CN108251562B - 一种蔗汁低温澄清工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蔗汁低温澄清工艺，采用石灰法澄清工艺，具体包括以下步骤：（1）将石灰乳添加至甘蔗混合汁中，使甘蔗混合汁的pH值为7.0～8.0；（2）将甘蔗混合汁加热至60～85℃；（3）将甘蔗混合汁通入高速射流装置中循环处理5～60秒；（4）加入絮凝剂，经过沉降后，得到清汁。本发明克服了传统高温澄清法的不良作用，通过高速射流强化石灰法澄清，实现低温条件下蔗汁的澄清。本发明方法的应用，所得到的清汁和传统的高温石灰法相比，结果如下：（1）清汁中的含氮相降低1－6%；（2）清汁还原糖含量降低9－15%；（3）清汁的电导率变化不明显；（4）色值降低了8－31%；（5）简纯度提高了2－6%。

Description

一种蔗汁低温澄清工艺
技术领域
本发明涉及一种蔗汁澄清的方法，特别涉及一种蔗汁低温澄清工艺。
背景技术
甘蔗制糖过程包括提汁、澄清、蒸发、结晶、分蜜和干燥等工序。其中澄清工序是制糖过程最关键的环节，其目的是将混合汁中的胶体、色素等非糖份除去。目前甘蔗糖厂采用的蔗汁澄清方法主要有石灰法、碳酸法、亚硫酸法等。上述方法在澄清过程中均需将蔗汁加热到约100℃，否则澄清效果较差。
天然蔗汁是一种多元组分组成的典型胶体溶液，其成分和性质十分复杂。除了蔗糖以外，蔗汁中还含有还原糖、各种多糖、蛋白质、各种氨基酸和酰胺、有机酸、果胶和其它胶体、蔗脂和蔗腊、各种色素，以及混杂的蔗屑和泥沫等。传统的蔗汁澄清工艺中，糖汁进入沉降池前需要进行二次加热（约100℃），使磷酸、亚硫酸或蔗汁中的游离酸与钙充分反应形成较密实的钙盐，并使蛋白质等各种非糖分凝结得更紧密结实，以保证澄清效果。但高温也带来了诸多副作用，特别是增加了糖汁中的胶体和色素等多种非糖份，直接影响白糖的质量，造成后序处理的困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种蔗汁低温澄清工艺，该方法为克服传统高温澄清法的不良作用，通过高速射流强化石灰法澄清，实现低温条件下蔗汁的澄清。
解决上述技术问题的技术方案是：一种蔗汁低温澄清工艺，采用石灰法澄清工艺，具体包括以下步骤：
（1）将石灰乳添加至甘蔗混合汁中，使甘蔗混合汁的pH值为7.0～8.0；
（2）将甘蔗混合汁加热至60～85 ℃；
（3）将甘蔗混合汁通入高速射流装置中循环处理5～60秒；
（4）加入絮凝剂，经过沉降后，得到清汁。
所述的高速射流装置包括贮罐、泵、高速射流器、输送甘蔗混合汁的管道以及安装在管道上的压力表、阀门；所述泵通过管道分别与贮罐、高速射流器连通，高速射流器通过管道与贮罐连通。
本发明的进一步技术方案是：所述的高速射流器是文丘里管，沿物料的流动方向，文丘里管依次为入口段、收缩段、喉道、扩散段和出口段。
文丘里管收缩段角度α与扩散段角度β的比例为0.5～2，喉道长度L与喉道直径d的比例范围为1.6～3.2。
本发明的另一步技术方案是：所述的高速射流器是由外壳和孔板构成，孔板安装在外壳内将外壳分隔为反应前段和反应后段，所述的反应前段设置有蔗汁入口，反应后段设置有蔗汁出口。
所述的孔板厚度与通孔孔径的比值为1.6～5，孔板上开有通孔的数量至少为1个。
所述的絮凝剂是聚丙烯酰胺，用量为2～5 PPM。
本发明的原理：在蔗汁澄清过程中，通过高速射流作用，至少能产生如下效果：（1）由于高速射流效应和剧烈的传质作用，使得在较低的温度（≤80℃）下，蔗汁中的胶体粒子相互碰撞、并破坏粒子周围的双电层和水化膜，使胶体粒子相互聚集、失稳，形成大的沉淀而除去；（2）由于剧烈的湍流效应，强化了传质过程，大大促进了蔗汁中的Ca2+、OH-与蔗汁中的游离酸，以及和某些有机和无机非糖分发生沉淀反应，对蔗汁中的非糖分进行吸附和包藏作用，从而达到在低温条件下强化澄清的目的。
本发明的应用效果如下：
本发明方法的应用，所得到的清汁和传统的高温石灰法相比，结果如下：
（1）清汁中的含氮量降低1－6%；
（2）清汁还原糖含量降低9－15%；
（3）清汁的电导率变化不明显；
（4）色值降低了8－31%；
（5）简纯度提高了2－6%。
附图说明
图1：本发明工艺流程图。
图2：本发明高速射流装置结构示意图。
图3：本发明实施例1使用的高速射流器结构示意图。
图4：本发明实施例2使用的高速射流器结构示意图。
图5：本发明实施例2孔板结构示意图（设置有1个通孔）。
图6：本发明实施例2孔板结构示意图（设置有3个通孔）。
图中箭头表示蔗汁的流动方向。
具体实施方式
实施例1：一种蔗汁低温澄清工艺，如图1所示，采用石灰法澄清工艺，具体包括以下步骤：
（1）将石灰乳添加至甘蔗混合汁中，使甘蔗混合汁的pH值为7.0～8.0；
（2）将甘蔗混合汁加热至60～85 ℃；
（3）将甘蔗混合汁通入高速射流装置中循环处理5～60秒；
（4）加入絮凝剂聚丙烯酰胺，用量为2～5 PPM，经过沉降后，得到清汁。
所述的高速射流装置（如图2所示）包括贮罐1、泵2、高速射流器4、输送甘蔗混合汁的管道以及安装在管道上的压力表3、阀门5；所述泵通过管道分别与贮罐1、高速射流器4连通，高速射流器通过管道与贮罐连通。甘蔗混合汁加热至60～85 ℃后进入高速射流装置进行循环。
所述的高速射流器（如图3所示）是文丘里管41，沿物料的流动方向，文丘里管依次为入口段411、收缩段412、喉道413、扩散段414和出口段415。文丘里管收缩段角度α与扩散段角度β的比例为0.5～2，喉道长度L与喉道直径d的比例范围为1.6～3.2。
附表1：实施例1文丘里管几何参数。
Figure 602551DEST_PATH_IMAGE001
附表1仅是实施例1文丘里管尺寸的几种实施例，在实际应用过程中，可以根据实际情况进行适当的放大或缩小。
实施例2：一种蔗汁低温澄清工艺，其具体步骤与实施例1相同，不同之处在于，所述的高速射流器的具体结构不同，本实施例采用的高速射流器（如图4-图6所示）是由外壳42和孔板43构成，孔板安装在外壳内将外壳分隔为反应前段421和反应后段422，所述的反应前段设置有蔗汁入口，反应后段设置有蔗汁出口。所述的孔板厚度与通孔孔径的比值为1.6～5，孔板上开有通孔31的数量至少为1个。
文丘里管收缩段角度α与扩散段角度β的比例为0.5～2，喉道长度L与喉道直径d的比例范围为1.6～3.2。
附表2：实施例2孔板几何参数。
Figure 50850DEST_PATH_IMAGE002
附表2仅是实施例2孔板尺寸的几种实施例，在实际应用过程中，可以根据实际情况进行适当的放大或缩小。
对比实验结果一览表。
Figure DEST_PATH_IMAGE004
采用高温法与本申请的低温法进行对比实验，对比实验中，高温法与本申请低温法的不同点在于：步骤（2）将甘蔗混合汁加热至100 ℃；其余步骤与本申请完全相同。上表中，序号1的对比实验是按照本申请实施例1的工艺方法进行，序号2、3的对比实验是按照本申请实施例2的工艺方法进行。

