CN1268576A - 天然糖液的磁性澄清方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是天然糖液的磁性澄清方法,其包括磁性澄清剂制备和磁性澄清分离工艺:磁性澄清剂的制备是取磁粉用盐酸洗涤,然后加水成悬浮液,再加适量三氯化铁搅拌混合均匀,然后边搅拌边缓慢加入NaOH使其pH为10～13,最后加少量聚丙烯酰胺,过滤可得磁性澄清剂;澄清工艺:常温下向粗糖液加入磁性澄清剂并搅拌,加入磷酸调节溶液的pH至5～7,加入少量聚丙烯酰胺,再经磁分离器分离得清糖液。带杂质磁性澄清剂加到NaOH中再生,经磁性分离出的干净磁性澄清剂可重复使用。本发明工艺简单、流程短、速度快、设备少、投资小、成本低、不污染环境、磁性澄清剂可再生重复使用。

Description

天然糖液的磁性澄清方法
本发明是天然糖液的磁性澄清方法，属制糖技术。
现在糖厂蔗汁澄清的方法主要采用亚硫酸法和碳酸法这两种方法。它们主要的澄清机理就是向(从甘蔗或甜菜中提取出的)粗糖液中加入石灰乳，然后通入二氧化碳或二氧化硫气体，同时加入磷酸、聚丙烯酰胺等化学试剂，在糖液中生成细小的磷酸钙、碳酸钙或亚硫酸钙颗粒。由于新生成的磷酸钙、碳酸钙或亚硫酸钙颗粒具有巨大的比表面积，有较大的吸附性，可以吸附糖液中的胶体、色素等杂质，再加上絮凝剂的网络架桥作用，使糖液中的杂质通过沉降或上浮除去，从而使糖液变得清净。其存在的主要缺点在于工艺流程复杂、设备多、投资大、成本高，澄清剂(石灰、二氧化硫、二氧化碳等)消耗量大，造成环境污染，澄清时间长而易导致蔗糖分解等。其工艺流程图如图1所示。国际制糖领域的专家一直以来都在寻找一种新的糖液澄清新方法。
本发明的目的就是为了克服和解决现有糖液澄清方法存在工艺流程复杂、设备多、投资大、成本高、澄清剂消耗量大，造成环境污染、澄清时间长而易导致糖分解等的缺点和问题，研究发明一种天然糖液的磁性澄清方法，通过磁性澄清剂的吸附作用并结合磁分离使粗糖液澄清，充分利用磁分离技术速度快、效率高的特点，以达到改进传统糖汁澄清工艺、缩短工艺流程、减少设备、减小投资、缩短澄清时间、降低处理成本、不污染环境的目的。
本发明是通过下述技术方案来实现的：天然糖液的磁性澄清方法的工艺流程图如图2所示。本发明是采用磁分离对天然溶液进行提纯处理，向粗糖液中加入特殊制备的磁性澄清剂——内核磁性铁粉上包裹一层氢氧化铁胶的微球、磷酸和少量高分子絮凝剂聚丙烯酰胺等，使糖液中的杂质被吸附于磁性澄清剂上，然后采用磁分离的方法将杂质与溶液分离；本发明包括磁性澄清剂的制备方法和磁性澄清剂与磁分离技术相结合应用于粗糖液的澄清处理工艺两部分：(1)磁性澄清剂的制备方法：取粒度为0.05～5微米的如四氧化三铁粉末、三氧化二铁粉末、氧化铁粉末等磁性铁粉，简称磁粉，用0.05～0.5摩尔/升的盐酸洗涤，然后加入水中形成悬浮液，其配比为：磁粉5～20％，水80～95％，再加入适量三氯化铁，加入量为磁粉的0.1～0.5％，搅拌溶解混合均匀；然后边搅拌边缓缓加入0.2～2摩尔/升的氢氧化钠(NaOH)溶液至pH为10～13结束，反应时间控制在1～3小时内完成；最后阶段加入用量为0.2～1毫克/升的聚丙烯酰胺，即可得到一种磁粉外层包裹一层氢氧化物胶的磁性澄清剂；(2)磁性澄清工艺：在常温20～35℃下向粗糖液中加入磁性澄清剂，加入量为每升粗糖液中加入1～20克磁性澄清剂并进行搅拌，加入磷酸调节溶液的pH至5.0～7.0，加入用量为0.5～1毫克/升的聚丙烯酰胺，然后将该溶液经过磁分离器分离，把带有杂质的磁性澄清剂分开，从而得到清净糖液；把带有杂质的磁性澄清剂加入到pH为10～13的氢氧化钠(NaOH)溶液中再生，再经磁分离器将杂质与干净的磁性澄清剂分离，再生后干净的磁性澄清剂可重复多次使用。
