專利名稱：糖用高效石灰澄清劑及制作方法及在糖液澄清中的運用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制糖技術，即一種糖液澄清劑及其制作方法，以及該糖液澄清劑在糖液澄清過程中的運用。
背景技術：
現(xiàn)在，糖廠糖液澄清的方法主要是采用亞硫酸法或碳酸法兩種，它們的澄清機理就是向糖液中加入石灰乳，然后通入SO2或CO2氣體，因此，生石灰是糖廠最普遍使用的澄清劑，它在糖汁中產生多種重要的化學反應。澄清工序中，石灰是通過石灰乳的方式加入蔗汁，和SO2、磷酸形成亞硫酸鈣沉淀和磷酸鈣沉淀從而將糖汁中的膠體、色素吸附而除去。因此，石灰乳的質量直接影響到亞硫酸鈣沉淀和磷酸鈣沉淀對膠體色素的吸附能力和蔗汁中Ca2+的殘留量，最終影響到產品的質量和設備管道的積垢情況。提高石灰乳的質量是提高糖廠產品質量、降低生產成本的關鍵因素之一。而目前糖廠在糖液澄清過程中作為糖液澄清劑的石灰均為普通塊狀生石灰，因而，存在以下問題1、因石灰乳化不完全，有效CaO含量低，灰粒多，滯后反應嚴重，造成如下危害(1)后續(xù)工序蔗汁pH升高和波動，影響糖汁質量；(2)容易加灰過量而形成蔗糖二鈣、蔗糖三鈣，導致不能形成緊密的鈣鹽沉淀而使澄清過程惡化；(3)Ca(OH)2濃度低，使得沉淀反應速度慢，并且增加蒸發(fā)汽耗；(4)糖汁殘留鈣鹽含量高，導致產品灰分高、設備管道積垢嚴重；(5)糖汁中無機物的含量高，從而使造蜜率升高，糖分收回率降低；(6)石灰與SO2反應不完全，造成硫熏強度低，SO2得不到充分利用，硫磺用量大。
2、石灰消和不徹底，還會造成石灰利用率低，增加生產成本；而石灰乳中雜質的存在，導致所形成Ca3(PO4)2、CaSO3溶解度升高，使糖汁中殘留Ca2+增加。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是現(xiàn)有普通石灰澄清劑存在的因石灰乳化不完全，有效CaO含量低，灰粒多，滯后反應嚴重造成的上述危害，以及石灰消和不徹底，造成石灰利用率低，糖液質量差的問題，提供一種CaO有效含量高，沉淀反應速度快，石灰消和徹底，石灰利用率高，能有效提高澄清效果，改善糖汁質量的糖用高效石灰澄清劑及制作方法及其在糖液澄清中的運用方法。
解決其上述技術問題的技術方案是一種糖用高效石灰澄清劑，其特征在于該高效活性石灰澄清劑是一種粉末狀的石灰復合物，其復合物中各組分含量以重量百分比計算為有效CaO≥85％MgO≤4.5％ SiO2≤2.0％Fe2O3≤0.3％Al2O3≤0.5％ CaSO4≤1.0％蔗糖1×10-3％ NaCl≤1×10-3％理化指標如下活性度250～300mL粒度≤125μm作為本發(fā)明的相關技術方案是上述糖用高效石灰澄清劑的制作方法，其特征在于該方法包含以下步驟a、備料按比例稱取下述組份原料備用，各組份含量以重量份數計算為石灰石-CaCO3100重量份工業(yè)用鹽-NaCl 0.025～0.1重量份普通工業(yè)用煤8～12重量份b、煅燒將上述各組份原料放入放入石灰窯中，在900℃～1250℃下煅燒2～6小時；c、粉碎將煅燒后的生石灰放入磨機中粉碎使其粒度小于125μm；d、分級將粉碎后的生石灰通過分級機分級，其粒度小于125μm的即為本發(fā)明之糖用高效石灰澄清劑。
