專利名稱：一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法
一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制糖工藝方法，尤其涉及一種強(qiáng)化蔗汁硫熏中和反應(yīng)的蔗汁澄清 工藝方法。
背景技術(shù)：
白砂糖色值和含硫量是白砂糖最重要、技術(shù)難度最大的質(zhì)量指標(biāo)。糖廠的脫色是通過澄清工序完成的。在目前最普遍采用的亞硫酸法澄清工藝中，通過添加SO2、石灰和磷 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。因而，亞硫酸 鈣沉淀和磷酸鈣沉淀對膠體色素的吸附能力直接影響到澄清脫色效果。另一方面，SO2與石 灰的反應(yīng)速度及反應(yīng)程度將直接影響到清汁中SO32-和Ca2+的殘留量，并最終影響到成品白 砂糖的含硫量、灰分含量以及設(shè)備管道的積垢情況、清汁PH波動等；此外，蔗汁對SO2吸收 效果的好壞，還影響到硫磺的用量，影響制糖生產(chǎn)成本。雖然亞硫酸法澄清工藝有著悠久的歷史，工藝已相當(dāng)成熟，但是，制糖生產(chǎn)過程中 的硫熏中和反應(yīng)還普遍存在不少問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面(1)蔗汁吸收SO2速度慢 且不充分；(2)石灰與SO2反應(yīng)不夠完全；(3)亞硫酸鈣沉淀顆粒不結(jié)實(shí)，粒度不均勻。上述情況會造成如下危害(1)后續(xù)工序蔗汁pH波動，影響糖汁質(zhì)量；(2)清汁中 SO2殘留量大，最終導(dǎo)致成品白砂糖中含硫量高，使白砂糖降級；(3)糖汁殘留鈣鹽含量高， 導(dǎo)致產(chǎn)品灰分高、設(shè)備管道積垢嚴(yán)重；(4)糖汁中無機(jī)物的含量高，從而使造蜜率升高，糖 分收回率降低；(5)由于CaSO3顆粒不結(jié)實(shí)，吸附和沉降性能下降，脫色效果差；(6)石灰與 SO2反應(yīng)不完全，SO2得不到充分吸收和利用，硫磺用量大；(7)由于蔗汁吸收SO2不充分，從 散氣箱排出的尾氣中SO2含量較高，直接排到大氣中會造成環(huán)境污染。脫色效果受到亞硫酸鈣沉淀的吸附性能及沉淀顆粒密度即致密程度的影響，而 SO2殘留則是未參與中和反應(yīng)的SO2或5032_、把03_，實(shí)質(zhì)上是由中和反應(yīng)程度和速度決定的， 因而，若能夠在特定的條件下，加快中和反應(yīng)速度和加大反應(yīng)程度，并使沉淀顆粒結(jié)實(shí)，就 能夠達(dá)到提高脫色率、降低糖汁中SO2殘留量的雙重效果。因此，如何提高中和反應(yīng)速度和 反應(yīng)程度，是提高脫色效果、降低殘硫量的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種充分利用傳統(tǒng)工藝硫熏中和工序中未被吸 收的SO2進(jìn)行二級硫熏中和反應(yīng)的強(qiáng)化硫熏的蔗汁澄清方法，該方法可以有效降低硫磺用 量15%以上，同時(shí)減少了尾氣中SO2對環(huán)境的污染，并能使SO2吸收充分，SO廣和Ca2+充分接 觸并反應(yīng)形成的CaSO3沉淀顆粒均勻、結(jié)實(shí)、吸附性能好，蔗汁中殘留的S032—、Ca2+含量低， 蔗汁質(zhì)量高。解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法，采用亞硫 酸法澄清工藝，包括預(yù)灰、一次加熱、硫熏中和、二次加熱和沉降工序，所述的硫熏中和工序 采用二級硫熏中和反應(yīng)，即將石灰、SO2及經(jīng)過預(yù)灰、一次加熱后的混合蔗汁通入一級硫熏中和反應(yīng)器進(jìn)行一級硫熏中和反應(yīng)，從一級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物，或是先通 入一級散氣箱，然后將從一級散氣箱出來的全部或部分蔗汁以及尾氣通入二級硫熏中和反 應(yīng)器，或是將從一級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物直接通往二級硫熏中和反應(yīng)器，同 時(shí)加入石灰，進(jìn)行二級硫熏中和反應(yīng)，從二級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物通入散氣 箱散氣后，再按常規(guī)進(jìn)入二次加熱和沉降工序。本發(fā)明之一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法，具有以下有益效果
