CN101400807A

CN101400807A - 糖的生产方法

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Publication number: CN101400807A
Application number: CNA2006800538126A
Authority: CN
Inventors: 阿凡纳希·麦列茨维奇·金姆; 谢尔盖·谢尔盖耶维奇·卡拉布塔
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-24
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2009-04-01
Also published as: WO2007111523A1

Abstract

糖的生产方法包括有糖的提炼过程中在渗流装置中非糖沉淀物的形成，其方法是粘结含氮的和非氮的非糖高分子化合物和扩散性胶状物质，它们沉淀在甜菜屑中，并从渗流浆液中排除渣滓；在渗流浆液的中和-酸性介质中凝聚非糖扩散的颗粒，凝结和絮凝它们，并排除过滤出的沉淀物或沉渣；滤出液净化的实施过程是在碱性介质中进行凝结的絮凝净化浆液中的非糖成分，分离出沉淀物并中和纯净的浆液，浓缩浆液并熬煮糖膏。在本方法中利用非有机的金属盐凝结剂溶液和有机合成的絮凝剂聚合物的相互作用，上述工艺过程的应用能大大提高含糖溶液的纯度并减缩石灰-碳酸净化站的工艺过程。

Description

糖的生产方法

技术领域

本发明与制糖工业有关。

背景技术

众所周知，糖的生产方法包括用开水烫甜菜屑并提炼它而取得渗流的浆液，备制非有机二羟基硫酸铝凝结剂和非负离子(阳离子)聚四乙烯基N苯甲基三甲基氯化铵絮凝剂，在用开水烫甜菜屑之前或开水烫的过程中引入凝结剂和絮凝剂，这是为了降低在渗流浆液中扩散性胶状物质的含量和糖的损耗。(专利号SU 1377294，1988年2月29日发布)。

已知方法的缺点是甜菜浆液的清洁度不高，这是因为在提炼糖的过程中应用非有机的凝结剂和高分子絮凝剂的混合物。

众所周知，糖的生产方法包括把制糖的甜菜粉碎或屑粒，用开水烫甜菜屑并输送到渗流装置进行提炼，炼出渗流浆液并同时用提炼方法净化它，采用含水溶性聚合物、电解质、漂白剂和防腐剂作为水溶液的提炼剂，借助于二氧化碳气体来保持PH值，接着就过滤、浓缩浆液和熬煮糖。(专利号RU NO.2255980 C1，2005年7月20日发布)，其方法包括在保持PH值8.5-8.8、温度72℃情况下实施提炼过程，提炼时间90分。

本方法的缺点是提炼过程中不能达到足够高的清洁度。从渗流浆液的甜菜屑中提炼糖时，产生含蛋白质的堆积物、胶质、还原物质和其它水解原果胶的溶解物，异催化点PH值为5.5-7.5，与方法所建议的保持PH值8.5-8.8不相符合，因此在方法中建议用反应剂和聚合絮凝剂来使它们形成胶粒和凝固未必有深远意义。在上述条件实施中证明，提炼浆液净化有机合成的聚合絮凝剂没有达到充分高的效率，在同一阶段，在应用它们的情况下清除渗流浆液的离子和非离子非糖成分。

发明内容

本发明的技术成果包括提高提炼阶段甜菜浆液的清洁效果，以及在石灰清洁阶段降低石灰消耗量和在过滤沉淀物时降低糖的损耗。

建议的方法所达到的技术成果包括：得到向渗流设备供给之前用开水烫的甜菜屑或最后加热甜菜屑，从供给水和甜菜屑中提炼糖，由渗流设备中引出并排除渣滓。在供给水区域将含有非负离子絮凝剂和酸性反应剂的水溶液引入渗流装置本体，而在供给甜菜屑区域或装置本体中间区域，在提炼同时清除高分子化合物和扩散性胶质，为了实施浆液的净化，引入非有机凝结剂溶液和氢氧化钙溶液。为了在酸性介质中凝固高分子化合物和扩散性胶质的混合物，在取得的渗流浆液中使非有机凝结剂溶液和酸性反应剂溶液的PH值达到4.5-5.5。然后在渗流浆液中添加石灰水，使PH值达到6.5-8.5。将非负离子絮凝剂溶液加热到60-65℃，并引入加速非糖颗粒絮凝过程的反应剂，分离所产生的沉淀物，在用石灰水实施浆液的净化之后，PH值达到10.8-11.4。在净化的浆液中添加非有机的絮凝剂溶液和漂白剂，用酸性反应剂使PH值达到9.1-9.3，加热到70-75℃，降低PH值到7.8-8.2，并把浆液过滤，将净化的浆液用于浓缩和熬煮糖膏。在加热到70-75℃之后，在净化的浆液中适当地添加非阳离子絮凝剂溶液。

