CN105002306B - 一种糖汁无硫高效清净方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于制糖工业技术领域，公开了一种糖汁无硫高效清净方法。糖汁经过预灰、加热、制泡和添加絮凝剂后进行一次上浮澄清处理，将糖汁中颗粒较大的非糖成分除去，一次浮清糖汁经过二次预灰、加热、制泡和添加絮凝剂进行二次上浮澄清处理，再次浮清的糖汁经糖汁过滤分离系统完成糖汁的无硫清净过程。本发明方法主要采用糖汁两级上浮的清净方法，实现糖汁清净的完全无硫及无碳酸处理，设备工艺简单，方便自动化连续生产，显著提高了生产效率。所得清糖汁质量高，优于传统亚硫酸法得到的清糖汁，具有很好的应用前景。

Description

一种糖汁无硫高效清净方法
技术领域
本发明属于制糖工业技术领域，具体涉及一种糖汁无硫高效清净方法。
背景技术
目前，制糖工业采用两种工艺生产耕地白糖，即碳酸法和亚硫酸法清净技术。碳酸法制糖工艺：由于产生大量的碱性(8.0<pH<11)固体废弃物-滤泥(湿滤泥对原料比约为5-10％)，因处理困难，排放量大，给环境造成污染，而限制了其应用。亚硫酸法制糖工艺：由于亚硫酸对色素的还原漂白作用不稳定，糖品久放返色，灰分、不溶物杂质含量高，产品含硫量在20mg/kg以上(国家标准GB317-2006规定一级白砂糖含硫量≤30mg/kg)，与国内外精制糖品含硫量小于6mg/kg的标准尚有很大差距，影响糖品安全，目前，很多亚硫酸法糖厂的白砂糖不适用于生产碳酸饮料、医药和高品质食品；另外，工艺中硫磺用量较大(用量约为0.1％对蔗比，全国年用量约为10万吨)，燃烧时产生的SO2气体对环境及人体危害较大。因此，随着糖品标准和消费者对产品质量的要求不断提高，传统的制糖澄清工艺受到巨大挑战，亟待寻找新的糖汁澄清工艺，以获得质量较高的成品糖。
糖业科研工作一直在探索新的澄清工艺研究，用以提高糖品质量。我国对甘蔗糖厂亚硫酸法澄清工艺不断技术升级和试验，如采用糖浆上浮分离法、半碳法半亚法蔗汁上浮澄清法和低温磷浮糖汁澄清法等工艺探索，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、蛋白质和胶体等非糖分，有利于后处理效果。
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，先将混合汁中的80％杂质除去，采用糖汁上浮澄清处理方法，大幅度缩短分离过程所需时间，有利于降低硫熏强度，减少糖分损失，节省原料用量，减少沉淀池面积，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、碳酸饱充磷浮法和电解法三种方法中的一种进行糖汁清净。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。
中国专利(申请号)201310082816.9公开了一种蔗汁澄清方法，采用部分混合汁制泡浮清分离方法，混合汁依次经预灰、一级加热、制泡、上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，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。
中国专利(申请号)200610048758.8公开了一种用糖用高效活性炭改进亚硫酸法制糖工艺生产脱硫糖的方法，其将普通亚硫酸法澄清处理得到的清汁中加入糖用高效活性炭，吸附脱硫等作用后经过压滤、精滤得到质量较好的清糖汁，用于生产脱硫糖，器白砂糖成品的色值、浊度、SO2等指标可以控制在优于国家一级标准范围内。
以上现有技术虽然取得了良好的效果，但都需使用或配合使用碳酸法或亚硫酸法清净技术，其对设备要求较高，且不具有绿色环保的优势。
中国专利(申请号)201410088309.0公开了一种甘蔗制糖无硫澄清的方法，采用石灰法一级沉淀澄清和单宁、碳酸氢钙反应二次沉淀清净，得到无硫的清净糖汁，两步澄清过程温度均在糖汁沸腾状态，且沉淀过程由于靠溶液中固液比重差进行，受沉淀池结构、流体流态、颗粒大小、温度等因素影响大，采用单层式快速沉降器的沉降时间在30～45min，多层式沉降器的沉降时间在60～75min，两级沉降工艺过程，糖汁在沉降器中总的停留时间较长(总停留时间在60～150min)，蔗糖分转化多，且该方法的泥汁回流至混合汁箱，进一步增加了糖分损失和生产能耗。
