CN103173578A

CN103173578A - 一种蔗汁澄清方法

Info

Publication number: CN103173578A
Application number: CN2013100828169A
Authority: CN
Inventors: 李锦生; 梁剑威; 唐斌兵; 何凤仪; 郭渭鸿; 叶庆钦; 陈宗健; 吴辉; 黄宏宁
Original assignee: GUANGXI DONGTANG INVESTMENT CO Ltd
Current assignee: GUANGXI DONGTANG INVESTMENT CO Ltd
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2033-03-15
Also published as: CN103173578B

Abstract

本发明公开了一种蔗汁澄清方法，取占混合汁总重30-95%的混合汁，依次经预灰、一级加热、制泡、气浮分离步骤处理得浮清汁，将余下部分的混合汁与浮清汁混合，再经二级加热、硫熏中和、中和汁加热、快速沉降步骤处理得到清汁，所述混合汁为压榨甘蔗工序得到的蔗汁。本发明采用部分混合汁气浮分离结合部分混合汁快速沉降方法，能减少蔗汁停留时间，提高非糖分的去除率，稳定清汁pH值，避免沉淀池“反底”和“蔗糖转化”现象，节约生产成本，减少环境污染，提高产品质量。

Description

一种蔗汁澄清方法

技术领域

本发明涉及甘蔗制糖的工艺，具体的说是一种蔗汁澄清方法。

背景技术

我国是世界上主要的蔗糖生产与消费大国，超过90%的糖厂采用磷酸-亚硫酸法工艺生产蔗糖，不足10%的糖厂采用碳酸法工艺生产蔗糖。碳酸法生产蔗糖产品质量优于亚硫酸法，但生产成本高，碳酸滤泥引起的污染问题难以解决，导致碳法工艺难以推广。传统的亚硫酸法澄清工艺：甘蔗混合汁经预灰→一次加热（55～65℃）→加磷酸、通二氧化硫气体进行硫熏→加石灰乳中和到pH6.8～7.2→二次加热（98～102℃）→到沉降池进行快速沉降→清汁与泥汁分离→清汁蒸发、浓缩、煮糖、结晶、分蜜后得到产品白砂糖。这种澄清工艺的缺点之一为高温加热。由于现在不断地要求高抽出率，要求甘蔗的破碎度不断提高，因此压榨的混合汁中含有大量悬浮颗粒，如蔗糠、蔗蜡等，含有大量半悬浮微粒如淀粉等。它们原来是不溶解的，但加热至高温特别是经过较长时间后，它们有一部分溶解或转变成胶体状态分散到蔗汁中。高温加热使一些原本不溶或微溶的物质水解、溶胀、熔融而进一步分散到糖汁中，或变成深色物质，使它们更难除去。如果先在低温下除去汁中原有的悬浮物，蔗汁的质量和随后的处理都会得到明显的改善。

我国在对蔗汁亚硫酸法澄清工艺也有不少改进，如采用气浮分离法，能除去制糖生产工艺处理蔗汁中的蔗糠、淀粉、蔗脂、蔗腊、植物色素、蛋白质和胶体等“轻质非糖杂质”，有利于后处理。中国专利（申请号）200710201374.X公开了一种亚硫酸法糖厂混合汁低温处理工艺，这种工艺采用在较低温度（45-65℃）下对蔗汁进行快速的浮清处理，利用最佳凝聚点PH值，先把混合汁中的80%杂质除去，采用上浮器的处理方法，大幅度缩短分离过程所需时间。降低硫熏强度，减少糖分损失，节省原料用量，减少沉淀面积，提高产品质量和收回，生产成本低。中国专利（申请号）200510035131.4公开了一种由甘蔗直接制造高品质白糖的工艺，该工艺第一步采用低温磷浮法，将甘蔗压榨汁经预灰、加热，加入磷酸、澄清剂、气泡，再加入石灰乳至中性，然后加入絮凝剂搅拌，进入平流式快速浮清器，得到浮清汁；第二步处理再大幅度提高蔗汁的质量，采用亚硫酸脱色剂澄清法、碳酸磷浮法。该工艺制得清汁纯度高、杂质少，煮炼收回率和产糖率都比传统亚硫酸法明显提高。

