CN102392081B

CN102392081B - 一种制糖专用絮凝剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102392081B
Application number: CN 201110296659
Authority: CN
Inventors: 罗左青; 雷光鸿; 韦艳君; 姜毅; 梁智; 王元春; 曹敏; 黄忠华; 陈军
Original assignee: GUANGXI ACADEMY OF LIGHT INDUSTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY
Current assignee: GUANGXI ACADEMY OF LIGHT INDUSTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2031-09-30
Also published as: CN102392081A

Abstract

本发明公开了一种制糖专用絮凝剂及其制备方法，包括以下重量份数的原料：不同分子量5.0×10⁶~3.5×10⁷和阴离子度0~40%的聚丙烯酰胺70~99份、分子量为5.0×10⁶~4.0×10⁷食品级聚丙烯酸钠0.1~40份、金属络合剂0.1~5份和碱性物质0.1~5份，按比例进行复配得到产品。采用本产品在蔗汁中添加量为1ppm~5ppm对糖厂经二次加热后的中和汁、滤汁及一碳饱充汁进行絮凝沉降处理、对滤汁及粗糖浆进行上浮处理，与糖厂普遍使用的聚丙烯酰胺相比，工艺简单，能耗低，絮凝效果稳定，成本低廉，蔗汁沉降以及上浮效果均优于蔗汁添加糖厂常用絮凝剂后的效果。在糖厂蔗汁辅助澄清处理上具有很高的推广应用价值。

Description

一种制糖专用絮凝剂及其制备方法

技术领域

本发明属于制糖行业技术领域，尤其涉及甘蔗制糖生产过程中的蔗汁过滤澄清工段所用絮凝剂及其制备方法。

背景技术

蔗汁澄清是制糖过程的关键控制点之一。采用絮凝剂作为沉降、上浮及过滤的促进剂，在其中起着至关重要的作用，因为它能非常显著地提高设备的生产能力及降低流程中的蔗糖损失。

近年来，各国制糖工作者经过不懈努力，研制出了多种用于制糖过程的絮凝剂，这些絮凝剂可分为无机、有机、微生物和复合絮凝剂四大类。由于各国或地区的制糖原料和工艺存在一定的差异，因此，制糖过程中没有通用万能的絮凝剂。为了适应制糖工业实际生产需要国内外已研制出多种高效的合成高分子絮凝剂，如英国公司Tate&Lyle的Talosep、Talodura，美国MAZER公司的MAFLOAC系列、法国SNF公司的AN系列、日本JIN的FLOAC等。

目前，在国内外糖厂使用最广泛的絮凝剂，是合成的聚丙烯酰胺（PAM）系列产品，其使用效果较好，在制糖工业的多种流程中普遍使用。合成的聚丙烯酰胺没有毒性，美国食品医药管理局（FDA）规定聚丙烯酰胺在甘蔗制糖过程的使用限量为5ppm对蔗汁质量比，我国制糖过程中一般使用量为2~3ppm对蔗汁质量比，在5ppm对蔗汁质量比以下，完全符合食品安全要求。我国制糖行业所使用的絮凝剂几乎都是进口产品，如在广西各糖厂比较通用的絮凝剂是日本生产的T1150，这些进口絮凝剂普遍成本比较高。

同时，由于蔗汁是一种多元组分的溶液，胶体含量较多，同时蔗汁所含组分的含量易变化，它的成分还随着种植土壤、气候等条件不断发生变化，导致絮凝剂的使用常常达不到预期的效果，特别是亚硫酸法糖厂，在处理霜冻蔗等顽性蔗汁时需要不断改变工艺条件，产品质量很不稳定。此外，每个糖厂用作絮凝剂溶解水的水质差异较大，有些水质甚至含有大量的重金属，这就给絮凝剂的使用效果带来极大的负面影响。

因此有必要根据我国制糖产区的实际情况，通过试验，选出合适的制糖专用絮凝剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低廉、高效稳定的制糖专用絮凝剂及其制备方法。

本发明采用的技术方案是：

一种制糖专用絮凝剂，包括以下重量份数的原料：

聚丙烯酰胺70~99份、食品级聚丙烯酸钠0.1~40份、金属络合剂0.1~5份和碱性物质0.1~5份。

以上所述的制糖专用絮凝剂，优选原料组分和重量份数为：聚丙烯酰胺80~95份、食品级聚丙烯酸钠1~23份、金属络合剂0.1~3份和碱性物质0.1~3份组成。

以上所述的聚丙烯酰胺采用不同分子量5.0×10⁶~3.5×10⁷和阴离子度0~40%的混合聚丙烯酰胺组成。

以上所述的聚丙烯酰胺优选采用分子量为1.3×10⁷~2.5×10⁷，阴离子度为20~30%的混合聚丙烯酰胺。

以上所述的食品级聚丙烯酸钠优选的分子量为5.0×10⁶~4.0×10⁷。

以上所述的食品级聚丙烯酸钠优选的分子量为5.0×10⁶~2.0×10⁷。

以上所述的金属络合剂包括酒石酸钾钠、酒石酸钠、葡萄糖酸钠、海藻酸钠、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)、乙二胺四乙酸四钠(EDTA-4Na)、胺三甲叉磷酸盐、焦磷酸钾和六偏磷酸钠中的一种以上的络合剂。

