

製糖工場とは、サトウキビから得られる粗糖、またはテンサイから抽出される糖を精製して白い精製糖にする工場のことである。
サトウキビ製糖工場では伝統的に粗糖を生産しています。粗糖は糖蜜が残っているため、家庭で消費され、清涼飲料水や食品の原料として使われる白砂糖よりも色(および不純物)が多くなります。粗糖は精製しなくても美味しく飲めます。精製されるのは、健康、色、純粋な砂糖の味を求めるなどの理由からです。粗糖は輸送に安定しており、製糖工場から白砂糖に加工する場所に運ぶことができます。サトウキビ製糖工場では、地元市場向けにプランテーション(またはミル)ホワイトと呼ばれる部分的に精製された製品を製造することが多いですが、これは精製工場で作られた白砂糖よりも劣ります。[ 1 ]
ビート糖工場では粗糖も生産できますが、これは味が良くありません。製造工程に粗糖の段階はなく、ビートから抽出した糖は洗浄後、直接結晶化されて白砂糖になります。[ 1 ]
砂糖を精製する技術の起源はペルシャのホラサン地方にあるようです。次に、ヴェネツィア人が砂糖菓子に似た精製糖を生産しました。1573年、ドイツ初の砂糖精製所がアウグスブルクに建設されました。[ 2 ] 17世紀には、オランダ人が精製所を始め、すぐにヨーロッパ市場を席巻しました。[ 3 ]大規模な精製所に伴うリスクは、保険業界の発展を促しました。

近世初期(西暦1500年から1800年)の砂糖精製工程は、いくつかの標準的なステップで構成されていました。まず、粗糖を銅製のボイラーに入れ、雄牛の血と石灰水を混ぜました。この混合物を一晩置いて溶かしました。翌朝、鍋またはボイラーの下に火をつけました。すると、血液のアルブミンが凝固し、砂糖の機械的不純物を絡め取り、絶えず取り除かれるスカムを形成しました。その後、混合物のサンプルが透明になるまで煮詰め続けました。次に、指と親指の間で糸状になるくらいの粘度になるまで急速に煮詰めました。この時点で火を弱めました。2番目のステップは顆粒化でした。このために、シロップをクーラーと呼ばれる容器に移し、木製のオールでかき混ぜて顆粒状にしました。3番目のステップは、顆粒状の砂糖を型に入れることでした。[ 4 ]
最初の製糖工場は西ヨーロッパの沿岸都市に建設されました。当時、商品は目的地に到着する前に船から艀に積み替えられるのが一般的だったため、必ずしも港湾都市にある必要はありませんでした。製糖工場は、北米、ヨーロッパ、日本など、砂糖の消費量が多い地域に多く建設されています。1990年代以降、中東および北アフリカ地域、例えばドバイ、サウジアラビア、アルジェリアなどに、最新鋭の製糖工場が数多く建設されました。世界最大の製糖会社は、北米とヨーロッパに施設を持つアメリカン・シュガー・リファイニング社です。


1500 年頃から 1800 年頃にかけて建設された砂糖精製所は、専用の建物を必要としませんでした。理想的には、広い運河沿いの広い通りに良い埠頭があり、資源をはしけや道路で低コストで運び込めるように配置されていました。精製所は他の建物からある程度離れている必要もありました。特に夏場は、製品を乾燥させて結露を防ぐために風が必要でした。煙突も周囲の建物よりかなり突き出ている必要がありました。[ 5 ] 1800 年頃から産業革命により、蒸気機関やあらゆる種類の機械が導入され、精製プロセスが変わりました。これにより、非常に浅い床が多数あることで識別できる特殊な建物が建設されるようになりました。
1800年以前の精製所はオランダで詳細に記述されている。これは、オランダ共和国が長期間にわたり砂糖の貿易と精製を支配していたためである。オランダでは、理想的な精製所は少なくとも長さ150ラインラントフィート(0.3140 メートル)、幅30フィートであった。精製所の倉庫は道路/運河側にあり、少なくとも幅30フィート、長さ40フィート、高さ20フィートで、十分な自然光と2000~3000ポンドの樽を通すための10フィートの扉が2つ必要であった。倉庫には垂直搬送用のウインドラスと、少なくとも1800ポンドを計量できる秤が必要であった。 [ 6 ]理想的には、倉庫と精製所は別々の建物であったが、オランダの不動産価格が高かったため、これは稀であった。[ 7 ]
