CN101240353A - 磷酸亚硫酸法甜菜制糖工艺 - Google Patents

磷酸亚硫酸法甜菜制糖工艺 Download PDF

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欧阳铸
罗高先
卢伟
闭安青
赵光波
曲振建
庾正军
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Abstract

本发明涉及一种磷酸亚硫酸法甜菜制糖工艺,包括提汁、清净、蒸发、结晶、分蜜和干燥等工序,其中在清净工序中,包括预灰、加热、硫熏中和、沉降和过滤等步骤。本发明与传统的双碳酸法相比减少了石灰窑工序,从而可以减少此工序中投入的劳力、电力和机械设备的消耗投入;本发明的辅料主要是石灰、磷酸、硫磺,百吨菜需用量约为:石灰0.8吨、磷酸0.06吨、硫磺0.10吨,辅料投入成本与双碳酸法相比大大减少;本发明产生的滤泥为中性微碱滤泥,含磷量高,可作为磷肥直接回田利用,不会给环境带来不良影响。

Description

磷酸亚硫酸法甜菜制糖工艺
技术领域
本发明涉及一种利用甜菜生产白砂糖的清净生产工艺,尤其是采用磷酸亚硫酸法生产白砂糖的工艺。
背景技术
甜菜制糖的过程包括提汁、清净、蒸发、结晶、分蜜、干燥等工序。目前甜菜制糖的清净工艺均采用双碳酸法,这种方法工艺流程较长,工艺相对复杂,成本高;特别是双碳酸法工艺需要大量的石灰作清净剂,因而产生大量的滤泥,而这些滤泥由于碱性大而不能再次利用,只能圈地堆放,对环境影响极大。为此,在经济和环保压力日趋严峻的情况下,要大力发展甜菜制糖业必须改变目前的生产工艺。
甘蔗制糖的磷酸亚硫酸法工艺产生的滤泥中性微碱,且含有大量的磷元素,可以作为肥料直接回田,对环境没有影响。而对于甜菜制糖,甜菜汁的非糖成份与甘蔗汁的非糖份成分差别比较大,主要是胶体、甜菜碱等非糖份在甜菜汁中的含量比在甘蔗汁中的含量大得多,而这些非糖份的存在对制糖过程、产品质量影响很大,能否生产出质量好的产品,取决于对这些物质的除去率。为了能更好去除甜菜汁中的胶体等非糖份,必须采用高温高碱方式去除这些非糖份。所以,甜菜制糖一直采用高温高碱的双碳酸法工艺,也曾有甜菜糖厂采用亚硫酸法工艺试验生产,但因不能生产出合格白砂糖而以失败告终。
发明内容
本发明的目的是针对现有双碳酸法甜菜制糖工艺中存在的不足,提供一种新型的磷酸亚硫酸法甜菜制糖工艺。
本发明的技术方案为:一种磷酸亚硫酸法甜菜制糖工艺,包括提汁、清净、蒸发、结晶、分蜜和干燥等工序,其中清净工序具体包括如下步骤:
冷渐进预灰:在30~45℃的温度下,在浸出汁中加入石灰乳,使浸出汁PH值由原来的6.0~6.5提升至10.5~11.5;
预灰汁加热:把经过预灰的浸出汁加热到70~80℃;
磷酸添加:经过加热后的预灰汁,再加入400~550PPm的工业磷酸;
硫熏中和:加入二氧化硫和石灰乳进行硫熏中和,硫熏强度控制在10~22ml,PH值控制在7.4-8.9;
沉降过滤:将经过硫熏中和后得到的糖汁加热到90~102℃,然后进行沉降过滤,进行沉降过滤之前,在糖汁中添加2-3PPm的絮凝剂进行助滤。
过滤得到的清汁加热后进入蒸发工序。经蒸发浓缩出来的糖浆锤度控制在55-65°Bx之间。
本发明的特点在于:
冷渐进预灰:在30~45℃的温度下,在浸出汁中加入石灰乳,使浸出汁达到最佳碱度,即PH值由原来的6.0~6.5提升至10.5~11.5;其目的一是中和酸度并利用高碱作用最大限度地凝聚和沉淀非糖份(主要是胶体等高分子物质),二是为以后添加磷酸生成磷酸钙提供足够的钙离子;
