我国蔗糖产业计量现状及提升建议
1 蔗糖产业概述
蔗糖产业是涉及一、二、三产业的综合性产业，是我国经济欠发达地区、少数民族地区和边境地区农民就业增收和财政收入的重要支柱，为保障国家食糖供给安全、安边富民、乡村振兴、促进经济社会发展作出了重要贡献。
蔗糖产业的主要产品为食糖。我国作为食糖生产和消费大国，经过多年发展，蔗糖产业已形成了完整的产业结构和产品结构，实现了以制糖企业为主，向产业化、规模化生产方式的初步转变，形成了以白砂糖为主体的白糖产品和以赤砂糖、红糖为主体的带蜜糖及众多甘蔗副产物精深加工产品在内的蔗糖产业体系。蔗糖产业以制糖业为核心，涉及糖料种植、糖料制糖、利用制糖产物进行加工等环节。蔗糖产业全链条如图1所示。
2 蔗糖产业发展的机遇与挑战
蔗糖产业不仅关乎经济利益，还直接影响到国家的政治安全。鉴于全球市场上各国对蔗糖贸易采取高度保护主义，我国作为既是蔗糖生产大国又是消费大国的净进口国，在维护国家利益及参与国际竞争的过程中，面临着严峻的挑战。为此，我国政府采取了一系列措施，如严厉打击走私、实行关税保护、制定优惠政策等，以稳定国内市场、保护本土产业、促进区域协调发展。
然而，在新的发展阶段，蔗糖产业也遇到了新的问题和困难。随着人们消费需求的日益多样化和品质化提升，对食糖产品提出了更高的标准。同时，在原料成本高、产品同质化严重、数字化智能化转型滞后、科技支撑力不足等因素的影响下，我国食糖产品在市场上缺乏竞争力和吸引力。因此，必须加快推进蔗糖产业转型升级，提高产品质量和附加值，拓展产品种类和功能性，增强产品创新能力和市场适应能力。在“十四五”规划时期，我国蔗糖产业应抓住机遇，应对挑战，推动产业实现高质量发展，为建设新农业、新农村、新农民作出积极贡献。
3 蔗糖产业计量发展现状
3.1 蔗糖产业计量技术发展现状及趋势
3.1.1 制糖工艺计量测试技术发展现状及趋势
我国制糖计量测试技术在国际上总体处于较先进的水平，但在工艺参数自动化控制、在线监测设备和传感器的应用以及糖品参数检测方面，相较于制糖发达国家仍有差距。例如，在甘蔗蔗糖分检测方面，国内主要采用旋光仪进行测定，需使用含铅澄清剂处理蔗汁以避免悬浊物干扰，而国际糖品分析统一方法委员会（ICUMSA）已开发出利用近红外旋光仪测定甘蔗蔗糖分的方法，一些研究机构也在探索利用近红外光谱法等新技术，以实现更便捷的蔗糖分检测。又如，在煮糖工序中，糖浆过饱和度是决定白糖结晶质量的关键指标，但它是一个多参数关联的指标，目前尚无法通过仪器直接测量，通常依据糖液锤度（浓度）结合温度、真空度等其他参数进行计算得出。国内仍有不少制糖企业依赖煮糖师傅的经验，用目视手触的方法从煮糖罐中抽取过饱和糖浆，凭经验判断过饱和度和结晶质量。相比之下，国内外先进制糖企业已采用在线锤度仪（折射率原理或微波原理）监测糖浆锤度的变化趋势，再结合其他在线监测指标，实现了煮糖结晶的自动化控制，但这些先进的测量仪表、传感器以及相配套的煮糖参数控制软件多源自国外。
制糖工艺计量测试技术的发展趋势是与工业自动化技术相结合，推动制糖生产向智能化、数字化和信息化迈进，从而提高生产效率和产品质量。现代过程分析技术的应用是这一融合趋势的重要标志，它通过现场使用仪器与化学计量学的结合，检测物质的物理或化学性质，以及那些传统物理量（温度、压力、流量等）无法实现测量的项目，其主要特征包括：无需化学试剂或特殊制样，即可实现现场或在线无损分析；测量速度快，多以测量化学成分信息为主；多采用化学计量学方法建立定量或定性分析模型，可实现多种物化性质的同时测定，分析效率高；多数光谱类在线分析仪器采用光纤传输技术，适用于环境较为苛刻的场合，并可对多路多组分进行连续同时测量。目前，应用最为广泛的过程分析技术包括近红外光谱、中红外光谱、拉曼光谱、太赫兹光谱、激光诱导击穿光谱、核磁共振波谱等光谱学结合化学计量学的方法。
3.1.2 糖品检测计量测试技术发展现状及趋势
传统的糖品检测技术主要包括物理学检验法和化学检验法两大类。物理检验法主要用于测定糖品锤度、旋光度、视干物（固溶物）等物理参数，这些参数与糖品的组分及相关含量存在一定关系。化学检验法主要有滴定分析法、比色法和质量分析法3种：滴定分析法用于测定还原糖分、蔗糖分、硫酸盐和金属元素等的含量；比色法用于测定色值、磷酸值、二氧化硫和总砷含量等；质量分析法用于测定钾、钠含量。
