專利名稱：用于從蔗汁獲得白糖的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于從蔗汁獲得白糖或精制糖的方法，其特征在于獲得1)在白糖的情況中，糖色(sugar color)包括300至150ICUMSA單位,亞硫酸鹽量不高于5ppm,并且灰分不超過O. 20%，而在精制糖的情況中，顏色低于40Π，亞硫酸鹽低于5ppm并且灰分低于0.04%，2)較少量的化學(xué)品，3)需要較少的設(shè)備，4)較少的還原糖形成，5)生產(chǎn)時間最優(yōu)化，和6)減少設(shè)備損壞，7)化學(xué)品和工藝的效率，8)防止SO2對田地、城市和水體的污染。此方法的具體特征在于I.向稀釋鹿汁(diluted juice)或也稱為混合鹿汁(mixed juice)加入偏亞硫酸氫鈉(無論是否補(bǔ)充有磷酸二氫鈉)。2.用化學(xué)品石灰(Ca(OH2))將蔗汁(juice)刷白，以使經(jīng)所述產(chǎn)品處理的蔗汁的pH 從 5-0-5. 5 增加至 7. 0-7. 2，3.在加熱設(shè)備中，使用用于產(chǎn)生蒸汽的渦輪廢蒸汽，將經(jīng)處理的蔗汁加熱到102-104°C。4.在蔗汁中加入具有30-35%陰離子電荷的高分子量(MW為2千萬至4千萬)聚丙烯酰胺型絮凝劑(f locculant)，以O(shè). I %稀釋并使其到達(dá)澄清設(shè)備，所述凈化設(shè)備截留并傾析由通過偏亞硫酸氫鹽作用(無論是否補(bǔ)充有磷酸二氫鈉、石灰和磷酸(當(dāng)需要時))而沉淀的雜質(zhì)形成的沉淀物(sludge),獲得本文中被稱為清凈汁(clear juice)的明亮且半透明的蔗汁。5.泡沫或泥汁(mud)進(jìn)入過濾工藝，其中一部分作為被稱為泡沫的壓縮泥汁(compressed mud)被除去,而被稱為濾清汁(filtered juice)的另一部分通常返回到堿處理罐。6.可以利用此工藝使澄清或清凈的蔗汁返回以繼續(xù)對其進(jìn)行處理，從而在實(shí)踐中獲得具有與來自清凈汁的那些類似的還原劑和顏色的清凈的濾清汁。7.之后，它進(jìn)入用于去除水的預(yù)蒸發(fā)和蒸發(fā)階段，留下60°至65° Bx濃縮蔗汁，其被稱為清凈汁糖楽；(clear juice syrup)。在一些糖廠中，澄清工藝在此處結(jié)束，然后進(jìn)入結(jié)晶、離心、洗滌、干燥和包裝或散裝運(yùn)輸?shù)墓に?。這種所謂的標(biāo)準(zhǔn)或亞硫酸鹽化糖的特征在于具有300至240Π的顏色(ICUMSA單位)，亞硫酸鹽低于5ppm并且灰分低于O. 2%。8.在一些工廠中使用對清凈汁糖漿的澄清來除去更多的污染物；此階段使用不同于傾析澄清的浮選澄清(flotation clarification)。這包括添加100至200ppm的磷酸，用化學(xué)品石灰在6. 2至6. 4的pH進(jìn)行堿處理，在82°C至86°C加熱該清凈汁糖漿并添加具有20%至30%陰離子電荷的高分子量聚丙烯酰胺型絮凝劑和通過空化器(cavitator)的小氣泡形式的空氣，開始通過浮選的澄清工藝，其中獲得低濁度低顏色澄清的清凈汁糖漿。當(dāng)在未處理的清凈汁糖漿罐中并且在施用磷酸之前向此工藝添加偏亞硫酸氫鈉時，濁度和顏色降低30%至50%以用于進(jìn)入接下來的結(jié)晶步驟。
在一些其他糖廠中，清凈汁糖漿和蔗汁澄清工藝在此處結(jié)束，從而繼續(xù)結(jié)晶、離心或洗滌和干燥的階段，用于包裝或成批銷售。此糖的特征在于具有250至150UI的色澤品質(zhì)，亞硫酸鹽低于5ppm并且灰分低于O. 2%。9.使用精制或精煉工藝以進(jìn)一步去除更多的污染物，主要包括用熱水熔化糖并使其經(jīng)過通過添加磷酸的澄清工藝，在6. O至6. 2的pH下堿處理，加熱熔化液，必要時添加多胺型有機(jī)漂白劑并且通常是聚丙烯酰胺型、低陰離子電荷(7%至10%)絮凝劑，然后通過浮選進(jìn)行澄清，添加磷酸、化學(xué)品石灰和活性炭，過濾并且隨后是其結(jié)晶、離心、洗滌和干燥工藝用于包裝。當(dāng)在此工藝中在施用磷酸前將偏亞硫酸氫鈉加入到熔化液的罐中時，獲得20%至30%的顏色降低，從而獲得顏色低于40Π、亞硫酸鹽低于5ppm并且灰分低于O. 04%的白糖10.用于獲得顏色為150-240UI、亞硫酸鹽低于5ppm并且灰分低于O. 2%的標(biāo)準(zhǔn)糖。糖色將取決于工藝中添加到稀釋蔗汁和未處理的清凈汁糖漿中的偏亞硫酸氫鈉的量。在稀釋鹿汁、鹿汁基料(juice base)中平均劑量為IOOppm,而在未處理的清凈汁糖漿、基料清凈汁糖漿中為200ppm。
背景技術(shù)：
