CN110342656A - 一种用于糖浆工艺的冷凝水处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于糖浆生产工艺技术领域，具体涉及一种用于糖浆工艺的冷凝水处理工艺，所述工艺包括如下步骤：步骤1，将冷凝水与活性炭混合搅拌形成，得到混合液；步骤2，将混合液加入至储液罐中直至完全灌满；步骤3，将储液罐内的混合液依次通过滤布和过滤膜，得到纯净水。本发明解决了现有条件工艺的冷凝水无法存在杂质，无法直接排放的问题，通过活性炭与滤布、过滤膜的联合作用，将冷凝水中的杂质去除，形成纯净水。

Description

一种用于糖浆工艺的冷凝水处理工艺
技术领域
本发明属于糖浆生产工艺技术领域，具体涉及一种用于糖浆工艺的冷凝水处理工艺。
背景技术
通用糖浆采用麦芽糖浆为主原料，添加果葡糖浆、葡萄糖糖浆、低聚木糖糖浆、低聚异麦芽糖糖浆中的一种或两种以上作为辅料，其中主原料麦芽糖浆占重量比70％，辅料占重量比30％，添加果葡糖浆、葡萄糖糖浆、低聚木糖糖浆、低聚异麦芽糖糖浆中的任意一种为辅料时，所占重量比为30％，或添加果葡糖浆、葡萄糖糖浆、低聚木糖糖浆、低聚异麦芽糖糖浆中的任意两种为辅料时，所占重量比分别为15％，或添加果葡糖浆、葡萄糖糖浆、低聚木糖糖浆、低聚异麦芽糖糖浆中的任意三种为辅料时，所占重量比分别为10％，或添加果葡糖浆、葡萄糖糖浆、低聚木糖糖浆和低聚异麦芽糖糖浆为辅料时，所占重量比分别7.5％；所述的通用糖浆的生产方法包括以下步骤：
第一步：取浓度为75％的麦芽糖浆7吨备用；
第二步：对麦芽糖浆进行浓缩处理：1)、往型号LZJZ-1500的双效降膜蒸发器内，投入浓度为75％的麦芽糖浆7吨，麦芽糖浆占总投料的70％，打开双效降膜蒸发器的蒸汽阀门对麦芽糖浆进行高温加热，使其保持2-3小时的沸腾，在保持沸腾的过程中，压力控制在0.3Mpa，温度控制在100℃以上；2)、由检验人员对第一步中所得到的麦芽糖浆进行检测，通过型号DY-20的阿贝折射仪检测麦芽糖浆折光率是否在75％-80％之间，将折光率为75％-80％的麦芽糖浆通过阀门控制使其进入混合罐；
第三步：混合处理：1)、通过型号DY-20的阿贝折射仪检测后，将折光率71％的果葡糖浆、葡萄糖糖浆、低聚木糖糖浆、低聚异麦芽糖糖浆中的一种或两种以上作为辅料，辅料按计重3吨加入混合罐中混匀；2)、在混合罐中放置时间为0.5-2小时，通过型号DY-20的阿贝折射仪将折光率控制在75％，待混合罐内温度降至65℃并开始升温到80-85℃时，关掉气阀，得到通用糖浆，检测通用糖浆合格后，通过阀门控制使其进入成品罐，即得到成品。
通用糖浆工艺虽然是最为传统，也是最为完善的工艺，但是通用糖浆工艺中浓缩产生的冷凝水往往带有杂质，无法直接排放。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种用于糖浆工艺的冷凝水处理工艺，解决了现有条件工艺的冷凝水存在杂质，无法直接排放的问题，通过活性炭与滤布、过滤膜的联合作用，将冷凝水中的杂质去除，形成纯净水。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种用于糖浆工艺的冷凝水处理工艺，所述工艺包括如下步骤：
步骤1，将冷凝水与活性炭混合搅拌形成，得到混合液；
步骤2，将混合液加入至储液罐中直至完全灌满；
步骤3，将储液罐内的混合液依次通过滤布和过滤膜，得到纯净水。
所述步骤1中的活性炭加入质量是冷凝水质量的0.04-0.05％。
所述步骤1中的冷凝水与活性炭采用持续加料混合的方式进行搅拌。
所述步骤1中的混合搅拌的搅拌速度为3000-5000r/min。
所述步骤2中的混合液的流动速度为10-100t/h，温度为70℃。
所述步骤3中的混合液通过滤布和过滤膜的温度为70-80℃。
所述步骤3中通过滤布得到的活性炭经加热处理后可以重复使用。
所述步骤1中的活性炭采用疏水性活性炭，所述疏水性活性炭以三甲基氯硅烷为疏水剂，以活性炭粉末为原材料。
进一步的，所述疏水性活性炭的制备方法如下：