本发明与现有的糖液澄清方法相比，具有如下的优点和有益效果：(1)本发明方法的糖液的澄清处理，工艺简单、物料流程短，处理速度快，设备投资少，成本低；(2)本澄清过程在常温下进行，不需加热设备；(3)由于磁性澄清剂可以再生，重复多次使用，再生时只需消耗少量烧碱(NaOH)，大大减少了化学试剂的种类和用量，不但降低了成本，还不污染环境。
下面对说明书附图进一步说明如下：图1是现有粗糖液澄清工艺流程图，图2是本发明的天然糖液磁性澄清方法工艺流程图。
本发明可按如下的方式实施：本发明的实施可以说较为简单、容易操作，只要按图2所示及上面说明书所述的磁性澄清剂的制备方法及磁性澄清分离工艺进行操作，便能较好地实施本发明。发明人经过长期的研究和试验，有很多成功的实施例，下面仅举几个实施例如表1所示。
表1：
磁性澄清剂的制备          实施例1        实施例2        实施例3
取30克粒度为0.05～1.5微米的四氧化三铁粉末，用0.1摩尔/升的盐酸洗涤，然后加入350克水中形成悬浮液，再加入0.06克三氯化铁，搅拌混合均匀，边搅拌边缓缓加入0.2摩尔/升的NaOH溶液，使溶液的pH为11时结束，反应时间控制在1小时内，最后加入1毫升浓度0.2克/升的聚丙烯酰胺，经过滤可得到一种磁粉外层包裹一层氢氧化铁胶的磁性澄清剂。 取40克粒度为0.2～1.5微米的三氧化二铁粉末，用0.3摩尔/升的盐酸洗涤，然后加入180克水中形成悬浮液，再加入0.05克三氯化铁，搅拌混合均匀，边搅拌边缓缓加入1摩尔/升的NaOH溶液使溶液的pH为12时结束，反应时间控制在2小时内，最后加入1毫升浓度0.5克/升的聚丙烯酰胺，经过滤可得到一种磁粉外层包裹一层氢氧化铁胶的磁性澄清剂。 取30克粒度为1.5～5微米的氧化铁粉末，用0.5摩尔/升的盐酸洗涤，然后加入240克水中形成悬浮液，再加入0.15克三氯化铁，搅拌混合均匀，边搅拌边缓缓加入2摩尔/升的NaOH溶液使溶液的pH为13时结束，反应时间控制在3小时内，最后加入1毫升浓度1克/升的聚丙烯酰胺，经过滤可得到一种磁粉外层包裹一层氢氧化铁胶的磁性澄清剂。
磁性澄清分离工艺 在常温下取粗糖液(纯度84％，色值102°St，蔗糖含量12.8％)1升，加入6克或3克上述方法制备的磁性澄清剂，加入磷酸调节溶液的pH值至5.5，再加入1毫升浓度0.5克/升的聚丙烯酰胺并进行搅拌，静置5分钟后，经型号为MF-R转鼓式磁分离器分离得到清净糖液。 在常温下取粗糖液(纯度84％，色值102°St，蔗糖含量12.8％)1升，加入9克上述方法制备的磁性澄清剂，加入磷酸调节溶液的pH值至6，再加入1.5毫升浓度0.5克/升的聚丙烯酰胺并进行搅拌，静置5分钟后，经型号为MF-R转鼓式磁分离器分离得到清净糖液。 在常温下取粗糖液(纯度84％色值102°St，蔗糖含量12.8％)1升，加入15克或12克上述方法制备的磁性澄清剂，加入磷酸调节溶液的pH值至6.5，再加入2毫升浓度0.5克/升的聚丙烯酰胺并进行搅拌，静置5分钟后，经型号为MF-R转鼓式磁分离器分离得到清净糖液。