作為本發(fā)明的又一相關技術方案是上述糖用高效石灰澄清劑在糖液澄清中的應用方法，包括制作石灰乳、添加石灰乳、中和工序，其特征在于所述制作石灰乳包含以下步驟A、第一步消和將糖用高效石灰澄清劑放入第1個消和桶中，按糖用高效石灰澄清劑∶水＝100重量份∶90～120重量份的比例加入55℃～70℃熱水，攪拌均勻；B、第二步消和取出第1個消和桶出來的石灰乳，放入第2個消和桶中，并加入一定量20℃～40℃的冷水，攪拌，將石灰乳稀釋至8～20Be；所述的添加石灰乳是將在第2個消和桶攪拌得到的石灰乳用泵送到流熏中和工序，添加到糖液中；所述的中和工序與傳統(tǒng)方法一致。
由于本發(fā)明之糖用高效石灰澄清劑及制作方法及其在糖液澄清中的運用是將石灰的生產、使用等環(huán)節(jié)作為一個系統(tǒng)工程，對石灰石的選取、煅燒過程工藝條件的控制、高效添加劑的使用、糖廠生產過程對石灰的要求以及使用過程操作的方便性、均衡性等方面進行全面考慮，因而，本發(fā)明之糖用高效石灰澄清劑及制作方法及其運用有以下有益效果一、既能提高澄清效果、改善糖汁質量，又能降低生產成本。
1、石灰消和徹底，提高了石灰的利用率，減少石灰的用量，降低成本由于本發(fā)明糖用高效石灰澄清劑顆粒小，氣孔率大，比表面積大，和水接觸的面積大，因而與水的反應速度快，減少或避免了未消和石灰顆粒的殘留，提高了石灰的利用率，從而減少了石灰的用量，降低了生產成本。
2、沉淀反應速度快，滯后反應大大減少，從而減少蒸發(fā)汽耗，既能提高澄清效果，又能降低生產成本。
本發(fā)明之糖用高效石灰澄清劑顆粒小，氣孔率大，具有大的比表面，因而在水中能夠快速地溶解，保持較高的Ca(OH)2濃度，并且石灰乳新鮮，使得①沉淀反應速度快，沉降效果好，并減輕滯后反應；②SO2吸收率高，硫磺利用率高；③硫熏中和后清汁的濃度不致于過低，減輕蒸發(fā)工序的負擔，從而減少蒸發(fā)汽耗。
3、提高澄清效果，改善糖汁質量。
由于本發(fā)明之糖用高效石灰澄清劑能夠快速的消和、反應，因而易于掌握和控制最佳的加灰量，避免由于加灰過量而形成蔗糖二鈣、蔗糖三鈣，導致不能形成緊密的CaSO3、Ca3(PO4)2或CaCO3沉淀而使澄清過程惡化。
另一方面，本發(fā)明糖用高效石灰澄清劑的使用，不存在因乳化不好而殘留的石灰顆粒，避免滯后消化使蔗汁pH值升高或波動，使糖汁快速達到并保持穩(wěn)定的pH，同時避免殘留石灰顆粒的滯后消化放出的熱量嚴重影響蔗汁的沉降，保證糖汁的質量和清汁沉降的穩(wěn)定，減少清汁的含鈣量和還原糖的分解。
又因本發(fā)明糖用高效石灰澄清劑的雜質少，活性高，反應速度快，得到的沉淀顆粒均勻、結實，吸附能力強，沉淀物沉降速度快，因而糖汁清澈透明，質量好，且沉降池壓力小，操作穩(wěn)定。
4、加灰易于控制，生產均衡糖液澄清過程中，中和pH控制很重要，人工控制的波動較大。因本發(fā)明糖用高效石灰澄清劑為粉末狀，易于實現(xiàn)加灰過程的自動控制，使得加灰過程穩(wěn)定，pH波動小、能提高煮煉收回率，減少廢蜜產率；同時可節(jié)約操作成本。
制糖生產特別是澄清工段要加快物料處理，盡量縮短物料停留時間，減少生產過程中的轉化損失和不良變化。本發(fā)明之糖用高效石灰澄清劑由于反應活性高，石灰乳與SO2能快速反應，得到的沉淀顆粒沉降速度快，縮短了沉降器內物料的停留時間，因而可避免蔗汁轉化損失和不良變化，從而提高煮煉收回率；同時，由于滯后反應的減少，沉淀完全，降低了糖汁中無機物的含量，從而降低造蜜系數，提高了回收率。
二、本發(fā)明之糖用高效石灰澄清劑的使用能改善工人工作環(huán)境、保護生態(tài)環(huán)境，具有較好的社會效益。
