糖的加工经历了令人惊讶的化学过程。从诸如甘蔗和甜菜等农作物的初榨物中提取糖以及其他溶解的化合物和细颗粒。榨汁过程旨在去除果肉，但小颗粒将不可避免地穿过果肉筛。当甘蔗汁通过精炼厂的单元时，这些非糖成分将被去除。在整个过程中，对溶液进行化学调整数次以实现稳定，分离和脱水。虽然特定的单位过程因植物而异，但糖精制中常见的三个pH依赖过程包括石灰，碳酸化和亚硫酸化。pH对于这些步骤和连续的pH监测至关重要 确保完整高效的处理。
用石灰精制糖
糖加工始于添加石灰。石灰用于提高pH值并沉淀溶解的有机物。高pH值以蔗糖形式保存糖，并防止将蔗糖转化为其他不良产品的反应。上胶可以分几个阶段进行。最初，甘蔗汁的pH值低至4.5-5.5左右，最初的石灰添加可以使pH值升至中性7.0或高达9.0。通过达到中性pH，将导致蔗糖腐烂成果糖和葡萄糖的酸被中和。最终，石灰将pH值提高至11.0-11.5，随着甘蔗汁温度的升高至沸点以上，沉淀出溶解的有机物。由于高pH和高温的共同作用，石灰罐可能成为pH探头的恶劣环境，
甘蔗汁碳酸化
撒石灰以提高pH值之后，制糖的第二步是将糖溶液碳酸盐化以除去石灰。随后降低了pH。有必要从果汁中完全去除钙，以避免在生产线上造成设备结垢。引入石灰，使二氧化碳与溶解的氢氧化钙反应，生成不溶的碳酸钙。即使反应消耗了二氧化碳，但首先将二氧化碳溶解在水中也会引入过量的质子，从而降低pH值。作为生产生石灰的副产品，二氧化碳是一种容易获得的物质，许多工厂在现场进行燃烧。计量二氧化碳比计量石灰困难，因为所施加的量不一定是溶解的量。幸好，碳酸化程度反映在pH值中。该过程涉及分阶段注入二氧化碳，其中每个阶段都涉及定量注入一定量的气体并测量最终的pH值。一旦pH值降至9.0以下，所有钙都会沉淀。最后的过滤步骤除去所有悬浮的固体，包括沉淀的有机物和碳酸钙固体。
使用二氧化硫进行硫化
最后，在浓缩和结晶精制糖之前，必须将甘蔗汁恢复到酸性pH。这里使用二氧化硫，因为它可以满足三个需求。加二氧化硫可以使pH值回到5.0-6.0，同时防止葡萄糖和果糖分子反应形成有色化合物。在糖含量高到足以成为抗菌剂之前，它也可以作为杀菌剂对果汁进行消毒。引入二氧化硫的常见方法是通过硫与氧气的现场反应，因为液化二氧化硫的运输昂贵。
关键步骤的pH监控
制糖过程是一项敏感的操作，在每个步骤上进行仔细的控制可最大程度地减少因批次损坏而造成损失的可能性。可以理解为什么许多小组试图通过改变单元操作和过程参数的顺序来完善和分析其过程。
糖的精制过程会引起pH的大幅波动，因此在选择pH探针时，请检查规格以确保传感器能够在整个pH范围内进行测量。此外，pH探头将暴露于高压，高温环境中。因此，建议使用在线工业型pH传感器。该过程中的几个步骤涉及固体从溶液中沉淀出来。一些制糖厂可能会发现pH玻璃测量表面被这些悬浮的固体粘住，需要经常维护。可以通过选择平坦表面来解决此问题，自洁pH电极。在整个测试和操作过程中都掌握了pH信息，可以轻松生产出高质量的产品。
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