精製所は、同じ建物内の倉庫のすぐ後ろに位置していることが多かった。倉庫に最も近いのは原料の保管場所だった。ここには、1階から投入された様々な種類の粗糖を保管するための4つの部屋/箱があった。[ 8 ]これらの部屋はそれぞれ長さ6フィート、幅12~14フィートで、精製所の粗糖保管部分は長さ約30フィート、建物全体の幅と同じ、つまり少なくとも30フィートあった。残りの16~18フィートの幅には、あらゆる種類の道具や、スカムを移動するためのかごなどが置かれていた。最初の箱の近くには、ロープで垂直に物を運ぶために、天井と上のすべての階に穴が開いていた。1階には石灰の保管場所があり、それはパンと同じ大きさだったので、精製所を3~4か月稼働させるのに十分な量の石灰を保管できた。[ 8 ]
原材料の保管場所の後ろには乾燥小屋があり、乾燥ストーブまたはオーブンとも呼ばれていました。[ 9 ] 1つか2つの小屋は砂糖の塊を乾燥させるためのもので、さらに2つはキャンディーを作るためのものでした。これらの乾燥室は長さ10フィート、幅12フィート、高さ30フィートでした。それぞれに石炭で燃える鉄製のストーブがありました。それはレンガの中に設置され、部屋の外から燃料が供給されました。
精製所で実際に精製が行われていた部分は、乾燥室の後ろにありました。ここには、砂糖を煮沸するパン[ 10 ](ziedpannen)と呼ばれる銅製のボイラーがありました。オランダの精製所のほとんどは4つのパンがあり、多くは3つ、ごく少数は2つしかありませんでした。4つのパンがある場合、これらのパンは少なくとも25フィートの長さがありました。各パンはレンガ造りのアーチの上に置かれ、その下には専用のストーブがありました。これらのパンは、できるだけ多くの光を取り入れ、できるだけ風を少なくするために、精製所の奥に配置されていました。光は建物の裏側の正面から差し込み、その裏側は長さ約25フィートのオープンスペースで終わっていました。ここには土と石炭が保管されていました。[ 11 ]精製所の下には鉛管があり、そこから真水を汲み上げることができ、アムステルダムでは、はしけのシュイトワーテルで建物の裏側まで運ばれていました。[ 12 ]パンがあったのと同じ建物の部分には、2つの石灰貯水槽もありました。これらは少なくとも 30 フィートの深さに基礎を築き、地上から 4 フィートの高さに立っていた。それらは 9 フィート× 6 フィートで、パンの向かい側に立っていた。[ 13 ]石灰箱の後ろには、高さ 8〜9 フィートのスカム箱があった。最初のパンの向かい側 (通りから数えて) には、清澄ジュース貯水槽klaarselketelがあった。それは地上から約 4 フィートの高さにあり、約 8〜9000 ポンドの清澄砂糖を収容できた。
1800年以降の工業的な製糖工場は、砂糖を重力によって建物内を下方へと運び、複数の精製工程を経るという特徴を持っていた。他のいくつかの特徴と相まって、これは19世紀の製糖工場建築の典型的な形態を生み出した。例としては、ドミノ製糖工場、ボストン製糖工場、アムステルダム製糖工場、ウェスター製糖工場、ネーデルランズ製糖工場などが挙げられる。

精製プロセスは1793年にも詳しく記述されている。1833年の別の記述では、それを「血、卵、粘土などを用いた古い、またはドイツ式の方法」と呼んでいる[ 14 ]。当時、精製所ではさまざまな種類の砂糖が生産されていた。ローフシュガーが最高品質だった。次にランプシュガー、続いてバスタードシュガーがあった[ 15 ]。バスタードシュガーはローフシュガーとランプシュガーの搾りかすから作られた[ 16 ]。一般的には粉末状に挽かれて粉砂糖として販売された[ 17 ] 。砂糖菓子は、糸の周りに形成された非常に大きな結晶で構成されていた。砂糖の品質によって、白か茶色だった[ 18 ] 。