但气浮分离法大量使用二氧化硫、磷酸、石灰乳及絮凝剂，原料用量大，生产成本高，造成环境污染，同时残留会影响清汁质量和白砂糖质量，进而影响人体健康。我公司根据现有技术、设备，对蔗汁澄清工艺进行改进，取得很好的效果，目前尚未见有相关文献报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种蔗汁澄清方法，该方法能降低物料粘度，防止“反底”现象，稳定清汁pH值，提高澄清汁重力纯度，同时，能减少生产成本，减少环境污染，提高糖的质量。

本发明的技术方案为：

一种蔗汁澄清方法，取占混合汁总重30-95%的混合汁，依次经预灰、一级加热、制泡、气浮分离步骤处理得浮清汁，将余下部分的混合汁与浮清汁混合，再经二级加热、硫熏中和、中和汁加热、快速沉降步骤处理得到清汁，所述混合汁为压榨甘蔗工序得到的蔗汁。

所述经预灰、一级加热、制泡、气浮分离步骤处理的混合汁占混合汁总重的40-60%。

所述预灰步骤为：取混合汁，加入0.015-0.020%对蔗比的磷酸，用石灰乳调节溶液pH值至6.8-7.2，得预灰汁。

所述一级加热步骤为：在预灰汁中加入石灰乳，调节溶液pH值至8.0-8.5，泵入一级加热器加热，温度为45-50℃。

所述制泡步骤为：经过一级加热的预灰汁流入位于上浮器上方的储箱，部分预灰汁进入制泡器制泡，得到的幼细、均匀并有良好活性的气泡，余下部分预灰汁备用。

所述气浮分离步骤为：将余下部分备用的预灰汁，加入1～5PPM絮凝剂，通入制备好的气泡，混匀，泵入上浮器的入汁口，浮渣从上浮器上方经刮板刮出，浮清汁从上浮器底部经U型管排出。所述絮凝剂为本领域常用的无机絮凝剂、有机絮凝剂。无机絮凝剂有聚合碱式氯化铝（PAC）、聚硅酸锌（PSAZ）等，有机絮凝剂有：有机高分子絮凝剂，如：聚丙烯酰胺（PAM）等；甲壳素衍生物絮凝剂，如：壳聚糖、改性壳聚糖季铵盐等。

所述二级加热步骤为：将余下部分的混合汁与浮清汁混合，加入0.020-0.028%对蔗比的磷酸，混匀，泵入二级加热器加热，温度为60-65℃。

所述硫熏中和步骤为：将经过二级加热器加热的混合溶液泵入硫熏中和器，硫熏强度为8-25CC，加石灰乳中和至pH6.8～7.5，得中和汁。

所述中和汁加热步骤为：将中和汁加热至温度101～105℃。

所述快速沉降步骤为：在中和汁中加入絮凝剂，絮凝剂加入量为3.0～5.0PPM，混匀后泵入快速沉降器，得到清汁和泥汁。将泥汁与气浮分离步骤中排出的浮渣混合过吸滤机，得滤汁，滤汁加热至温度101～105℃，按3.0～5.0PPM加入絮凝剂，混匀后泵入快速沉降器，得滤清汁，将滤清汁与清汁合并，进入蒸发工序。

以上所述蔗汁澄清方法气浮分离步骤所用的上浮器装置，包括入汁口1、中心室2、上浮器主体3、浮渣出口4，入汁口1与中心室2连接，中心室2的中上部位于上浮器主体3内，浮渣出口4位于上浮器主体3的上部边缘，所述上浮器主体3的顶部5设有刮板，底部6与所述中心室2连接的面为斜面，中心室2端较高，与水平面成10-45度角，所述底部6上设有2个以上浮清汁出口7。浮清汁出口的数量根据上浮器的大小及生产规模设定。

在预灰汁中加入1～5PPM絮凝剂，通入制备好的气泡，混匀，泵入上浮器的入汁口1，进入中心室2，浮渣继续上浮至上浮器主体3的液面上，被顶部5上的刮板缓慢旋转，渐渐推至上浮器边缘拨出，浮渣从上浮器出口4经刮板刮出，浮清汁从上浮器底部6经浮清汁出口7的U型管排出。本发明上浮器的底部为斜面，增加了底部的表面积，改变了物料流动方向，有效克服死角，避免蔗汁长时间停留，造成“蔗糖转化”、“发粘”现象，有利于后处理。