国外制糖生产是两步法炼制精糖模式，和我国一步法生产耕地白砂糖模式有一定区别，原糖采用石灰法澄清工艺生产出原糖，然后经过炭柱、离子交换树脂或膜分离等清净技术进一步澄清，得到高品质的清汁进行精炼糖生产。比较先进的糖液清净方法有膜分离法、离子交换法，膜分离法由于膜材料、膜衰减问题多，至今也未在低产品附加值的制糖厂应用示范，离子交换法在国外炼糖厂应用推广较多，国内也引进过先进的离子交换装备，但是存在物料质量要求高、操作复杂等问题，国内炼糖厂未能推广。
因此，制糖领域迫切需要开发一种能够满足我国耕地白砂糖生产的高效无硫糖汁清净新工艺，革新传统碳酸法和亚硫酸法工艺的不足。
发明内容
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种糖汁无硫高效清净方法。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种糖汁无硫高效清净方法，包括以下步骤：
(1)糖汁一次上浮前处理：糖汁添加石灰乳和磷酸，调整糖汁中总磷酸值在150～650ppm范围，糖汁pH值控制在7.2～10.5范围，一次加热温度控制在55～105℃范围，然后糖汁进入制泡-絮凝反应器，将糖汁制泡后添加絮凝剂1～6ppm，充分进行反应；
(2)糖汁一次上浮澄清：将一次上浮前处理后的糖汁流入一次上浮澄清器进行固液分离，澄清器上层的浮渣通过拨渣系统收集至浮渣储箱，一次浮清糖汁通过澄清器下层的清汁排出管排出并收集至一次浮清糖汁箱；
(3)糖汁二次上浮前处理：一次浮清糖汁再次添加石灰乳和磷酸，调整糖汁中总磷酸值在100～600ppm范围，糖汁pH值控制在7.0～8.5范围，二次加热温度控制在65～105℃范围，然后糖汁进入制泡-絮凝反应器，将糖汁制泡后添加絮凝剂1～3ppm，充分进行反应；
(4)糖汁二次上浮澄清：二次上浮前处理后的糖汁流入二次上浮澄清器进行固液分离，澄清器上层浮渣通过拨渣系统收集，得到的浮渣单独或与一次上浮澄清得到的浮渣混合后收集至浮渣储箱，二次浮清糖汁通过澄清器下层的清汁排出管排出并收集，清糖汁过曲筛进一步过滤，经曲筛处理得到的清糖汁流至清糖汁箱；
(5)浮渣脱汁处理：糖汁一次上浮澄清和糖汁二次上浮澄清得到浮渣分别或混合后通过真空吸滤机或带式脱汁处理系统进行脱汁，充分回收浮渣中的糖分，将滤泥中的残糖降至5个转光度以下，脱出的滤汁单独处理或循环处理，滤泥出厂。
优选地，步骤(1)中所述的总磷酸值为200～300ppm，pH值控制在7.5～8.5，一次加热温度控制在60～70℃；步骤(3)中所述的总磷酸值为150～210ppm，pH值控制在7.2～7.8，二次加热温度控制在80～90℃。
步骤(1)的糖汁进入制泡-絮凝反应器之前，添加澄清剂0～300ppm搅拌均匀。
步骤(3)的糖汁进入制泡-絮凝反应器之前，添加澄清剂0～200ppm搅拌均匀。
所述的澄清剂为无机脱色澄清剂、有机脱色澄清剂和生物澄清剂中的一种或两种以上的混合。
步骤(5)中所述的带式脱汁处理系统为带有抽滤装置的带式脱汁系统。
所述的单独处理是指采用滤汁快速沉降系统或滤汁上浮处理系统进行单独处理；所述的循环处理是指返回一次上浮前处理步骤或者二次上浮前处理步骤进行循环处理。
本发明的糖汁无硫高效清净方法的工艺流程图如图1所示(图中折线表示可选步骤)。
本发明的方法具有如下优点及有益效果：
(1)本发明的糖汁清净方法，采用两级上浮的清净方法，无碳酸饱充或硫熏中和工艺步骤，不产生碳酸钙碱性滤泥，不使用SO2，糖汁在两级上浮器中总的停留时间为20～45min，糖汁停留时间短，浮渣不回流，采用真空吸滤机或带式脱汁系统直接处理，糖分损失少，可增加生产的产糖率，提高企业的经济效益，对保护生态环境、工作环境及食品安全具有重要意义；
(2)本发明的处理工艺简单，无需复杂的设备，利于自动化控制及连续生产，显著提高了生产效率；