最初のステップは、おおよそ精製に相当するもので、鍋に真水と石灰水を入れることでした。次に、粗糖を鍋に入れました。鍋には支柱があり、これは鍋の前面の一部で、鍋の円周の 33 ~ 40% を占め、高さは約 2 フィートでした。鍋の下部が満たされた後、支柱を所定の位置に固定して、さらに充填できるようにしました。[ 10 ]その後、混合物を一晩放置して砂糖を溶かしました。翌日、鍋の下の火に火をつけ、混合物をゆっくりと加熱しました。砂糖が鍋に付着しないように、定期的にかき混ぜました。砂糖が完全に溶けたら、かき混ぜる頻度を減らしました。砂糖がほぼ沸点に達したら、火をほぼ消しました。加熱中に石灰が不純物と結合して固まったスカムを形成し、これは、長さ 6 ~ 8 フィートの柄が付いた穴の開いたシャベルのようなスキマー[ 19 ]で取り除かれました。[ 20 ]これが完了するとすぐに、卵を水に溶かした溶液を砂糖の混合物に浸した。これは、より多くの不純物を結合する卵白または卵白のためであった。これにより、より多くのスカムが削り取られた。これを5~6回繰り返し、表面にスカムの代わりに白いぬるぬるした層が現れるまで続けた。溶液は、清澄化されたという意味でklaarselと呼ばれた。 [ 21 ]ここでclearは透明という意味もあった。[ 22 ]非常に粗い砂糖を精製するために、地下水、さらに石灰、そしてさらに多くの卵が使用された。[ 23 ]卵の総使用量は1日あたり400~500個にもなり、冬には100個で4ギルダーの費用がかかった。新鮮な牛の血を加えると砂糖の清澄化に役立ったが、新鮮なものでない場合や高価な卵の代替品としてよく使用された。これにより砂糖が腐り、オランダでは公式には使用禁止となったが、効果はなかった。[ 24 ]
2 番目のステップは、澄んだ液体を濾過して貯蔵することでした。そのためには、澄んだジュースの貯水槽の上に置かれたフィルターの上で終わる銅管(または樋)を通して液体を供給し、澄んだジュースの貯水槽に運びました。このフィルターはかごの中の布で、卵の鱗、釘、木片などを捕らえました。[ 25 ]当時、澄んだジュースの貯水槽は、単に貯水槽と呼ばれていました。[ 22 ]また、最初の 2 つの鍋を洗浄している間、澄んだジュースを保管する役割も果たしました。
3 番目のステップは蒸発でした。[ 22 ]清澄化されたジュースの少量を最初の鍋に入れ、強火で沸騰させました。約 12 ~ 30 分で、蒸発により液体は必要な粘度に達します。[ 26 ]オランダでは、急速な蒸発は砂糖菓子の場合のみ明らかでした。[ 27 ]液体が指と親指の間に糸状になるかどうかのテストで、砂糖が「完成」したかどうかが判断されました。精製を続ける最初の選択肢は、重力を使用して残りの水を排出することで、塊状、角砂糖、またはバスタード砂糖になります。もう 1 つの選択肢は、熱によって残りの水を蒸発させることで、砂糖菓子になります。

4 番目のステップの冷却は、砂糖菓子には適用されませんでした。角砂糖の場合は、3 番目または 4 番目の鍋が冷却鍋として使用されました。塊砂糖の場合は、3 つの鍋が冷却に使用されました。[ 28 ]砂糖の鍋が「完成」(つまり煮詰め)するとすぐに、冷却鍋に移されました。十分に冷えると、砂糖に皮膜が形成されます。理想的には、次のバッチの煮詰めた砂糖がまさにこの瞬間に完成し、冷却鍋に加えられました。冷却鍋には最大 5 バッチまで満たすことができました。[ 27 ]上記の顆粒化も参照してください。
型に砂糖を詰めるのは 5 番目の工程でした。砂糖菓子は、砂糖を熱で乾燥させて作られました。そのため、砂糖は運搬用バケツで乾燥室に運ばれました。ここで砂糖はキャンディポットに入れられました。[ 29 ]砂糖を運搬用バケツに入れ、ポットに詰める作業には、約 2 ~ 3 分かかりました。理想的には、その時点で 2 つ目の鍋が運搬用バケツに詰められる準備ができていました。[ 30 ]砂糖菓子を作る場合、乾燥室には、約 6 時間の作業の後、4 つの鍋の生の砂糖から作られたキャンディポットが約 150 個収容できました。その後、乾燥室は清掃され、電源が切られ、ストーブの火がつけられました。[ 31 ]
砂糖の塊や角砂糖が作られる場合、砂糖は充填室に運ばれました(画像参照:1793年の充填型)。ここで型に砂糖が詰められました。型は円錐形で、先端に穴が開いており、布で塞がれていました。[ 32 ]充填室では、型に砂糖が詰められ、部屋の隅から始めて尖った方を下にして置かれました。その後、型は互いに積み重ねられ、外側の列は、他の用途には適さない壊れた型であるプレフィックスvoorzetselsで支えられました。[ 29 ]