本发明取占混合汁总重30-95%的混合汁采用气浮分离法，能除去制糖生产工艺处理蔗汁中的蔗糠、淀粉、蔗脂、蔗腊、植物色素、蛋白质和胶体等“轻质非糖杂质”，有利于后处理。在硫熏中和步骤中，磷酸与石灰乳反应生成磷酸钙沉淀，亚硫酸与石灰乳反应生成亚硫酸钙沉淀，钙离子有两个单位的正电荷，与絮凝剂的负电基团结合，可形成大的絮凝物，加快沉淀速度。而大量研究工作证明，混合汁的悬浮微粒及大多数胶体物质带有负电荷，能吸附带有正电荷的钙离子，故加入适量的混合汁，可形成更大的絮凝物，同时混合汁中的不溶物微粒有晶种作用，更有利于加快沉淀速度，经实践证明，可避免发生可逆性反应，防止“反底”和“蔗糖转化”现象。

本发明的有益效果是：

1.本发明采用部分混合汁气浮分离结合部分混合汁快速沉降方法，可避免普通气浮分离法大量使用二氧化硫、磷酸、石灰乳及絮凝剂，能减少生产时间，节约生产成本，减少环境污染，提高产品质量。

2.本发明在气浮分离法得到的浮清汁中加入适量混合汁，可形成更大的絮凝物，同时混合汁中的不溶物微粒有晶种作用，更有利于加快沉淀速度，可避免发生可逆性反应，稳定清汁pH值，防止“反底”和“蔗糖转化”现象，保证比较高的澄清汁和混合汁重力纯度差（1.5GP以上），分离效率高，快速沉降过程仅需约25分钟。

3.本发明改进的上浮器的底部为斜面，增加了底部的表面积，改变了物料流动方向，有效克服死角，避免蔗汁长时间停留，造成“蔗糖转化”、“发粘”现象，有利于后处理。

附图说明

图1是本发明工艺流程图。

图2是本发明所用的上浮器装置结构图。

1.入汁口 2.中心室 3.上浮器主体 4.浮渣出口

5.上浮器顶部 6.上浮器底部 7.浮清汁出口

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，但不限制本发明的保护范围和应用范围：

一、蔗汁澄清方法

实施例1

一种蔗汁澄清方法，包括以下步骤：

1.预灰：取占混合汁总重95%的混合汁，加入0.020%对蔗比的磷酸，用石灰乳调节溶液pH值至7.2，得预灰汁。

2.一级加热：在预灰汁中加入石灰乳，调节溶液pH值至8.5，泵入一级加热器加热，温度为45℃。

3.制泡：经过一级加热的预灰汁流入位于上浮器上方的储箱，部分预灰汁进入制泡器制泡，得到的幼细、均匀并有良好活性的气泡，余下部分预灰汁备用。

4.气浮分离：将余下部分备用的预灰汁，加入5PPM聚丙烯酰胺，通入制备好的气泡，混匀，泵入上浮器的入汁口，浮渣从上浮器上方经刮板刮出，浮清汁从上浮器底部经U型管排出。

5.二级加热：将余下部分的混合汁与浮清汁混合，加入0.028%对蔗比的磷酸，混匀，泵入二级加热器加热，温度为65℃。

6.硫熏中和：将经过二级加热器加热的混合溶液泵入硫熏中和器，硫熏强度为25CC，加石灰乳中和至pH7.5，得中和汁。

7.中和汁加热：将中和汁加热至温度101℃。

8.快速沉降：在中和汁中加入聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺加入量为5.0PPM，混匀后泵入快速沉降器，得到清汁和泥汁。

9.循环处理：将泥汁与气浮分离步骤中排出的浮渣混合过吸滤机，得滤汁，滤汁加热至温度105℃，按5.0PPM加入聚丙烯酰胺，混匀后泵入快速沉降器，得滤清汁，将滤清汁与清汁合并，进入蒸发工序。