1、改善工人工作環(huán)境傳統(tǒng)將普通石灰用作澄清劑是塊狀生石灰，需人工加入消和器，工作環(huán)境惡劣，勞動強度大，更嚴重的是石灰具有腐蝕性，容易對人的呼吸系統(tǒng)和皮膚造成傷害。而本發(fā)明之糖用高效石灰澄清劑由于是粉末狀生石灰，可以采用密閉的貯罐裝載并自動添加，工人無需直接與石灰接觸，避免石灰對人的傷害，避免職業(yè)病的發(fā)生。
2、保護生態(tài)環(huán)境傳統(tǒng)的普通生石灰在水中不能完全消解，一部分生石灰沒有被制成石灰乳并和石灰渣一起排出，不僅使生石灰利用率低，浪費嚴重，運行成本上升，而且會造成石灰渣堆場發(fā)生大面積的膨脹效應，影響石灰渣的清運，造成對環(huán)境的污染。本發(fā)明糖用高效石灰澄清劑由于純度高，消和徹底，石灰灰渣極少，即使有少量的石灰渣，由于里面沒有未消解的生石灰，因此也不存在滯后反應而造成膨脹，不僅提高了資源利用率，避免或極大地減少了石灰渣的清運，同時有利于生態(tài)環(huán)境的保護。
三、使用方法簡便，加灰易于控制，生產均衡。
糖液澄清過程中，中和pH控制很重要，人工控制的波動較大。因本發(fā)明糖用高效石灰澄清劑為粉末狀生石灰，易于實現(xiàn)加灰過程的自動控制，使得加灰過程穩(wěn)定，pH波動?。煌瑫r可節(jié)約操作成本。
四、本發(fā)明糖用高效石灰澄清劑的制作方法的有益效果是簡單易行、不易產生生燒和過燒現(xiàn)象，制作出的生石灰活性高、CaO有效含量高。
本發(fā)明糖用高效石灰澄清劑的制作方法的機理在于NaCl的添加使用，引起了燒成的石灰性質的變化，具體原因在于在石灰石煅燒過程中添加了石灰石重量0.25‰～0.1‰的NaCl到石灰石中，在煅燒時NaCl遇到高溫炸碎熔融而揮發(fā)，形成一種蒸汽，其蒸汽對CaCO3和MgCO3的加熱分解起到氣浴和加熱介質的作用，同時對窯內溫度起到攪拌均衡作用，因此，石灰的生燒和過燒減少了；當煅燒帶溫度達到1100～1300℃時，NaCl蒸汽對CaCO3和MgCO3的分解和結晶發(fā)育起到強烈的催化作用，因此分解產生物CO2易于逸出，從而加快了CaCO3和MgCO3的分解反應速度。這種結晶結合體為晶體大小相同的多面體，氣孔率較高，比表面積大，從而增加了石灰的反應面積，提高了生石灰的活性度。NaCl的添加使用，引起燒成的石灰性質的變化具體表現(xiàn)在以下幾個方面。
(1)石灰物性變化采用圖像分析儀，對比分析在1100℃鍛燒的石灰的物性。加NaCl鍛燒的石灰，氣孔平均長6.20μm、寬2.60μm，而且氣孔數量多，多數互通。未加NaCl鍛燒的石灰，氣孔平均長3.20μm、寬1.16μm，而且氣孔數量極少。前者物性改善的原因，是因為鍛燒石灰溫度遠超過NaCl的熔點，故被蒸發(fā)的NaCl由于比重大于CO2，而沉積籠罩在石灰石或石灰表面，甚至沿著CaCO3分解釋放CO2通道而擴散滲入到CaO晶體中的緣故，一旦進入CaO晶體中的NaCl蒸汽，在其位置上做遠程無序的熱運動，不但阻礙CaO再結晶發(fā)生的體積收縮，甚至加劇晶粒無序排列，晶粒間距被振動而拉長、拉寬，形成開通的多孔結晶體。
(2)CaO結晶體變化粗大晶粒石灰石在低的燃燒溫度時(如950℃)，就能夠得到活性較高的石灰。在較高的鍛燒溫度時(如1100℃)，就得不到活性高的石灰。其原因是該石灰在950℃時就分解釋放出CO2，至1100℃連續(xù)升溫過程，CaO再結晶發(fā)生體積收縮，形成了光滑類似球狀或塊狀晶粒，相互搭橋乃至合并長大。晶粒間距縮小，鑲嵌而致密，氣孔率下降，體積收縮等引起石灰活性下降。加NaCl鍛燒的石灰，恰恰與上述相反，在CaCO3舊相逐漸變成CaO新相過程中，NaCl蒸氣浴充填在CaO新相中、微細裂縫以及晶粒之間，使晶格變形產生較大的缺陷、阻礙其合并長大或晶體收縮。由于CaO和NaCl晶體中核間距不一樣，而且NaCl在CaO晶體中分布又不均勻，在結晶過程中，二者收縮不一樣以及NaCl的熱運動的作用，形成內應力，導致石灰內部裂紋、孔洞產生。加NaCl的CaO再結晶，以均勻細小長條狀、之間充滿著氣孔的晶粒堆積形成疏松晶體結構，如此變化的CaO結晶體，導致石灰活性的提高。