翌日、型は上の階に運ばれた。[ 33 ]ここで型のストッパーが取り外され、数日かけてシロップが漏れ出し、収集ポットに集められた。次に型は箱の上に置かれ、型の外側に付着した砂糖が削り取られて集められた。パンは型から慎重に取り出された。[ 34 ]


イギリスの製糖業は、1544 年頃にロンドンに 2 軒の製糖所が設立されたことから始まった。これらは「砂糖工場」とも呼ばれていた。当初、アントワープとの激しい競争のため、その成功は限定的だった。1585年にアントワープが陥落した後、ロンドンの製糖業は拡大した。[ 35 ] ブリストルで最初の製糖所は 1607 年にロバート・アルドワースが単一のパン式製糖所を設立したことから始まった。[ 36 ]砂糖の貿易と精製は、18 世紀のブリストルの繁栄の主な源泉となった。一時期、ブリストルには 20 軒ほどの製糖所があった。[ 37 ]リバプールでは、最初の製糖所が 1667 年に設立された。[ 38 ]
スコットランドの砂糖精製産業は1667年に始まった。1715年までに、大西洋岸のグラスゴーと北海岸のリースに精製所ができた。しかし、スコットランドの精製産業の真の中心は、グラスゴーの郊外港であるグリーノックに設立された。ここで最初の砂糖精製所が1765年に設立された。1826年までにさらに5つの精製所が続いた。1869年までにグリーノックには14の砂糖精製所があり、最大の2つは週に14,000トンの砂糖を処理していた。さらに4つの砂糖精製所がクライド川沿いにあり、2つはリースにあった。[ 39 ]グラスゴーは、サトウキビ製糖工場に必要な非常に重い機械の生産の重要な中心地であった。[ 40 ]これは、より軽量だが同等の機械を必要とする砂糖精製の中心地としてのグリーノックの成長に貢献したと考えられる。

1859年、ヘンリー・テイト(1819年~1899年)はリバプールの砂糖精製所のパートナーとなり、すぐにその経営権を握った。1872年、彼の会社ヘンリー・テイト&サンズは同市にラブ・レーン精製所を開設した。1878年にはロンドン東部のシルバートンにテムズ精製所を開設した。[ 41 ]アブラム・ライル(1820年~)は重要な船主となった。1865年にグリーブ砂糖精製所の一部を購入したが、1881年に再び手放した。1883年にはロンドンにプレイストウ精製所を開設したが、テムズ精製所からわずか1.5マイルしか離れていなかった。[ 42 ] 1921年、両社は合併してテイト&ライルとなり、英国の砂糖の約50%を精製する会社となった。
第一次世界大戦後、イギリスの砂糖精製産業は衰退した。戦争によって政府はサトウキビ糖の輸入に完全に依存することの危険性を認識し、そのため、テンサイ糖工場で加工されるテンサイの栽培が奨励された。1973年にイギリスが欧州連合に加盟したことで、イギリスの精製産業はヨーロッパでの生産を優遇する欧州の法規制に対応しなければならなくなった。2010年、テート&ライルは砂糖精製事業をアメリカン・シュガー・リファイニングに売却し、アメリカン・シュガー・リファイニングはこれらの活動にテート&ライルの名称を使用することも許可された。[ 43 ]
ドイツでは、ハンブルクは初期の砂糖精製の中心地であり、アムステルダムの重要性に匹敵していました。1727年までにハンブルクには約200の精製所(Zuckersiedereiとして知られていた)があり、ドイツ市場を支配していました。[ 44 ] 1830年から1850年にかけて、このハンブルクの産業はほぼ完全に消滅しました。[ 45 ]ハンブルク最後のサトウキビ砂糖精製所はDampfzuckersiederei von 1848で、1885年に閉鎖されました。[ 46 ]