可利用聚阳离子交换剂和聚两性电解质作为非负离子絮凝剂，其中包括四价的铵盐、聚氯环氧丙烷二甲胺和聚丙烯二甲胺的卤化物、阳离子和非离子的聚丙醛烯、元素有机聚絮凝剂、浆糊、淀粉糊和胶，定量是10-110毫克/升渗流浆液。

利用正磷酸或聚磷酸作为酸性反应剂，定量是20-120毫克/升渗流浆液。

接着利用含钛的盐作为非有机凝结剂，同样利用的主要由铝盐、活性多价的负离子原钛酸、聚磷酸、硅酸或硫酸，并利用草酸铝、硫酸钛、硫酸铝和硫酸铁作为非有机凝结剂，主要的氯化铝出于活性状态，其羟基合成物和新沉淀的氢氧化物定量是0.0001-0.008％甜菜量。

可以利用硅聚化合物作为加速非糖颗粒絮凝过程的反应剂，定量是0.005-0.01％甜菜量，也可用活性硅酸、定量是0.0001-0.03％甜菜量，以及变异硅酸化合物、定量是0.001-0.009％甜菜量。

接着利用有机的和非有机的过氧化物和过氧化氢作为漂白剂，例如氢的过氧化物、定量是10-90毫克/升，同样还有臭氧和硫化气体。

合理地利用聚阴离子交换剂和聚两性电解质作为非阳离子絮凝剂，例如非离子的和阴离子聚丙醛烯、藻朊酸钠、羟甲基纤维素、胶、酪素，同样还有变异的有机硅酸铝混合物、定量是10-100毫克/升。

本发明的实施方法

在甜菜切削机中粉碎甜菜块根以取得甜菜屑，在供给立式渗流装置之前最终用开水烫或在螺旋式渗流装置中直接加热。用供给水进行甜菜屑的提炼，从渗流浆液装置中引出并排除渣滓，浆液温度40-45℃，PH值5.6-6.5。

准备含非负离子絮凝剂和酸性反应剂的水溶液。

可以利用聚阳离子交换剂和聚两性电解质作为上述絮凝剂，其中包括四价铵盐、聚氯环氧丙烷二甲胺、聚丙烯二甲胺的卤化物、阳离子和非离子的聚丙醛烯、元素有机的聚絮凝剂、浆糊、淀粉糊、胶质，定量是10-110毫克/升浆液。

利用正磷酸或聚磷酸作为酸性反应剂、定量是20-120毫克/升浆液。在供给水区域将该溶液引入装置的本体。

在供给甜菜屑区域或渗流装置本体中间区域引入非有机凝结剂和氢氧化钙溶液。利用含钛的盐作为非有机凝结剂，同样利用的有：主要的铝盐、活性多价负离子正钛酸、聚磷酸、硅酸或硫酸，并利用草酸铝、硫酸钛、硫酸铝和硫酸铁，主要的氯化铝出于活性状态，其羟基化合物和新的沉淀氢氧化物定量是0.0001-0.008％甜菜量。

在提炼过程中，渗流装置中产生甜菜浆液混合物的弱酸介解，其PH值约5.6-6.5。在提炼过程全周期内，从渗流浆液的甜菜屑中提炼出扩散性胶状物质，而非糖高分子化合物转移入装置的中间和最后区域的渗流浆液中，为了暂缓或限制高分子化合物从渗流浆液的甜菜屑中排出，其方法包括沉淀和凝结高分子化合物在甜菜浆液的植物性栅栏内，以改善甜菜纤维的压力系数。这就达到在供给浆液区域内将上述非有机凝结剂溶液输入分离器，而在供给水区域内将非离子絮凝剂送入供给水装置中。

