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，廣西的制糖行業(yè)也面臨了諸多挑戰(zhàn)，比如食糖市場低迷導(dǎo)致的經(jīng)營虧損、機械化程度低導(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。這些問題嚴(yán)重制約了廣西糖業(yè)的發(fā)展及國際競爭力提升。因此，如何應(yīng)對挑戰(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、來賓、南寧、柳州4個市，這4個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)量最大的三大集團為廣西農(nóng)墾糖業(yè)集團、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，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(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，廣西糖業(yè)不斷加快科技創(chuàng)新，深入推進節(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)濟產(chǎn)業(yè)鏈[8]。在污染物排放方面，廣西制糖工業(yè)鍋爐對應(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)會技術(shù)專家組成的教材開發(fā)小組。2.通過制糖行業(yè)專家和學(xué)生在企業(yè)反饋捕捉信息，同時開拓市場，了解制糖行業(yè)發(fā)展的最新動態(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)成長規(guī)律遞進重構(gòu)綜合能力領(lǐng)域，確定學(xué)習(xí)領(lǐng)域，進行制糖專業(yè)課程設(shè)置。6.根據(jù)完整思維及職業(yè)特征，依據(jù)工作過程的順序或項目分解課程為主題學(xué)習(xí)單元，并進行模塊教學(xué)設(shè)計，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)單元進行有針對性地確定而且有序地組織制糖專業(yè)課教材內(nèi)容，開展特色教材研究與開發(fā)。8.教材研究與開發(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)整個過程中。

基于工作過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)對接原則。通過專業(yè)與產(chǎn)業(yè)對接，實現(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)計劃、制定課程標(biāo)準(zhǔn)。通過制糖專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會以及我系聘請的客座教授洋浦南華糖業(yè)集團閉道燦高級工程師等，幫助我們進行專業(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)實踐的需要來組織，課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對接。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“化學(xué)———工藝———裝備”緊密結(jié)合的整體，生產(chǎn)過程是具有流水線的特點，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設(shè)備安裝與修理技能。2.教學(xué)過程與生產(chǎn)過程對接原則。為實現(xiàn)教學(xué)過程與和生產(chǎn)過程對接，糖機設(shè)備安裝與維修課程采用基于工作過程的項目式實踐教學(xué)，因此在教材開發(fā)時，根據(jù)《糖機設(shè)備安裝與修理》在課程體系的地位，所涵蓋的知識、技能、素質(zhì)進行模塊化、項目化。由于修理工作項目有難易、大小、類別之分，《糖機設(shè)備安裝與修理》可分為糖機設(shè)備安裝修理基本技能訓(xùn)練單元模塊、糖機設(shè)備的裝配單元模塊、糖機設(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單元模塊。各模塊由多個同一大類項目組合而成，通過結(jié)合制糖行業(yè)最新動態(tài)，精心設(shè)計9個實踐項目。各項目又由多個同一大類任務(wù)組合而成，通過對糖機設(shè)備維修的職業(yè)崗位要求，設(shè)計了36個任務(wù)來完成整個課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)。3.職業(yè)教育與終身學(xué)習(xí)對接原則?；诠ぷ鬟^程的高職制糖特色專業(yè)課教材開發(fā)過程中，重視職業(yè)教育與終身學(xué)習(xí)的對接。一方面開發(fā)教材時注重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，把開啟知識寶庫的鑰匙交給學(xué)生。因為意識到掌握了學(xué)習(xí)方法，具有較高的學(xué)習(xí)能力，要比多記某個知識點重要得多，因為這將受益終身，提高了學(xué)生的社會競爭能力，今后在社會上的可持續(xù)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。