1 蔗糖產(chǎn)業(yè)概述

       蔗糖產(chǎn)業(yè)是涉及一、二、三產(chǎn)業(yè)的綜合性產(chǎn)業(yè)，是我國經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)、少數(shù)民族地區(qū)和邊境地區(qū)農(nóng)民就業(yè)增收和財政收入的重要支柱，為保障國家食糖供給安全、安邊富民、鄉(xiāng)村振興、促進經(jīng)濟社會發(fā)展作出了重要貢獻。

       蔗糖產(chǎn)業(yè)的主要產(chǎn)品為食糖。我國作為食糖生產(chǎn)和消費大國，經(jīng)過多年發(fā)展，蔗糖產(chǎn)業(yè)已形成了完整的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了以制糖企業(yè)為主，向產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)方式的初步轉(zhuǎn)變，形成了以白砂糖為主體的白糖產(chǎn)品和以赤砂糖、紅糖為主體的帶蜜糖及眾多甘蔗副產(chǎn)物精深加工產(chǎn)品在內(nèi)的蔗糖產(chǎn)業(yè)體系。蔗糖產(chǎn)業(yè)以制糖業(yè)為核心，涉及糖料種植、糖料制糖、利用制糖產(chǎn)物進行加工等環(huán)節(jié)。蔗糖產(chǎn)業(yè)全鏈條如圖1所示。

2 蔗糖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)

       蔗糖產(chǎn)業(yè)不僅關(guān)乎經(jīng)濟利益，還直接影響到國家的政治安全。鑒于全球市場上各國對蔗糖貿(mào)易采取高度保護主義，我國作為既是蔗糖生產(chǎn)大國又是消費大國的凈進口國，在維護國家利益及參與國際競爭的過程中，面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。為此，我國政府采取了一系列措施，如嚴厲打擊走私、實行關(guān)稅保護、制定優(yōu)惠政策等，以穩(wěn)定國內(nèi)市場、保護本土產(chǎn)業(yè)、促進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展。

       然而，在新的發(fā)展階段，蔗糖產(chǎn)業(yè)也遇到了新的問題和困難。隨著人們消費需求的日益多樣化和品質(zhì)化提升，對食糖產(chǎn)品提出了更高的標準。同時，在原料成本高、產(chǎn)品同質(zhì)化嚴重、數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型滯后、科技支撐力不足等因素的影響下，我國食糖產(chǎn)品在市場上缺乏競爭力和吸引力。因此，必須加快推進蔗糖產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，提高產(chǎn)品質(zhì)量和附加值，拓展產(chǎn)品種類和功能性，增強產(chǎn)品創(chuàng)新能力和市場適應(yīng)能力。在“十四五”規(guī)劃時期，我國蔗糖產(chǎn)業(yè)應(yīng)抓住機遇，應(yīng)對挑戰(zhàn)，推動產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，為建設(shè)新農(nóng)業(yè)、新農(nóng)村、新農(nóng)民作出積極貢獻。

3 蔗糖產(chǎn)業(yè)計量發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 蔗糖產(chǎn)業(yè)計量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

3.1.1 制糖工藝計量測試技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

       我國制糖計量測試技術(shù)在國際上總體處于較先進的水平，但在工藝參數(shù)自動化控制、在線監(jiān)測設(shè)備和傳感器的應(yīng)用以及糖品參數(shù)檢測方面，相較于制糖發(fā)達國家仍有差距。例如，在甘蔗蔗糖分檢測方面，國內(nèi)主要采用旋光儀進行測定，需使用含鉛澄清劑處理蔗汁以避免懸濁物干擾，而國際糖品分析統(tǒng)一方法委員會（ICUMSA）已開發(fā)出利用近紅外旋光儀測定甘蔗蔗糖分的方法，一些研究機構(gòu)也在探索利用近紅外光譜法等新技術(shù)，以實現(xiàn)更便捷的蔗糖分檢測。又如，在煮糖工序中，糖漿過飽和度是決定白糖結(jié)晶質(zhì)量的關(guān)鍵指標，但它是一個多參數(shù)關(guān)聯(lián)的指標，目前尚無法通過儀器直接測量，通常依據(jù)糖液錘度（濃度）結(jié)合溫度、真空度等其他參數(shù)進行計算得出。國內(nèi)仍有不少制糖企業(yè)依賴煮糖師傅的經(jīng)驗，用目視手觸的方法從煮糖罐中抽取過飽和糖漿，憑經(jīng)驗判斷過飽和度和結(jié)晶質(zhì)量。相比之下，國內(nèi)外先進制糖企業(yè)已采用在線錘度儀（折射率原理或微波原理）監(jiān)測糖漿錘度的變化趨勢，再結(jié)合其他在線監(jiān)測指標，實現(xiàn)了煮糖結(jié)晶的自動化控制，但這些先進的測量儀表、傳感器以及相配套的煮糖參數(shù)控制軟件多源自國外。