将非有机凝结剂和絮凝剂分开引入渗流装置中，规定在浆液和甜菜屑的混合物中得到活性状态的金属氢氧化物，随之而来的是絮凝。

在渗流浆液中活性金属氢氧化合物是通过水合成物进行的，例如[Al(H₂O₆)]³⁺或氢氧合成物例如Ti(OH)^(2-x)+(式中x取决于化学成分和溶液状态)。水合成物和金属盐的氢氧合成物在含糖溶液中的形成和它们的水解作用导致在系统中产生氢氧化物的水离子和离子。水合成物的质子H⁺氢与碳酸钙和氢氧化钙或氢氧化钠有关，使金属具有水解作用，并形成活性水氢氧合成物的稳定性。当铝(Al)、钛(Ti)、铁(Fe)的水离子PH值是5.5-6.5时，它们按1-2-3配制好的离子是阳离子交换剂，并构成带负电荷的非糖扩散性胶质的生成物，而在甜菜屑浆液混合物中直接形成的水—氢氧合成物和金属盐氢氧化合物的活性扩散胶质溶液具有阳性电势。非糖渗流浆液本身乃是扩散性胶状物质，具有负电势特性。两个不同电极系统相互作用的结果是扩散的非糖颗粒凝结并吸附在难溶解的凝结盐上，它部分地沉淀在甜菜屑壁上，并硬化甜菜屑外皮。随着甜菜屑在装置内流动，其非糖颗粒逐步软化，并在它表面凝结在一起，絮凝剂与供给水一起流动和迎面的甜菜屑产生作用。在渗流浆液装置内发生带负电荷的非糖胶质多离子吸附现象，在机组内凝结在一起的颗粒增大，同样高分子化合物沉淀和絮凝在栅栏内，这就阻碍它在渗流浆液中通过，并提高了甜菜的压力系数。这样，相当大部分非糖扩散性胶质和高分子化合物与渣滓一起离开装置。与已知方法比较，其结果是从分离器拣出的渗流浆液具有较高的清洁度。渣滓中非糖量增加，大于0.8-0.9％。取得这种甜菜浆液高的清洁效果是因为在提炼过程中非有机凝结剂和絮凝剂有效的相互作用，对非糖物质协同作用的效应所得到的。

在得到的渗流浆液中引入上述一种非有机凝结剂溶液，同样引入上述酸性反应剂溶液，PH值达到4.5-5.5，为了在酸性介质中凝结高分子化合物以及扩散性胶质的混合物，然后在渗流浆液中添加石灰水，PH值达到6.5-8.5，引入非负离子絮凝剂溶液，加热到60-65℃，引入加速非糖颗粒絮凝过程的反应剂，并用过滤法或沉淀法将形成的沉淀物分离掉。

为了加速非糖颗粒絮凝过程采用以下反应剂：硅聚合的化合物定量0.005-0.01％甜菜量、活性硅酸定量0.0001-0.03％甜菜量、变异的硅酸铝化合物定量0.001-0.009％甜菜量。

在清洁渗流浆液时利用非有机的凝结剂、有机的絮凝剂和反应剂相互作用的协同效果，反应剂是用来加速非糖粒的凝结过程及其吸附作用。考虑到以后进行的工艺过程，所得到的渗流浆液是经过清除非糖处理的。

非有机凝结剂金属盐的水溶液的水解作用的反应可以在渗流浆液的酸性介质中进行，此时PH值是3.5-6.5、温度40-50℃。这是决定在清洁渗流浆液时采用非有机凝结剂的条件之一。决定采用非有机凝结剂的其它条件是其盐的氢氧化物的活性部分是等电势。例如氢氧化铝Al(OH)₃最小的可溶性符合于PH6.5-7.8。当PH<6.5时，部分地形成阳离子型可溶性氧盐。当PH≥7.8时形成阴离子型可溶性铝酸盐。因此，为了渗流浆液的酸性介质，铝金属盐作为非有机凝结剂的采用条件是：当介质PH值是4.5-6.5和工艺过程温度40-50℃时，非糖物质起凝结作用。当PH值是6.5-7.8时，产生沉淀并分离出沉淀物。在采用以铝盐为主作为非有机凝结剂时，这些条件保证了清除渗流浆液中的非糖成分。因此，象这样的活性金属氢氧化物，例如氢氧化铝Al(OH)₃·nH₂O逐步地失去H₂O并进行分解，则新的凝结作用是在活性非糖氢氧化物的帮助下进行的，必须把非阴离子絮凝剂一起絮凝，为了加速工艺过程要采用絮凝的催化剂。

在分离沉淀物之后，用石灰水实施浆液的净化，定量是0.1～0.3％CaO，此时温度50-65℃，PH值达到10.8-11.4。当扩散性胶质和高分子化合物部分凝结作用消除时，在溶液中非糖的和还原物质即分解并部分地解胶。引入非有机凝结剂使大部分非糖物质凝结，阴离子交换剂是凝结剂，此时浆液PH值是9.1-9.3。

然后在浆液中添加漂白剂，采用有机的或非有机的过氧化物和过氧化氢作为漂白剂，其中包括氢的过氧化物、定量是10-90毫克/升，同样还有臭氧和硫化气体。加热浆液到70-75℃，用酸性反应剂降低PH值到7.8-8.2，过滤并清洁浆液，用于浓缩和熬煮糖膏。