实施例2

一种蔗汁澄清方法，包括以下步骤：

1.预灰：取占混合汁总重40%的混合汁，加入0.018%对蔗比的磷酸，用石灰乳调节溶液pH值至7.0，得预灰汁。

2.一级加热：在预灰汁中加入石灰乳，调节溶液pH值至8.2，泵入一级加热器加热，温度为48℃。

4.气浮分离：将余下部分备用的预灰汁，加入2PPM壳聚糖，通入制备好的气泡，混匀，泵入上浮器的入汁口，浮渣从上浮器上方经刮板刮出，浮清汁从上浮器底部经U型管排出。

5.二级加热：将余下部分的混合汁与浮清汁混合，加入0.023%对蔗比的磷酸，混匀，泵入二级加热器加热，温度为63℃。

6.硫熏中和：将经过二级加热器加热的混合溶液泵入硫熏中和器，硫熏强度为22CC，加石灰乳中和至pH7.0，得中和汁。

7.中和汁加热：将中和汁加热至温度102℃。

8.快速沉降：在中和汁中加入壳聚糖，壳聚糖加入量为4.0PPM，混匀后泵入快速沉降器，得到清汁和泥汁。

9.循环处理：将泥汁与气浮分离步骤中排出的浮渣混合过吸滤机，得滤汁，滤汁加热至温度101℃，按3.0PPM加入壳聚糖，混匀后泵入快速沉降器，得滤清汁，将滤清汁与清汁合并，进入蒸发工序。

实施例3

一种蔗汁澄清方法，包括以下步骤：

1.预灰：取占混合汁总重30%的混合汁，加入0.015%对蔗比的磷酸，用石灰乳调节溶液pH值至6.8，得预灰汁。

2.一级加热：在预灰汁中加入石灰乳，调节溶液pH值至8.0，泵入一级加热器加热，温度为50℃。

4.气浮分离：将余下部分备用的预灰汁，加入1PPM聚丙烯酰胺，通入制备好的气泡，混匀，泵入上浮器的入汁口，浮渣从上浮器上方经刮板刮出，浮清汁从上浮器底部经U型管排出。

5.二级加热：将余下部分的混合汁与浮清汁混合，加入0.020%对蔗比的磷酸，混匀，泵入二级加热器加热，温度为60℃。

6.硫熏中和：将经过二级加热器加热的混合溶液泵入硫熏中和器，硫熏强度为8CC，加石灰乳中和至pH6.8，得中和汁。

7.中和汁加热：将中和汁加热至温度105℃。

8.快速沉降：在中和汁中加入聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺加入量为3.0PPM，混匀后泵入快速沉降器，得到清汁和泥汁。

9.循环处理：将泥汁与气浮分离步骤中排出的浮渣混合过吸滤机，得滤汁，滤汁加热至温度101℃，按3.0加入聚丙烯酰胺，混匀后泵入快速沉降器，得滤清汁，将滤清汁与清汁合并，进入蒸发工序。

实施例4

一种蔗汁澄清方法，包括以下步骤：

1.预灰：取占混合汁总重60%的混合汁，加入0.018%对蔗比的磷酸，用石灰乳调节溶液pH值至6.8，得预灰汁。

2.一级加热：在预灰汁中加入石灰乳，调节溶液pH值至8.3，泵入一级加热器加热，温度为50℃。

4.气浮分离：将余下部分备用的预灰汁，加入3PPM聚丙烯酰胺，通入制备好的气泡，混匀，泵入上浮器的入汁口，浮渣从上浮器上方经刮板刮出，浮清汁从上浮器底部经U型管排出。

5.二级加热：将余下部分的混合汁与浮清汁混合，加入0.025%对蔗比的磷酸，混匀，泵入二级加热器加热，温度为60℃。

6.硫熏中和：将经过二级加热器加热的混合溶液泵入硫熏中和器，硫熏强度为18CC，加石灰乳中和至pH7.2，得中和汁。

7.中和汁加热：将中和汁加热至温度102℃。

8.快速沉降：在中和汁中加入聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺加入量为3.5PPM，混匀后泵入快速沉降器，得到清汁和泥汁。