在墨西哥，在由El Colegio de Postgraduados campus Veracruz 和 Fundaci0nProduce de Veracruz,A. C.進(jìn)行的關(guān)于糖的研究中，陳述了以下事實(shí)“制造業(yè)之前使用效率較低的設(shè)備，其特征在于使用相當(dāng)大量的油、能量，其運(yùn)行需要較大數(shù)目的工作班次。收率以及產(chǎn)品質(zhì)量較低。工廠中的生產(chǎn)工藝引起污染并且獲得的收率由于以下的不同情形而較低較少的甘蔗制備，較低效率的浸泡，較慢的澄清等，一些所公開的要素又在甜汁、甘蔗渣和泡沫中引起較高的蔗糖損失。目前，在一些特性方面，設(shè)備運(yùn)行正經(jīng)歷與以上不同的方式設(shè)備在較少的油、能量和勞力消耗下運(yùn)行。收率以及產(chǎn)品質(zhì)量較高。當(dāng)前使用的設(shè)備與不久之前使用的那些具有眾多共同的元件，即使在注意到一些元件可以用于克服污染時，污染仍然是個問題?！疤巧a(chǎn)中的原理沒有隨時間改變，其基本上是相同的蔗汁提取，澄清(濾器、亞硫酸鹽化、中和、加熱器、澄清器、泡沫過濾器)，蒸發(fā)和結(jié)晶。然而，其中實(shí)施這些工藝的設(shè)備已有進(jìn)步(新材料，自動化和控制)，由此在糖工廠中達(dá)到更高效率和迅捷，直接且有益地影響最終的產(chǎn)品質(zhì)量。膜蒸發(fā)器、“原料(raw) ”超濾系統(tǒng)煉糖廠以及離子交換柱設(shè)備和一般熱能裝置是待引入到甘蔗工廠中的顯著創(chuàng)新。還提及以下“為了工業(yè)方法的最優(yōu)化改革，需要引入“更清潔生產(chǎn)技術(shù)(CLEANERPRODUCTION TECHNIQUES) ”，其包括重建熱能的物質(zhì)和能力平衡以及實(shí)現(xiàn)水的自足；顯著減少廢物對環(huán)境(水和能源)的影響以及被污染區(qū)域生物治療(土壤和接收池(receptiveponds))。以下是推薦的，以便一旦基本平衡被改變而有助于工廠成本降低減少操作單元的數(shù)量(具有更高個體能力的較少設(shè)備)，因而減少開發(fā)和維護(hù)費(fèi)用；促進(jìn)分批運(yùn)行中的連續(xù)性(熬糖鍋(sugar pan)和離心機(jī))以及防止低純度材料再循環(huán)(抑制C調(diào)整(C-strikes))。并且最后提到“為了改善對經(jīng)受摩擦和磨蝕/腐蝕磨損的設(shè)備和裝置的破壞，所進(jìn)行的研究應(yīng)當(dāng)以使用熱塑性材料以及使用不銹鋼和特氟隆(teflon)(值得注意的是，這是食品生產(chǎn)工業(yè))為目標(biāo)”。通過所述方法獲得的白糖具有以下品質(zhì)220至300Π的顏色，8ppm至IOppm的亞硫酸鹽，O. 2%至O. 4%的灰分。
使用亞硫酸基料來澄清蔗汁的專利可以作為參考文獻(xiàn)獲得，但經(jīng)常是從由硫燃燒形成的 SO2 開始。這些專利有 CN1206082、CN1068145、CN1121113、US4076552 和 CU33740。發(fā)明目的本發(fā)明涉及白糖生產(chǎn)，其特征在于I)包括300至150ICUMSA單位的糖色，對于白糖，亞硫酸鹽量不高于5ppm，并且灰分不超過O. 20%，而在精制糖的情況中，顏色低于40Π，亞硫酸鹽低于5ppm并且灰分低于O. 04%。2)降低工藝中化學(xué)物質(zhì)的量，3)降低工藝中設(shè)備和機(jī)器的數(shù)量，4)防止工藝中由細(xì)菌或pH差異所致的還原糖形成，5)最優(yōu)化工廠時間，6)降低設(shè)備磨損。7)化學(xué)品和工藝的效率。8)防止田地、城市和水體的SO2污染。事實(shí)上，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了具有上述特征并具有以下優(yōu)點(diǎn)的白糖和精制糖生產(chǎn)I)糖品質(zhì)的改善；a)在顏色方面，由于偏亞硫酸氫鈉漂白、澄清和殺菌劑反應(yīng)效力，b)在亞硫酸鹽含量方面，通過使100%偏亞硫酸氫鹽與蔗汁反應(yīng)，c)在灰分方面，通過將石灰降低30%，與蔗汁中的鈣形成亞硫酸鈣并且在澄清中除去其他污染物。2)防止使用a)有機(jī)漂白劑如多胺和polidagmas, b)改性單寧類，c)天然沸石，d)對環(huán)境污染極大的利用元素硫燃燒的亞硫酸鹽化系統(tǒng)，e) SO2供體，如亞硫酸鈉、硫酸氫鈉、亞硫酸氫鈉，f)酶或過氧化物或用于降低糖色的其他物質(zhì)，g)降低添加到稀釋蔗汁中以用于獲得白糖的石灰和憐酸的量以及減少精制糖生廣中的有機(jī)漂白劑和活性炭。