磁性澄清剂的再生 将分离器出来的带有杂质的磁性澄清剂加入到pH为11的NaOH溶液中搅拌，再生后再经型号为MF-R转鼓式磁分离器分离，再生分离后的磁性澄清剂可重复多次使用。 将分离器出来的带有杂质的磁性澄清剂加入到pH为12的NaOH溶液中搅拌，再生后再经型号为MF-R转鼓式磁分离器分离，再生分离后的磁性澄清剂可重复多次使用。 将分离器出来的带有杂质的磁性澄清剂加入到pH为13的NaOH溶液中搅拌，再生后再经型号为MF-R转鼓式磁分离器分离，再生分离后的磁性澄清剂可重复多次使用。
各实施例所得清净糖液性质如表2所示，本发明磁性澄清方法与现有传统糖液澄清方法的效果对照比较如表3所示；两种方法消耗化学试剂用量(澄清1升，约1kg粗糖液的用量)对照比较如下表4所示。
表2：清净糖液性质比较注：IU420——为国际糖色值单位
表3：磁性澄清方法与常规方法的效果比较
传统亚硫酸法     本发明磁性方法(磁性澄清剂添加量3g)
清液色值(IU420)     3000～5000     2000
脱色率(％)     10～30     40
清糖液纯度(％)     80～85     85
清糖液与粗糖液纯度差(％)     0～1.0     1.2
非糖份除去率(％)     0～20     30
表4：化学试剂用量对照比较
            本发明磁性澄清方法   传统亚硫酸法澄清工艺
磁性澄清剂 3～5g(可重复再生使用多次) 硫磺  1.2～1.5g
磷酸 0.1～0.2g 石灰  2～2.5g
氢氧化钠(再生用) 0.05～0.1g 磷酸  0.2～0.4g
聚丙烯酰胺 微量 聚丙烯酰胺  5～10mg

Claims (1)

1、一种天然糖液的磁性澄清方法，其特征在于：采用磁分离对天然溶液进行提纯处理，向粗糖液中加入特殊制备的磁性澄清剂——内核磁粉上包裹一层氢氧化铁胶的微球、磷酸和少量高分子絮凝剂聚丙烯酰胺，使糖液中的杂质被吸附于磁性澄清剂上，然后采用磁分离的方法将杂质与溶液分离；其包括磁性澄清剂的制备方法和磁性澄清剂与磁分离技术相结合应用于粗糖液的澄清处理工艺：(1)磁性澄清剂的制备方法：取粒度为0.05～5微米的如四氧化三铁粉末、三氧化二铁粉末、氧化铁粉末等的磁性铁粉，用0.05～0.5摩尔/升的盐酸洗涤，然后加入水中形成悬浮液，其配比为：磁粉5～20％，水80～95％，再加入适量三氯化铁，加入量为磁粉的0.1～0.5％，搅拌溶解混合均匀；然后边搅拌边缓缓加入0.2～2摩尔/升的NaOH溶液至pH为10～13结束，反应时间控制在1～3小时内完成；最后阶段加入用量为0.2～1毫克/升的聚丙烯酰胺，即可得到一种磁粉外层包裹一层氢氧化物胶的磁性澄清剂；(2)磁性澄清工艺：在常温20～35℃下向粗糖液中加入磁性澄清剂，加入量为每升粗糖液中加入1～20克磁性澄清剂，并进行搅拌，加入磷酸调节溶液的pH至5.0～7.0，加入用量为0.5～1毫克/升的聚丙烯酰胺，然后将该溶液经过磁分离器分离，把带有杂质的磁性澄清剂分开，从而得到清净糖液；把带有杂质的磁性澄清剂加入pH为10～13的NaOH溶液中再生，再经磁分离器将杂质与干净的磁性澄清剂分离，再生后干净的磁性澄清剂可重复多次使用。
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