(3)本发明的清净过程得到的浮渣pH值在7.0～8.2范围，不会造成高碱性滤泥污染，且浮渣中富含P、K及多种有机营养成分，其资源化深度开发价值高；
(4)通过本发明的方法处理后的糖汁清净效果达到或优于传统的碳酸法和亚硫法清净的效果：色值稳定在600～1300IU范围，混浊度在5～150MAU范围，糖汁质量满足生产国家标准一级白砂糖的要求。
附图说明
图1为本发明的糖汁无硫高效清净方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种糖汁无硫高效清净方法，具体步骤如下：
(1)糖汁一次上浮前处理：糖汁添加石灰乳和磷酸，调整糖汁中总磷酸值在200ppm，糖汁pH值控制在7.5，一次加热温度控制在60℃，然后糖汁进入制泡-絮凝反应器，将糖汁制泡后添加絮凝剂4ppm，充分进行反应；
(2)糖汁一次上浮澄清：将一次上浮前处理后的糖汁流入一次上浮澄清器进行固液分离，澄清器上层的浮渣通过拨渣系统收集至浮渣储箱，一次浮清糖汁通过澄清器下层的清汁排出管排出并收集至一次浮清糖汁箱；
(3)糖汁二次上浮前处理：一次浮清糖汁再次添加石灰乳和磷酸，调整糖汁中总磷酸值在150ppm，糖汁pH值控制在7.2，二次加热温度控制在80℃，然后糖汁进入制泡-絮凝反应器，将糖汁制泡后添加絮凝剂3ppm，充分进行反应；
(4)糖汁二次上浮澄清：二次上浮前处理后的糖汁流入二次上浮澄清器进行固液分离，澄清器上层浮渣通过拨渣系统收集，得到的浮渣单独或与一次上浮澄清得到的浮渣混合后收集至浮渣储箱，二次浮清糖汁通过澄清器下层的清汁排出管排出并收集，清糖汁过曲筛进一步过滤，经曲筛处理得到的清糖汁流至清糖汁箱，曲筛滤布目数为200目；
(5)浮渣脱汁处理：糖汁一次上浮澄清和糖汁二次上浮澄清得到浮渣混合后通过真空吸滤机进行脱汁，充分回收浮渣中的糖分，将滤泥中的残糖降至4.5个转光度，脱出的滤汁返回一次上浮前处理步骤进行循环处理，滤泥出厂。
实施例2
一种糖汁无硫高效清净方法，具体步骤如下：
(1)糖汁一次上浮前处理：糖汁添加石灰乳和磷酸，调整糖汁中总磷酸值在300ppm，糖汁pH值控制在8.0，一次加热温度控制在65℃，然后往糖汁中加入100ppm的复合澄清剂(质量比为2:1的壳聚糖季铵盐和聚合氯化铝)并进入制泡-絮凝反应器，将糖汁制泡后添加絮凝剂4ppm，充分进行反应；
(2)糖汁一次上浮澄清：将一次上浮前处理后的糖汁流入一次上浮澄清器进行固液分离，澄清器上层的浮渣通过拨渣系统收集至浮渣储箱，一次浮清糖汁通过澄清器下层的清汁排出管排出并收集至一次浮清糖汁箱；
(3)糖汁二次上浮前处理：一次浮清糖汁再次添加石灰乳和磷酸，调整糖汁中总磷酸值在180ppm，糖汁pH值控制在7.5，二次加热温度控制在85℃，然后往糖汁中加入100ppm的复合澄清剂(质量比为2:1的壳聚糖季铵盐和聚合氯化铝)并进入制泡-絮凝反应器，将糖汁制泡后添加絮凝剂3ppm，充分进行反应；
(4)糖汁二次上浮澄清：二次上浮前处理后的糖汁流入二次上浮澄清器进行固液分离，澄清器上层浮渣通过拨渣系统收集，得到的浮渣单独或与一次上浮澄清得到的浮渣混合后收集至浮渣储箱，二次浮清糖汁通过澄清器下层的清汁排出管排出并收集，清糖汁过曲筛进一步过滤，经曲筛处理得到的清糖汁流至清糖汁箱，曲筛滤布目数为200目；
(5)浮渣脱汁处理：糖汁一次上浮澄清和糖汁二次上浮澄清得到浮渣混合后通过真空吸滤机进行脱汁，充分回收浮渣中的糖分，将滤泥中的残糖降至4.5个转光度，脱出的滤汁返回二次上浮前处理步骤进行循环处理，滤泥出厂。
实施例3
一种糖汁无硫高效清净方法，具体步骤如下：
(1)糖汁一次上浮前处理：糖汁添加石灰乳和磷酸，调整糖汁中总磷酸值在250ppm，糖汁pH值控制在8.5，一次加热温度控制在70℃，然后往糖汁中加入150ppm的复合澄清剂(质量比为2:1的壳聚糖季铵盐和聚合氯化铝)并进入制泡-絮凝反应器，将糖汁制泡后添加絮凝剂4ppm，充分进行反应；
(2)糖汁一次上浮澄清：将一次上浮前处理后的糖汁流入一次上浮澄清器进行固液分离，澄清器上层的浮渣通过拨渣系统收集至浮渣储箱，一次浮清糖汁通过澄清器下层的清汁排出管排出并收集至一次浮清糖汁箱；
