甜蜜诱惑

• 摘要：从甘蔗糖中提取糖时，pH值对最终产品的质量起到决定性的作用。然而，过去的测量技术在制糖业承受了很大的考验。因此，久茂开发了特殊pH电极，并成功用于厄瓜多尔的一家制糖厂。

世界不仅是圆的，而且还是甜的-至少从人均糖消耗量来看是这样的。古巴以人均年耗糖量约70kg领跑全球，巴西以64kg紧随其后。相比之下，德国的人均年耗糖量“只有”32kg，但这仍然相当于10000块方糖。在欧洲，蔗糖主要从甜菜中提取，而在南美洲、亚洲和非洲，甘蔗糖通常是初始产品。

在制糖过程中，收割的甘蔗在收割时会在制糖厂被切成段。在大多数工厂，甘蔗在压榨机机内进行加工，压榨机压榨甘蔗产生甘蔗汁。产生的残留物称为“甘蔗渣”。压榨出来的甘蔗汁被引到沉淀池。在沉淀池中，通过重力作用，将悬浮固体从甘蔗汁中分离出来。

压榨汁提取后，甘蔗糖是褐色粘稠状，称之为粗糖。粗糖不能长久的保存，而且也不如精糖有营养。因此，粗糖必须进行提炼。提炼过程本质上由两个步骤组成：亚硫酸盐化和加石灰。对于这两个步骤而言，pH值的测量对糖的最终质量均起到决定性作用。

亚硫酸盐化（加二氧化硫）有助于最终形白色成的糖，在这个过程中测量和监测pH值，来调节加入至甘蔗汁中的二氧化硫的量。在加石灰这一工艺中，将熟石灰加入甘蔗汁中，以中和pH值。这样能够阻止蔗糖分解为葡萄糖和果糖，还能加速亚硫酸钙沉淀，以便除去杂质。

对于所需的测量，糖膏的温度高达100℃。高温降低了传统pH电极的使用寿命。当冷却时，结晶的蔗糖也会粘在电极膜片上。pH 敏感玻璃膜片上的结晶层会严重干扰pH值的测量，甚至使测量不能进行。

因为电极中毒性物质（如硫）可能会存在于测量介质中，测量设备必须具备相当高的持久性和可靠性。制糖过程中的中毒性物质，在该过程中也就是因使用二氧化硫而形成的亚硫酸盐，能够通过多孔膜片和参比电解质接触到电极的导电元件。在那里，中毒性物质会破坏银/氯化银参比电极。最初，中毒性物质导致测量值的偏差，并最终导致测量电桥的失效。

因此，久茂开发了一种高污染特殊的pH和氧化还原复合电极，用于极端恶劣条件。JUMO tecLine HD pH和JUMO tecLine HD Rd都特别结实耐用。他们甚至能用于恶劣的工况，比如强污染物质和有毒物质，或者温度高达135℃，压力达13bar的含油介质。

一种全新开发并经过结构改进的PTFE环状膜片，具有很大的表面积，能够保证快速的响应时间，并且在用于严重污染介质或含油/油腻的过程水和废水时基本不发生渗透。双腔室结构是一种标准配置的特征。万一发生电极中毒性物质渗透时，其扩展的扩散途径能够阻止电极失效。参比系统中的大容量盐库保证了测量的长期稳定性。

我们还有集成有Pt1000温度探针的pH版本。久经考验的JUMO HT玻璃用作pH敏感玻璃膜片。除更大的温度电阻外，这种玻璃在碱性pH值（> 12）时具有高线性度。

此外，出于质量考虑，厄瓜多尔的制糖商需要将在线测得的pH值与在25�C时实验室内测量的pH值进行比较。因此，对于制糖过程，温度补偿是有必要的。这个任务所需的测量信号由与pH电极集成的温度探针提供。

另一项提高过程可靠性的措施是使用带气动伸缩式护套的自动清洗系统。这使得能够在不产生任何干扰的情况下，将pH电极从制糖过程中移除。此外，还可以在制糖过程外，利用伸缩式护套的漂洗室，对pH电极上的结晶残留物进行清洗。相关联的控制单元包括一个在实际应用中被久经考验的清洗程序，这个程序很容易适应工艺要求。

所有的这些措施不仅明显提高了最终产品的质量，还因为定期自动清洗而大大减少了维护工作。电极的使用寿命几乎可能达到以前所使用电极的两倍。

图1: 新型 JUMO tecLine HD pH 电极

图2：浸入式安装

图3：整套系统

图4: 方糖