       制糖工藝計量測試技術(shù)的發(fā)展趨勢是與工業(yè)自動化技術(shù)相結(jié)合，推動制糖生產(chǎn)向智能化、數(shù)字化和信息化邁進，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量?，F(xiàn)代過程分析技術(shù)的應(yīng)用是這一融合趨勢的重要標志，它通過現(xiàn)場使用儀器與化學(xué)計量學(xué)的結(jié)合，檢測物質(zhì)的物理或化學(xué)性質(zhì)，以及那些傳統(tǒng)物理量（溫度、壓力、流量等）無法實現(xiàn)測量的項目，其主要特征包括：無需化學(xué)試劑或特殊制樣，即可實現(xiàn)現(xiàn)場或在線無損分析；測量速度快，多以測量化學(xué)成分信息為主；多采用化學(xué)計量學(xué)方法建立定量或定性分析模型，可實現(xiàn)多種物化性質(zhì)的同時測定，分析效率高；多數(shù)光譜類在線分析儀器采用光纖傳輸技術(shù)，適用于環(huán)境較為苛刻的場合，并可對多路多組分進行連續(xù)同時測量。目前，應(yīng)用最為廣泛的過程分析技術(shù)包括近紅外光譜、中紅外光譜、拉曼光譜、太赫茲光譜、激光誘導(dǎo)擊穿光譜、核磁共振波譜等光譜學(xué)結(jié)合化學(xué)計量學(xué)的方法。

3.1.2 糖品檢測計量測試技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

       傳統(tǒng)的糖品檢測技術(shù)主要包括物理學(xué)檢驗法和化學(xué)檢驗法兩大類。物理檢驗法主要用于測定糖品錘度、旋光度、視干物（固溶物）等物理參數(shù)，這些參數(shù)與糖品的組分及相關(guān)含量存在一定關(guān)系?；瘜W(xué)檢驗法主要有滴定分析法、比色法和質(zhì)量分析法3種：滴定分析法用于測定還原糖分、蔗糖分、硫酸鹽和金屬元素等的含量；比色法用于測定色值、磷酸值、二氧化硫和總砷含量等；質(zhì)量分析法用于測定鉀、鈉含量。

       近年來，糖品檢測引入了多種現(xiàn)代儀器檢測技術(shù)，如分子光譜分析技術(shù)、原子光譜分析技術(shù)、色譜分析技術(shù)、電化學(xué)分析技術(shù)等。這些技術(shù)很大程度上克服了傳統(tǒng)化學(xué)分析法存在的諸多局限，如分析時間長，不便于實時指導(dǎo)工藝流程的改進；儀器設(shè)備自動化程度低，不便于在線檢測；分析項目單一，不能實現(xiàn)多項目同時分析等。

       糖品檢測計量測試技術(shù)的發(fā)展趨勢是新型檢測方法、新型儀器（傳感器）與新型標準物質(zhì)的有機結(jié)合，旨在實現(xiàn)糖品質(zhì)量的快速、精準、無損、無污染和多功能多指標檢測。生物技術(shù)、量子技術(shù)、微機電技術(shù)等前沿技術(shù)的進步極大推動了傳感器和科學(xué)儀器向微型化、芯片化、嵌入式方向發(fā)展。同時，針對單一參數(shù)快速檢測的快檢儀器也層出不窮。例如，ATP熒光快速檢測儀利用熒光素酶催化熒光素和ATP發(fā)生氧化反應(yīng)形成氧化熒光素并發(fā)出熒光的原理，能夠快速、靈敏地檢測糖品是否受到微生物污染。

3.2 蔗糖產(chǎn)業(yè)計量管理與服務(wù)現(xiàn)狀

       制糖企業(yè)普遍配備了數(shù)量眾多的計量器具和測量控制設(shè)備，一些老牌國企還建立了壓力變送器、溫度二次儀表等計量標準，對量大面廣的計量器具開展檢定/校準。大中型制糖企業(yè)還配備了數(shù)量不等的專、兼職計量人員，負責計量器具的使用和管理。但總體而言，整個行業(yè)的計量技術(shù)、管理水平和素質(zhì)普遍不高，制約著產(chǎn)業(yè)向高端化、智能化、綠色化發(fā)展。具體問題體現(xiàn)在以下幾個方面：

