CN104404174A - 一种基于膜技术的精炼糖澄清糖浆除杂脱色工艺 - Google Patents

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杭方学
梁欣泉
莫增宽
陆海勤
陆登俊
李大成
李文
徐勇士
李凯
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    • C13—SUGAR INDUSTRY
    • C13B—PRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B20/00—Purification of sugar juices
    • C13B20/16—Purification of sugar juices by physical means, e.g. osmosis or filtration
    • C13B20/165—Purification of sugar juices by physical means, e.g. osmosis or filtration using membranes, e.g. osmosis, ultrafiltration

Abstract

一种基于膜技术的精炼糖澄清糖浆除杂脱色工艺，糖浆经过压滤后得到澄清糖浆，在进入蒸发之前将澄清糖浆输送到微滤装置，利用微滤装置对澄清糖浆进行微滤，得到微滤浓缩液和微滤透过液，去除微滤浓缩液，得到微滤透过液；微滤透过液进入超滤装置，第一级超滤浓缩液经过进一步浓缩处理、杀菌后制成液体糖；末级超滤透过液进入精炼糖的后续工艺。本发明的方案不会产生废液，不需加入化学试剂，对人体无危害；可以提高糖浆纯度，降低糖浆浊度，更有利于结晶。

Description

一种基于膜技术的精炼糖澄清糖浆除杂脱色工艺
技术领域
本发明属于食品加工领域，具体是一种基于膜技术的精炼糖澄清糖浆除杂脱色工艺。
背景技术
精炼糖的生产工艺指标比优质白砂糖要求更高，对产品质量的要求也更高。精炼糖是由原糖再溶解、澄清、脱色后再结晶生产而成。目前采用的常规生产工艺如下：由甘蔗经压榨、初提纯、除杂、结晶和分离步骤，得到含有色素、果胶、淀粉和酚类物质等大量非糖杂质的原糖。精炼糖厂将原糖再溶解，加入石灰浆，充入烟道气，利用烟道气中的CO2与石灰反应，产生沉淀，吸附糖浆中的杂质，然后经过压滤机将沉淀过滤掉，得到澄清糖浆。将澄清糖浆输送到离子交换树脂罐，应用离子交换树脂进行脱色，得到清糖浆。将清糖浆蒸发掉部分水分，达到一定的浓度后，进入煮糖车间进行蒸发结晶，后再经过降温结晶，离心机分离，最终得到精炼糖。
目前，精炼糖厂的脱色方法是应用离子交换树脂进行脱色，将澄清糖浆通入装有阴离子树脂的罐中，树脂中的阴离子与澄清糖浆中带负电荷的色素分子进行置换，色素分子被吸附在树脂上，从而达到脱色效果。而离子交换树脂脱色法的缺点是：(1)糖浆在树脂罐中的停留时间在30分钟左右，会进一步加剧蔗糖的转化和还原糖的分解；(2)离子交换进行一段时间后需用盐酸和氢氧化钠进行洗脱再生，洗脱过程中产生大量的高盐度卤水，卤水的后处理工艺复杂，须耗费大量投资和运行成本，而且没有经济利益，直接排放则会造成严重环境污染，这是环保行业的难题。因此，急需一种新的高效低成本的脱色方法，使糖浆色值降到更低，满足生产精制糖的要求。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种基于膜技术的精炼糖澄清糖浆除杂脱色工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种基于膜技术的精炼糖澄清糖浆除杂脱色工艺，包括如下步骤，
(1)利用微滤装置对澄清糖浆进行微滤，得到微滤浓缩液和微滤透过液，去除微滤浓缩液，留下微滤透过液；微滤的工艺参数如下：压力为0.1-0.3MPa，澄清糖浆的温度为50-85℃，澄清糖浆的pH为6.8-8.2；所述微滤装置的微滤膜孔径为0.1-0.8μm，所述微滤装置的微滤膜材料为聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯或者陶瓷膜；
(2)利用二级超滤或者二级以上的超滤装置对微滤透过液进行超滤，得到超滤浓缩液和超滤透过液；第一级超滤的工艺参数如下：压力为1.6-2.5MPa，微滤透过液的温度为60-85℃，微滤透过液的pH为6.8-8.2；第二级以及第二级以上超滤的工艺参数均如下：压力为2.0-3.3MPa，微滤透过液的温度为60-85℃，微滤透过液的pH控制在6.8-8.2；所述超滤装置的分子截留量为2000-10000道尔顿，各级超滤装置的分子截留量逐级减小；所述超滤装置的超滤膜材料为聚醚砜、聚偏氟乙烯或者薄膜复合膜；
(3)第一级超滤浓缩液经过进一步浓缩处理、杀菌后，制成液体糖，其余各级超滤浓缩液与微滤透过液混合，再次进行超滤；
(4)末级超滤透过液即为清糖浆，进入精炼糖的后续工艺步骤。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
1、微滤膜用于除去糖浆中的悬浮物，部分胶体，不溶物等细小的颗粒杂质；超滤膜用于除去糖浆之中的色素、部分胶体、酚类物质、淀粉颗粒等非糖杂质，达到降低色值、浊度、粘度，提高纯度的目的；膜分离过程是物理分离过程，不需加入化学试剂，对人体无危害；提高了糖浆纯度，降低了糖浆浊度，更有利于结晶；
2、工艺简单，不会产生废液，过程无污染，最后的第一级超滤浓缩液还可制成液体糖出售，有很大的经济效益；
3、设备易放大，能够分批或连续操作，投资成本和运行成本都比离子交换低。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
取澄清糖浆基本参数如下：
锤度°Bx 简纯度％ 色值IU 浊度NTU 电导率us/cm
50.3 98.74 469 4.23 115
澄清糖浆采样自经过压滤后，在进入蒸发之前的澄清糖浆。
将澄清糖浆输送到孔径为0.45μm的微滤装置，压力为0.15MPa，澄清糖浆的温度为45℃，澄清糖浆的pH为7.2，得到微滤浓缩液和微滤透过液，去除微滤浓缩液，留下微滤透过液。
将微滤透过液输送到超滤装置，第一级超滤截留分子量为10000道尔顿，压力为1.8MPa，微滤透过液的温度为45℃，微滤透过液的pH为7.2，回收80％的一级超滤透过液，20％的第一级超滤浓缩液送去进一步加工制成液体糖；第二级超滤截留分子量为2000道尔顿，压力为2.3MPa，第一级超滤透过液的温度为45℃，第一级超滤透过液的pH为7.8，回收80％的第二级超滤透过液，进入精炼糖的后续工艺；余下20％的第二级超滤浓缩液送去微滤透过液箱，与微滤透过液混合再进行超滤处理。
测得参数如下表：
本实施例中所采用的微滤膜材料为聚丙烯，孔径为0.45μm，选用微孔折叠滤芯微滤装置。超滤膜材料为聚醚砜，选用卷式超滤膜；第一级超滤进料流量控制在380L/h·m2，得到的第二级超滤透过液流量为7.8L/h·m2。
本实施例中，相对于离子交换过程，所得的清糖浆品质更好，所用的时间更短，而且过程中清洁环保没有污染物产生。
实施例2：
取澄清糖浆基本参数如下：
锤度°Bx 简纯度％ 色值IU 浊度NTU 电导率us/cm
41.4 98.48 550 4.64 177
澄清糖浆采样自经过压滤后，在进入蒸发之前的澄清糖浆。
将澄清糖浆输送到孔径为0.8μm的微滤装置，压力为0.10MPa，澄清糖浆的温度为75℃，澄清糖浆的pH为7.8，得到微滤浓缩液和微滤透过液，去除微滤浓缩液，留下微滤透过液。
将微滤透过液输送到超滤装置，第一级超滤截留分子量为10000道尔顿，压力为1.8MPa，微滤透过液的温度为75℃，微滤透过液的pH为7.8，回收75％的一级超滤透过液，25％的第一级超滤浓缩液送去进一步加工制成液体糖；第二级超滤截留分子量为5000道尔顿，压力为2.1MPa，第一级超滤透过液的温度为75℃，第一级超滤透过液的pH为7.8，回收75％的第二级超滤透过液，进入精炼糖的后续工艺；余下25％的第二级超滤浓缩液送去微滤透过液箱，与微滤透过液混合再进行超滤处理；第三级超滤截留分子量为2000道尔顿，压力为2.5MPa，第二级超滤透过液的温度为75℃，第二级超滤透过液的pH为7.8，回收75％的第三级超滤透过液，进入精炼糖的后续工艺；余下25％的第三级超滤浓缩液送去微滤透过液箱，与微滤透过液混合再进行超滤处理。
测得参数如下表：
样液 锤度oBx 简纯度％ 色值IU 浊度NTU 电导率us/cm
第三级超滤透过液 40.6 99.62 132 0.63 196
第一级超滤浓缩液 43.7 98.34 627 4.35 157
本实施例中所采用的微滤膜材料为陶瓷微滤膜，孔径为0.8μm。超滤膜材料为聚醚砜，选用卷式超滤膜。第一级超滤进料流量控制在400L/h·m2，得到的第三级超滤透过液流量为7.5L/h·m2。

