CN102732643A

CN102732643A - 一种资源循环利用的碳法制无硫白糖的方法

Info

Publication number: CN102732643A
Application number: CN2012102575678A
Authority: CN
Inventors: 李坚斌; 扈胜禄
Original assignee: Guangxi University
Current assignee: Guangxi University
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2032-07-24
Also published as: CN102732643B

Abstract

本发明公开了一种资源循环利用的碳法制无硫白糖的方法。本发明采用快速低温澄清、酸性低温快速磷浮、高温碱性高效饱充得无硫清汁送后工序煮糖、结晶得无硫白砂糖。在本方法的糖汁快速净化过程中，各种助剂的添加均采用管道式快速混合器。饱充后的滤渣作生产石灰粉的原料，经燃烧蔗渣的石灰粉生产装置生产的石灰粉，回用于调糖汁碱度，生产石灰粉的窑气回用于饱充。本技术可生产无硫白糖，又无废渣对环境污染，实现资源循环利用清洁生产。

Description

一种资源循环利用的碳法制无硫白糖的方法

发明领域

本发明涉及一种制糖的方法，具体是一种资源循环利用的碳法制无硫白糖的方法。

背景技术

隨着生活水平的提高，低硫和无硫白糖越来越受到欢迊。致使用二氧化碳与糖汁中的氧化钙通过饱充生成碳酸钙，利用碳酸钙吸附胶体、色素清净糖汁的碳酸法越来越受到欢迊。

但是，碳酸法需使用石灰和二氧化碳，生产中生成的碳酸钙吸附有机物质后排放滤泥约占甘蔗总量的10%。滤泥一般含水约38%～42%，干滤泥中含CaCO₃ 73.4%，MgO 0.7%，SiO₂8.4%，三者合计约82.5%，有机质（含腐植酸）约17.5%。滤泥排量大，日榨蔗量15000吨的制糖企业，每天要排放约1500吨的滤泥，一个榨季排放量达20万吨。滤泥堆积时间长有机物质会发酵发臭，对环境造成严重的污染，目前还没有对滤泥有效的处理办法，限制了碳酸法的应用。

2000年以来，霍汉镇教授提出的“低温磷浮法”得到推广，“低温磷浮”与“饱充”结合亚硫酸法，可降硫薰的用硫量，生产低硫白糖。并且，“低温磷浮＋饱充”的碳酸法，滤泥的总量降低近1/3，滤泥中有机物质的含量也降到10%。一些文献（文献1、2、3）还提出了对滤泥综合利用的设想，但是饱充的滤泥对环境的污染的问题，至今国内外也还没得到根本性解决。

目前公开的“低温磷浮”均为中性和偏碱性的磷浮。在中性或偏碱的条件下，糖汁中的蛋白质去除效果还不好。大量蛋白质需通过高温凝固于饱充时去除，致部分蛋白质进入滤泥，煅烧会产生氮氧化物污染环境，影响了滤泥的煅烧回收。

经试验也证明，中性磷浮去除蛋白质、硅胶、果胶、淀粉、蔗脂、蔗腊等杂质的效果不如酸性磷浮。仅因目前气浮的设备需处理时间长达40min，酸性条件下会增大糖汁的损耗，才采用中性磷浮。

试验也证明，蔗汁在32℃以下时，蔗渣很容易下沉，容易实现去除蔗糠、蔗脂、蔗蜡和淀粉等杂质的目的。

原采用亚硫酸法清净技术制糖的企业，要改变为碳酸法或部分采用碳酸法，都需解决二氧化碳的供应问题。外购二氧化碳成本高。有提出回收锅炉烟道气中的二氧化碳用于饱充。但是锅炉烟道气中的CO2含量仅约8%～12%，含量低，要快速实现糖汁清净的要求，需饱充的气量极大，否则饱充的时间很长。糖液中的还原糖在长时间碱性条件下大量分解，生成有色物质和有机酸，会使糖汁色值和钙盐含量显著升高。在大气量的饱充时很容易起泡，并且生成大量的气泡很难分离处理。烟道气饱充时，系统的设备(风机、窑气泵、洗涤器和输送管等)十分庞大，使用动力和设备投资很大。因此用锅炉烟气中的二氧化碳用于饱充，只能部分取代硫薰，还不能完全取代硫薰。

有文献提出回收酒精生产过程排放的二氧化碳用于饱充，但二氧化碳回收系统的投资大。

传统的碳酸法采用石灰窑气进行饱充，但使用的石灰窑为立窑，需以块煤为燃料，生成的窑气用于饱充还需良好的净化，否则会对糖汁造成污染。采用石灰窑气饱充，因现在糖厂使用的饱充设备—饱充罐的二氧化碳利用率偏低，要窑气满足饱充之需要，石灰产和需难以平衡。解决的办法是提高现有饱充罐的二氧化碳利用率。

现使用的饱充技术，也囿于设备落后致饱充的过程长达20min以上，糖汁在碱性高温的条件下，生成的杂质和美拉德色素增多，不利于糖汁的清净。

文献编号：

1．蓝贤州李政碳酸法糖厂滤泥污染治理新思路广西轻工业[J].2000年第3期.