3.2.1 企業(yè)計量理念與計量意識滯后于現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展

       國內(nèi)多數(shù)制糖企業(yè)計量理念與計量意識薄弱，對生產(chǎn)工藝參數(shù)的監(jiān)控能力參差不齊，產(chǎn)品質(zhì)量和加工成本與國際先進水平存在較大差距。盡管不少企業(yè)已在工藝控制、能耗和污染排放監(jiān)測等環(huán)節(jié)實現(xiàn)了自動化，且大中型企業(yè)普遍采用了DCS控制系統(tǒng)，但缺乏對關(guān)鍵控制點數(shù)據(jù)準確性的關(guān)注，對計量的認知還停留在稱重設(shè)備和化驗室分析儀器上，缺少對在線儀器和傳感器數(shù)據(jù)準確性的計量意識。

3.2.2 企業(yè)計量管理體系不健全

       部分制糖企業(yè)的管理制度存在缺陷或執(zhí)行不力，計量管理方法單一，缺乏系統(tǒng)化的計量管理體系。企業(yè)計量內(nèi)控不到位，甚至出現(xiàn)使用中發(fā)現(xiàn)不合格計量器具不及時向單位計量部門報告，也不做記錄，僅經(jīng)簡單修理完后便重新投入使用的情況。這不僅導(dǎo)致不合格計量器具得不到及時處理，而且使得不合格過程得不到正確評價，更無法對產(chǎn)品可能存在的風(fēng)險進行追溯。

3.2.3 計量器具與從業(yè)人員配備不足

       多數(shù)制糖企業(yè)尚未實現(xiàn)全流程參數(shù)自動化監(jiān)控，生產(chǎn)過程仍需人工干預(yù)，計量器具和在線監(jiān)測設(shè)備配備不足，且性能難以滿足實際要求。企業(yè)的計量人員通常由質(zhì)量管理人員兼職，生產(chǎn)部門、化驗部門也各有質(zhì)量管理人員和儀表工兼職計量工作，導(dǎo)致計量技術(shù)和管理水平整體不高。

3.2.4 計量技術(shù)機構(gòu)服務(wù)供給能力不足

       許多計量技術(shù)機構(gòu)對制糖企業(yè)的計量技術(shù)服務(wù)僅局限于傳統(tǒng)的計量器具量值傳遞，計量數(shù)據(jù)不能很好指導(dǎo)企業(yè)生產(chǎn)，計量服務(wù)不能支撐產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，計量與生產(chǎn)、計量與產(chǎn)品、計量與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)系不緊密，難以滿足產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)鍵參數(shù)的計量測試需求、生產(chǎn)過程關(guān)鍵參數(shù)的在線監(jiān)測計量測試需求、快速檢測技術(shù)應(yīng)用于糖品檢測的計量測試需求、專用儀器計量測試方法缺失的需求以及產(chǎn)品全壽命周期計量保證需求。

4 蔗糖產(chǎn)業(yè)共性計量技術(shù)需求

4.1 生產(chǎn)過程關(guān)鍵參數(shù)在線監(jiān)測設(shè)備校準需求

       相較于離線檢測，生產(chǎn)過程關(guān)鍵參數(shù)的在線監(jiān)測能實時反映生產(chǎn)過程工藝狀況，提高生產(chǎn)過程工藝參數(shù)的優(yōu)化效率，減少人為誤差對生產(chǎn)過程質(zhì)量監(jiān)控的影響。當前，國內(nèi)眾多制糖企業(yè)在壓榨、澄清、蒸發(fā)煮糖等工序中，已廣泛采用在線測量儀表或傳感器，對溫度、壓力、流量、液位等工況條件以及質(zhì)量、pH值、錘度等物料參數(shù)進行實時監(jiān)測，極大提高了生產(chǎn)效率。然而，企業(yè)普遍反映，這些在線監(jiān)測儀表存在“測不到、測不準”等問題，且缺乏必要的計量保證措施，數(shù)據(jù)的準確性和可靠性有待驗證。例如，用于監(jiān)測糖漿過飽和度的在線錘度計，在測定高錘度糖漿的測量中常與實驗室測量值存在較大偏差；成品糖在線色值檢測儀長期使用后數(shù)據(jù)漂移難以修正等，都是困擾企業(yè)的難題。