步骤a，将活性炭粉末加入至去离子水中，然后加入氢氧化钠溶液进行60-80℃水浴搅拌反应，得到活性炭悬浊碱液，过滤后烘干后得到碱性活性炭粉末；其中，所述活性炭粉末在去离子水中的浓度为20-40g/L，所述氢氧化钠的加入量是活性炭粉末质量的50-70％，所述氢氧化钠溶液的浓度为
0.001-0.003mol/L，所述水浴搅拌的搅拌速度为2000-3000r/min；
步骤b，将三甲基氯硅烷加入至无水乙醇中搅拌均匀，然后加入碱性活性炭粉末，调节pH至酸性，密封恒温水浴反应5-8h，抽滤后乙醇洗涤烘干得到疏水性活性炭；其中，三甲基氯硅烷与无水乙醇的体积比为10:2-5，所述碱性活性炭粉末在三甲基氯硅烷-乙醇溶液中的浓度为10-15g/L，所述调节pH的调节剂采用浓盐酸，调节后的pH为3-5，所述恒温水浴的温度为50-90℃。
所述步骤b中的活性炭的疏水性通过接触角测试和液态水吸附实验来检测。
步骤1，将冷凝水与活性炭混合，形成混合液，利用活性炭对冷凝水和有机小分子之间的吸附差，具有优先吸附有机小分子的特性，利用活性炭粉末的大比表面积，大大提升接触面积，能够充分吸附。
步骤2，将冷凝水与活性炭的悬浊液灌满储液罐时，活性炭与冷凝水充分接触，不仅保证了充分接触的时间，也保证了充分接触的面积，并且在接触过程中形成区域接触方式，能够保证活性炭吸附一定区域的冷凝水，能够大大提升了活性炭利用率。
步骤3，将沉降后的混合液进行滤布和过滤膜处理，通过滤布来截留活性炭颗粒，能够将吸附有气味分子的活性炭截留在滤布；经过滤布过滤后的冷凝水通入过滤膜内，将残留的有机小分子和活性炭细粉去除，得到纯净水；截留下来的活性炭主要吸附物以气味小分子为主，经过后续处理后可以重复使用，大大降低了活性炭使用量，降低了成本。
本申请采用疏水性活性炭，通过疏水性活性炭本身疏水的性能，提升活性炭吸附的选择性，不仅能够提升活性炭对杂质的吸附效果，减少水分子对杂质分子的影响，而且疏水性活性炭的利用率大大提高，降低了成本。
步骤a将活性炭粉末加入氢氧化钠溶液中进行水浴搅拌，利用氢氧化钠本身的特性将活性炭粉末碱性化，并且利用搅拌的方式保证活性炭内外均匀碱化，得到碱化活性炭粉末。
步骤b将碱化活性炭粉末加入至含有三甲基氯硅烷的无水乙醇溶液中形成良好的分散体系，并且通过pH调节将碱性活性炭转化为酸性活性炭；酸性活性炭与三甲基氯硅烷在密封水浴搅拌反应过程中形成三甲基硅烷改性活性炭，无水乙醇在密封条件下能够形成气态，能够提升三甲基氯硅烷与活性炭的接触面积，提升钝化效果和钝化效率。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明解决了现有条件工艺的冷凝水存在杂质，无法直接排放的问题，通过活性炭与滤布、过滤膜的联合作用，将冷凝水中的杂质去除，形成纯净水。
2.本发明采用共混的方式提升活性炭对冷凝水的吸附效果，利用有机小分子和水分子的吸附差来实现有机小分子的快速去除。
具体实施方式
结合实施例详细说明本发明，但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1
一种用于糖浆工艺的冷凝水处理工艺，所述工艺包括如下步骤：
步骤1，将冷凝水与活性炭混合搅拌形成，得到混合液；
步骤2，将混合液加入至储液罐中直至完全灌满；
步骤3，将储液罐内的混合液依次通过滤布和过滤膜，得到纯净水。
所述步骤1中的活性炭加入质量是冷凝水质量的0.04％。
所述步骤1中的冷凝水与活性炭采用持续加料混合的方式进行搅拌。
所述步骤1中的混合搅拌的搅拌速度为3000r/min。
所述步骤2中的混合液的流动速度为10t/h，温度为70℃。
所述步骤3中的混合液通过滤布和过滤膜的温度为70℃。
所述步骤3中通过滤布得到的活性炭经加热处理后可以重复使用。
按照国标GB19298-2014食品安全国家标准包装饮用水的方法检测得出处理后的纯净水符合国家标准。
所述步骤1中的活性炭采用疏水性活性炭，所述疏水性活性炭以三甲基氯硅烷为疏水剂，以活性炭粉末为原材料。
所述疏水性活性炭的制备方法如下：