テンサイから砂糖を得る方法が発見された後、多くの製糖工場が設立され、テンサイの粗糖を生産するようになりました。マクデブルク近郊には、こうした工場が約400あり、ほぼすべての村に1つずつありました。1894年、これらの粗糖工場は、テンサイの粗糖を加工するヒルデスハイム製糖工場、ツッカー・ラフィネリー・ヒルデスハイムを設立しました。1913年には、ドイツのテンサイの63%が粗糖に加工され、その後別の製糖工場で加工されたと推定されました。米国ではこの割合はゼロでした。これは大きな混乱を引き起こしました。[ 47 ]
1938年、ヒルデスハイム製糖工場はブラウンシュヴァイク製糖工場を買収し、翌年閉鎖した。最終的に、原料糖工場の集中により、(中央)精製工場は不要になった。原料(ビート)糖工場は非常に大規模になったため、原料ビート糖を別の工場で処理するのではなく、敷地内で処理する方が合理的になった。[ 48 ]

1833年にアメリカ合衆国の砂糖精製所の概要が作成された。[ 49 ]当時、真空蒸発に切り替えた精製所はわずか3つで、残りは依然として従来の方法に頼っていた。[ 50 ]
1833年当時、フィラデルフィアには12の砂糖精製所があった。これらの精製所は14,000,000ポンドの粗糖を処理できた[ 51 ]。キャンビー&ラヴァリングの精製所は蒸気動力と真空パンを使用していたが、もう1つが加わろうとしていた[ 52 ]。ヴァイン通りのJGスミス&サンの精製所は広々として清潔だった。ブレッド通りのポール・ラジュス&カンパニーの精製所はフランス式に切り替えていた。これは鎖で吊るされたバッスクルパンを使用する方式で、蒸発に直火を使用する場合は固定式のパンよりもはるかに効果的だった[ 17 ] 。
ニューヨークでは、製糖工場は約 9,000,000 ポンドの粗糖を処理できた。その半分強が精製糖になり、4分の1 がバスタード シュガーになり、さらに 4分の 1 が糖蜜になった。[ 51 ] Steam Congress Company Archibald & Delafield は蒸気動力と真空パンを使用した。[ 53 ]リバティ ストリートの Teaman, Tobias & Co. の精製工場は、The Old Sugar House として知られる建物に設立された裕福な会社だった。[ 10 ] Meday & Ritter の精製工場も評判が良かった。[ 54 ]フランス式精製工場は加熱に蒸気を使用したが、蒸発には使用しなかった。[ 55 ]
1833年当時、ボルチモアには9つの製糖工場があった。かつては、これらの工場はキューバやブラジルから900万~1000万ポンドの粗糖を精製していたが、1833年にはボルチモアの製糖工場は深刻な問題を抱えており、処理されたのは約200万ポンドに過ぎなかった。大規模な蒸気式真空工場が焼失し、再建されなかった。コンコード通りのGWとH.ミラーの製糖工場は依然として好調だった。豊富な淡水と近くのフェデラル・ヒルからの粘土の恩恵を受けていた。[ 18 ]ボストンには、ドーン氏、アンドリュース氏、ホワイト氏が所有する3つの製糖工場があった。セーラムの製糖工場と合わせて、これらで約200万ポンドの粗糖が処理された。[ 15 ]
西に向かうと、ニューオーリンズの製糖工場は、周辺に多くのサトウキビ農園があったため、かなり異例だった。ニューオーリンズ製糖工場は、約100人の従業員を抱える巨大な施設で、真空釜と蒸気動力を使用していた。[ 56 ]ニューオーリンズには、古い方法を使用する小規模な製糖工場もあった。シンシナティには、ニューオーリンズからの粗糖に依存していた経営難の製糖工場があった。[ 57 ]
1974年にはアメリカに29の製糖工場があった。[ 58 ]


粗糖は製糖工場と製糖工場の両方で数ヶ月間保管されることがあります。保管中、粗糖の結晶は製糖工場での最終結晶化工程で残った糖蜜の薄い膜で覆われています。この糖蜜の膜は微生物の増殖の温床となり、保管に関連した品質低下につながります。[ 59 ]
砂糖の純度は極性によって測定され、これはショ糖の含有率を反映しています。今日では、多くの製糖工場が非常に高い極性の砂糖を購入しているため、アフィネーション工程を省略することが可能です。