4.2 糖品質(zhì)量關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)指標檢測需求

       糖品質(zhì)量關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)是衡量制糖工藝效果的重要指標，是評定白砂糖產(chǎn)品質(zhì)量等級的重要依據(jù)，反映了整個制糖生產(chǎn)過程的工藝水平，也決定了各企業(yè)制糖產(chǎn)品的質(zhì)量等級和貿(mào)易價格。由于質(zhì)量關(guān)鍵技術(shù)指標檢測不統(tǒng)一，企業(yè)常面臨產(chǎn)品質(zhì)量控制困難，導(dǎo)致成品糖定級不準確，進而引發(fā)貿(mào)易糾紛和經(jīng)濟損失。例如，白砂糖色值作為反映糖品質(zhì)量的關(guān)鍵指標，其測量結(jié)果常存在不一致性。盡管用于檢測色值的分光光度計和阿貝折射儀等儀器均經(jīng)計量檢定合格，但仍難以保證不同計量技術(shù)機構(gòu)間測量結(jié)果的一致性，亟需實施測量全流程的計量保證方案。

4.3 糖品質(zhì)量控制中的快速檢測技術(shù)需求

       制糖中間產(chǎn)品質(zhì)量指標數(shù)據(jù)是反映制糖生產(chǎn)工藝參數(shù)的重要依據(jù)。傳統(tǒng)化學(xué)分析法步驟繁冗，易引入人為誤差，且檢測周期長，對工藝參數(shù)的監(jiān)控嚴重滯后，難以及時反饋調(diào)整參數(shù)。目前，部分制糖企業(yè)已嘗試將近紅外光譜分析儀、二氧化硫快速測定儀等快速檢測技術(shù)應(yīng)用于糖品質(zhì)量指標檢測中，實現(xiàn)了高效、快速的理化指標檢測。然而，這些快速檢測儀器和方法仍存在量值溯源性和準確性驗證等計量技術(shù)難題，限制了其作為標準方法的應(yīng)用。

4.4 制糖新工藝、新產(chǎn)品的計量需求

       在國外，基于對糖類產(chǎn)品、蔗渣、濾泥、糖蜜等初級產(chǎn)品的三次加工，企業(yè)開發(fā)出醫(yī)藥制品、高級調(diào)味品、食品添加劑等產(chǎn)品，使得產(chǎn)業(yè)鏈有了進一步的延伸空間。未來，蔗糖產(chǎn)業(yè)將圍繞多產(chǎn)融合、多元開發(fā)、綠色發(fā)展的理念，加強以食糖為原料的高附加值產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)的計量技術(shù)研究，以滿足產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的需求。

5 蔗糖產(chǎn)業(yè)計量提升建議

5.1 對接產(chǎn)業(yè)重大發(fā)展戰(zhàn)略，助力產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

       近年來，廣西、云南等蔗糖主產(chǎn)區(qū)的人民政府相繼出臺了糖業(yè)相關(guān)的配套發(fā)展政策。廣西出臺了《關(guān)于深化體制機制改革加快糖業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見》《廣西糖業(yè)降本增效三年行動計劃工作方案》《廣西糖業(yè)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》等文件，云南也出臺了《云南省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化三年行動方案（2022—2024年）》《云南省“十四五”食品工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》等文件，這些文件均強調(diào)了蔗糖產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的路徑，即“降本、提質(zhì)、增效、綠色發(fā)展”。計量工作需對接這些重大發(fā)展戰(zhàn)略，具體包括：服務(wù)糖料蔗種植，助力降低糖料蔗成本；服務(wù)制糖工藝控制與優(yōu)化，助力降低蔗糖加工成本；服務(wù)產(chǎn)品檢測與控制，保障蔗糖產(chǎn)品質(zhì)量；服務(wù)新產(chǎn)品開發(fā)與優(yōu)化，助推深加工領(lǐng)域質(zhì)量提升；服務(wù)產(chǎn)業(yè)標準化建設(shè)，以標準助推產(chǎn)業(yè)全面提質(zhì)；服務(wù)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)改造升級，助力提升效能、提增效益；服務(wù)產(chǎn)業(yè)節(jié)能技術(shù)推廣應(yīng)用，助力節(jié)能降耗、提增效益；服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈條延伸拓展，助力延鏈拓鏈、提增效益；服務(wù)產(chǎn)業(yè)降碳減污，助力綠色發(fā)展。如此方能充分發(fā)揮計量作為國家質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)支撐作用。

