CN108330217A - 全棵甘蔗带叶带梢压榨制糖无硫澄清生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了全棵甘蔗带叶带梢压榨制糖无硫澄清生产工艺，它是在现有的亚硫酸法工艺设备基础上，压榨工段增设液哨式超声波喷头，其喷射出来的渗透水及复浸蔗汁对全棵带叶带梢甘蔗蔗料进行超声渗透作用，从而提高了蔗料的糖份抽出率，并弥补了带叶带梢蔗渣中的糖份损失。在压榨与清净、蒸发与煮炼工段之间还增设了纳米微孔羟基磷酸钙和大孔吸附树脂吸附柱，吸收蔗叶、蔗梢中的大量氨基酸和多酚类化合物得到氨基酸和多酚类抗氧化剂副产品。本发明的特点是新增的设备大部分可以自制，设备资金投入少；充分利用了甘蔗资源，大大降低了砍蔗人员的劳动强度和作业时间，增加了蔗农的经济收入；还可以生产3种以上的副产品，主产品白砂糖不含硫及可提高产糖率0.2％～0.5％，大幅度提高了制糖企业的经济效益。

Description

全棵甘蔗带叶带梢压榨制糖无硫澄清生产工艺

技术领域

本发明属于制糖技术领域，特别涉及全棵甘蔗带叶带梢压榨制糖无硫澄清生产工艺技术。

背景技术

甘蔗是一种热带草本植物，与高粱、玉米等同属于蜀黍类，自史前400 年到现在一直用于制糖业。蔗叶、蔗梢中因含有大量的有色、增色化合物被制糖企业所丢弃。然而，近年来研究表明蔗梢不仅含有丰富的氨基酸可以利用，而且还含有抗氧化活性物质多酚类化合物，蔗叶中所含的抗氧化活性物质多酚类化合物较多。多酚类化合物是一种能清除人体内自由基而具有预防癌症、心血管疾病以及抗衰老的作用。

因此，如果在制糖技术上能解决蔗叶、蔗梢所带来的中间制品和成品糖带色增色的世界性制糖技术难题，人们可以从蔗叶、蔗梢中得到廉价的十分丰富的氨基酸和多酚类化合物抗氧化剂副产品。

本发明是上述世界性制糖技术难题的一个挑战，采用现代的超声波技术和纳米技术大胆地全棵甘蔗带叶带梢压榨制糖无硫澄清生产工艺的一种尝试。

发明内容

本发明为解决上述世界性制糖技术难题而提出的如下技术方案：

在现有的亚硫酸法工艺设备基础上，在压榨工段每一座压榨机之上增设一组液哨式超声波喷头，利用从喷头喷射出来的渗透水(末座压榨机)及复浸蔗汁对带叶带梢的蔗料进行超声渗透作用，从而提高了蔗料中的糖份抽出率，并弥补了带叶带梢蔗渣中的糖份损失。其工艺参数按照本发明人名称为：一种能提高甘蔗压榨抽出率的方法工艺参数执行。

在清净工段拆出硫熏中和设备，引入代替它的无硫澄清生产工艺设备，其工艺参数按照本发明人名称为：一种甘蔗制糖无硫澄清生产新工艺工艺参数执行。

在压榨与清净工段之间一次加热器前还增设混合汁吸附柱等多酚类抗氧化合物和氨基酸生产设备。

从压榨工段经精细过滤的混合汁进入盛有大孔吸附树脂的混合汁吸附柱a中，用磷酸调柱内混合汁PH值为5.5-5.8，吸收了多酚类化合物的大孔吸附树脂进入过滤冲洗器a中被清水冲洗干净再进入洗脱器a，经体积百分数为 30％-70％的乙醇溶液洗脱后进入冲洗器a，被清水冲洗干净之后返回混合汁吸附柱a及糖浆吸附柱中；洗脱乙醇溶液和清水冲洗液汇合后进入加热蒸发器a 蒸发，蒸发出的乙醇水蒸汽经分离器a分离出中低度乙醇返回洗脱器a中，含有少量乙醇的水溶液经浓缩回用或去酒精车间；经加热蒸发剩余的浆料进入干燥器，真空干燥后得多酚类抗氧化剂副产品，见说明书附图图2。