2．霍汉镇专利申请号200810026122.2碳酸法糖厂减少和消除固体废弃物排放并将其变为有用物质的工艺

3．卓英育碳法制糖滤泥在甘蔗等作物上的应用中国糖料[J]2010年第2期。

发明的内容

本发明的目的是提供一种资源循环利用的碳法制无硫白糖的方法，以满足无硫白糖的生产和环境保护的需要。

解决上述技术问题本发明的技术方案如下。

一种资源循环利用的碳法制无硫白糖的方法是将制糖的糖汁净化过程，控制于极短的时间内加入各种助剂完成低温高速澄清、低温酸性快速磷浮，高温碱性高效饱充，得无硫清汁送后工序煮糖、结晶得无硫白砂糖；结合附图本发明具体操作步骤如下：

1.将混合汁于在低于35℃条件下与絮凝剂在管道式混合器中快速混合2s后进入高速沉降装置，3分钟后从高速沉降装置排出得澄清汁和沉渣，沉渣经固液分离机分离得到滤渣和滤液，滤渣作酸性肥料，滤液是清汁回收到高速沉降装置排出的澄清汁中；

2.将步骤1所得澄清汁经管道快速加温至35℃～60℃依次与磷酸、絮凝剂、杀菌剂等快速混合各2s，再用石灰乳调节澄清汁的pH值为4.3～4.6后进入高速气浮装置，3分钟后从高速气浮装置排出得到浮清汁和浮渣，浮渣经固液分离机分离得到滤渣和滤液，滤渣作酸性肥料，滤液是浮清汁回收到高速气浮装置排出的浮清汁中；

3.将步骤2所得浮清汁与石灰乳于管道式混合器中混合2s，控制pH值为7.2～8.0得预灰汁；

4.将步骤3所得预灰汁加热至103℃～105℃，再与与石灰乳于快于管道式混合器中混合2s，控制pH值为10.5～11.0得高温碱性汁；

5.将步骤4所得高温碱性汁连续进入饱充二氧化碳利用率大于80％、停留时间小于6min的高效饱充装置中饱充，饱充后的饱充汁经真空过滤机过滤，连续得到清净达标的净化汁和饱充滤泥；

6.将步骤5所得净化汁送浓缩、结晶得无硫白砂糖；

7.将步骤5所得饱充滤泥送干燥器用蔗渣锅炉烟气干燥得干滤泥；

8.将步骤7所得干滤泥送石灰粉生产装置制成石灰粉；

9.将步骤8所得石灰粉送化灰机制成石灰乳用于步骤2、步骤3和步骤4；

10.将步骤8所得二氧化碳窑气经净化用于步骤5饱充。

本发明的有益效果：

1.本发明为清洁制糖工艺；

2.本发明可生产无硫的高品质白砂糖；

3.本发明可实现二氧化碳循环利用，减少二氧化碳的排放；

4.本发明可实现钙的循环利用，解决滤泥对环境的污染问题；

5.本发明流程短，设备少，管理方便，投资小。

6.本发明的技术，即使部分地用于对现有制糖企业改造，也可降低白糖中的硫含量提高产品品质，降低磷酸和石灰的消耗，减少对环境的污染和影响。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

将两杯100ml混合汁升温于35℃，加入200ppm磷酸和0.1%浓度的聚丙烯酰胺1%，其中一杯还加入石灰乳调pH值为7.2，经搅拌后，混合汁中絮体的上浮速度不加石灰乳汁明显地大于加石灰乳汁。

实施例2

两杯同时取样的混合汁，一杯经冷藏保存，色值低；另一杯不经冷藏，色值增高。两杯汁经升温于45℃，加磷酸300ppm，石灰乳调pH值为10.5～11.0，再加入0.1%浓度的聚丙烯酰胺1%，得过滤汁，原色值高的过滤汁仍色值高。说明低温磷酸处理去除可溶性色素的能力并不高，只宜用于去除不溶性的杂质。宜于糖汁色值增高前快速对糖汁低温磷浮。

实施例3

在某生物工程300t/d发酵废液处理中，其固体物质粒度为8～12μ，含蛋白质量大于64%，重量达3%。采用本发明人研制的高速气浮器，配合扩散式管道混合器，在pH值为4.4～4.6的条件下分离絮体，蛋白质去除达98%，但氨态氮的去除率不大于10%。该气浮装置全年330天24小时连续工作，也没有出现过堵塞事故，工作良好。