(3)糖汁二次上浮前处理：一次浮清糖汁再次添加石灰乳和磷酸，调整糖汁中总磷酸值在210ppm，糖汁pH值控制在7.8，二次加热温度控制在90℃，然后往糖汁中加入150ppm的复合澄清剂(质量比为2:1的壳聚糖季铵盐和聚合氯化铝)并进入制泡-絮凝反应器，将糖汁制泡后添加絮凝剂3ppm，充分进行反应；
(4)糖汁二次上浮澄清：二次上浮前处理后的糖汁流入二次上浮澄清器进行固液分离，澄清器上层浮渣通过拨渣系统收集，得到的浮渣单独或与一次上浮澄清得到的浮渣混合后收集至浮渣储箱，二次浮清糖汁通过澄清器下层的清汁排出管排出并收集，清糖汁过曲筛进一步过滤，经曲筛处理得到的清糖汁流至清糖汁箱，曲筛滤布目数为200目；
(5)浮渣脱汁处理：糖汁一次上浮澄清和糖汁二次上浮澄清得到浮渣混合后通过真空吸滤机进行脱汁，充分回收浮渣中的糖分，将滤泥中的残糖降至4.5个转光度，脱出的滤汁进入滤汁快速沉降系统进行单独清净处理，滤泥出厂。
以上实施例得到的清糖汁与传统亚硫酸法清净工艺得到的清净糖汁进行各项指标比较，结果如表1所示。
表1
由上表结果可以看出，经本发明的方法处理后的清糖汁，色值平均为：1157.05IU，混浊度平均为：112.57MAU，简纯度平均为：83.63AP，质量均优于传统亚硫酸法清净工艺得到的清净糖汁，相比色值平均低17.02％，混浊度平均低47.97％，简纯度平均提高1.27单位，清净质量较高。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种糖汁无硫高效清净方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)糖汁一次上浮前处理：糖汁添加石灰乳和磷酸，调整糖汁中总磷酸值在200～300ppm范围，糖汁pH值控制在7.5～8.5范围，一次加热温度控制在60～70℃范围，然后糖汁进入制泡-絮凝反应器，将糖汁制泡后添加絮凝剂1～6ppm，充分进行反应；
(2)糖汁一次上浮澄清：将一次上浮前处理后的糖汁流入一次上浮澄清器进行固液分离，澄清器上层的浮渣通过拨渣系统收集至浮渣储箱，一次浮清糖汁通过澄清器下层的清汁排出管排出并收集至一次浮清糖汁箱；
(3)糖汁二次上浮前处理：一次浮清糖汁再次添加石灰乳和磷酸，调整糖汁中总磷酸值在150～210ppm范围，糖汁pH值控制在7.2～7.8范围，二次加热温度控制在80～90℃范围，然后糖汁进入制泡-絮凝反应器，将糖汁制泡后添加絮凝剂1～3ppm，充分进行反应；
(4)糖汁二次上浮澄清：二次上浮前处理后的糖汁流入二次上浮澄清器进行固液分离，澄清器上层浮渣通过拨渣系统收集，得到的浮渣单独或与一次上浮澄清得到的浮渣混合后收集至浮渣储箱，二次浮清糖汁通过澄清器下层的清汁排出管排出并收集，清糖汁过曲筛进一步过滤，经曲筛处理得到的清糖汁流至清糖汁箱；
(5)浮渣脱汁处理：糖汁一次上浮澄清和糖汁二次上浮澄清得到浮渣分别或混合后通过真空吸滤机或带式脱汁处理系统进行脱汁，充分回收浮渣中的糖分，将滤泥中的残糖降至5个转光度以下，脱出的滤汁单独处理或循环处理，滤泥出厂。
2.根据权利要求1所述的一种糖汁无硫高效清净方法，其特征在于：步骤(1)的糖汁进入制泡-絮凝反应器之前，添加澄清剂0～300ppm搅拌均匀。
3.根据权利要求1所述的一种糖汁无硫高效清净方法，其特征在于：步骤(3)的糖汁进入制泡-絮凝反应器之前，添加澄清剂0～200ppm搅拌均匀。
4.根据权利要求2或3所述的一种糖汁无硫高效清净方法，其特征在于：所述的澄清剂为无机脱色澄清剂、有机脱色澄清剂和生物澄清剂中的一种或两种以上的混合。
5.根据权利要求1所述的一种糖汁无硫高效清净方法，其特征在于：所述的带式脱汁处理系统为带有抽滤装置的带式脱汁系统。
6.根据权利要求1所述的一种糖汁无硫高效清净方法，其特征在于：步骤(5)中所述的单独处理是指采用滤汁快速沉降系统或滤汁上浮处理系统进行单独处理；所述的循环处理是指返回一次上浮前处理步骤或者二次上浮前处理步骤进行循环处理。
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