9.循环处理：将泥汁与气浮分离步骤中排出的浮渣混合过吸滤机，得滤汁，滤汁加热至温度103℃，按4.0PPM加入聚丙烯酰胺，混匀后泵入快速沉降器，得滤清汁，将滤清汁与清汁合并，进入蒸发工序。

二、试验结果：

上述试验结果表明，采用本发明蔗汁澄清方法，具有以下优点：运行平稳，沉降完全，无“反底”现象；缩短了生产时间，气浮分离仅需约10分钟，快速沉降仅需约25分钟；减少了二氧化硫、磷酸、石灰乳及絮凝剂使用量，降低生产成本；有效保证比较高的澄清汁和混合汁重力纯度差（1.5GP以上），清汁质量好，详见表1。

表1清汁的质量情况

实施例	pH值	色值（IU）	纯度（AP）	清混汁纯度差
					实施例1	7.1	1300	85	+2.8
实施例2	7.0	1200	90	+3.0
					实施例3	7.2	1000	92	+2.9
实施例4	7.0	1100	91	+3.0

Claims

1.一种蔗汁澄清方法，其特征在于：取占混合汁总重30-95%的混合汁，依次经预灰、一级加热、制泡、气浮分离步骤处理得浮清汁，将余下部分的混合汁与浮清汁混合，再经二级加热、硫熏中和、中和汁加热、快速沉降步骤处理得到清汁，所述混合汁为压榨甘蔗工序得到的蔗汁。

2.根据权利要求1所述的蔗汁澄清方法，其特征在于，所述经预灰、一级加热、制泡、气浮分离步骤处理的混合汁占混合汁总重的40-60%。

3.根据权利要求1或2所述的蔗汁澄清方法，其特征在于，所述预灰步骤为：取混合汁，加入0.015-0.020%对蔗比的磷酸，用石灰乳调节溶液pH值至6.8-7.2，得预灰汁。

4.根据权利要求3所述的蔗汁澄清方法，其特征在于，所述一级加热步骤为：在预灰汁中加入石灰乳，调节溶液pH值至8.0-8.5，泵入一级加热器加热，温度为45-50℃。

5.根据权利要求4所述的蔗汁澄清方法，其特征在于，所述制泡步骤为：经过一级加热的预灰汁流入位于上浮器上方的储箱，部分预灰汁进入制泡器制泡，得到的幼细、均匀并有良好活性的气泡，余下部分预灰汁备用。

6.根据权利要求5所述的蔗汁澄清方法，其特征在于，所述气浮分离步骤为：将余下部分备用的预灰汁，加入1～5PPM絮凝剂，通入制备好的气泡，混匀，泵入上浮器的入汁口，浮渣从上浮器上方经刮板刮出，浮清汁从上浮器底部经U型管排出。

7.根据权利要求6所述的蔗汁澄清方法，其特征在于，所述二级加热步骤为：将余下部分的混合汁与浮清汁混合，加入0.020-0.028%对蔗比的磷酸，混匀，泵入二级加热器加热，温度为60-65℃。

8.根据权利要求7所述的蔗汁澄清方法，其特征在于，所述硫熏中和步骤为：将经过二级加热器加热的混合溶液泵入硫熏中和器，硫熏强度为8-25CC，加石灰乳中和至pH6.8～7.5，得中和汁。

9.根据权利要求8所述的蔗汁澄清方法，其特征在于，所述中和汁加热步骤为：将中和汁加热至温度101～105℃。

10.根据权利要求9所述的蔗汁澄清方法，其特征在于，所述快速沉降步骤为：在中和汁中加入絮凝剂，絮凝剂加入量为3.0～5.0PPM，混匀后泵入快速沉降器，得到清汁和泥汁。

11.一种如权利要求1所述蔗汁澄清方法所用的上浮器装置，包括入汁口（1）、中心室（2）、上浮器主体（3）、浮渣出口（4），入汁口（1）与中心室（2）连接，中心室（2）的中上部位于上浮器主体（3）内，浮渣出口（4）位于上浮器主体（3）的上部边缘，其特征在于：所述上浮器主体（3）的顶部（5）设有刮板，底部（6）与所述中心室（2）连接的面为斜面，中心室（2）端较高，与水平面成10-45度角，所述底部（6）上设有2个以上浮清汁出口（7）。