アフィネーション工程の目的は、結晶の溶解を最小限に抑えつつ、未精製砂糖結晶を覆っている糖蜜の膜/コーティングを除去することです。未精製砂糖はミキサーに投入されます。ミキサーは通常、長さ約35フィート、幅3フィート、深さ4フィートの樋です。ここでアフィネーションシロップと混合され、約92ブリックスの「マグマ」と呼ばれる混合物が形成されます。マグマは、異物や硬い塊を捕捉する格子を通して、混合機からミキサーへと排出されます。[ 60 ]ミキサーは通常、長さ37.5フィート、 幅3フィート4インチ、高さ8フィート6インチです。ここでマグマは混合され、43~60 ℃ の温度で加熱されます。ミキサーの底部には遠心分離機へのシュートがあります。 [ 61 ]
遠心分離機では、シロップは遠心分離機の側面にある保持スクリーンを通してマグマから押し出され、分離されます。これにより、結晶が遠心分離機内に残り、残留シロップ膜も残ります。残留シロップ膜は、 バスケットに入ったままの結晶を熱湯(82℃以上)で洗浄することにより除去されます。洗浄された結晶は、その後遠心分離機から掻き出されます。[ 61 ]
この「アフィネーション糖」は次に溶解炉に運ばれます。溶解炉は通常、直径12フィート、高さ6フィートの円形タンクです。ここで砂糖は高純度の甘水と混合され、パドルで攪拌されます。[ 62 ]この混合物は蒸気で加熱され、甘水中の結晶が溶けて、一般に溶融液と呼ばれる液体が形成されます。[ 63 ]
精製工程は、清澄化と脱色の組み合わせから成ります。すべての清澄化処理には、溶融液と熱い石灰乳(水酸化カルシウムの水中懸濁液)の混合が含まれます。[ 64 ]この処理により、硫酸塩、リン酸塩、クエン酸塩、シュウ酸塩などの多価陰イオン(カルシウム塩として沈殿)や、タンパク質、サポニン、ペクチンなどの大きな有機分子(多価陽イオンの存在下で凝集)を含む多くの不純物が沈殿します。さらに、アルカリ性条件下では、グルコースとフルクトースなどの単糖類とアミノ酸のグルタミンが化学的に安定なカルボン酸に変換されます。未処理のまま放置すると、これらの糖類とアミン類は最終的にショ糖の結晶化を阻害します。[ 65 ]最も重要な清澄化プロセスは、炭酸化とリン酸塩化です。[ 64 ]
炭酸化処理を行う場合、アルカリ性の砂糖溶液に二酸化炭素を吹き込むと、石灰が炭酸カルシウム(チョーク)として沈殿します。チョークの粒子は不純物の一部を捕捉し、他の不純物を吸収します。リサイクル処理によってチョークの粒子が大きくなり、タンク(清澄槽)内で重い粒子が沈殿する自然凝集が起こります。最後にさらに二酸化炭素を加えると、溶液からさらにカルシウムが沈殿します。これはろ過され、よりきれいな黄金がかった薄茶色の砂糖溶液、いわゆる「薄いジュース」が残ります。[ 66 ]
リン酸塩処理を行う場合、溶融液を60~70 ℃に加熱し、少量のリン酸を加える。混合物を直ちに石灰処理してpHを7.0~8.0にする。その後、一方の端から清澄器に入り、 通過中に88℃に加熱される。これにより、リン酸カルシウムの凝集沈殿物が形成され、一部の不純物を捕捉し、他の不純物を吸収する。これはタンクの上部に浮上し、パドルですくい取られる。[ 64 ]
脱色は炭酸化とリン酸塩化の後に行われ、どちらも微細に分散した粒子状物質を濾過して終了します。[ 64 ]濾過された清澄液は、いくつかの方法で脱色できます。[ 67 ]骨炭は牛の長骨を焼結したものです。[ 68 ]脱色はできますが、コロイド状物質とかなりの量の灰も除去します。活性炭(GAC)単体では色だけを除去します。どちらも一般的に、直径約10フィート、高さ20~25フィートの円筒形のカラムで使用され、そのカラムを通して液体がゆっくりと濾過されます。一部の最新のプラントでは、イオン交換樹脂を使用したやや小型の円筒形を使用しています。これらははるかに速く動作します。
脱色された液体は蒸発器に送られます。これは蒸気で加熱され、真空下に置かれた密閉容器です。基本的な原理は、ジュースが減圧下で沸点よりも高い温度で蒸発器に入るか、またはこの温度まで加熱されるということです。これにより瞬間蒸発が起こり、多重効用蒸発によって濃縮が可能になります。1970年代には、アメリカの砂糖精製業者は一般的に二重効用または三重効用蒸発を使用していました。[ 69 ]
