冰糖是我国传统的精制糖品，形态呈冰状，其味道纯正，清甜别具风味，有“润心肺躁热，治嗽消痰，解酒的中，助脾气，缓肝气”之功能，故障一般食用，烹饪调味外，还应用于医药，滋补食品等方面，向来为广大群众所喜爱。
冰糖的生产方式可分为静法生产和动法生产两种，前者生产的称之为盆冰糖，后者生产的则称为单晶体冰糖，它们都是蔗糖再结晶的产品。
所谓静法生产，就是我们占用至今的确传统生产工艺，即以蔗糖为原料，加入30%的水，经加热，溶解，前煮浓缩，过滤提纯，注入结晶盆内，静置保温一至两周，分离出糖蜜，所取得的湿冰糖烘干或晒干便获取成品。盆冰糖，体大晶莹，坚实干爽，溶解性好，消费者较熟悉。动法生产就是将蔗糖溶入定量的水中，经加热、过滤提纯，加入适量的晶体，在真空度为水银柱600毫米的摇摆式结晶罐中保温浓缩，蔗糖逐渐围绕晶体结晶，42小时后便形成呈12晶面的蔗糖单斜晶体。单晶体冰糖形态完整，晶柱均匀，纯净光亮。
这两种生产工艺相比可见，静法生产工艺无需复杂的机械设备，投产量见效快，有利于小型生产。本文就冰糖静法生产工艺的有关问题作些讨论，并对缩短冰糖结晶周期作点探索，供大家参考。
一、 冰糖静法生产工艺流程
糖蜜
白砂糖
水 加热溶解 过滤提纯 熬煮浓缩 静置保温 结晶管 分蜜
入库 包装 温冰糖烘干
沸腾5～10分钟，100目过滤，最终温度控制在115℃～118℃，时间为6～7天，挂线或挂片助晶，室温保持35～45℃。
二、 影响冰糖质量与出率的因素
冰糖的生产原料是蔗糖，它实际上就是一种高纯度的蔗糖结晶体。所以，蔗糖的性状必须会影响冰糖的质量与出率。
冰糖属于非还原性双糖，结晶是蔗糖的自然属性，它是一属性与糖液的纯度和所含有的非糖物质的性质有关。冰糖生产过程中，当饱和的蔗糖溶液在静置保温，自然冷却时，便形成过饱和蔗糖溶液，过饱和蔗糖溶液极不稳定，过剩的蔗糖生成晶体从溶液中折出。在结晶时，溶液中的杂质往往会被晶体表面所吸附，抑制了蔗糖晶体的生长。由于蔗糖在一定的条件下会水解成单糖，所以当蔗糖受潮时，部份的蔗糖便会水解生成单糖即葡萄糖、果糖。葡萄糖、果糖都为还原性糖类，它们具有阻碍蔗糖结晶的性能；同时因为葡萄糖和果糖的存在，大大增加了蔗糖的溶解度，改变蔗糖溶液的饱满和系数，致使某一温度下的过饱和蔗糖溶液变成饱和或不饱和溶液，即降低了蔗糖重新结晶的可能。蔗糖溶液在碱的作用下，并经较长时间高温加热，将分解成呈色较深的糖醛、丙酮、乳酸、乙酸和甲酸等其它有机化合物。特别是冰糖生产的传统工艺采用提放豆浆的方法去除蔗糖溶液的杂质，则蔗糖溶液在高温条件下与蛋白质充分接触，而导致羰～氨反应，生成有色物质。这些生成物在冰糖制取过程中起着阻碍晶体生长的不良作用。因此，我们必须选择纯度高，干燥流散的蔗糖作为制最冰糖的原料，同时在冰糖生产过程中，不宜添加石灰乳、豆浆等物质来去除杂质。
蔗糖溶液的水解反应即蔗糖分解速率，受其溶液的温度，浓度所影响。若将蔗糖溶液加热至108℃以上，则水解迅速，糖溶液浓度愈大，水解反应愈激烈，糖溶液温度越高，水解作用越显著。表（1）列出每100份糖液在1小时内蔗糖的水解速率。
表1 在不同温度及浓度下蔗糖的水解速率（%）
温度（℃） 蔗 糖 浓 度（重量计）
10% 30% 50%
8090100120130140 0.00440.00790.01140.02820.20550.5100 0.00470.00870.01270.05770.2600—— 0.01000.01980.02920.13990.5900——
（据《甘蔗制糖工艺学》）
表2 蔗糖溶解度与温度的关系
温度（℃） 每百克水中蔗糖的克数 每百克溶液中蔗糖的克数 温度（℃） 每百克水中蔗糖的克数 每百克溶液中蔗糖的克数
-80061218243036424854 105.8179.2185.8193.1201.0209.9219.5230.3242.2255.5270.5 64.1865.0165.8866.7867.7368.7069.7270.7871.8773.01 60667278849096100107115122 287.3306.2328.1352.9381.7415.7455.9487.2 74.1875.3876.6477.9279.2480.6182.0182.97848688