步骤a，将活性炭粉末加入至去离子水中，然后加入氢氧化钠溶液进行60℃水浴搅拌反应，得到活性炭悬浊碱液，过滤后烘干后得到碱性活性炭粉末；其中，所述活性炭粉末在去离子水中的浓度为20g/L，所述氢氧化钠的加入量是活性炭粉末质量的50％，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.001mol/L，所述水浴搅拌的搅拌速度为2000r/min；
步骤b，将三甲基氯硅烷加入至无水乙醇中搅拌均匀，然后加入碱性活性炭粉末，调节pH至酸性，密封恒温水浴反应5h，抽滤后乙醇洗涤烘干得到疏水性活性炭；其中，三甲基氯硅烷与无水乙醇的体积比为10:2，所述碱性活性炭粉末在三甲基氯硅烷-乙醇溶液中的浓度为10g/L，所述调节pH的调节剂采用浓盐酸，调节后的pH为3，所述恒温水浴的温度为50℃。
所述步骤b中的活性炭的疏水性通过接触角测试和液态水吸附实验来检测。
实施例2
一种用于糖浆工艺的冷凝水处理工艺，所述工艺包括如下步骤：
步骤1，将冷凝水与活性炭混合搅拌形成，得到混合液；
步骤2，将混合液加入至储液罐中直至完全灌满；
步骤3，将储液罐内的混合液依次通过滤布和过滤膜，得到纯净水。
所述步骤1中的活性炭加入质量是冷凝水质量的0.05％。
所述步骤1中的冷凝水与活性炭采用持续加料混合的方式进行搅拌。
所述步骤1中的混合搅拌的搅拌速度为5000r/min。
所述步骤2中的混合液的流动速度为100t/h，温度为70℃。
所述步骤3中的混合液通过滤布和过滤膜的温度为80℃。
所述步骤3中通过滤布得到的活性炭经加热处理后可以重复使用。
按照国标GB19298-2014食品安全国家标准包装饮用水的方法检测得出处理后的纯净水符合国家标准。
所述步骤1中的活性炭采用疏水性活性炭，所述疏水性活性炭以三甲基氯硅烷为疏水剂，以活性炭粉末为原材料。
所述疏水性活性炭的制备方法如下：
步骤a，将活性炭粉末加入至去离子水中，然后加入氢氧化钠溶液进行80℃水浴搅拌反应，得到活性炭悬浊碱液，过滤后烘干后得到碱性活性炭粉末；其中，所述活性炭粉末在去离子水中的浓度为40g/L，所述氢氧化钠的加入量是活性炭粉末质量的70％，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.003mol/L，所述水浴搅拌的搅拌速度为3000r/min；
步骤b，将三甲基氯硅烷加入至无水乙醇中搅拌均匀，然后加入碱性活性炭粉末，调节pH至酸性，密封恒温水浴反应8h，抽滤后乙醇洗涤烘干得到疏水性活性炭；其中，三甲基氯硅烷与无水乙醇的体积比为10:5，所述碱性活性炭粉末在三甲基氯硅烷-乙醇溶液中的浓度为15g/L，所述调节pH的调节剂采用浓盐酸，调节后的pH为5，所述恒温水浴的温度为90℃。
所述步骤b中的活性炭的疏水性通过接触角测试和液态水吸附实验来检测。
实施例3
一种用于糖浆工艺的冷凝水处理工艺，所述工艺包括如下步骤：
步骤1，将冷凝水与活性炭混合搅拌形成，得到混合液；
步骤2，将混合液加入至储液罐中直至完全灌满；
步骤3，将储液罐内的混合液依次通过滤布和过滤膜，得到纯净水。
所述步骤1中的活性炭加入质量是冷凝水质量的0.04％。
所述步骤1中的冷凝水与活性炭采用持续加料混合的方式进行搅拌。
所述步骤1中的混合搅拌的搅拌速度为4000r/min。
所述步骤2中的混合液的流动速度为50t/h，温度为70℃。
所述步骤3中的混合液通过滤布和过滤膜的温度为75℃。
所述步骤3中通过滤布得到的活性炭经加热处理后可以重复使用。
按照国标GB19298-2014食品安全国家标准包装饮用水的方法检测得出处理后的纯净水符合国家标准。
所述步骤1中的活性炭采用疏水性活性炭，所述疏水性活性炭以三甲基氯硅烷为疏水剂，以活性炭粉末为原材料。
所述疏水性活性炭的制备方法如下：
步骤a，将活性炭粉末加入至去离子水中，然后加入氢氧化钠溶液进行70℃水浴搅拌反应，得到活性炭悬浊碱液，过滤后烘干后得到碱性活性炭粉末；其中，所述活性炭粉末在去离子水中的浓度为30g/L，所述氢氧化钠的加入量是活性炭粉末质量的60％，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.002mol/L，所述水浴搅拌的搅拌速度为2500r/min；