以上所述的碱性物质包括NaOH、KOH、Na₂CO₃、Na₂SO₃、K₂SO₃和Na₃PO₄中的一种以上的碱性物质。

以上所述的制糖专用絮凝剂的其制备方法，是将所述配方重量份的原料聚丙烯酰胺、食品级聚丙烯酸钠、金属络合剂和碱性物质称料，混合均匀后得到制糖专用絮凝剂产品。

本制糖专用絮凝剂在蔗汁中添加量为1ppm~5ppm。

本发明的优点和积极效果：

1．聚丙烯酰胺和食品级聚丙烯酸钠在水溶液中容易形成带负电的大分子基团，这种负电性的变化与蔗汁中呈相对稳定的悬浮颗粒或胶体吸附的钙离子发生电中和、吸附等反应，通过钙离子的架桥作用以及絮凝物的网捕作用，加剧悬浮颗粒间的碰撞凝聚，使其得到絮凝下沉或上浮的效果。

2．不同阴离子度与不同分子量段的聚丙基酰胺与食品级聚丙烯酸钠的搭配使用，可吸附蔗汁中不同成分、不同性质、不同大小的微粒与胶体物质，能快速形成架桥网络，对杂质有较好去除作用，絮凝效果良好。

3．采用本发明的制糖专用絮凝剂，可以极大的增加糖厂蔗汁的沉降或上浮速度，从而有效地缩短固液分离时间，提高设备利用率。

4．本发明采用的金属络合剂的主要目的是络合水中的铁离子等金属离子，消除配置水中金属离子对絮凝剂的影响，从而使本发明的制糖专用絮凝剂降低受溶解水的水质影响，可以广泛用于整个制糖行业。

5．本发明的制糖专用絮凝剂原料来源易得，添加使用成本低，易于实现工业化生产。

6．本发明利用不同分子量的聚丙烯酰胺与食品级聚丙烯酸钠，按一定的阴离子度和一定比例，与金属络合剂或一些碱性物质进行复配使用，对糖厂蔗汁具有良好的辅助澄清性能，且该方法应用简单、处理成本低。值得在糖厂推广应用。

具体实施方式

实施例1

将重量份数为：分子量为2.3×10⁷和阴离子度为26%的聚丙烯酰胺85.7份、分子量为1.3×10⁷的食品级聚丙烯酸钠12.3份、乙二胺四乙酸二钠1份和Na₂SO₃1份的原料，搅拌混合均匀，制成制糖专用絮凝剂。

以相同的广西某亚硫酸法糖厂中和汁为原料，专用絮凝剂在中和汁中的添加量为2.5ppm。在操作相同条件下，通过沉降速度等检测指标，对比未添加絮凝剂、添加日本产的絮凝剂T1150和添加等量本发明的絮凝剂三者对中和汁澄清效果的区别，结果见表1。

表1 本发明絮凝剂与进口絮凝剂絮凝沉降效果比较

由表1可见，中和汁经使用本发明的絮凝剂后，其沉降速度比使用T1150絮凝剂快43.5%。由此可知，本发明的制糖专用絮凝剂比常用进口絮凝剂的沉降效果更好，更适合用于制糖行业。

实施例2

将重量份数为：分子量为3.0×10⁷和阴离子度30%的聚丙烯酰胺78份、分子量为1.8×10⁷的食品级聚丙烯酸钠9.5份、二乙烯三胺五甲叉膦酸钠1.2份和Na₃PO₄0.8份的原料，搅拌混合均匀，制成制糖专用絮凝剂。

以相同的广西某亚硫酸法糖厂滤汁为原料，专用絮凝剂在滤汁中的添加量为2ppm。在操作相同条件下，通过沉降速度等检测指标，对比未添加絮凝剂、添加日本产的絮凝剂T1150和添加等量本发明的絮凝剂三者对滤汁澄清效果的区别，结果见表2。

表2 本发明絮凝剂与进口絮凝剂絮凝沉降效果比较

由表2可见，滤汁经使用本发明的絮凝剂后，其沉降速度比使用T1150絮凝剂快38.3%。由此可知，本发明的制糖专用絮凝剂比进口絮凝剂的沉降效果更好，更适合用于制糖行业。

实施例3

将重量份数为：分子量为1.2×10⁷和阴离子度20%的聚丙烯酰胺68份、分子量为2.3×10⁷的食品级聚丙烯酸钠20份、焦磷酸钾0.3份和K₂CO₃2.2份的的原料，搅拌混合均匀，制成制糖专用絮凝剂。