实例1，向双螺旋式渗流装置供给甜屑，它具有含糖成分(CX)—15.5％、固体物质(CB)—19.05％、甜菜纯度(ㄐ)—81.38％，加热并准备好非阴离子絮凝剂溶液—氯环氧丙烷二甲胺—多电解质、定量是60毫克/升浆液以及酸性反应剂—磷酸、定量是40毫克/升浆液。

在供给水区域将这些溶液引入装置本体，其PH值是7.8、温度72℃。同时准备非有机凝结剂溶液—草酸铝、定量是65毫克/升浆液和氢氧化钙溶液—75毫克/升浆液(0.05％甜菜量)，在供给区域供给这些溶液和加热甜菜屑。提炼甜菜屑结果得到的渗流浆液具有的纯度(ㄐ)—86.5％、渣滓中非糖含量是0.85％、浆液清洁效率是31.8％。然后在渗流浆液中引入非有机凝结剂—硫酸钛Ti(SO₄)²⁺溶液、定量是10毫克/升浆液，为了在酸性介质中凝结高分子化合物和扩散性胶质的混合物，引入酸性反应剂—磷酸H₃PO₄使PH值达到4.5。

在浆液的酸性介质中引入定量是75毫克/升的石灰水CaO(0.05％甜菜量)，使PH值达到7.5，并引入非阴离子絮凝剂，加热到65℃，为了加速絮凝过程引入胶质的硅酸溶液、定量是5毫克/升浆液，目的是使浆液在沉淀器中分离非糖沉淀物。用石灰水净化浆液的沉淀物，使PH值达到11.4。在净化的浆液中添加非有机凝结剂溶液—硫酸钛、定量是7毫克/升浆液，还添加漂白剂—过氧化氢、定量是50毫克/升浆液和磷酸，使PH值达到9.2，并加热到75℃，用酸性反应剂降低浆液的PH值到8.1，过滤浆液分离出沉淀物。结果是纯度(ㄐ)—93.9％、含糖成分(CX)—14.46％、固体物质(CB)—15.4％，总清洁效率20-71.6％。

实例2，向胶态渗流装置的开水烫槽供应甜菜屑，它具有含糖成分(CX)—15.1％、固体物质(CB)—18.4％、甜菜纯度(ㄐ)—81.2％。

准备非阴离子絮凝剂水溶液—聚乙二烯二甲基铵的氯化物、定量是40毫克/升浆液和酸性反应剂—磷酸、定量是30毫克/升浆液。在供水区域将这些溶液引入装置本体，其PH值是7.8、温度72℃。同时准备非有机凝结剂溶液—硫酸钛Ti(SO₄)²⁺、定量是10毫克/升浆液和氢氧化钙溶液—75毫克/升浆液，并将这些溶液与甜菜屑一起输送给装置的开水烫槽。

提炼甜菜屑结果得到的渗流浆液具有的纯度(ㄐ)—86.9％、渣滓中非糖含量是0.9％、甜菜浆液清洁效率—30.86％。然后在得到的渗流浆液中引入非有机凝结剂、定量是10毫克/升浆液，并引入酸性反应剂溶液—磷酸、PH值达到5.0，这是为了在酸性介质中凝结高分子化合物和扩散性胶质的混合物。

在浆液的酸性介质中引入石灰水、定量是75毫克/升(CaO0.05％甜菜量)、PH值达到7.5，并引入非阴离子絮凝剂、定量是40毫克/升浆液，加热到65℃，引入胶状硅酸溶液、定量是5毫克/升浆液，用于分离沉淀器浆液的非糖沉淀物。用石灰水净化浆液沉淀物PH值达到11.4。在净化的浆液中添加非有机凝结剂、定量是7毫克/升浆液，还添加漂白剂—过氧化氢、加热到75℃，用酸性反应剂降低PH值到8.1，过滤浆液分离出沉淀物。结果浆液的纯度(ㄐ)—94.3％、含糖成分(CX)—14.1％、固体物质(CB)—15.0％、总清洁效率20—72.7％。

实例3，向双螺旋式渗流装置供给甜菜屑，它具有的含糖成分(CX)—15.5％、固体物质(CB)—18.9％、甜菜浆液纯度(ㄐ)—82％。准备非阴离子絮凝剂水溶液—聚乙二烯甲基铵的氯化物、定量是40毫克/升浆液和酸性反应剂—磷酸、定量是30毫克/升浆液。在供给水区域将这些溶液引入装置本体，其PH值是7.8、温度72℃。

同时，准备非有机凝结剂溶液—硫酸钛Ti(SO₄)²⁺、定量是10毫克/升浆液和氢氧化钙溶液—75毫克/升浆液，并将这些溶液输送给装置的中间区域，也就是第三部分浆液和甜菜屑的混合物中。