3)防止對諸如以下設(shè)備的使用、時間和維護(hù)a)預(yù)堿化設(shè)備，b)鍋爐、升華室和亞硫酸鹽化塔以及c)濾清汁澄清器。4)在這個工藝階段中施用抗菌性偏亞硫酸氫鹽作用a)防止蔗汁在加工過程中受損，b)使糖損失最小化，原因在于在稀釋蔗汁和利用偏亞硫酸氫鹽(無論是否補(bǔ)充有磷酸二氫鈉)純化的蔗汁之間不存在pH差異。5)A.使工廠時間最優(yōu)化，a)在去除利用硫燃燒和濾清汁澄清的傳統(tǒng)工藝中的預(yù)堿化、亞硫酸鹽化系統(tǒng)后，節(jié)省滯留時間和再處理濾出汁。B.減少設(shè)備磨損和內(nèi)部損壞a)通過具有與稀釋蔗汁相當(dāng)(即高于利用硫燃燒亞硫酸鹽化的蔗汁)的PH，，所述產(chǎn)品減少機(jī)器腐蝕條件b)不產(chǎn)生形成影響工廠時間的工藝堵塞物(Plug)的物質(zhì)，c)減少導(dǎo)致影響蒸發(fā)器中的熱量和能量效率的污垢的物質(zhì)，并且糖不會被機(jī)器老化(可溶性Fe)污染(機(jī)械老化所致的污染導(dǎo)致儲存時顏色增加)，從而減少糖中的亞硫酸鹽和灰分量。6)不同于傳統(tǒng)硫燃燒工藝，此工藝不引起SO2環(huán)境排放。技術(shù)問題討論I)世界范圍內(nèi)的甘蔗機(jī)械收割工業(yè)中的趨勢迫使尋找新的工廠工藝以克服每次切割中形成的污物、土壤和細(xì)菌污染，所述污染使得糖生產(chǎn)除 了難以滿足世界對新型更清潔生產(chǎn)實(shí)踐的需求以外，還難以具有市場所要求的品質(zhì)。2)對于糖和環(huán)境污染來說，工廠中使用的化學(xué)品的量是易受影響的要素，而在A)元素硫，B)氫氧化鈣，C)磷酸，D)多胺和polidagmas型有機(jī)漂白劑，E)活性炭和F)高分子量聚丙烯酰胺型絮凝劑的情況中，降解以及直接影響利潤的工廠成本上升是在其不同澄清工藝中獲得更好顏色和品質(zhì)的糖(無論是蔗汁、清凈汁糖漿還是用于煉糖廠的熔化液)所必需的要素，它們的減少將顯著有助于成本-品質(zhì)目標(biāo)而不影響環(huán)境或產(chǎn)品。A)盡管硫本身在市場上似乎具有相對較低的成本，但是它代表工藝中最高成本之一，其中IOOppm至300ppm蔗汁-基料通常被用于整個工藝，由此導(dǎo)致以下費(fèi)用a)特殊產(chǎn)品，運(yùn)輸和儲存，b)由于爆炸性母元素導(dǎo)致的政府或軍隊(duì)的控制、限制或許可，c)由于向大氣排放氣體而使田地和水體惡化的環(huán)境成本；將其加入到蔗汁中的方式是通過真空(通過亞硫酸鹽化塔或噴射設(shè)備)，而被帶入到蔗汁中的SO2氣泡是大量的并且僅保留小部分的SO2 (低于所形成的SO2的30% )，其他70%作為SO2進(jìn)入大氣中，其在與空氣水分結(jié)合后變成硫酸；d)除了受這些問題影響的糖質(zhì)量外，亞硫酸鹽化系統(tǒng)中的校正、防護(hù)和修復(fù)維護(hù)成本，以及由于通過硫產(chǎn)生的硫酸腐蝕能力導(dǎo)致的工廠內(nèi)部和外部的老化，此外糖的品質(zhì)受這些問題影響；e)由于沒有根據(jù)蔗汁流動變化來調(diào)節(jié)硫燃燒，所以獲得的糖品質(zhì)在顏色上具有十分明顯的峰，影響組成的糖顏色并且影響其品質(zhì)；f)由于開啟需要4至5小時，所以在糖廠出現(xiàn)任何停工時也不能關(guān)閉鍋爐，因此在此期間會產(chǎn)生浪費(fèi)和污染；g)歸因于還原糖由于PH差異而導(dǎo)致不確定損失的機(jī)會成本，在工藝中通過增大硫的量或者通過單純的流動來追求質(zhì)量而不能控制硫量，以此方式形成的SO2在接觸稀釋蔗汁后將通常在5. O至5. 5之間的蔗汁pH降低到4. O至4. 5之間的值，這促成蔗糖轉(zhuǎn)化并形成還原糖；h)向稀釋蔗汁中加入過量的SO2引起蒸發(fā)器中的嚴(yán)重結(jié)垢和由于亞硫酸形成導(dǎo)致的腐蝕并且S02制備產(chǎn)生能量浪費(fèi)以及蒸發(fā)器中嚴(yán)格且持續(xù)的清潔；i)由于不滿足客戶要求的環(huán)境問題或國際標(biāo)準(zhǔn)如ISO 14000等所致的市場中的機(jī)會成本；以及j)元素硫燃燒導(dǎo)致的潛在工作危險。B)石灰，對于a)糖中污染殘留物的產(chǎn)生，b)蒸發(fā)器中污垢的產(chǎn)生來說，石灰的使用是更敏感的因素之一，并且因此降低工藝中的石灰使用將是非常需要的。C)磷酸，其是連同石灰、加熱和絮凝劑用于進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的蔗汁補(bǔ)充物，這由已包含在甘蔗中的磷酸鹽水平確定，其減少有助于工廠中使用的化學(xué)品的成本降低。D)作為用于降低顏色的輔佐劑，有機(jī)漂白劑被應(yīng)用于煉糖廠，它的減少有助于更好的成本。E)活性炭，它的減少有助于降低高成本化學(xué)品的成本。F)聚丙烯酰胺型絮凝劑。絮凝劑的良好制備、應(yīng)用和劑量控制也有助于制造成本降低。