步骤b，将三甲基氯硅烷加入至无水乙醇中搅拌均匀，然后加入碱性活性炭粉末，调节pH至酸性，密封恒温水浴反应7h，抽滤后乙醇洗涤烘干得到疏水性活性炭；其中，三甲基氯硅烷与无水乙醇的体积比为10:3，所述碱性活性炭粉末在三甲基氯硅烷-乙醇溶液中的浓度为13g/L，所述调节pH的调节剂采用浓盐酸，调节后的pH为4，所述恒温水浴的温度为70℃。
所述步骤b中的活性炭的疏水性通过接触角测试和液态水吸附实验来检测。
性能检测
以实施例1-实施例3中的疏水性活性炭作为检测实施例，以普通活性炭作为对比例，吸附效果提升情况如下：
实施例1 实施例2 实施例3 对比例
吸附量变化(杂质) 140％ 150％ 166％ 100％
吸附量变化(水) 80％ 74％ 60％ 100％
经比对可以得出，采用疏水性活性炭能够有效的提升活性炭对杂质的吸附，大大提升了杂质的去除效果，有效的提升产品质量，同时对水的吸附量大大降低，降低了水分子对杂质吸附的影响。
综上所述，本发明具有以下优点：
1.本发明解决了现有条件工艺的冷凝水存在杂质，无法直接排放的问题，通过活性炭与滤布、过滤膜的联合作用，将冷凝水中的杂质去除，形成纯净水。
2.本发明采用共混的方式提升活性炭对冷凝水的吸附效果，利用有机小分子和水分子的吸附差来实现有机小分子的快速去除。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于糖浆工艺的冷凝水处理工艺，其特征在于：所述工艺包括如下步骤：
步骤1，将冷凝水与活性炭混合搅拌形成，得到混合液；
步骤2，将混合液加入至储液罐中直至完全灌满；
步骤3，将储液罐内的混合液依次通过滤布和过滤膜，得到纯净水。
2.根据权利要求1所述的一种用于糖浆工艺的冷凝水处理工艺，其特征在于：所述步骤1中的活性炭加入质量是冷凝水质量的0.04-0.05％。
3.根据权利要求1所述的一种用于糖浆工艺的冷凝水处理工艺，其特征在于：所述步骤1中的冷凝水与活性炭采用持续加料混合的方式混合。
4.根据权利要求1所述的一种用于糖浆工艺的冷凝水处理工艺，其特征在于：所述步骤1中的混合搅拌的搅拌速度为3000-5000r/min。
5.根据权利要求1所述的一种用于糖浆工艺的冷凝水处理工艺，其特征在于：所述步骤2中的混合液的流动速度为10-100t/h，温度为70℃。
6.根据权利要求1所述的一种用于糖浆工艺的冷凝水处理工艺，其特征在于：所述步骤3中的混合液通过滤布和过滤膜的温度为70-80℃。
7.根据权利要求1所述的一种用于糖浆工艺的冷凝水处理工艺，其特征在于：所述步骤3中通过滤布得到的活性炭经加热处理后可以重复使用。
8.根据权利要求1所述的一种用于糖浆工艺的冷凝水处理工艺，其特征在于：所述步骤1中的活性炭采用疏水性活性炭，所述疏水性活性炭以三甲基氯硅烷为疏水剂，以活性炭粉末为原材料。
9.根据权利要求8所述的一种用于糖浆工艺的冷凝水处理工艺，其特征在于：所述疏水性活性炭的制备方法如下：
步骤a，将活性炭粉末加入至去离子水中，然后加入氢氧化钠溶液进行60-80℃水浴搅拌反应，得到活性炭悬浊碱液，过滤后烘干后得到碱性活性炭粉末；其中，所述活性炭粉末在去离子水中的浓度为20-40g/L，所述氢氧化钠的加入量是活性炭粉末质量的50-70％，所述氢氧化钠溶液的浓度为0.001-0.003mol/L，所述水浴搅拌的搅拌速度为2000-3000r/min；
步骤b，将三甲基氯硅烷加入至无水乙醇中搅拌均匀，然后加入碱性活性炭粉末，调节pH至酸性，密封恒温水浴反应5-8h，抽滤后乙醇洗涤烘干得到疏水性活性炭；其中，三甲基氯硅烷与无水乙醇的体积比为10:2-5，所述碱性活性炭粉末在三甲基氯硅烷-乙醇溶液中的浓度为10-15g/L，所述调节pH的调节剂采用浓盐酸，调节后的pH为3-5，所述恒温水浴的温度为50-90℃。
10.根据权利要求9所述的一种用于糖浆工艺的冷凝水处理工艺，其特征在于：所述步骤b中的活性炭的疏水性通过接触角测试和液态水吸附实验来检测。
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