以相同的广西某亚硫酸法糖厂滤汁为原料，专用絮凝剂在滤汁中的添加量为2ppm。在操作相同条件下，通过浮升速度等检测指标，对比未添加絮凝剂、添加日本产的絮凝剂T1150和添加等量本发明的絮凝剂三者对滤汁澄清效果的区别，结果见表3。

表3 本发明絮凝剂与进口絮凝剂絮凝上浮效果比较

由表3可见，滤汁经使用本发明的絮凝剂后，其浮升速度比使用T1150絮凝剂快42.1%。由此可知，本发明的制糖专用絮凝剂比常用进口絮凝剂的上浮效果更好，更适合用于制糖行业。

实施例4

将重量份数为：分子量为2.0×10⁷和阴离子度37%的聚丙烯酰胺94.5份、分子量为5.0×10⁶的食品级聚丙烯酸钠3份、乙二胺四乙酸四钠0.5份、酒石酸钠1份和氢氧化钠0.5份的原料，搅拌混合均匀，制成制糖专用絮凝剂。

以相同的广西某亚硫酸法糖厂粗糖浆为原料，专用絮凝剂在粗糖浆中的添加量为4ppm。在操作相同条件下，通过浮升速度等检测指标，对比未添加絮凝剂、添加日本产的絮凝剂T1150和添加等量本发明的絮凝剂三者对粗糖浆澄清效果的区别，结果见表4。

表4 本发明絮凝剂与进口絮凝剂絮凝上浮效果比较

由表4可见，粗糖浆经使用本发明的絮凝剂后，其浮升速度比使用T1150絮凝剂快34.9%。由此可知，本发明的制糖专用絮凝剂比进口絮凝剂的上浮效果更好，更适合用于制糖行业。

实施例5

将重量份数为：分子量为2.5×10⁷和阴离子度3%与分子量为3×10⁷和阴离子度35%各50%的混合聚丙烯酰胺90份、分子量为1.6×10⁷与分子量为6.0×10⁶各50%的混合食品级聚丙烯酸钠9份、六偏磷酸钠0.5份、Na₃PO₄1份和K₃PO₄0.5份的原料，搅拌混合均匀，制成制糖专用絮凝剂。

以相同的广西某碳酸法糖厂一碳饱充汁为原料，专用絮凝剂在一碳饱充汁中的添加量为2ppm。在操作相同条件下，通过沉降速度等检测指标，对比未添加絮凝剂、添加日本产的絮凝剂T1150和添加等量本发明的絮凝剂三者对一碳饱充汁澄清效果的区别，结果见表5。

由表5可见，一碳饱充汁经使用本发明的絮凝剂后，其沉降速度比使用T1150絮凝剂快38%。由此可知，本发明的制糖专用絮凝剂比进口絮凝剂的沉降效果更好，更适合用于制糖行业。

本发明不限于以上实施方式，本发明中提及的内容均是可以实施的。

表5 本发明絮凝剂与进口絮凝剂絮凝沉降效果比较

Claims

1.一种制糖专用絮凝剂，其特征在于：包括以下重量份数的原料：聚丙烯酰胺70～99份、食品级聚丙烯酸钠0.1～40份、金属络合剂0.1～5份和碱性物质0.1～5份；

所述的金属络合剂包括酒石酸钾钠、酒石酸钠、葡萄糖酸钠、海藻酸钠、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)、乙二胺四乙酸四钠(EDTA-4Na)、乙二胺四甲叉磷酸钠、胺三甲叉磷酸盐、焦磷酸钾和六偏磷酸钠中的一种以上的络合剂；

所述的碱性物质包括NaOH、KOH、Na₂CO₃、K₂CO₃、Na₂SO₃、K₂SO₃和Na₃PO₄中的一种以上。

2.根据权利要求1所述的制糖专用絮凝剂，其特征在于：原料组分和重量份数为：聚丙烯酰胺80～95份、食品级聚丙烯酸钠5～23份、金属络合剂0.1～3份和碱性物质0.1～3份组成。

3.根据权利要求1和2所述的制糖专用絮凝剂，其特征在于：所述的聚丙烯酰胺由分子量为5.0×10⁶～3.5×10⁷和阴离子度为0～40%的聚丙烯酰胺组成。

4.根据权利要求2所述的制糖专用絮凝剂，其特征在于：所述的聚丙烯酰胺采用分子量为1.3×10⁷～2.5×10⁷，阴离子度为20～30%的聚丙烯酰胺。

5.根据权利要求1所述的制糖专用絮凝剂，其特征在于：所述的食品级聚丙烯酸钠由分子量为5.0×10⁶～4.0×10⁷的混合的食品级聚丙烯酸钠组成。

6.根据权利要求2所述的种制糖专用絮凝剂，其特征在于：所述的食品级聚丙烯酸钠分子量为5.0×10⁶～2.0×10⁷。

7.根据权利要求1或2所述的制糖专用絮凝剂的制备方法，其特征在于：将所述配方重量份的原料聚丙烯酰胺、食品级聚丙烯酸钠、金属络合剂和碱性物质称料，混合均匀后得到制糖专用絮凝剂产品。