3)降低維護(hù)、運(yùn)行、修復(fù)、空間和滯留時間費(fèi)用的替代方案是必不可少的，因?yàn)槿魏喂に囋O(shè)備代表特定成本。4)蔗汁中的降解時間代表糖生產(chǎn)中的最敏感的要素，原因在于在蔗汁中隨著時間流逝，會有更大量的可供細(xì)菌繁殖的還原糖，從而降低工廠收率，還原糖對糖膏粘度(Iaviscosidad de las masas cocidas)具有不利作用，使其升高至導(dǎo)致錯誤結(jié)晶形成和難以處理晶衆(zhòng)(magma)的水平。還原糖與胺化化合物結(jié)合并導(dǎo)致最終糖中的顏色形成。5)因而，在糖生產(chǎn)中每個工藝中花費(fèi)的時間對于最大化蔗糖生產(chǎn)應(yīng)當(dāng)十分有效，這涉及支持改善效率的工藝的良好化學(xué)性能，其中在殺菌劑和硫燃燒方面當(dāng)沒有控制通過細(xì)菌的總還原糖增加時遇到不足，而在硫的情況中，在燃燒硫時，僅約30%的SO2產(chǎn)生保留在蔗汁中，而剩余的被送到大氣中，與空氣水分結(jié)合并形成硫酸，使得該S02和硫酸混合物在接觸稀釋蔗汁后將其PH值降低到4. O至4. 5，這有利于稀釋蔗汁中的蔗糖向葡萄糖和果 糖(所謂的還原糖)轉(zhuǎn)化。在該工藝的這個部分中存在O. 2%至O. 4%的由轉(zhuǎn)化所致的蔗糖損失。6)防止工廠劣化由于機(jī)器是最重要的資產(chǎn)之一，所以使用的時間應(yīng)保持盡可能長以便實(shí)現(xiàn)公司的財務(wù)目標(biāo)，因而要求防止損壞我們設(shè)備內(nèi)部和外部的腐蝕性產(chǎn)品；低于4.5的pH值易發(fā)生朝向磨損設(shè)備的鐵鹽的鐵腐蝕，而外排到大氣中并與空氣水分結(jié)合的S02變成對糖廠設(shè)備和結(jié)構(gòu)具有高度腐蝕性的硫酸。7)并且由于工藝取決于在不同階段的蔗汁熱作用，所以我們需要所用產(chǎn)品不是會隨著滯留時間而淤塞管道或蒸發(fā)器的試劑，并且蔗汁脫水和轉(zhuǎn)化成清凈汁糖漿的效率是一個敏感點(diǎn)，當(dāng)它在硫燃燒的情況中發(fā)生時，高于其飽和點(diǎn)的過量S02作用于在亞硫酸鹽化中形成的亞硫酸鈣(CaS03)沉淀并用于膠體去除，其被溶解在稀釋蔗汁中并形成亞硫酸氫鈣CaH(S03)，其在進(jìn)入蒸發(fā)器后形成引起腐蝕的亞硫酸和在管道中引起嚴(yán)重淤塞的亞硫酸鹽。8)最后，如同在任何轉(zhuǎn)化工藝中一樣，生產(chǎn)率和生態(tài)學(xué)應(yīng)調(diào)和以防止使田地、水、空氣惡化的惡性循環(huán)，從而提供防止這種破壞的對環(huán)境更友好的系統(tǒng)。由S02導(dǎo)致的大氣污染當(dāng)使用用于亞硫酸鹽化的硫燃燒時，形成S02至200°C的溫度，僅少量的在燃硫爐(sulfur furnace)中形成的S02被引入到稀釋鹿汁中；這難以進(jìn)行量化,但我們估計僅25%至40%通過糖廠中使用的任何方法保留在蔗汁中，所有這些在真空下操作。剩余的60%至75%的SO2進(jìn)入大氣，與空氣水分形成硫酸和酸雨。通過在接觸后和在相同的溫度使用液體偏亞硫酸氫鈉，60 %至65 %的SO2的產(chǎn)品供應(yīng)100%保留在蔗汁中而對環(huán)境沒有任何污染。作為看起來重要的一個實(shí)例，在糖廠中獲得亞硫酸鹽化白糖所需的平均SO2S300ppm(克SO2/噸經(jīng)粉碎的甘蔗，作為SO2)。一個糖廠每天粉碎10，000噸的甘蔗，每天需要3，000千克的502。每天2，100千克送入到大氣中。在6個月的甘蔗收獲期內(nèi)，僅在墨西哥就有超過5500萬噸的甘蔗被粉碎，代表需要16，500噸的SO2并且在12月和6月之間11，550噸SO2的污染。技術(shù)問題解決方案
為了解決白糖和精制糖工藝技術(shù)問題以及實(shí)現(xiàn)I)包括300至150ICUMSA單位的糖色，亞硫酸鹽量不高于5ppm，并且灰分不超過0. 20%,2)較少量的化學(xué)品，3)需要較少的設(shè)備，4)較少的還原糖形成，5)最優(yōu)化工廠時間。