从混合汁吸附柱a出来的混合汁又进入盛有纳米微孔羟基磷酸钙吸附剂的混合汁吸附柱b中，用少量石灰乳调节PH值为5.8-7.0，吸收了大量氨基酸的纳米微孔羟基磷酸钙进入过滤冲洗器b中分离并受到清水冲洗干净后，再进入洗脱器b中，混合汁和冲洗液汇合后去一次加热器。洗脱器b中吸收了大量氨基酸的纳米微孔羟基磷酸钙吸附剂经体积百分数为35％-70％乙醇溶液洗脱后进入冲洗器b中被清水冲洗干净之后返回混合汁吸附柱b及糖浆吸附柱中。洗脱乙醇溶液和清水冲洗液汇合后进入加热蒸发器b蒸发，蒸发出的乙醇水蒸汽经分离器b分离出中低度乙醇返回洗脱器b中，含有少量乙醇的水溶液经浓缩后回用或去酒精车间；经加热蒸发剩余的浆料进入干燥器b中，真空干燥后得氨基酸副产品，见说明书附图图2。

在蒸发与煮炼工段之间还进一步增设糖浆吸附柱。来自蒸发糖浆及返料丙糖等进入糖浆吸附柱中，用盐酸或磷酸调糖浆PH值为6.8-6.9，上层大孔吸附树脂吸收了糖浆中剩余的多酚类化合物，下层纳米微孔羟基磷酸钙吸收了糖浆中剩余的氨基酸。两种吸附剂同糖浆一起进入压力过滤器过滤后，糖浆去煮炼工段，含有多酚、氨基酸的吸附剂受到来自压榨精细过滤后的小部分混合汁冲洗，冲洗液回流混合汁吸附柱a中，两种吸附剂在分离器中经清水冲洗干净分离后各自归类去洗脱器，见说明书附图图2。

同时，部分废糖蜜经化学澄清后回流清净工段第一个纳米反应容器中，完成整个本发明全棵甘蔗带叶带梢压榨制糖无硫澄清生产工艺过程，见说明书附图图1。

纳米微孔羟基磷酸钙吸附剂的制备方法是，在较纯净的45℃-60℃水溶液中加入经计量的生石灰、磷酸、碳酸铵及少量表面活性剂，同时高速搅拌，用氨水调节PH值10.5～11.5之间，经45分钟高速搅拌之后，静止12小时，过滤得滤液，滤液回用，滤渣干燥后进入稀盐酸浸泡溶液中，浸泡25分钟～3 小时后过滤，滤渣用清水浸泡1小时后再次过滤，滤渣用80℃温度真空干燥24 小时后破碎即得成品。

本发明的优点：①新增加的设备大部分可以自制，资金投入少；②充分利用了甘蔗资源，大大降低了砍蔗人员的劳动强度和作业时间，增加了蔗农的经济收入；③还可以生产3种以上的副产品，主产品白砂糖不含硫及可提高产糖率0.2％-0.5％；④大幅度提高了制糖企业的经济效益。

下面结合实施例对本发明全棵甘蔗带叶带梢压榨制糖无硫澄清生产工艺进一步说明。

具体实施方式

实施例1带叶带梢全棵甘蔗来自云南省玉溪市某县成熟甘蔗，用带有一个超声喷头的小型压榨机对其压榨，反复压榨7次，渗透水与蔗比15％，混合汁用石灰乳调节PH值6.9，收集全部混合汁共计25公斤。蔗渣化验分析得含水份48％，转光度2.51。

从上述25公斤中称取5公斤混合汁用自制精细过滤器过滤，滤液进入自制的盛有大孔吸附树脂的吸附柱a中，用少量磷酸调PH值5.6，吸收了混合汁中多酚类化合物的大孔吸附树脂进入过滤冲洗器a中用清水冲洗干净后再进入洗脱器a中，经体积百分数为30％的乙醇溶液洗脱后进入冲洗器a，被清水冲洗干净之后返回混合汁吸附柱a中，洗脱乙醇和清水冲洗液汇合后进入加热蒸发器a蒸发，蒸出的乙醇水蒸汽经分离器a分离后中低度乙醇返回洗脱器a 中，含有少量乙醇的水溶液可浓缩回用或去酒精车间。蒸发后剩余浆料真空干燥后得多酚类抗氧化剂2.1克。

从混合汁吸附柱a中出来的混合汁又进入自制的盛有纳米微孔羟基磷酸钙混合汁吸附柱b中，用少量石灰乳调节PH值为5.9，吸收了大量氨基酸的纳米微孔羟基磷酸钙进入过滤冲洗器b中分离，同时用清水冲洗干净后再进入洗脱器b中，混合汁和清水冲洗液汇合后去一次加热器。洗脱器中吸收了大量氨基酸的纳米微孔羟基磷酸钙吸附剂经体积百分数为35％乙醇溶液洗脱后又进入冲洗器b中用清水冲洗干净之后返回混合汁吸附柱b中。洗脱乙醇溶液和清水冲洗液汇合后进入加热蒸发器b蒸发，蒸发出的乙醇水蒸汽进入分离器b分离出中低度乙醇返回洗脱器b中，含有少量乙醇水溶液浓缩后回用或去酒精车间。经加热蒸发剩余的浆料进入干燥器b中，真空干燥后得氨基酸3.15克。