(I)SO2被蔗汁吸收充分、降低了硫磺用量、減少了環(huán)境污染通過一級硫熏中和反應(yīng)后，尾氣中還含有大量的SO2沒有被吸收，這時(shí)若將尾氣直 接外排，一方面造成SO2的浪費(fèi)而使硫磺用量加大，另一方面會造成環(huán)境污染；本發(fā)明采用 二級硫熏中和反應(yīng)，充分利用傳統(tǒng)工藝中散氣箱排出的尾氣中的SO2，使尾氣中的SO2被再 次吸收，一方面可以充分利用SO2，減少硫磺用量，可以有效降低硫磺用量15%以上，另一方 面可以減少排放的尾氣對環(huán)境的污染。(2)殘留的SO32-含量低硫熏中和后經(jīng)過沉降澄清得到的蔗汁中SO:的含量，直接影響到白砂糖中二氧化 硫的含量。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和產(chǎn)品質(zhì)量意識的提高，白砂糖的二氧化硫含量要求有進(jìn) 一步降低的趨勢。因此如何有效減少白砂糖中二氧化硫含量，是糖廠面臨的一個(gè)重要問題， 尤其在生產(chǎn)出現(xiàn)波動時(shí)更加容易產(chǎn)生二氧化硫含量超標(biāo)的情況。本發(fā)明的實(shí)施，使蔗汁在 一級硫熏中和反應(yīng)器中反應(yīng)后，再次在二級硫熏中和反應(yīng)中進(jìn)一步反應(yīng)，由于在二級硫熏 中和反應(yīng)器中，硫熏中和汁被再一次強(qiáng)烈的攪動、混合，產(chǎn)生沖擊、湍流，強(qiáng)化了傳質(zhì)過程， 因SO32-和Ca2+的接觸、反應(yīng)更加充分，大大降低了中和汁中SO32-的殘留量，從而為最終降 低白砂糖成品中的殘硫量提供了必要條件。(3)殘留的Ca2+含量低糖汁殘留Ca2+含量高，一方面會導(dǎo)致產(chǎn)品灰分高，降低產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)糖汁中無 機(jī)物的含量高，會使造蜜率升高，糖分收回率降低；另一方面，糖汁中殘留的Ca2+等無機(jī)鹽， 會使設(shè)備管道積垢嚴(yán)重，降低傳熱效率，增加能耗和降低生產(chǎn)效率。本發(fā)明的實(shí)施，由于硫 熏中和汁在二級硫熏中和反應(yīng)器中被再一次強(qiáng)烈的攪動、混合，產(chǎn)生沖擊、湍流，大大降低 了溶液體系中Ca2+的含量，從而避免了由于蔗汁中殘留Ca2+較多而導(dǎo)致的諸如產(chǎn)品灰分高、 糖分收回率降低、增加設(shè)備管道的積垢等不利影響。(4)反應(yīng)速度快，沉淀顆粒結(jié)實(shí)，吸附性能好在制糖澄清過程，主要是靠S032_和Ca2+反應(yīng)形成CaSO3沉淀以及P043_和Ca2+反 應(yīng)形成Ca3(PO4)2沉淀從而將糖汁中的膠體、色素吸附而除去。亞硫酸鈣沉淀和磷酸鈣沉淀 對膠體色素的吸附能力直接影響到澄清脫色效果，而沉淀顆粒的結(jié)實(shí)程度，即密度大小又 直接影響到其沉降性能。硫熏中和汁在二級硫熏中和反應(yīng)器中被再一次強(qiáng)烈的攪動、混合， 產(chǎn)生沖擊、湍流條件下，反應(yīng)體系具有良好的混合作用，加速反應(yīng)離子的充分接觸，從而使 得反應(yīng)速度加快，同時(shí)使得生成的CaSO3沉淀顆粒結(jié)實(shí)，沉降速度快，泥汁體積少，過濾性能 好。另一方面，由于反應(yīng)速度快，形成的沉淀顆粒表面新鮮，顆粒對蔗汁中膠體、色素等雜質(zhì) 等吸附能力強(qiáng)，提高了蔗汁的澄清脫色效果。此外，SO:和Ca2+反應(yīng)形成CaSO3沉淀的反應(yīng) 速度快，會使得SO2吸收充分，提高SO2的利用率；同時(shí)，SO2的快速穩(wěn)定吸收還會使體系pH 維持穩(wěn)定，避免由于局部過酸使蔗糖轉(zhuǎn)化，造成蔗糖損失，或局部過堿會使還原糖分解，影響蔗汁質(zhì)量。(4)產(chǎn)生的沉淀顆粒均勻SO32-和Ca2+反應(yīng)形成CaSO3沉淀顆粒的大小均勻性影響到顆粒在沉降器中沉降的 穩(wěn)定性及均衡性。如果顆粒不均勻，會造成沉降器中沉降不均勻，局部沉降過快，而局部沉 降過慢，嚴(yán)重時(shí)還可能使沉降器中出現(xiàn)對流翻滾情況，造成沉降效果變差，降低清凈效率。 因而，CaSO3沉淀顆粒大小均勻性是保證或提高沉降效果從而提高清凈效率的關(guān)鍵因素之 一。本發(fā)明的實(shí)施，SO/—和Ca2+反應(yīng)形成CaSOjX淀顆粒尺寸范圍分布較窄，顆粒均勻，增 加了蔗汁澄清過程的穩(wěn)定性，提高澄清效果。下面，結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明之一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法的技術(shù)特 征作進(jìn)一步的說明。