6)減少設(shè)備損壞。7)化學(xué)品和工藝的效率。8)防止SO2對田地、城市和水體的污染。將以下描述的方法用作對上述各點(diǎn)的解決方案蔗汁澄清I)使用一種新的蔗汁純化和消毒方法，該方法采用具有低重金屬含量的食品級偏亞硫酸氫鈉(無論是否補(bǔ)充有磷酸二氫鈉)，其被添加至離開壓榨機(jī)(mill)后的蔗汁，通過浸泡和過濾工藝，去除預(yù)堿化工藝，并在進(jìn)入石灰處理工藝(liming process)前以10分鐘的最小滯留時間在稀釋蔗汁或混合蔗汁中均勻混合，這種純化和消毒工藝的特征在于A.在稀釋蔗汁條件下使用偏亞硫酸氫鈉(無論是否補(bǔ)充有磷酸二氫鈉)，其中溫度為30°C至40°C，pH為5. 0至5. 5，固體為14°至16° Bx并且蔗糖為12%至16%，并且加入石灰前的接觸時間為10至15分鐘，以便a)釋放SO2以進(jìn)行蔗汁漂白。這個工藝階段中使用偏亞硫酸氫鈉的方法防止蔗汁中顏色形成，因?yàn)槠珌喠蛩釟溻c化學(xué)式中包含的SO2與一些蔗汁組分發(fā)生反應(yīng)而阻斷一些著色劑反應(yīng)(梅納反應(yīng)(Maillar reaction))并防止使鹿汁具有顏色的還原糖形成。b)從稀釋蔗汁的第一階段起將其用作殺菌劑，以防止還原糖或蔗汁降解，除了漂白和純化稀釋蔗汁之外，還充當(dāng)殺菌劑，有助于微生物控制，其中“腸膜明串珠菌(leucanostoc mesenteroides) ”細(xì)菌將鹿糖分解成還原糖(葡萄糖和果糖)，所述還原糖不會結(jié)晶并作為不確定的損失保留在糖中。c)沉淀膠體，其不是通過使用硫燃燒或其他SO2來源的亞硫酸鹽化來進(jìn)行。顏色和濁度去除將取決于通過偏亞硫酸氫鈉(無論是否補(bǔ)充有磷酸二氫鈉)與蔗汁雜質(zhì)、石灰和溫度反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀。經(jīng)所述工藝純化和消毒的蔗汁組分，首先其中將磷酸鹽加入到蔗汁中作為外部來源如磷酸等，包括磷酸二氫鈉(此產(chǎn)品的補(bǔ)充物)，或來自蔗汁自身的磷酸鹽(其處于高于150-200ppm的水平)將產(chǎn)生磷酸三鈣，其在來自高分子量聚丙烯酰胺型絮凝劑的幫助下，將截留蔗汁中的一些顏色供體膠體和濁度，并且在另一方面，35 %的偏亞硫酸氫鈉分子將與蔗汁鈣、石灰和溫度反應(yīng)，形成亞硫酸鈣，亞硫酸鈣是另一種將截留其他膠體的沉淀，其借助于絮凝劑除去產(chǎn)生顏色和濁度的其他蔗汁組分。B.根據(jù)所需的清凈汁品質(zhì),施用劑量從50ppm至200ppm(克產(chǎn)品/立方米稀釋鹿汁(1000升稀釋蔗汁))變化。為了確定最合適劑量，在實(shí)驗(yàn)室中如下所述的進(jìn)行澄清試驗(yàn)。C.相對于傳統(tǒng)工藝，在石灰處理工藝中施用的石灰的量減少20-30%，由此僅施用合適量來升高純化蔗汁的PH (5. 0-5. 5)并在7. 0-7. 4用偏亞硫酸氫鈉(無論是否補(bǔ)充有磷酸二氫鈉)進(jìn)行消毒，于是被稱為經(jīng)石灰處理的蔗汁，其表示較低量的雜質(zhì)和鈣被加入到稀釋蔗汁中。這導(dǎo)致蔗汁加熱設(shè)備和蒸發(fā)器中結(jié)垢減少。D.最顯著的作用在于，相比于其中稀釋蔗汁pH降低至4. 0至4. 5并且出現(xiàn)蔗糖轉(zhuǎn)化成葡萄糖和果糖(還原糖)的利用硫的亞硫酸鹽化工藝，在加入偏亞硫酸氫鈉后，稀釋蔗汁PH保持在5. 0-5. 5的初始pH并且減少蔗糖轉(zhuǎn)化，換句話說，形成較少的還原糖。這導(dǎo)致更高的糖回收率(收率從0. 2%增加至0. 4% )并且進(jìn)一步的工藝總體上具有較低的粘度增加，在熬糖鍋中更好形成糖粒并流暢地排放到離心機(jī)中，其中洗滌時間可以減少25%。因此，這種產(chǎn)物的品質(zhì)可以得到改善獲得更 好的顏色而不改變蔗汁pH，防止由于pH改變導(dǎo)致的還原糖形成。E.在蔗汁加熱器中加熱到102°C至104°C并除去所謂“閃蒸(flash) ”罐中的氣體。F.通過傾析澄清設(shè)備，其由高分子量和30至35 %陰離子電荷絮凝劑支持，劑量為5ppm至7ppm(克/m3稀釋鹿汁)。G.獲得清凈汁，相比于利用硫亞硫酸鹽化獲得的那些，取決于蔗汁雜質(zhì)和添加的偏亞硫酸氫鈉(無論是否補(bǔ)充有磷酸二氫鈉)的量，n顏色降低(Icumsa單位)至少20%，觀察到透光率去除40%至60%，并且濁度降低40%至50%。清凈汁糖漿澄清2.在一些糖廠中清凈汁糖漿被澄清以達(dá)到更好的糖品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)150UI以下的顏色。通過以IOOppm至400ppm(克產(chǎn)品/m3清凈汁糖衆(zhòng))的比率施用偏亞硫酸氫鈉，獲得顏色減少(1800至2500n)和濁度降低(60%至70%)，與之相比的是不使用偏亞硫酸氫鈉的傳統(tǒng)澄清工藝，其獲得8，000至9，000UI的顏色，而在澄清的清凈汁糖漿中濁度低于70NTU，其中可以獲得低于150n的糖顏色和低于4ppm的亞硫酸鹽(S02)。