Claims (6)

1.一种蔗汁低温澄清工艺，其特征在于：采用石灰法澄清工艺，具体是以下步骤：
（1）将石灰乳添加至甘蔗混合汁中，使甘蔗混合汁的pH值为7.0～8.0；
（2）将甘蔗混合汁加热至60～85 ℃；
（3）将甘蔗混合汁通入高速射流装置中循环处理5～60秒；
（4）加入絮凝剂，经过沉降后，得到清汁；
所述的高速射流装置包括贮罐（1）、泵（2）、高速射流器（4）、输送甘蔗混合汁的管道以及安装在管道上的压力表（3）、阀门（5）；所述泵通过管道分别与贮罐（1）、高速射流器（4）连通，高速射流器通过管道与贮罐连通；
所述的高速射流器或是文丘里管（41），或是由外壳（42）和孔板（43）构成。
2.根据权利要求1所述的一种蔗汁低温澄清工艺，其特征在于：所述的高速射流器是文丘里管（41），沿物料的流动方向，文丘里管依次为入口段（411）、收缩段（412）、喉道（413）、扩散段（414）和出口段（415）。
3.根据权利要求2所述的一种蔗汁低温澄清工艺，其特征在于：文丘里管收缩段角度α与扩散段角度β的比例为0.5～2，喉道长度L与喉道直径d的比例范围为1.6～3.2。
4.根据权利要求1所述的一种蔗汁低温澄清工艺，其特征在于：所述的高速射流器是由外壳（42）和孔板（43）构成，孔板安装在外壳内将外壳分隔为反应前段（421）和反应后段（422），所述的反应前段设置有蔗汁入口，反应后段设置有蔗汁出口。
5.根据权利要求4所述的一种蔗汁低温澄清工艺，其特征在于：所述的孔板厚度与通孔孔径的比值为1.6～5，孔板上开有通孔（431）的数量至少为1个。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种蔗汁低温澄清工艺，其特征在于：所述的絮凝剂是聚丙烯酰胺，用量为2～5 PPM。
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