こうして得られるのは「濃縮ジュース」で、重量比で約60%のショ糖を含み、見た目はメープルシロップに似ている。また、紫外線で殺菌処理されている。濃縮ジュースはタンクに貯蔵して後工程に回すことができ、結晶化プラントの後工程への負荷を分散させる。
濃縮ジュースは、他の工程からリサイクルされた低品質の結晶砂糖と溶融器で混合され、濾過されて「標準液」となる。結晶化工程は、標準液を真空パンに供給することから始まり、通常は76ブリックスである。[ 70 ]これらのパンは基本的に単効用蒸発器であり、独自の真空源と凝縮器を備えている。[ 71 ]
砂糖の結晶を成長させるには、砂糖溶液を過飽和状態にする必要があります。過飽和には、ショ糖濃度と温度によって決まる3つの段階があります。準安定段階では、既存の結晶は成長しますが、新しい結晶は形成されません。 [ 72 ]種結晶を使用し、真空容器を準安定段階に保つことで、均一なサイズの結晶が生成されます。
種結晶は、通常は粒径と量が既知のスラリー状で反応槽に投入される。最初の結晶が形成されたら、結晶が所望のサイズに達するまで、標準液が反応槽に供給される。
出来上がった砂糖の結晶とシロップの混合物は、フランス語で「煮詰めた塊」を意味するmassecuiteと呼ばれます。シロップは、結晶がこの液体から成長するため、母液と呼ばれます[ 73 ]。1つの鍋のmassecuiteの量はstrikeと呼ばれます[ 71 ] 。
マッセキュイトは遠心分離機に送られ、遠心力によって結晶がシロップから分離されます。結晶は遠心分離機内に残り、温水で洗浄されて残りのシロップが除去されます。純粋な結晶砂糖は遠心分離機から取り出され、乾燥冷却器に送られます。[ 71 ]
1回のマスケットは通常、最初の1回と3回の再溶解の計4回のストライクにつながります。[ 71 ]これは、最初のストライクで残ったシロップ(ファーストジェットまたはファーストシロップ[ 74 ] [ 70 ]として知られる)を別の鍋に供給することによって行われます。2回目のストライクでは、ジェット2などとともに、さらに多くの結晶が生成されます。ジェット3と4のシロップは、ソフトシュガーの製造[ 70 ]やアフィネーション[ 71 ]によく使用されます。
グラニュー糖とは、個々の砂糖の粒が固まらない砂糖のことです。これは乾燥によって実現されます。乾燥機または造粒機は、通常、 直径1.5~2.4m、長さ7.6~11mの水平回転ドラムです 。これらの機械では、蒸気加熱された空気が結晶から水分を除去し、水分含有量を約1%から0.02%以下に減少させます。造粒機はまた、結晶同士を分離します。その後、結晶は冷却器に送られます。乾燥と冷却を組み合わせた機械もあります。[ 71 ]
完成品は大型のコンクリート製または鋼鉄製のサイロに保管されます。工業顧客向けにはバルク、大型袋、または25~50kg(55~110ポンド)入りの袋で出荷され、小売店向けには消費者向けのパッケージに梱包されます。
乾燥した砂糖は、粉塵爆発の危険性があるため、取り扱いには十分注意が必要です。例えば、 2008年にジョージア州ポートウェントワースの製糖工場で発生した粉塵爆発事故では、13人が死亡しました。
北米の多くの道路管理当局は、冬季の道路管理作業において、脱糖ビート糖蜜を除氷剤または凍結防止剤として使用している。糖蜜は直接使用することも、[ 75 ]液体塩化物と混合して路面に散布することも、道路に散布された塩の処理に使用することもできる。[ 76 ]糖蜜は、腐食を軽減し、塩水混合物の凝固点を下げるため、低温でも除氷剤の効果を維持できることから、道路塩単独よりも有利な場合がある。[ 75 ]また、液体を岩塩に加えることで、岩塩の跳ね返りや飛散が減り、必要な場所に留まり、融解プロセスを開始するまでの塩の活性化時間が短縮される。[ 76 ]
他の多くの産業と同様に、製糖工場でもここ数十年で工場自動化が盛んに推進されてきた。生産プロセスは一般的に中央プロセス制御システムによって制御され、このシステムがほとんどの機械や部品を直接制御する。製糖工場の遠心分離機などの特定の特殊機械については、セキュリティ上の理由から分散型PLCが使用される。[ 77 ]