(3)石灰活性隨鍛燒溫度的升高而提高隨著燃燒溫度的升高，未加NaCl燃燒的石灰活性下降。與此相反，加NaCl煅燒的石灰活性提高。其原因是隨著煅燒溫度的升高，被蒸發(fā)的NaCl化合物蒸氣分壓增大，擴散滲入CaO晶體中的NaCl化合物含量也就越多，引起石灰活性提高的程度也就越大。不僅如此，隨著燃燒溫度升高，石灰石分解速度加快，有利提高石灰產量。
本發(fā)明中，經過發(fā)明人多次實驗，在本發(fā)明的糖用高效石灰澄清劑的制作方法的煅燒過程中，添加的NaCl重量僅為石灰石重量0.25‰～0.1‰，起到了既不易產生生燒和過燒現(xiàn)象，達到使制作出的生石灰活性高、CaO有效含量高，又能降低生產成本的好效果；特別是在粉碎過程中添加了NaCl與蔗糖的混合物為添加劑，使石灰的消和速度大大提高，溶解度也明顯提高，進一步提高了糖用高效石灰澄清劑的質量。
下面，結合實施例對本發(fā)明之糖用高效石灰澄清劑及制作方法及在糖液澄清中的運用的技術特征作進一步的說明。


圖1本發(fā)明實施例三糖用高效石灰澄清劑在糖液澄清過程中的應用方法中儲運、裝卸、制作石灰乳及加料工序流程示意圖。
圖中1-儲運罐車、2-風送機、3-高效石灰儲罐、
4-變頻螺旋輸送機、5-消和桶1、6-消和桶2、7-泵、8-旋流分離器。
具體實施例方式實施例一一種糖用高效石灰澄清劑，該高效活性石灰澄清劑是一種粉末狀的石灰復合物，其復合物中各組分含量以重量百分比計算為有效CaO≥85％ MgO≤4.5％SiO2≤2.0％Fe2O3≤0.3％ Al2O3≤0.5％ CaSO4≤1.0％蔗糖≤1×10-3％ NaCl≤1×10-3％理化指標如下活性度250～300mL粒度≤125μm實施例二上述糖用高效石灰澄清劑的制作方法，包含以下步驟a、備料按比例稱取下述組份原料備用，各組份含量以重量份數計算為石灰石-CaCO3100重量份工業(yè)用鹽-NaCl 0.05重量份普通工業(yè)用煤10重量份b、煅燒將上述各組份原料放入放入石灰窯中，在900℃～1250℃下煅燒2～6小時；c、粉碎將煅燒后的生石灰放入磨機中粉碎使其粒度小于125μm；d、分級將粉碎后的生石灰通過分級機分級，其粒度小于125μm的即為本發(fā)明之糖用高效石灰澄清劑。
作為本發(fā)明實施例的一種變換，所述的粉碎工序中還可加入NaCl與蔗糖的混合物為添加劑，該添加劑的用量為生石灰重量的6～20ppm，NaCl與蔗糖的比例為1∶1，使石灰的消和速度大大提高，溶解度也明顯提高。
作為本發(fā)明實施例的又一種變換，所述的工業(yè)用鹽-NaCl和普通工業(yè)用煤的用量還可以增加或減少，一般工業(yè)用鹽-NaCl用量為0.025～0.1重量份，煤的重量份數可以是8～12重量份。
本實施例中，工業(yè)用鹽-NaCl均采用普通固體NaCl。