从过滤冲洗器b中出来的混合汁和从过滤冲洗器a中出来的冲洗液汇合后在一个加热器中加热到50℃后进入无硫澄清生产设备系统，按照本发明人名称为：一种甘蔗制糖无硫澄清生产新工艺步骤操作。从沉淀池出来的清汁用带有真空容器加热浓缩到58°BX的糖浆。

上述58°BX的糖浆进入糖浆吸附柱中，见说明书附图图2，两种吸附剂同糖浆一起进入压力过滤器过滤，吸附剂分别由来自压榨混合汁和清水冲洗干净之后返回混合汁吸附柱a和各自归类返回洗脱器中。

压力过滤器中出来的糖浆经自制的带有真空煮糖器煮成后，经小型分蜜机分蜜得成品白砂糖。白砂糖送化验室分析得：蔗糖分99.7％，还原糖0.1％，电导灰分0.05％，色值145IU，混浊度156MAU，不溶于水杂质35mg/kg，二氧化硫0，其质量达到一级白砂糖标准。

实施例2从上述25公斤混合汁中称取5公斤混合汁工艺操作流程同实施1进行，改变工艺参数为混合汁吸附柱a中混合汁PH值5.7，洗脱器a中洗脱乙醇体积百分数是60％；混合汁吸附柱b中的混合汁PH值为5.9，洗脱器 b中洗脱乙醇溶液体积百分数是65％，最后煮得白砂糖经化验室分析得：蔗糖分 99.7％，还原糖0.08％，电导灰分0.06％，色值135IU，混浊度145MAU，不溶于水杂质33mg/kg，二氧化硫0，其质量达到一级白砂糖标准。

实施例3从上述25公斤混合汁中称取5公斤混合汁，工艺操作流程同实施例1进行，改变工艺参数是混合汁吸附柱a中混合汁PH值为5.6，洗脱器a中洗脱乙醇溶液体积百分数是50％；混合汁吸附柱b中的PH值为7.0，洗脱乙醇溶液体积百分数是55％，最后煮得白砂糖经化验分析得：蔗糖分99.7％，还原糖0.09％，电导灰分0.05％，色值135IU，混浊度150MAU，不溶于水杂质 32mg/kg，二氧化硫0，其质量达到一级白砂糖标准。

实施例4把上述实施例1～3所有多酚类化合物和氨基酸各自归类混合后经化验室分析，两种副产品都不含重金属，食用安全。

附图说明

图1是全棵甘蔗带叶带梢压榨制糖无硫澄清生产工艺流程图。

图2a是压榨混合汁中回收多酚抗氧化剂和氨基酸副产品生产工艺流程图。

图2b是蒸发糖浆中剩余多酚和氨基酸再次回收生产工艺流程图。

Claims (8)

1.全棵甘蔗带叶带梢压榨制糖无硫澄清生产工艺，其特征在于它是在现有的亚硫酸法工艺设备基础上，压榨工段增设液哨式超声波喷头和混合汁精细过滤器；清净工段拆出硫熏中和设备，引入代替它的无硫澄清生产工艺设备；在压榨与清净、蒸发与煮炼工段之间还增设了纳米微孔羟基磷酸钙和大孔吸附树脂吸附柱；同时，部分废糖蜜经化学澄清后回流至清净工段：

A、压榨工段每一座压榨机之上增设一组液哨式超声波喷头，从喷头喷射出的渗透水(末座压榨机)及复浸蔗汁对带叶带梢的蔗料进行超声渗透作用，从而提高了蔗料中的糖份抽出率并弥补了带叶带梢蔗渣中的糖份损失，有关工艺参数按照本发明人名称为：一种能提高甘蔗压榨抽出率的方法工艺参数执行；