5.2 轉(zhuǎn)變工作思路，優(yōu)化計量服務(wù)供給

       蔗糖產(chǎn)業(yè)需轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)計量工作思路，以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，以提升產(chǎn)品質(zhì)量為目標，讓計量走出實驗室、深入生產(chǎn)線，從標況下的檢定/校準擴展到工況下的校準、測試，實現(xiàn)從單一參數(shù)向多參數(shù)耦合校準的轉(zhuǎn)變，以及從獨立設(shè)備計量向系統(tǒng)綜合計量的轉(zhuǎn)變；應(yīng)涵蓋從單臺儀器的偏差控制到整個系統(tǒng)量值保障的全過程，并將數(shù)據(jù)的產(chǎn)生與應(yīng)用納入計量保障體系。符合性評價作為工藝、產(chǎn)品質(zhì)量的底線，已經(jīng)無法滿足企業(yè)對提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、增加經(jīng)濟效益的需求。因此，計量工作不僅要堅守底線，更應(yīng)提高上限，發(fā)揮計量產(chǎn)業(yè)支撐、創(chuàng)新引領(lǐng)、標準提升和質(zhì)量保障方面的積極作用。

5.3 推進國家蔗糖產(chǎn)業(yè)計量測試中心建設(shè)，提供“一站式”產(chǎn)業(yè)服務(wù)

       同時，國家蔗糖產(chǎn)業(yè)計量建設(shè)國家蔗糖產(chǎn)業(yè)計量測試中心，通過強化計量測試能力與計量科研創(chuàng)新能力，可以集中優(yōu)勢資源，為蔗糖產(chǎn)業(yè)提供全產(chǎn)業(yè)鏈的計量測試能力和產(chǎn)品全壽命周期的計量保障；可以幫助企業(yè)從源頭把控，提升過程控制能力，及時進行動態(tài)優(yōu)化，有效解決產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測滯后的問題；可以聚焦攻克制約產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的難點，打通堵點，突破關(guān)鍵測量技術(shù)，以科研創(chuàng)新引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展；可以促進形成穩(wěn)定高效的產(chǎn)業(yè)鏈，全面提升產(chǎn)業(yè)競爭力，為加快建設(shè)全國統(tǒng)一大市場提供產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)；可以發(fā)揮挖掘需求、跟蹤監(jiān)測、協(xié)調(diào)改進、推廣應(yīng)用等關(guān)鍵作用，解決蔗糖產(chǎn)業(yè)“測不了、測不全、測不快”的難題，通過加強關(guān)鍵計量測試技術(shù)、測量方法研究和裝備研制，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供“三全一前”的計量測試服務(wù)，有利于提高企業(yè)自主創(chuàng)新能力、激發(fā)內(nèi)在發(fā)展動力，推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)高端化、智能化、綠色化轉(zhuǎn)型及全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化升級。

       同時，國家蔗糖產(chǎn)業(yè)計量測試中心不僅可以向產(chǎn)業(yè)提供計量測試技術(shù)服務(wù)，還將廣泛聯(lián)絡(luò)行業(yè)協(xié)會、生產(chǎn)企業(yè)、科研院所、高等院校，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)計量測試聯(lián)盟，挖掘產(chǎn)業(yè)計量科技創(chuàng)新合作潛力，推動產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的計量科技創(chuàng)新體系，有效利用產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新資源，聯(lián)合立項、聯(lián)合攻關(guān)、聯(lián)合研發(fā)。通過“中心-聯(lián)盟-平臺”的建設(shè)思路，積極探索研究構(gòu)建產(chǎn)業(yè)技術(shù)服務(wù)大平臺，打造集計量、標準、檢測、認證、認可科研、咨詢、培訓(xùn)、知識產(chǎn)權(quán)、科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化為一體的產(chǎn)業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺，發(fā)揮質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施“一站式”服務(wù)、設(shè)備資源協(xié)同共享、專家學(xué)者技術(shù)引領(lǐng)、產(chǎn)業(yè)企業(yè)協(xié)調(diào)聯(lián)動的優(yōu)勢，為蔗糖產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供新動能。

來源于廣西壯族自治區(qū)計量檢測研究院 范曉輝