提炼甜菜屑结果得到的浆液具有的纯度(ㄐ)—88.7％、含糖成分(CX)—14.6％、固体物质(CB)—16.5％。渣滓中非糖含量是1.05％、甜菜浆液的清洁效率是41.8％。然后在渗流浆液中引入非有机凝结剂溶液、定量是10毫克/升浆液，还引入酸性反应剂溶液—磷酸、PH值达到5.0，这是为了在酸性介质中凝结高分子化合物和扩散性胶质的混合物。

在浆液的酸性介质中引入石灰水、定量是75毫克/升(CaO0.05％甜菜量)、PH值达到7.5，并引入非阴离子絮凝剂溶液、定量是40毫克/升浆液，加热到65℃，引入胶状硅酸溶液、定量是5毫克/升浆液，用于分离沉淀器中浆液的非糖沉淀物。用石灰水净化浆液的沉淀物，使PH值达到11.4。在净化的浆液中添加非有机凝结剂溶液，定量是7毫克/升浆液，还添加漂白剂过氧化氢，其定量是30毫克/升浆液、以及磷酸，生成物PH值达到9.2，并引入非阳离子絮凝剂—阴离子聚丙醛烯基酰胺(絮凝物LT27)定量是20毫克/升浆液，加热到75℃，用酸性反应剂降低浆液PH值到8.1，过滤浆液分离出沉淀物。其结果是浆液纯度ㄐ—96.7％、含糖成分(CX)—14.5％、固体物质(CB)—15.0％、总清洁效率—84.4％。

Claims

1.糖的生产方法包括：得到甜菜屑，在向渗流装置供给之前用开水烫甜菜屑或最好加热它，从供给水和甜菜屑中提炼糖，从渗流浆液装置本体中引出并清除渣滓，在供给水区域向渗流装置本体引入含负离子絮凝剂和酸性反应剂的溶液，将高分子化合物和扩散性胶状物质清除掉，同样在供给甜菜屑区域或装置本体中向区域引入非有机凝结剂溶液和酸性反应剂溶液，使PH值达到4.5-5.5，然后在渗流浆液中添加石灰水使PH值达到6.5-8.5，引入非阴离子徐凝结溶液，加热到60-65℃，并引入加速絮凝剂非糖颗粒过程的反应剂，分离形成的沉淀物，然后用石灰水进行浆液的净化，使PH值达到10.8-11.4，在净化的浆液中添加非有机凝结剂和漂白剂溶液，用酸性反应剂使PH值达到9.1-9.3，加热到70-75℃，降低PH值到7.8-8.2，过滤并清洁浆液，用于浓缩和熬煮糖膏。

2.按权利要求1，其特征是浆液加热到70-75℃或加热之后在浆液中添加非阳离子絮凝剂溶液。

3.按权利要求1，其特征是利用聚阳离子交换剂和聚两性电解质作为非阴离子絮凝剂其中包括四价的铵盐、聚氯环氧丙烷二甲胺、聚丙烯二甲胺的卤化物、阴离子和非离子的聚丙醛烯、元素有机聚絮凝剂、浆糊、淀粉糊、胶质、定量是10-110毫克/升渗流浆液。

4.按权利要求1，其特征是利用正磷酸聚磷酸作为酸性反应剂，定量是20-120毫克/升浆液。

5.按权利要求1，其特征是利用含钛的盐作为有机凝结剂，同样利用的主要有铝盐、活性多价负离子正钛酸、聚磷酸、硅酸或硫酸，以及利用草酸铝、硫酸钛、硫酸铝和硫酸铁，主要的氯化铝出于活性状态，它的羟基合成物和新沉淀的氢氧化物定量是0.0001-0.008％甜菜量。

6.按权利要求1，其特征是作为加速非糖颗粒絮凝过程的反应剂由：硅聚合物、化合物、定量是0.005-0.01％甜菜量；活性硅酸、定量是0.0001-0.03％甜菜量；变异的硅酸铝化合物、定量是0.001-0.009％甜菜量。

7.按权利要求1，其特征是利用有机的或非有机的过氧化物作为漂白剂，其中包括氢的过氧化物、定量是10-19毫克/升，同样还有臭氧和硫化气体。

8.按权利要求1，其特征是利用聚阳离子交换剂和聚两性电解质作为非阴离子絮凝剂，其中包括非离子的和阴离子的聚丙醛烯、藻元酸钠、羟基纤维素、胶、酪素以及有机变异的硅酸铝混合物、定量是10-100毫克/升浆液。