圖1 本發(fā)明實(shí)施例一之一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法工藝流程框圖；圖2 本發(fā)明實(shí)施例二之一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法工藝流程框圖；圖3 本發(fā)明實(shí)施例三之一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法工藝流程框圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例一一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法(參見圖1)，包括預(yù)灰、一次加熱、硫熏中和、 二次加熱和沉降工序，所述的硫熏中和工序采用二級硫熏中和反應(yīng)，即將石灰和SO2及經(jīng)過 預(yù)灰、一次加熱后的混合蔗汁通入一級硫熏中和反應(yīng)器進(jìn)行一級硫熏中和反應(yīng)，石灰和SO2 加入量分別是通入一級硫熏中和反應(yīng)器的蔗汁重量的0. 16 0. 3%,0. 14 0. 27%，從一 級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物先通入一級散氣箱，然后將從一級散氣箱出來的全部 蔗汁，以及從一級散氣箱出來的尾氣通入二級硫熏中和反應(yīng)器，同時(shí)加入石灰使中和汁的 pH為6. 8 7. 2，進(jìn)行二級硫熏中和反應(yīng)，從二級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物再通入 二級散氣箱，經(jīng)過二級散氣箱散氣后的蔗汁再按常規(guī)進(jìn)入二次加熱和沉降工序。實(shí)施例二 一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法(參見圖2)，包括預(yù)灰、一次加熱、硫熏中和、 二次加熱和沉降工序，所述的硫熏中和工序采用二級硫熏中和反應(yīng)，即將石灰和SO2及經(jīng)過 預(yù)灰、一次加熱后的混合蔗汁通入一級硫熏中和反應(yīng)器進(jìn)行一級硫熏中和反應(yīng)，石灰和SO2 加入量分別是通入一級硫熏中和反應(yīng)器的蔗汁重量的0. 16 0. 3%、0. 14 0. 27%，從 一級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物先通入一級散氣箱，從一級散氣箱出來的一部分蔗 汁，以及從一級散氣箱出來的尾氣通入二級硫熏中和反應(yīng)器，同時(shí)加入石灰使中和汁的PH 為6. 8 7. 2，進(jìn)行二級硫熏中和反應(yīng)，從二級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物再通入二 級散氣箱，經(jīng)過二級散氣箱散氣后的蔗汁再按常規(guī)進(jìn)入二次加熱和沉降工序，另一部分從 一級散氣箱出來的蔗汁直接按常規(guī)進(jìn)入二次加熱和沉降工序。實(shí)施例三一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法(參見圖3)，包括預(yù)灰、一次加熱、硫熏中和、 二次加熱和沉降工序，所述的硫熏中和工序采用二級硫熏中和反應(yīng)，即將石灰和SO2及經(jīng)過預(yù)灰、一次加熱后的混合蔗汁通入一級硫熏中和反應(yīng)器進(jìn)行一級硫熏中和反應(yīng)，石灰和SO2 加入量分別是通入一級硫熏中和反應(yīng)器的蔗汁重量的0. 16 0. 3%,0. 14 0. 27%，從一 級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物直接通入二級硫熏中和反應(yīng)器 ，同時(shí)加入石灰使中和 汁的PH為6. 8 7. 2，進(jìn)行二級硫熏中和反應(yīng)，從二級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物通 入散氣箱散氣后，再按常規(guī)進(jìn)入二次加熱和沉降工序。 本發(fā)明各實(shí)施例所采用的一級或二級硫熏中和反應(yīng)器可以是常規(guī)的立式管道式 硫熏中和器、臥式管道式硫熏中和器、塔式硫熏中和器或是其他類型的硫熏中和反應(yīng)器。
權(quán)利要求
一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法，采用亞硫酸法澄清工藝，包括預(yù)灰、一次加熱、硫熏中和、二次加熱和沉降工序，其特征在于所述的硫熏中和工序采用二級硫熏中和反應(yīng)，即將石灰、SO2及經(jīng)過預(yù)灰、一次加熱后的混合蔗汁通入一級硫熏中和反應(yīng)器進(jìn)行一級硫熏中和反應(yīng)，從一級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物，或是先通入一級散氣箱，然后將從一級散氣箱出來的全部或部分蔗汁以及尾氣通入二級硫熏中和反應(yīng)器，或是將從一級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物直接通往二級硫熏中和反應(yīng)器，同時(shí)加入石灰，進(jìn)行二級硫熏中和反應(yīng)，從二級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物通入散氣箱散氣后，再按常規(guī)進(jìn)入二次加熱和沉降工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法，其特征在于所述的硫 