Claims (1)

1.一种基于膜技术的精炼糖澄清糖浆除杂脱色工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)利用微滤装置对澄清糖浆进行微滤，得到微滤浓缩液和微滤透过液，去除微滤浓缩液，留下微滤透过液；微滤的工艺参数如下：压力为0.1-0.3MPa，澄清糖浆的温度为50-85℃，澄清糖浆的pH为6.8-8.2；所述微滤装置的微滤膜孔径为0.1-0.8μm，所述微滤装置的微滤膜材料为聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯或者陶瓷膜；
(2)利用二级超滤或者二级以上的超滤装置对微滤透过液进行超滤，得到超滤浓缩液和超滤透过液；第一级超滤的工艺参数如下：压力为1.6-2.5MPa，微滤透过液的温度为60-85℃，微滤透过液的pH为6.8-8.2；第二级以及第二级以上超滤的工艺参数均如下：压力为2.0-3.3MPa，微滤透过液的温度为60-85℃，微滤透过液的pH控制在6.8-8.2；所述超滤装置的分子截留量为2000-10000道尔顿，各级超滤装置的分子截留量逐级减小；所述超滤装置的超滤膜材料为聚醚砜、聚偏氟乙烯或者薄膜复合膜；
(3)第一级超滤浓缩液经过进一步浓缩处理、杀菌后，制成液体糖，其余各级超滤浓缩液与微滤透过液混合，再次进行超滤；
(4)末级超滤透过液即为清糖浆，进入精炼糖的后续工艺步骤。
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