近年来，糖品检测引入了多种现代仪器检测技术，如分子光谱分析技术、原子光谱分析技术、色谱分析技术、电化学分析技术等。这些技术很大程度上克服了传统化学分析法存在的诸多局限，如分析时间长，不便于实时指导工艺流程的改进；仪器设备自动化程度低，不便于在线检测；分析项目单一，不能实现多项目同时分析等。
糖品检测计量测试技术的发展趋势是新型检测方法、新型仪器（传感器）与新型标准物质的有机结合，旨在实现糖品质量的快速、精准、无损、无污染和多功能多指标检测。生物技术、量子技术、微机电技术等前沿技术的进步极大推动了传感器和科学仪器向微型化、芯片化、嵌入式方向发展。同时，针对单一参数快速检测的快检仪器也层出不穷。例如，ATP荧光快速检测仪利用荧光素酶催化荧光素和ATP发生氧化反应形成氧化荧光素并发出荧光的原理，能够快速、灵敏地检测糖品是否受到微生物污染。
3.2 蔗糖产业计量管理与服务现状
制糖企业普遍配备了数量众多的计量器具和测量控制设备，一些老牌国企还建立了压力变送器、温度二次仪表等计量标准，对量大面广的计量器具开展检定/校准。大中型制糖企业还配备了数量不等的专、兼职计量人员，负责计量器具的使用和管理。但总体而言，整个行业的计量技术、管理水平和素质普遍不高，制约着产业向高端化、智能化、绿色化发展。具体问题体现在以下几个方面：
3.2.1 企业计量理念与计量意识滞后于现代产业发展
国内多数制糖企业计量理念与计量意识薄弱，对生产工艺参数的监控能力参差不齐，产品质量和加工成本与国际先进水平存在较大差距。尽管不少企业已在工艺控制、能耗和污染排放监测等环节实现了自动化，且大中型企业普遍采用了DCS控制系统，但缺乏对关键控制点数据准确性的关注，对计量的认知还停留在称重设备和化验室分析仪器上，缺少对在线仪器和传感器数据准确性的计量意识。
3.2.2 企业计量管理体系不健全
部分制糖企业的管理制度存在缺陷或执行不力，计量管理方法单一，缺乏系统化的计量管理体系。企业计量内控不到位，甚至出现使用中发现不合格计量器具不及时向单位计量部门报告，也不做记录，仅经简单修理完后便重新投入使用的情况。这不仅导致不合格计量器具得不到及时处理，而且使得不合格过程得不到正确评价，更无法对产品可能存在的风险进行追溯。
3.2.3 计量器具与从业人员配备不足
多数制糖企业尚未实现全流程参数自动化监控，生产过程仍需人工干预，计量器具和在线监测设备配备不足，且性能难以满足实际要求。企业的计量人员通常由质量管理人员兼职，生产部门、化验部门也各有质量管理人员和仪表工兼职计量工作，导致计量技术和管理水平整体不高。
3.2.4 计量技术机构服务供给能力不足
许多计量技术机构对制糖企业的计量技术服务仅局限于传统的计量器具量值传递，计量数据不能很好指导企业生产，计量服务不能支撑产业转型升级，计量与生产、计量与产品、计量与产业发展的关系不紧密，难以满足产品质量关键参数的计量测试需求、生产过程关键参数的在线监测计量测试需求、快速检测技术应用于糖品检测的计量测试需求、专用仪器计量测试方法缺失的需求以及产品全寿命周期计量保证需求。
4 蔗糖产业共性计量技术需求
4.1 生产过程关键参数在线监测设备校准需求
相较于离线检测，生产过程关键参数的在线监测能实时反映生产过程工艺状况，提高生产过程工艺参数的优化效率，减少人为误差对生产过程质量监控的影响。当前，国内众多制糖企业在压榨、澄清、蒸发煮糖等工序中，已广泛采用在线测量仪表或传感器，对温度、压力、流量、液位等工况条件以及质量、pH值、锤度等物料参数进行实时监测，极大提高了生产效率。然而，企业普遍反映，这些在线监测仪表存在“测不到、测不准”等问题，且缺乏必要的计量保证措施，数据的准确性和可靠性有待验证。例如，用于监测糖浆过饱和度的在线锤度计，在测定高锤度糖浆的测量中常与实验室测量值存在较大偏差；成品糖在线色值检测仪长期使用后数据漂移难以修正等，都是困扰企业的难题。
4.2 糖品质量关键技术参数指标检测需求
糖品质量关键技术参数是衡量制糖工艺效果的重要指标，是评定白砂糖产品质量等级的重要依据，反映了整个制糖生产过程的工艺水平，也决定了各企业制糖产品的质量等级和贸易价格。由于质量关键技术指标检测不统一，企业常面临产品质量控制困难，导致成品糖定级不准确，进而引发贸易纠纷和经济损失。例如，白砂糖色值作为反映糖品质量的关键指标，其测量结果常存在不一致性。尽管用于检测色值的分光光度计和阿贝折射仪等仪器均经计量检定合格，但仍难以保证不同计量技术机构间测量结果的一致性，亟需实施测量全流程的计量保证方案。