進(jìn)行如下詳細(xì)描述的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)用于劑量確定。精煉中的澄清3.使用精制或精煉工藝以除去甚至更多的污染物，主要包括用熱水熔化糖并使其通過添加磷酸的澄清工藝，在6. 0至6. 2的pH進(jìn)行石灰處理，加熱熔化的液體，必要時添加有機(jī)漂白劑并且通常是低陰離子電荷絮凝劑，通過浮選進(jìn)行澄清，添加活性炭，過濾并且之后是結(jié)晶、離心、洗滌和干燥工藝以用于包裝或成批銷售。當(dāng)在此工藝中在正要施加磷酸之前添加偏亞硫酸氫鈉時，獲得20%至30%的顏色降低，用于生產(chǎn)顏色低于40n、亞硫酸鹽低于5ppm且灰分低于0. 04%的白糖。發(fā)明詳述澄清的蔗汁本發(fā)明涉及以50%的重量濃度在機(jī)械攪拌下將食品級水稀釋的偏亞硫酸氫鈉(無論是否補(bǔ)充有磷酸二氫鈉)添加到稀釋蔗汁中，并且添加到壓榨機(jī)輸出的稀釋蔗汁中并且每4小時制備該溶液。建議通過將稀釋鹿汁轉(zhuǎn)子流量計與計量泵中的調(diào)頻器(frequency variator)偶聯(lián)來自動化偏亞硫酸氫鈉溶液用量。在通過旋轉(zhuǎn)型或靜止型過濾器對蔗汁進(jìn)行過濾后進(jìn)行施用以除去。確定初始鹿汁中的游離磷酸鹽,其應(yīng)當(dāng)在250ppm至300ppm的范圍內(nèi)，這有助于鹿汁純化。游離磷酸鹽含量低于200ppm時則應(yīng)給粉碎的甘鹿基料提供50ppm至IOOppm的磷酸或磷酸二氫鈉。磷酸或磷酸二氫鈉應(yīng)加入到稀釋蔗汁中，與蔗汁中含有的鈣形成磷酸三鈣。在溫度(30°C至50°C )和pH(5. 0至5. 5)，在與稀釋蔗汁接觸后，溶液中的偏亞硫酸氫鈉釋放60%至65%的SO2而剩余的形成亞硫酸I丐沉淀CaS03,從而充當(dāng)去除膠體的澄
清手段。當(dāng)添加偏亞硫酸氫鈉時，在此點(diǎn)的稀釋蔗汁的pH不發(fā)生變化，而利用硫燃燒的亞硫酸鹽化，其pH值降低為4. 0至4. 5。通過在與蔗汁相同的溫度以及在大氣壓形成，以此方式形成的S02被有利地高達(dá)100%地利用。
在石灰處理之前，偏亞硫酸氫鈉滯留時間應(yīng)為10至15分鐘。偏亞硫酸氫鈉對蔗汁PH或酸度敏感，pH越低，釋放SO2越快。當(dāng)使用偏亞硫酸氫鈉時，將從糖廠去除預(yù)堿化，因?yàn)轭A(yù)堿化不是必要的，并且由于稀釋蔗汁與經(jīng)偏亞硫酸氫鈉處理的蔗汁相比PH不變而可能引起對石灰添加缺乏控制。劑量-劑量變化的范圍為50ppm至250ppm偏亞硫酸氫鈉/立方米稀釋鹿汁。進(jìn)行所謂的澄清或瓶罐(jar)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)用于劑量確定。澄清試齡為了確定稀釋蔗汁中偏亞硫酸氫鈉的初始劑量，在實(shí)驗(yàn)室實(shí)施澄清試驗(yàn)，從施用至鹿汁的硫量(ppm)的基礎(chǔ)開始,計算一半的偏亞硫酸氫鈉，即在鹿汁基料中使用200ppm的硫的糖廠，將如下這樣使用IOOppm的偏亞硫酸氫鈉。a.-混合取樣，過濾蔗汁而不用化學(xué)品進(jìn)行任何處理。b._取樣500ml放入待煮的容器中。c.-添加IOOppm的偏亞硫酸氫鈉,相當(dāng)于50mg。d.-當(dāng)使用磷酸時，將其以與工藝中相同的量添加。e.-將偏亞硫酸氫鈉充分溶解在蔗汁中，混合10分鐘。f._加入石灰以將pH增至7. 0-7. 2。g._提供熱量直至沸騰。h.-使加熱過的鹿汁通過各個計量筒(metering cylinder)。i.-添加5ppm不同絮凝劑，以確定在澄清方面的最佳性能。j._工藝用量的原型取自對形成的沉淀具有最佳沉降并顯示清澈和透亮的蔗汁的絮凝劑。k.-對經(jīng)澄清的蔗汁進(jìn)行取樣，并確定Bx、蔗糖和純度；iCUmsa顏色、％透光率、濁度和還原糖。將此結(jié)果與在取樣的同時獲得自工藝澄清蔗汁的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，由此注意到此利用偏亞硫酸氫鈉的亞硫酸鹽化工藝相比于所使用的通過燃燒硫的亞硫酸鹽化工藝的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)室中獲得的結(jié)果被證實(shí)在工藝中是可再現(xiàn)的。領(lǐng)域應(yīng)用I)在實(shí)驗(yàn)室獲得要施用于混合蔗汁的偏亞硫酸氫鈉的用量之后，計算每小時產(chǎn)物的千克量。例如，對于每天加工10，000噸的甘蔗的糖廠，IOOppm粉碎的甘蔗基料的用量，將產(chǎn)生每天及每24小時1000千克的用量，即每小時41. 