预灰汁加热:把经过预灰的浸出汁加热到70~80℃,其目的是使已凝聚的非糖份脱水结实,使部分非糖份在高碱高温作用下分解,提高预灰汁的热稳定性;
磷酸添加:经过加热后的预灰汁,再加入400~550PPm的工业磷酸,使其与预灰汁中的钙离子生成磷酸钙,新生成的磷酸钙对非糖份有良好的吸附作用,与预灰至最佳碱度下凝聚的非糖份结成颗粒沉淀;同时,通过磷酸与预灰汁中的钙离子反应,降低了预灰汁的碱性;
硫熏中和:在硫熏中和过程加入二氧化硫(SO2)和石灰乳,视甜菜的质量情况,通过控制硫熏中和器的入汁压力和硫气阀的开启度来控制所需的硫熏强度,通过PH自动控制仪自动控制石灰乳的加入量来达到所需的PH值,一般的硫熏强度为10~22ml,PH值为7.4-8.9,其目的是利用二氧化硫与钙离子反应生成的亚硫酸钙的吸附力,进一步吸附预灰汁中的非糖份;
沉降过滤:将经过硫熏中和后的糖汁加热到90~102℃,然后进入连续沉降器进行沉降过滤,过滤得到的清汁再经过加热后进入蒸发工序。
本发明的有益效果为:本发明所采用的磷酸亚硫酸法是结合了甘蔗制糖的磷酸亚硫酸法和甜菜制糖的双碳酸法的关键控制点,与甘蔗磷酸亚硫酸法有很大的差别,主要在于本发明利用了双碳酸法的高碱预灰作用凝聚胶体等非糖份(甘蔗制糖的预灰PH值为6.8~7.2,为中性;本工艺的预灰PH值为10.5~11.5,为高碱性),将利用磷酸亚硫酸法的磷酸钙凝聚吸附作用凝聚的胶体经过滤除去,而达到去除胶体等非糖份的目的,从而能生产出质量合格的白砂糖。
本发明所述的磷酸亚硫酸法甜菜制糖工艺相对于传统的双碳酸法甜菜制糖工艺还具有如下优点:
在成本方面,一是磷酸亚硫酸法与传统的双碳酸法相比减少了石灰窑工序,从而可以减少此工序中投入的劳力、电力和机械设备的消耗投入;二是在辅料投入上,传统的双碳酸法通过石灰窑生产石灰和二氧化碳,该办法需要的主要辅料为焦炭和石灰石,百吨菜需用量约为:焦炭0.5吨,石灰石6吨;而磷酸亚硫酸法的辅料主要是石灰、磷酸、硫磺,百吨菜需用量约为:石灰0.8吨、磷酸0.06吨、硫磺0.10吨,辅料投入成本与双碳酸法相比大大减少。
在环保方面,双碳酸法耗用的石灰量约为百吨菜2.5吨,百吨菜产生约10吨湿滤泥,其产生的滤泥是高碱度滤泥,不能利用只能圈地堆放,对环境污染很大;而磷酸亚硫酸法工艺耗用的石灰量约为百吨菜0.8吨,产生约3吨湿滤泥,且产生的滤泥为中性微碱滤泥,含磷量高,可作为磷肥直接回田利用,不会给环境带来不良影响。
附图说明
图1为本发明所述磷酸亚硫酸法甜菜制糖工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示,以三个实施例说明磷酸亚硫酸法甜菜制糖工艺具体操作步骤。
实施例1:
1、甜菜在预处理间经过除草、除石、洗涤后,再经切丝机切成菜丝送入连浸器进行浸出处理,得到的浸出汁PH6.1(一般呈微酸性pH6.0~6.5),含有2%左右的多种非糖份。将浸出汁先泵送到清净工序的预灰槽,在预灰槽加入石灰乳进行预灰,加入石灰乳量控制在碱度0.18%,一般的碱度控制在0.18~0.31%之间,浸出汁的PH值也由原来的PH6.1逐渐提升到PH10.5,得到预灰汁。预灰过程温度控制在30℃左右,预灰时间约20分钟,使用的预灰设备是传统碳酸法工艺使用的渐进预灰槽;
2、预灰汁再经泵送至加热器进行加热,加热温度控制在70℃左右;
3、加热后的预灰汁直接进入热反应箱进行高温高碱热反应;
4、预灰汁经过热反应后再均匀加入对预灰汁400PPM的工业磷酸,加入磷酸后直接进入磷酸反应箱,使磷酸和预灰汁中的钙离子充分反应生成磷酸钙;