B、清净工段拆出现有硫熏中和设备，引入代替它的无硫澄清生产工艺设备，其工艺参数按照本发明人名称为：一种甘蔗制糖无硫澄清新工艺工艺参数执行；在压榨与清净工段之间一次加热前还增设了混合汁吸附柱等多酚抗氧化剂和氨基酸副产品生产设备；从压榨工段经精细过滤器过滤后的混合汁进入盛有大孔吸附树脂的混合汁吸附柱a中，用磷酸调控混合汁PH值为5.5～5.8，吸收了多酚类化合物的大孔吸附树脂进入过滤冲洗器a被清水冲洗干净后再进入洗脱器a中，经体积百分数为30％～70％的乙醇溶液洗脱之后又进入冲洗器a，被清水冲洗干净之后返回混合汁吸附柱a及糖浆吸附柱中，洗脱乙醇溶液和清水冲洗液汇合后进入加热蒸发器a中蒸发，蒸发出的乙醇水蒸汽经分离器a分离出中低度乙醇返回洗脱器a中，含有少量乙醇的水溶液经浓缩回用或去酒精车间，经加热蒸发后剩余的浆料进入干燥器a中真空干燥后得多酚类抗氧化剂副产品；从混合汁吸附柱a中出来的混合汁又进入盛有纳米微孔羟基磷酸钙吸附剂的混合汁吸附柱b中，用少量石灰乳调节PH值为5.8-7.0，吸收了大量氨基酸的纳米微孔羟基磷酸钙进入过滤冲洗器b中分离并受到清水冲洗，冲洗干净后再进入洗脱器b中，混合汁和冲洗液汇合后去一次加热器，洗脱器b中吸收了大量氨基酸的纳米微孔羟基磷酸钙吸附剂经体积百分数为35％-70％乙醇溶液洗脱后又进入冲洗器b中被清水冲洗干净之后返回混合汁吸附柱b及糖浆吸附柱中，洗脱乙醇溶液和清水冲洗液汇合后进入加热蒸发器b中蒸发，蒸发出的乙醇水蒸汽经分离器b分离出中低度乙醇返回洗脱器b中，含有少量乙醇的水溶液经浓缩回用或去酒精车间，经加热蒸发剩余的浆料进入干燥器b中，真空干燥后得氨基酸副产品；在蒸发与煮炼工段之间进一步增设了糖浆吸附柱，来自蒸发糖浆及返料丙糖等进入糖浆吸附柱中，用盐酸或磷酸调节糖浆PH值为6.8-6.9，上层大孔吸附树脂和下层纳米微孔羟基磷酸钙分别吸收了糖浆中剩余的多酚类化合物和氨基酸化合物，两种吸附剂同糖浆一起从糖浆吸附柱中出来后，又进入压力过滤器过滤后，糖浆去煮炼工段，吸收了糖浆中剩余多酚类和氨基酸化合物的两种吸附剂受到来自压榨精细过滤后的小部分混合汁冲洗后，冲洗液返回混合汁吸附柱a中，两种吸附剂经分离器分离后各自归类去洗脱器中；同时，部分废糖蜜经化学澄清后回流清净工段第一个纳米反应容器中，完成整个本发明全棵甘蔗带叶带梢压榨制糖无硫澄清生产工艺过程；

C、纳米微孔羟基磷酸钙吸附剂的制备方法是在较纯净的45℃-60℃水溶液中加入经计量的生石灰、磷酸、碳酸铵及少量表面活性剂，同时高速搅拌，用氨水调PH值为10.5～11.5之间，经45分钟高速搅拌之后，静止12小时，过滤得滤液，滤夜回用，滤渣干燥后进入稀盐酸浸泡液中，浸泡25分钟～3小时后过滤，滤渣用清水浸泡1小时再次过滤，滤渣用80℃温度真空干燥24小时后破碎即得成品。

2.根据权利要求1所述的全棵甘蔗带叶带梢压榨制糖无硫澄清生产工艺，其特征在于混合汁吸附柱a中混合汁PH值调控在5.6-5.7之间。

3.根据权利要求1所述的全棵甘蔗带叶带梢压榨制糖无硫澄清生产工艺，其特征在于混合汁吸附柱b中混合汁PH值调控在5.9-7.0之间。

4.根据权利要求1所述的全棵甘蔗带叶带梢压榨制糖无硫澄清生产工艺，其特征在于吸收了多酚类化合物的大孔吸附树脂在洗脱器中洗脱的乙醇体积百分数是30％-60％。

5.根据权利要求1所述的全棵甘蔗带叶带梢压榨制糖无硫澄清生产工艺，其特征在于吸收了氨基酸的纳米微孔羟基磷酸钙吸附剂在洗脱器中洗脱的乙醇体积百分数是35％-65％。

6.根据权利要求1所述的全棵甘蔗带叶带梢压榨制糖无硫澄清生产工艺，其特征在于制备纳米微孔羟基磷酸钙吸附剂的较纯净的水溶液温度是50℃～60℃。

7.根据权利要求1所述的全棵甘蔗带叶带梢压榨制糖无硫澄清生产工艺，其特征在于制备纳米微孔羟基磷酸钙吸附剂的反应溶液PH值控制在10.5～11.0之间。

8.根据权利要求1所述的全棵甘蔗带叶带梢压榨制糖无硫澄清生产工艺，其特征在于本发明生产工艺所用的石灰、磷酸、碳酸铵、表面活性剂及氨水不含重金属，即食用安全的。