甜菜糖（Beet Sugar）是欧洲、北美、中国北方（新疆、内蒙古、黑龙江）的主要食糖来源。甜菜制糖工艺的核心是“清净”——去除甜菜渗出汁（原汁）中的非糖分（甜菜碱、氨基酸、果胶、色素（类黑精、焦糖）、灰分（Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺、SO₄²⁻、Cl⁻）），获得高纯度糖汁，再经蒸发、结晶、分离、干燥得白砂糖。甜菜制糖的清净工艺以“双碳酸法”（double carbonation）为主——利用石灰乳[Ca(OH)₂]和CO₂（石灰窑气）反应生成CaCO₃沉淀，吸附非糖分和色素，同时脱除糖汁中的钙盐（防止蒸发罐结垢）。生石灰（石灰窑煅烧石灰石）是碳酸饱充的“原料来源”——既提供石灰乳（CaO + H₂O → Ca(OH)₂），又提供CO₂（CaCO₃ → CaO + CO₂↑），是甜菜制糖清净工艺的“物质与能量”双核心。没有生石灰（和石灰窑），双碳酸法无法运行，甜菜糖汁的清净只能依靠离子交换和膜分离（成本高），甜菜糖产业将难以规模化生产。

甜菜制糖“双碳酸法”清净工艺流程：甜菜（含糖15%-18%）经切丝、渗出（热水浸提，70-75℃）得渗出汁（原汁，糖度13%-16%，非糖分5%-8%，pH5.5-6.5）。原汁加热至85-90℃，进入预灰槽，加入石灰乳（10%-20% Ca(OH)₂，由生石灰（CaO≥85%，MgO≤2%）消化制得）调pH至11-12，中和有机酸（草酸、柠檬酸、苹果酸），凝聚蛋白质和胶体。预灰汁进入一碳饱充罐，通入石灰窑气（CO₂ 30%-40%，经除尘、洗涤、冷却），在60-70℃下饱充，控制pH10-11，反应：Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O。CaCO₃沉淀（活性高，粒径1-5μm）在生成过程中吸附非糖分（蛋白质、色素（类黑精、焦糖）、果胶、甜菜碱）和灰分（Mg²⁺、K⁺、SO₄²⁻），形成“CaCO₃-非糖分”絮体。一碳饱充汁经板框压滤（或真空过滤），滤液（一清汁，纯度88%-90%，色值3000-6000IU）进入二碳饱充。一清汁二次加灰（石灰乳，调pH至10-11），二碳饱充（pH8-9，温度60-70℃），进一步沉淀CaCO₃，吸附残余非糖分和色素，过滤得二清汁（纯度92%-94%，色值1000-2000IU）。二清汁（pH8-9）经SO₂（或CO₂）中和至pH7-8，进入蒸发工序（浓缩至65-70°Bx），再结晶、分离、干燥，得白砂糖（色值≤150IU，二氧化硫残留量≤30mg/kg）。石灰窑系统：石灰石（CaCO₃≥92%）与焦炭（或煤）在立窑（或回转窑）中煅烧（1000-1100℃），得生石灰（CaO）和窑气（CO₂ 30%-40%，N₂ 55%-65%，O₂ 2%-5%，SO₂ 0.01%-0.05%）。生石灰用于制备石灰乳，窑气用于碳酸饱充。生石灰的用量（每吨甜菜消耗30-50公斤CaO）需根据原汁非糖分含量和清净效果调整，石灰不足则清净不彻底，糖汁纯度低（<90%），糖分回收率下降；石灰过量则糖汁中残留Ca²⁺（>200mg/L），在蒸发罐中结垢（CaCO₃、CaSO₄），传热效率下降，能耗增加。石灰的品质要求：CaO≥85%，MgO≤2%（镁盐增加糖汁灰分），SiO₂≤3%（硅酸影响过滤），Fe₂O₃≤0.1%（铁使糖汁变色），粒度5-40mm（块状石灰石），窑气中SO₂<0.05%（SO₂会与糖汁反应生成亚硫酸盐，影响白砂糖色值和二氧化硫残留量）。石灰石中MgO含量过高（>3%）会导致石灰乳活性下降（Mg(OH)₂不参与饱充），增加石灰消耗，且糖汁中Mg²⁺增高，影响结晶（晶型变差）。

双碳酸法的优势：彻底脱钙——糖汁中Ca²⁺从200-500mg/L降至10-30mg/L，减少蒸发罐和结晶罐结垢（垢层厚度从每年5-10mm降至1-2mm），延长清洗周期；高效除杂——CaCO₃沉淀吸附非糖分和色素，清汁纯度可达92%-94%，白砂糖色值≤150IU（国际高级白砂糖标准）；工艺成熟、设备简单、适合大规模生产（日处理甜菜3000-10000吨）。缺点是能耗高（石灰窑煅烧耗煤，每吨石灰石耗煤100-150kg），CO₂排放高（每吨甜菜耗石灰石50-80kg，排放CO₂ 20-30kg），且产生大量滤泥（CaCO₃，含非糖分，含水率60%-70%，每吨甜菜产滤泥30-50kg），需资源化利用（制水泥、土壤改良剂、烟气脱硫剂）。

生石灰在甜菜制糖中的应用，是“食品工业-化工-环保”的联动。制糖工程师评价：“甜菜糖汁非糖多，石灰窑气饱充脱；CaCO₃吸附色素，清汁纯度高糖得。”——生石灰为甜菜制糖行业提供“清净纯化、脱钙除杂”的双效材料。