5、从磷酸反应箱出来的糖汁经泵送至过滤器(蜡烛过滤器)进行过滤,过滤出来的有一清汁和泥汁两种物料,一清汁直接放至一清汁箱,泥汁放至泥汁混合箱;
6、过滤出来的一清汁经泵送至硫熏中和器进行硫熏中和,硫熏中和的硫熏强度控制在22ml,PH约为7.4;
7、一清汁经硫熏中和后,泵送加热器进行加热至102℃,直接进入连续沉降器进行沉降过滤,在进入沉降器前添加3PPm的絮凝剂进行助滤;
8、经连续沉降器出来的二清汁放入二清汁箱,经泵送至加热器,加热至110℃后,直接进入蒸发罐进行蒸发浓缩;
经连续沉降器沉降出来的泥汁放至泥汁混合箱,与第5步过滤出来的泥汁混合后泵送至板框压滤机进行过滤,过滤出来的滤清汁放至二清汁箱随二清汁加热进入蒸发工序,滤泥作肥料出厂处理(为能充分利用泥汁中残留的磷酸钙的吸附作用,在保证预灰温度的条件下,可分一部分泥汁(约20%)回流至预灰槽与浸出汁混合进行预灰);
9、经蒸发浓缩出来的糖浆;锤度控制在55~65°Bx之间,蒸发糖浆经泵送至糖浆上浮系统,上浮出来的浮渣回流至预灰汁热反应箱,上浮出来的糖浆经泵送至板框压滤机进行过滤,过滤出来的糖浆为清糖浆直接泵送至结晶工序,滤泥作肥料出厂处理;
本实施例共处理甜菜982.91吨,耗用石灰7.69吨,产生25.68吨滤泥,滤泥PH值约为7.3,干滤泥含磷量约为0.95%;所制得的白砂糖为优一级白砂糖,达到了双碳酸法工艺的质量水平。
实施例2:
1、甜菜在预处理间经过除草、除石、洗涤后,再经切丝机切成菜丝送入连浸器进行浸出处理,得到的浸出汁PH6.3,含有2%左右的多种非糖份。将浸出汁先泵送到清净工序的预灰槽,在预灰槽加入石灰乳进行预灰,加入石灰乳量控制在碱度0.25%,浸出汁的PH值也由原来的PH6.1逐渐提升到PH11.2,得到预灰汁。预灰过程温度控制在40℃,预灰时间约20分钟,使用的预灰设备是传统碳酸法工艺使用的渐进预灰槽;
2、预灰汁再经泵送至加热器进行加热,加热温度控制在75℃左右;
3、加热后的预灰汁直接进入热反应箱进行高温高碱热反应;
4、预灰汁经过热反应后再均匀加入对预灰汁500PPM的工业磷酸,加入
磷酸后直接进入磷酸反应箱,使磷酸和预灰汁的钙离子充分反应生成磷酸钙;
5、从磷酸反应箱出来的糖汁经泵送至过滤器(蜡烛过滤器)进行过滤,过滤出来的有一清汁和泥汁两种物料,一清汁直接放至一清汁箱,泥汁放至泥汁混合箱;
6、过滤出来的一清汁经泵送至硫熏中和器进行硫熏中和,硫熏中和的硫熏强度控制在18ml;PH值约为7.6。
7、一清汁经硫熏中和后,泵送加热器进行加热至95℃,直接进入连续沉降器进行沉降过滤,在进入沉降器前添加3PPm的絮凝剂进行助滤;
8、经连续沉降器出来的二清汁放入二清汁箱,经泵送加热器,加热至110℃后,直接进入蒸发罐进行蒸发浓缩;
经连续沉降器沉降出来的泥汁放至泥汁混合箱,与第5步过滤出来的泥汁混合后泵送至板框压滤机进行过滤,过滤出来的滤清汁放至二清汁箱随二清汁加热进入蒸发工序,滤泥作肥料出厂处理(为能充分利用泥汁中残留的磷酸钙的吸附作用,在保证预灰温度的条件下,可分一部分泥汁(约20%)回流至预灰槽与浸出汁混合进行预灰);
9、经蒸发浓缩出来的糖浆锤度控制在55~65°Bx之间,蒸发糖浆经泵送至糖浆上浮系统,上浮出来的浮渣回流至预灰汁热反应箱,上浮出来的糖浆经泵送至板框压滤机进行过滤,过滤出来的糖浆为清糖浆直接泵送至结晶工序,滤泥作肥料出厂处理;
本实施例共处理甜菜1003.32吨,耗用石灰7.96吨,产生29.96吨滤泥,滤泥PH值约为7.4,干滤泥含磷量约为0.95%;所制得的白砂糖为优一级白砂糖,达到了双碳酸法工艺的质量水平。
实施例3:
1、甜菜在预处理间经过除草、除石、洗涤后,再经切丝机切成菜丝送入连浸器进行浸出处理,得到的浸出汁PH6.2,含有2%左右的多种非糖份。将浸出汁先泵送到清净工序的预灰槽,在预灰槽加入石灰乳进行预灰,加入石灰乳量控制在碱度0.31%,浸出汁的PH值也由原来的PH6.1逐渐提升到PH11.5,得到预灰汁。预灰过程温度控制在45℃,预灰时间约20分钟,使用的预灰设备是传统碳酸法工艺使用的渐进预灰槽;
2、预灰汁再经泵送至加热器进行加热,加热温度控制在80℃;
3、加热后的预灰汁直接进入热反应箱进行高温高碱热反应;
4、预灰汁经过热反应后再均匀加入对预灰汁550PPM的工业磷酸,加入
磷酸后直接进入磷酸反应箱,使磷酸和预灰汁的钙离子充分反应生成磷酸钙;
5、从磷酸反应箱出来的糖汁经泵送至过滤器(蜡烛过滤器)进行过滤,过滤出来的有一清汁和泥汁两个物料,一清汁直接放至一清汁箱,泥汁放至泥汁混合箱;
6、过滤出来的一清汁经泵送至硫熏中和器进行硫熏中和,硫熏中和的硫熏强度控制在10ml;PH值约为7.8。
7、一清汁经硫熏中和后,泵送加热器进行加热至90℃,直接进入连续沉降器进行沉降过滤,在进入沉降器前添加3PPm的絮凝剂进行助滤;
8、经连续沉降器出来的二清汁放入二清汁箱,经泵送加热器,加热至110℃后,直接进入蒸发罐进行蒸发浓缩;
经连续沉降器沉降出来的泥汁放至泥汁混合箱,与第5步过滤出来的泥汁混合后泵送至板框压滤机进行过滤,过滤出来的滤清汁放至二清汁箱随二清汁加热进入蒸发工序,滤泥作肥料出厂处理(为能充分利用泥汁中残留的磷酸钙的吸附作用,在保证预灰温度的条件下,可分一部分泥汁(约20%)回流至预灰槽与浸出汁混合进行预灰);
9、经蒸发浓缩出来的糖浆锤度控制在55~65°Bx之间,蒸发糖浆经泵送至糖浆上浮系统,上浮出来的浮渣回流至预灰汁热反应箱,上浮出来的糖浆经泵送至板框压滤机进行过滤,过滤出来的糖浆为清糖浆直接泵送至结晶工序,滤泥作肥料出厂处理;
本实施例共处理甜菜957.77吨,耗用石灰7.85吨,产生30.15吨滤泥,滤泥PH值约为7.6,干滤泥含磷量约为0.95%;所制得的白砂糖为优一级白砂糖,达到了双碳酸法工艺的质量水平。
采用本发明所述磷酸亚硫酸法工艺进行甜菜制糖生产,在实际生产中已经能稳定地生产出优一级白砂糖,与采用双碳酸法工艺生产的白砂糖质量水平相当;但是相对双碳酸法工艺,本发明所述磷酸亚硫酸法工艺不仅成本低,能耗小,生产效率高,而且不会污染环境,并实现了资源的再利用。

Claims (3)

1、一种磷酸亚硫酸法甜菜制糖工艺,包括提汁、清净、蒸发、结晶、分蜜和干燥工序,其特征在于:清净工序具体包括如下步骤:
冷渐进预灰:在30~45℃的温度下,在浸出汁中加入石灰乳,使浸出汁PH值由原来的6.0~6.5提升至10.5~11.5;
预灰汁加热:把经过预灰的浸出汁加热到70~80℃;
磷酸添加:经过加热后的预灰汁,再加入400~550PPm的工业磷酸;
硫熏中和:加入二氧化硫和石灰乳进行硫熏中和,硫熏强度控制在10~22ml,PH值控制在7.4-8.9;
沉降过滤:将经过硫熏中和后得到的糖汁加热到90~102℃,然后进行沉降过滤,过滤得到的清汁加热后进入蒸发工序。
2、如权利要求1所述的一种磷酸亚硫酸法甜菜制糖工艺,其特征在于:进行沉降过滤之前,在糖汁中添加2-3PPm的絮凝剂进行助滤。
3、如权利要求1或2所述的一种磷酸亚硫酸法甜菜制糖工艺,其特征在于:经蒸发浓缩出来的糖浆锤度控制在55-65°Bx之间。
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