66kg。2)應(yīng)制備50%重量產(chǎn)品溶液從而每4小時施用一次。至于以上實(shí)例，每4小時應(yīng)添加溶解在170升水中的166. 64千克。此溶液的密度為1.3g/cm3，則每4小時為170+166. 64/1. 3 = 260升。每小時應(yīng)施用65升的偏亞硫酸氫鈉溶液，pH為4. 0至4. 5而密度為 I. 3gr/cm3。3)施用點(diǎn)應(yīng)在具有用于去除蔗渣的轉(zhuǎn)動過濾器或靜止過濾器的已經(jīng)過濾的混合蔗汁罐中。經(jīng)偏亞硫酸氫鈉澄清的蔗汁的特征在于:A.相比于通過元素硫燃燒工藝獲得的蔗汁，它含有較少的雜質(zhì)，高I至I. 5個點(diǎn)的純度，較低的濁度(40%至50% )，更好的透光率(60%至70% )，更好的顏色(20%至25% )。B.具有更少還原糖的蔗汁(25%至30% )。利用偏亞硫酸氫鈉獲得的白糖的特征在于，具有更淺的顏色(20%至30% )，更光滑的晶粒，更低的亞硫酸鹽含量(低于5ppm，作為S02)。在墨西哥標(biāo)準(zhǔn)下的標(biāo)準(zhǔn)糖對亞硫酸鹽(SO2)的限制為最高20ppm，灰分低于0. 25%。澄清的清凈汁糖衆(zhòng)向清凈汁糖漿施用MBS、偏亞硫酸氫鈉除了向稀釋鹿汁施用偏亞硫酸氫鈉之外，以200至400ppm(MBS克數(shù)/m3清澈汁漿)的比率添加未處理的清凈汁糖漿，以獲得低于150UI的顏色。由于蒸發(fā)中的水損失，清凈汁糖漿大約相當(dāng)于25%的稀釋蔗汁，并且相當(dāng)于50ppm(MBS克數(shù)/m3稀釋蔗汁)。清凈汁糖漿的澄清為了清凈汁糖漿的澄清和更好品質(zhì)糖的生產(chǎn)，設(shè)計設(shè)備，其中添加磷酸和石灰，以小氣泡形式補(bǔ)充空氣添加以具有快速形成的泥汁浮選。工藝原理包括形成截留膠體并且使固體懸浮在清凈汁糖漿中的磷酸三鈣沉淀。加入中度陰離子電荷(20%至30%)且中至高分子量聚丙烯酰胺型絮凝劑以使浮選更有效。澄清器設(shè)備也稱為“浮選器(floater) ”。在上部中形成泥汁餅(mud cake)，而具有較低濁度和顏色的清凈汁糖漿在下方產(chǎn)生，確保獲得的糖具有更好品質(zhì)。以200ppm至400ppm清凈汁糖漿基料的用量(MBS克數(shù)/噸清凈汁糖漿)使用偏亞硫酸氫鈉，具有顯著改善澄清的清凈汁糖漿的澄清和漂白效果，相比于僅利用磷酸、石灰和絮凝劑獲得的，濁度和顏色降低超過20%。如在第14和15頁中所詳細(xì)解釋的那樣使用實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)確定最合適用量。向清凈汁糖漿澄清工藝施用MBS。在從實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)獲得初始用量之后，以如下方式計算將要施用于工藝的MBS的量假定這樣一個實(shí)例，其中糖廠每天粉碎10，000公噸甘蔗而實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中的初始用量為200ppm(mg MBS/升清凈汁糖漿)，16° Bx混合蔗汁和65° Bx清凈汁糖漿。以如下方式計算用量(kg/小時)。 10, OOOmt 經(jīng)粉碎的甘鹿 X 16/65 = 2, 461. 53 噸清凈汁糖衆(zhòng) / 天。200ppm MBS =200g MBS/噸清凈汁糖漿200(g/噸)X 2，461. 53(噸 /天)=492. 30kg/天 MBS。
MBS制各和施用用水制備50%溶液。制備每4小時的所述溶液。對于50%重量水溶液，將要添加的濃度量為492. 30kg/ 天 /24 小時=20. 5kg/hr X 4 小時=82. 05kgs/4h。82.05kg/hrMBS+82. 05 水=164. lkg/4 小時50%的溶液密度=I. 3kg/升。164. l(kg/4h)/l. 3kg/lt = 126. 23 升 / 小時=31. 55 升 / 小時(LPH)。施用點(diǎn) 施用點(diǎn)應(yīng)在與蒸發(fā)器分開的清凈汁糖漿罐處并且在磷酸添加之前和/或同時。指示器:以下獲得的未處理的和經(jīng)澄清的糖的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)應(yīng)被記錄并作圖濁度，顏色，每小時的還原劑，以將它們與在不使用偏亞硫酸氫鈉情況下獲得的那些數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。使用偏亞硫酸氫鈉下獲得的清凈汁糖漿的特征在于具有較低的顏色和濁度。使用偏亞硫酸氫鈉的澄清的清凈汁糖漿和所獲得的糖的特征在于A.