熏中和工序是將石灰、SO2及經(jīng)過預(yù)灰、一次加熱后的混合蔗汁通入一級硫熏中和反應(yīng)器進(jìn) 行一級硫熏中和反應(yīng)，從一級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物，先通入一級散氣箱，然后 將從一級散氣箱出來的全部蔗汁以及尾氣通入二級硫熏中和反應(yīng)器，同時(shí)加入石灰，進(jìn)行 二級硫熏中和反應(yīng)，從二級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物通入二級散氣箱散氣后，再 按常規(guī)進(jìn)入二次加熱和沉降工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法，其特征在于所述的硫 熏中和工序是將石灰、SO2及經(jīng)過預(yù)灰、一次加熱后的混合蔗汁通入一級硫熏中和反應(yīng)器進(jìn) 行一級硫熏中和反應(yīng)，從一級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物，先通入一級散氣箱，然后 將從一級散氣箱出來的部分蔗汁以及尾氣通入二級硫熏中和反應(yīng)器，同時(shí)加入石灰，進(jìn)行 二級硫熏中和反應(yīng)，從二級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物通入二級散氣箱散氣后，再 按常規(guī)進(jìn)入二次加熱和沉降工序，另一部分從一級散氣箱出來的蔗汁直接按常規(guī)進(jìn)入二次 加熱和沉降工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法，其特征在于所述的硫 熏中和工序是將石灰、SO2及經(jīng)過預(yù)灰、一次加熱后的混合蔗汁通入一級硫熏中和反應(yīng)器進(jìn) 行一級硫熏中和反應(yīng)，從一級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物，直接通往二級硫熏中和 反應(yīng)器，同時(shí)加入石灰，進(jìn)行二級硫熏中和反應(yīng)，從二級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物 通入散氣箱散氣后，再按常規(guī)進(jìn)入二次加熱和沉降工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法，其特征在于 所述的加入一級硫熏中和反應(yīng)器的石灰和SO2的量分別是通入一級硫熏中和反應(yīng)器的蔗汁 重量的 0. 16 0. 3%,0. 14 0. 27%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法，其特征在于 所述的加入二級硫熏中和反應(yīng)器的石灰的量為使中和汁的pH為6. 8 7. 2。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法，其特征在于所述的加 入二級硫熏中和反應(yīng)器的石灰的量為使中和汁的pH為6. 8 7. 2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法，其特征在于 所述的一級硫熏中和反應(yīng)器和二級硫熏中和反應(yīng)器是常規(guī)的立式管道式硫熏中和器、臥式 管道式硫熏中和器或塔式硫熏中和器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種強(qiáng)化硫熏中和的蔗汁澄清方法，其特征在于所述的一 級硫熏中和反應(yīng)器和二級硫熏中和反應(yīng)器是常規(guī)的立式管道式硫熏中和器、臥式管道式硫 熏中和器或塔式硫熏中和器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種強(qiáng)化硫熏的蔗汁澄清工藝方法，該方法包括預(yù)灰、一次加熱、硫熏中和、二次加熱和沉降工序，所述的硫熏中和工序采用二級硫熏中和反應(yīng)，即將從一級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物或是先通入一級散氣箱，然后將從一級散氣箱出來的全部或部分蔗汁以及尾氣通入二級硫熏中和反應(yīng)器，或是將從一級硫熏中和反應(yīng)器出來的氣液混合物直接通往二級硫熏中和反應(yīng)器，進(jìn)行二級硫熏中和反應(yīng)。本發(fā)明充分利用傳統(tǒng)硫熏中和工序中未被吸收的SO2，使SO2吸收充分，有效降低硫磺用量15％以上，同時(shí)減少了尾氣中SO2對環(huán)境的污染，形成的CaSO3沉淀顆粒均勻、結(jié)實(shí)、吸附性能好，蔗汁中殘留的SO32-、Ca2+含量低，蔗汁質(zhì)量高。
文檔編號C13B20/02GK101845521SQ20091030850
公開日2010年9月29日 申請日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者李利軍, 楊鋒, 黃永春 申請人:廣西工學(xué)院