蔗糖溶液中酸的催化作用下,水解转化更加快。应正常情况来说，蔗糖溶液在高温熬煮过程中，每1克分子蔗糖分解成大约3克当量的酸，PH每升高一个单位或者温度升高10℃时，蔗糖的损失约增加三倍，而且与时间几乎成正比。
蔗糖这些性质，在冰糖生产的煎煮和结晶的时候，都具有十分重要的意义。
当然，冰糖的产品质量与出率和冰糖的生产工艺条件密切相关。整个生产过程，包括从溶糖、熬煮到结晶容器形状以及保温期间自然冷却的降温速度都影响其质量和出率，下面从两个方面加以讨论。
（一） 过饱和系数
蔗糖溶解度通常是随着温度的变化而变化，温度越高，溶解度越大；反之，温度越低，
溶解度越小。如表（2）所示。蔗糖溶于适量的水中，加热到沸腾，随着温度的升高，其溶解度增大，但饱和的糖液在温度下降以后，糖液就处于过饱和状态。
过饱和状态的表达形式以过饱和系数来表示：
过饱和系数= 某温度下被测糖液的浓度
同温度下饱和溶液的浓度
浓度指一份水所溶解的蔗糖量。
过饱和系数<1时，为溶晶区，即糖液处于不饱和状态，晶体只可能溶解，不可能长大。
过饱和系数为1.0～1.2时，为介稳区。在这一阶段，可以使晶体长大，但没有新的晶核生成。晶体形成速度较慢。
过饱和系数为1.2～1.3时，为中间区，不但已在存的晶体可以长大，而且如果受外界刺激时，也能生成少量的新晶核。
当过饱和系数>1.3时，为易变区，这时能自然结晶，晶核大量生成，往往会造成冰糖的“发砂”。
显而易见，冰糖糖液的熬制温度和结晶情况与过饱和系数有着密切的关系。我们在冰糖制造的过程中，主要是控制好糖液的过饱和系数。生产冰糖一般要求过饱和系数为1.2～1.3。其计算过程大体是：根据蔗糖的溶解度与温度的关系式，算出每百克糖液中所含的蔗糖的克数（S）。
S=64.397+0.07251t+0.0020569t2-9.035×10-6t3
其中t为℃
设熬煮糖液倒入结晶盆内的最初温度为95～98℃,由上式求得S1=82.257克/100克糖液
则此时蔗糖的浓度
K1= 82.257×100 =463克/100克水
100-82.257
为了确保糖液的过饱和系数为1.2，则K2应为1.2，（K2为糖液熬制到最高温度时的溶解度）
所以，K2=1.2K1=556克/100克水
由此可见，为了使糖液在开始的结晶时具有1.2的过饱和系数,那么糖液必须饱煮到浓度为556的温度方可.这时温度又应该是多少度呢?
我们再谈此温度时,水的重量为x克,蔗糖重量为y克,则：
100y = K2 =556
x
y + x = 100
解方程组得：y =84.7(克),x =15.28(克)
就是说100克溶液中溶解的蔗糖为84.72克,由表(2)可以查得,当115℃时,糖液溶解度可达86%,所以我们可以认为；如果糖液进入结晶盆内的最高温度为95～98℃，则熬制温度最好控制在115～116℃，这样可以确保糖液过饱和系数为1.2～1.3，即可以避免因过饱和系数过大而引起发砂，或因过饱和系数偏小，造成糖蜜份量的增加而影响其冰糖的出率。
（二） 糖液的降温速度
从以可知：冰糖糖液结晶的关键因素是控制好过饱和系数。过饱和系数的形成是由于糖
液的浓度差所引起的，而糖液的浓度差又是因糖液的变化所产生的。
熬煮的糖液具有较大的能量，其分子运动加剧，分子运动的速度加快，随着糖液温度的下降，过饱和系数的形成，晶核逐渐形成，并不断增大，形成晶块。当糖液温度下降到30～50℃时，分子运动有所缓和，速度下降，有助于晶体的形成和长大。这一阶段，即从熬煮的糖液出锅温度降至30～50℃的时间应该控制好，冷却速度过快，往往会造成冰糖的“冷仓”现象，产生无数个蔗糖的小晶粒，而无大的晶块形成；冷却速度过缓，又常常会造成冰糖的“烧仓”现象，晶核不易生成，增大，其结果糖蜜量加大，且导致冰糖蝗色泽加深。如果使糖液温度控制在30℃以下，延长其结晶周期，因分子运动能量较小，结晶速度很慢，故对冰糖的结晶、出率都影响不大。
冰糖静法生产传统工艺，一般采用砻糖（稻壳）保温，让糖液温度慢慢地自然下降，其结晶周期为一个星期，糖液温度下降情况如表（3）所示。
表3 糖液温度下降情况
天 数 上 午 下 午