實施例三將權利要求1所述糖用高效石灰澄清劑用于澄清糖液的方法，包括制作石灰乳、添加石灰乳、中和工序，所述制作石灰乳包含以下步驟A、第一步消和將糖用高效石灰澄清劑放入第1個消和桶中，按糖用高效石灰澄清劑∶水＝100重量份∶100重量份的比例加入60℃熱水，攪拌均勻；B、第二步消和取出第1個消和桶出來的石灰乳，放入第2個消和桶中，并加入一定量30℃的冷水、攪拌，將石灰乳稀釋至8～20Be；作為本發(fā)明實施例的一種變換，在第一步消和工序中，糖用高效石灰澄清劑與水的比例還可以為在一定范圍內變化，可以是糖用高效石灰澄清劑∶水＝100重量份∶90重量份，或糖用高效石灰澄清劑∶水＝100重量份∶110重量份，或糖用高效石灰澄清劑∶水＝100重量份∶120重量份，第一步消和用熱水的溫度可以稍高或稍低，其取值范圍為55℃～70℃；第二步消和用冷水的溫度也可以稍高或稍低，其取值范圍為20℃～40℃。
所述添加石灰乳的方法是將在第2個消和桶攪拌得到的石灰乳用泵送到流熏中和工序，添加到糖液中。
所述中和工序與傳統(tǒng)方法一致。
在上述制作石灰乳工序中，本實施例是將糖用高效石灰澄清劑貯存于貯罐中，通過螺旋輸送機輸送至第1個消和桶(參見圖1)，大大減輕了工人的勞動強度，當然，也可以不用螺旋輸送機輸送，而改用其他手動或自動送料方式。
權利要求
1.一種糖用高效石灰澄清劑，其特征在于該高效石灰澄清劑是一種粉末狀的石灰復合物，其復合物中各組分含量以重量百分比計算為有效CaO≥85％ MgO≤4.5％ SiO2≤2.0％Fe2O3≤0.3％ Al2O3≤0.5％ CaSO4≤1.0％蔗糖≤1×10-3％NaCl≤1×10-3％理化指標如下活性度250～300mL粒度≤125μm
2.一種糖用高效石灰澄清劑的制作方法，其特征在于該方法包含以下步驟a、備料按比例稱取下述組份原料備用，各組份含量以重量份數計算為石灰石-CaCO3100重量份工業(yè)用鹽-NaCl 0.025～0.1重量份普通工業(yè)用煤 8～12重量份b、煅燒將上述各組份原料放入石灰窯中，在900℃～1250℃下煅燒2～6小時；c、粉碎將煅燒后的生石灰放入磨機中粉碎使其粒度小于125μm；d、分級將粉碎后的生石灰通過分級機分級，其粒度小于125μm的即為本發(fā)明之糖用高效石灰澄清劑。
3.根據權利要求2所述的糖用高效石灰澄清劑的制作方法，其特征在于所述的粉碎工序中加入了NaCl與蔗糖的混合物為添加劑，該添加劑的用量為生石灰重量的6～20ppm，NaCl與蔗糖的比例為1∶1。
4.將權利要求1所述糖用高效石灰澄清劑用于澄清糖液的方法，包括制作石灰乳、添加石灰乳、中和工序，其特征在于所述制作石灰乳包含以下步驟A、第一步消和將糖用高效石灰澄清劑放入第1個消和桶中，按糖用高效石灰澄清劑∶水＝100重量份∶90～120重量份的比例加入55℃～70℃熱水，攪拌均勻；B、第二步消和取出第1個消和桶出來的石灰乳，放入第2個消和桶中，并加入一定量20℃～40℃的冷水、攪拌，將石灰乳稀釋至8～20Be。
5.根據權利要求4所述的將糖用高效石灰澄清劑用于糖液澄清的方法，其特征在于所述制作石灰乳工序中，是將糖用高效石灰澄清劑貯存于貯罐中，通過螺旋輸送機輸送至第1個消和桶。
6.根據權利要求4或5所述糖用高效石灰澄清劑用于糖液澄清的方法，其特征在于所述添加石灰乳的方法是將在第2個消和桶攪拌得到的石灰乳用泵送到流熏中和工序，添加到糖液中。
全文摘要
糖用高效石灰澄清劑及制作方法及其運用，涉及一種制糖技術，所述糖用高效石灰澄清劑是一種粉末狀的石灰復合物，其復合物中各組分含量以重量百分比計算為有效CaO≥85％，MgO≤4.5％，SiO
文檔編號C13B20/00GK1810993SQ200510006668
公開日2006年8月2日 申請日期2005年1月25日 優(yōu)先權日2005年1月25日
發(fā)明者黃永春, 藍勝宇, 張魯賓, 梁逢海 申請人:黃永春, 藍勝宇, 張魯賓, 梁逢海