顏色降低 1800 至 2500UI。B.濁度降低40至60 %。C.糖的顏色低于180UI，亞硫酸鹽低于4ppm并且灰分低于0. 2 %。在糖精煉中施用偏亞硫酸氡鈉為了獲得顏色低于25UI的精制糖，在未處理的或標(biāo)準(zhǔn)糖熔化原料中使用偏亞硫酸氫鈉，降低顏色，其有利于所獲得的糖的品質(zhì)并且減少添加活性炭。用于此糖工藝部分的用量為50至IOOppm熔化的糖基料。施用點(diǎn)被設(shè)置在熔化糖罐中，此熔化糖(熔化液)遵照其如下的精制工藝I.向熔化液基料添加100至200ppm磷酸。在此點(diǎn)，以80至120ppm熔化液基料的比率，使用漂白化學(xué)品如多胺、polidagamas、多氯化鋁及它們的混合物，其具有使不需要的膠體沉淀的效果。2.添加石灰以將pH保持為6. 2至6. 4。3.以10至12ppm熔化液基料用量，添加低陰離子電荷聚丙烯酰胺型絮凝劑并加熱。4.送至浮選澄清設(shè)備，其受小氣泡添加的支持以在上部進(jìn)行快速泥汁分離。5.獲得清澈液體，向其添加活性炭并在被稱為“助濾劑”的產(chǎn)品的幫助下通過過濾器，其中剩余的殘余顏色被除去。
_9] 使用偏亞硫酸氫鈉獲得的精制糖的特征在于:I.更好的顏色，而不改變亞硫酸鹽含量。2.化學(xué)品、有機(jī)漂白劑和活性炭的減少。施用于糖精煉廠。依照每天粉碎10，000公噸甘蔗、10%收率和50ppm基料熔化液用量的糖廠實(shí)例，如下添加偏亞硫酸氫鈉生產(chǎn)的糖1,000噸/天。
MBS用量100克/噸熔化液。熔化液(60。Bx):1，000 噸糖 /0. 60 = I, 666. 66 噸熔化液。50g MBS X I, 666. 66 = 83. 33kg/ 天。每4 小時=83. 33 (kg/天)/24 (小時)x 4hrs = 13. 88kg/4hr0
50%溶液13. 88kg MBS+13. 88 水=27. 76kg 50% MBS 溶液，每 4 小時添加一次。密度=1.3kg/lt.27. 76kg/l. 3kg/lt = 21. 35 升 /4 小時=5. 331t. /hr。利用計量泵施用；5. 33升/小時，從50% MBS溶液至熔化液。
權(quán)利要求
1.一種用于獲得白色和精制糖的方法，其特征在于包括以下步驟i)通過添加以50%重量、以50ppm至250ppm偏亞硫酸氫鈉/立方米稀釋蔗汁的比率補(bǔ)充的食品級偏亞硫酸氫鈉水溶液來進(jìn)行蔗汁的澄清，ii)向前一步中獲得的產(chǎn)物中添加Ca(OH2)直至pH達(dá)到.7.0-7. 2，iii)在102-104°C加熱前一步的蔗汁產(chǎn)物，iv)添加分子量為2千萬至4千萬、具有30-35%陰離子電荷的高分子量聚丙烯酰胺，將所述高分子量聚丙烯酰胺以0. 1%稀釋在蔗汁中，v)通過傾析進(jìn)行澄清，vi)預(yù)蒸發(fā)并蒸發(fā)前一步中產(chǎn)生的經(jīng)澄清的蔗汁直至獲得60°至65。Bx的濃縮蔗汁，vii)以與i)的步驟中相同的濃度向獲得自之前步驟的產(chǎn)物添加偏亞硫酸氫鈉，vii i)添加IOOppm至200ppm的磷酸,ix)添加Ca(OH2)直至pH達(dá)到.6.2至6. 4，x)在82至86°C加熱，以及xi)添加具有20%至30%陰離子電荷的2千萬至4千萬的高分子量以及通過空化器的小氣泡形式的空氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于從蔗汁獲得白糖的方法，其特征在于其包括在白糖的情況中，獲得300至150ICUMSA單位的糖色，亞硫酸鹽含量不大于5ppm并且灰分含量不大于0.2％，而在精制糖的情況中，顏色低于40UI、亞硫酸鹽低于5ppm并且灰分低于0.04％，使用較少的化學(xué)產(chǎn)品和設(shè)備并且包括還原糖的形成；以及使生產(chǎn)時間最優(yōu)化，減少劣化，使得工藝和化學(xué)產(chǎn)品更有效并且防止SO2污染。該方法特征在于，它簡化了利用元素硫來獲得白糖的傳統(tǒng)方法，取消了預(yù)堿化和亞硫酸鹽化以及相應(yīng)的機(jī)器和設(shè)備并且減少了化學(xué)產(chǎn)品如石灰、磷酸、硫和活性炭的數(shù)量，從而在包括蔗汁、甘蔗糖漿或熔化液的澄清的任何工藝之前，在pH值為4至6.6的蔗汁中，僅聚集任選地補(bǔ)充以磷酸二氫鈉的偏亞硫酸氫鈉。
文檔編號C13B20/00GK102639721SQ201080052598
公開日2012年8月15日 申請日期2010年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月19日
發(fā)明者馬里奧·阿拉韋斯博拉尼奧斯 申請人:馬里奧·阿拉韋斯博拉尼奧斯