第一天 85～82℃
第二天 77～79℃ 72～71℃
第三天 66～64℃ 61～59℃
第四天 55～53℃ 50～48℃
第五天 44～42℃ 40～38℃
第六天 36～34℃ 34～32℃
第七天 32～28℃
根椐表（3）的数据可作出糖液降温速率与时间关系的曲线图。如图（一）所示。
图（一）中的曲线是先陡后缓的。可以看出：当熬煮糖液注入结晶盆内的最初几天内，由于糖液与外间温度差较大，糖液温度下降速度率也相应较大。而后，由于糖液与外间温度逐渐缩小趋于接近，其糖液温度下降，速率必须缓慢。
我们借鉴砻糠保温工艺条件的数据，设想采用人工调节控制降温的方法，缩短冰糖生产的结晶周期，即以过饱和系数为依据，通过计算，首先拟定一条糖液降温曲线，然后再根据这条降温曲线反复进行验证测验，并作适当的修整，最后找出冰糖生产结晶期为四天的糖液降温速率，出率也比较理想，一般可达60%，且晶粒大小适中。
结晶周期为四天的调节温度以及降温时间如表（4）所示。
将调节温度与降温时间的关系点绘制在
表4 结晶期调节温度与时间关系
时间（小时） 温度（℃） 时间（小时） 温度（℃） 时间（小时） 温度（℃） 时间（小时） 温度（℃）
0 80 24 56 55 35 93 22
4 70 28 54 61 33 96 22
12 65 34 46 69 30
18 61 45 42 78 28
21 58 52 39 85 25
（二）图上。
从图（二）中的点可以大致看出降温时间与调节气温之间的关系，即温度随时间的变化而变化。为了能调节气温作出预测，我们可以运用概率和统计的理论求得它们的关系方程。
表（4）中的各个数据为二维坐标系中的17个坐标点，选以e为底的指数曲线。
其方程为 y-20 = Ae – Bx
令 Y = y – 20
则，对应的坐标为：（0，60）；（4，50）；（12，45）；（18，41）；（21，38）；（24，38）；（28，34）；（34，36）；（45，22）；（52，19）；（55，15）；（61，13）；（69，10）；（78，8）；（85，5）；（93，2）；（96，2）
将方程Y=Ae-Bx两边取对数得：
1nY=1Na-Bx
设：Y=1nY a=1nx
b=-B 得方程 Y=a+bX
这时得新坐标：（0，4.094）；（4,3.912）；（12,3.807）；（18,3.714）；（21,3.638）；（28,3.526）；（34,3.258）；（45,3.091）；（52,2.944）；（55,2.708）；（61,2.565）；（69,2.303）；（78,2.079）；（85,1.609）；（93,0.693）；（96,0.693）。
由以上数据可以得出x，y，Σx，Σy，Σx2，Σy2，1xx，1xy，1yy
计算出b= 1xy = - 0.0299
1xx
a=Y-bX =4.203
1Na=a A=ea=66.892
b=-B B=0.0299
方程为
y-20=66.892e-0.0299x……(1)
经过相关性论证，分别求出U、Q、F、也严格证时了温度的下降与时间具有相关关系。
我们把（1）式曲线绘制在图（二）上，以虚线（1）表示。以图（二）可以明显看出，实验数据表（4）所列坐标对曲线（1）有着一下的分散性，为了把曲线（1）向实验点逼近，我们曲线（1）作适当的修整，修整后的方程如下：
y-20=60e-0。0229x（0，24）
y-22=66.892e-0.0299x（24,72）……（2）
y-20=337.583e-0.0492x（72,96）
得出曲线（2），我们把曲线（2）也绘制在图（二）上，以实线（2）表示，我们可以从图（二）中直观地看出逼近性能很好。
经过一系列的理论计算和实践证明：可以采用人工调节控制温度的方法，来缩短冰糖静法生产工艺的结晶周期。
本文的出发点是：设想不要增添设备，仅利用冰糖结晶的特性和运用数学推导方法来提高冰糖的结晶率，缩短冰糖结晶周期，以达到提高经济效益的目的。以上是我们的一些体会，难免存差错之处，恳请同志们指正。
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