4.3 糖品质量控制中的快速检测技术需求
制糖中间产品质量指标数据是反映制糖生产工艺参数的重要依据。传统化学分析法步骤繁冗，易引入人为误差，且检测周期长，对工艺参数的监控严重滞后，难以及时反馈调整参数。目前，部分制糖企业已尝试将近红外光谱分析仪、二氧化硫快速测定仪等快速检测技术应用于糖品质量指标检测中，实现了高效、快速的理化指标检测。然而，这些快速检测仪器和方法仍存在量值溯源性和准确性验证等计量技术难题，限制了其作为标准方法的应用。
4.4 制糖新工艺、新产品的计量需求
在国外，基于对糖类产品、蔗渣、滤泥、糖蜜等初级产品的三次加工，企业开发出医药制品、高级调味品、食品添加剂等产品，使得产业链有了进一步的延伸空间。未来，蔗糖产业将围绕多产融合、多元开发、绿色发展的理念，加强以食糖为原料的高附加值产品的研发和生产的计量技术研究，以满足产业创新发展的需求。
5 蔗糖产业计量提升建议
5.1 对接产业重大发展战略，助力产业高质量发展
近年来，广西、云南等蔗糖主产区的人民政府相继出台了糖业相关的配套发展政策。广西出台了《关于深化体制机制改革加快糖业高质量发展的意见》《广西糖业降本增效三年行动计划工作方案》《广西糖业发展“十四五”规划》等文件，云南也出台了《云南省农业现代化三年行动方案（2022—2024年）》《云南省“十四五”食品工业发展规划》等文件，这些文件均强调了蔗糖产业转型升级的路径，即“降本、提质、增效、绿色发展”。计量工作需对接这些重大发展战略，具体包括：服务糖料蔗种植，助力降低糖料蔗成本；服务制糖工艺控制与优化，助力降低蔗糖加工成本；服务产品检测与控制，保障蔗糖产品质量；服务新产品开发与优化，助推深加工领域质量提升；服务产业标准化建设，以标准助推产业全面提质；服务产业生产技术改造升级，助力提升效能、提增效益；服务产业节能技术推广应用，助力节能降耗、提增效益；服务产业链条延伸拓展，助力延链拓链、提增效益；服务产业降碳减污，助力绿色发展。如此方能充分发挥计量作为国家质量基础设施的技术支撑作用。
5.2 转变工作思路，优化计量服务供给
蔗糖产业需转变传统计量工作思路，以产业需求为导向，以提升产品质量为目标，让计量走出实验室、深入生产线，从标况下的检定/校准扩展到工况下的校准、测试，实现从单一参数向多参数耦合校准的转变，以及从独立设备计量向系统综合计量的转变；应涵盖从单台仪器的偏差控制到整个系统量值保障的全过程，并将数据的产生与应用纳入计量保障体系。符合性评价作为工艺、产品质量的底线，已经无法满足企业对提高产品质量、降低生产成本、增加经济效益的需求。因此，计量工作不仅要坚守底线，更应提高上限，发挥计量产业支撑、创新引领、标准提升和质量保障方面的积极作用。
5.3 推进国家蔗糖产业计量测试中心建设，提供“一站式”产业服务
同时，国家蔗糖产业计量建设国家蔗糖产业计量测试中心，通过强化计量测试能力与计量科研创新能力，可以集中优势资源，为蔗糖产业提供全产业链的计量测试能力和产品全寿命周期的计量保障；可以帮助企业从源头把控，提升过程控制能力，及时进行动态优化，有效解决产品质量监测滞后的问题；可以聚焦攻克制约产业高质量发展的难点，打通堵点，突破关键测量技术，以科研创新引领产业发展；可以促进形成稳定高效的产业链，全面提升产业竞争力，为加快建设全国统一大市场提供产业基础；可以发挥挖掘需求、跟踪监测、协调改进、推广应用等关键作用，解决蔗糖产业“测不了、测不全、测不快”的难题，通过加强关键计量测试技术、测量方法研究和装备研制，为产业发展提供“三全一前”的计量测试服务，有利于提高企业自主创新能力、激发内在发展动力，推动传统产业高端化、智能化、绿色化转型及全产业链优化升级。
同时，国家蔗糖产业计量测试中心不仅可以向产业提供计量测试技术服务，还将广泛联络行业协会、生产企业、科研院所、高等院校，构建产业计量测试联盟，挖掘产业计量科技创新合作潜力，推动产学研相结合的计量科技创新体系，有效利用产业科技创新资源，联合立项、联合攻关、联合研发。通过“中心-联盟-平台”的建设思路，积极探索研究构建产业技术服务大平台，打造集计量、标准、检测、认证、认可科研、咨询、培训、知识产权、科技成果转移转化为一体的产业技术服务平台，发挥质量基础设施“一站式”服务、设备资源协同共享、专家学者技术引领、产业企业协调联动的优势，为蔗糖产业高质量发展提供新动能。
来源于广西壮族自治区计量检测研究院 范晓辉