此例说明，蛋白质在接近蛋白质凝结的等电点时絮凝气浮去除效果好，若用于糖汁的处理，可大大减少滤泥中的蛋白质含量。

低温磷浮去除了蛋白质，还可降低蛋白质在高温凝结时部分蛋白质降解为氨基酸，致清净和煮糖时美拉德色素的增加的不足。

实施例4

甘蔗低温酸性快速磷浮制糖清洁生产方案：

混合汁预热至35℃，经高速澄清器澄清3min后，进入多个扩散式管道混合器，分别加入磷酸、絮凝剂、杀菌剂并分别于2s钟内完成混合，控制加入磷酸后的的pH值为4.5～4.6，进入高速气浮器，经3min得浮清汁。浮清汁通过扩散式管道混合器加石灰乳2s后预灰至pH值为7.2～8.0，快速加热至103～105℃，再通过扩散式混合器加石灰乳2s后调pH值至10.5～11.0，进入二氧化碳利用率大于80%以上的高效饱充器饱充5min，饱充汁通过管式带孔室混合器加入絮凝剂2s混合均匀后，经真空过滤机分离出清净汁送后续工序制糖。

出快速气浮器的浮渣为酸性，含氮、磷高，经压滤机分离出来用于作肥料；压滤机分离出的滤汁回收用于气浮溶气。

真空过滤机分离出的含蛋白质量极少的滤泥与蔗渣锅炉烟道气进入干燥器脱水后，送入以蔗渣和蔗髓为燃料的石灰粉生产装置生产石灰粉回用于制糖加灰，石灰窑气经简单的净化后，回用于制糖饱充。

此方案的最大优点是，可实现清洁生产，可生产无硫白糖，糖汁清净过程时间极短损耗少，经济效益好，环境污染少。

实施例5

生产石灰粉的装置产生的烟气用于糖汁饱充的平衡计算：

1)按处理糖汁5000m³/d，加入氧化钙的量1.3%，氧化钙的加入量为65t/d，折合为1160.71kg-mol/d。65t/d氧化钙理论饱充成碳酸钙需二氧化碳26000Hm³/d

2)生产65t/d石灰需分解碳酸钙量为120t/d，可释放出二氧化碳26880Hm³/d，

3)甘蔗渣燃烧炉分解1kg碳酸钙需要1777千焦的热量。生产65t/d石灰，以分解炉的热效率50%计，需消耗热值为7961KJ/kg的甘蔗渣约55t/d，相当于燃烧8400千卡/kg标碳12.458t/d，可生成二氧化碳6342Hm³/d。

4)烧甘蔗渣生产65t/d石灰生成的一氧化碳总量可达33142Hm³/d。

结论：当二氧化碳利用率达79%时，烧滤泥制石灰生成的二氧化碳可满足饱充的需要。

Claims

1.一种资源循环利用的碳法制无硫白糖的方法，其特征在于，将制糖的糖汁净化过程，控制于极短的时间内加入各种助剂完成低温高速澄清、低温酸性快速磷浮，高温碱性高效饱充，得无硫清汁送后工序煮糖、结晶得无硫白砂糖；具体操作步骤如下：

1）将混合汁于在低于35℃条件下与絮凝剂在管道式混合器中快速混合2s后进入高速沉降装置，3分钟后从高速沉降装置排出得澄清汁和沉渣，沉渣经固液分离机分离得到滤渣和滤液，滤渣作酸性肥料，滤液是清汁回收到高速沉降装置排出的澄清汁中；

2）将步骤1）所得澄清汁经管道快速加温至35℃～60℃依次与磷酸、絮凝剂、杀菌剂等快速混合各2s，再用石灰乳调节澄清汁的pH值为4.3～4.6后进入高速气浮装置，3分钟后从高速气浮装置排出得到浮清汁和浮渣，浮渣经固液分离机分离得到滤渣和滤液，滤渣作酸性肥料，滤液是浮清汁回收到高速气浮装置排出的浮清汁中；

3）将步骤2）所得浮清汁与石灰乳于管道式混合器中混合2s，控制pH值为7.2～8.0得预灰汁；

4）将步骤3）所得预灰汁加热至103℃～105℃，再与与石灰乳于管道式混合器中混合2s，控制pH值为10.5～11.0得高温碱性汁；

5）将步骤4）所得高温碱性汁连续进入饱充二氧化碳利用率大于80％、停留时间小于6min的高效饱充装置中饱充，饱充后的饱充汁经真空过滤机过滤，连续得到清净达标的净化汁和饱充滤泥；

6）将步骤5）所得净化汁送浓缩、结晶得无硫白砂糖；

7）将步骤5）所得饱充滤泥送干燥器用蔗渣锅炉烟气干燥得干滤泥；

8）将步骤7）所得干滤泥送石灰粉生产装置制成石灰粉；

9）将步骤8）所得石灰粉送化灰机制成石灰乳用于步骤2）、步骤3）和步骤4）；

10）将步骤8）所得二氧化碳窑气经净化用于步骤5）饱充。