專利名稱：一種資源循環(huán)利用的碳法制無硫白糖的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制糖的方法，具體是ー種資源循環(huán)利用的碳法制無硫白糖的方法。
背景技術(shù)：
隨著生活水平的提高，低硫和無硫白糖越來越受到歡通。致使用ニ氧化碳與糖汁中的氧化鈣通過飽充生成碳酸鈣，利用碳酸鈣吸附膠體、色素清浄糖汁的碳酸法越來越受到歡通。但是，碳酸法需使用石灰和ニ氧化碳，生產(chǎn)中生成的碳酸鈣吸附有機(jī)物質(zhì)后排放濾泥約占甘蔗總量的10%。濾泥一般含水約38% 42%，干濾泥中含CaCO3 73. 4%，MgO O. 7%， Si028 . 4%，三者合計約82. 5%，有機(jī)質(zhì)(含腐植酸)約17. 5%。濾泥排量大，日榨蔗量15000噸的制糖企業(yè)，每天要排放約1500噸的濾泥，ー個榨季排放量達(dá)20萬噸。濾泥堆積時間長有機(jī)物質(zhì)會發(fā)酵發(fā)臭，對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，目前還沒有對濾泥有效的處理辦法，限制了碳酸法的應(yīng)用。2000年以來，霍漢鎮(zhèn)教授提出的“低溫磷浮法”得到推廣，“低溫磷浮”與“飽充”結(jié)合亞硫酸法，可降硫薰的用硫量，生產(chǎn)低硫白糖。并且，“低溫磷浮+飽充”的碳酸法，濾泥的總量降低近1/3，濾泥中有機(jī)物質(zhì)的含量也降到10%。ー些文獻(xiàn)(文獻(xiàn)1、2、3)還提出了對濾泥綜合利用的設(shè)想，但是飽充的濾泥對環(huán)境的污染的問題，至今國內(nèi)外也還沒得到根本性解決。目前公開的“低溫磷浮”均為中性和偏堿性的磷浮。在中性或偏堿的條件下，糖汁中的蛋白質(zhì)去除效果還不好。大量蛋白質(zhì)需通過高溫凝固于飽充時去除，致部分蛋白質(zhì)進(jìn)入濾泥，煅燒會產(chǎn)生氮氧化物污染環(huán)境，影響了濾泥的煅燒回收。經(jīng)試驗也證明，中性磷浮去除蛋白質(zhì)、硅膠、果膠、淀粉、蔗脂、蔗臘等雜質(zhì)的效果不如酸性磷浮。僅因目前氣浮的設(shè)備需處理時間長達(dá)40min，酸性條件下會増大糖汁的損耗，才采用中性磷浮。試驗也證明，蔗汁在32 °C以下吋，蔗渣很容易下沉，容易實現(xiàn)去除蔗糠、蔗脂、蔗蠟和淀粉等雜質(zhì)的目的。原采用亞硫酸法清凈技術(shù)制糖的企業(yè)，要改變?yōu)樘妓岱ɑ虿糠植捎锰妓岱ǎ夹杞鉀Qニ氧化碳的供應(yīng)問題。外購ニ氧化碳成本高。有提出回收鍋爐煙道氣中的ニ氧化碳用于飽充。但是鍋爐煙道氣中的C02含量僅約8% 12%，含量低，要快速實現(xiàn)糖汁清凈的要求，需飽充的氣量極大，否則飽充的時間很長。糖液中的還原糖在長時間堿性條件下大量分解，生成有色物質(zhì)和有機(jī)酸，會使糖汁色值和鈣鹽含量顯著升高。在大氣量的飽充時很容易起泡，并且生成大量的氣泡很難分離處理。煙道氣飽充時，系統(tǒng)的設(shè)備(風(fēng)機(jī)、窯氣泵、洗滌器和輸送管等)十分龐大，使用動カ和設(shè)備投資很大。因此用鍋爐煙氣中的ニ氧化碳用于飽充，只能部分取代硫薰，還不能完全取代硫薰。有文獻(xiàn)提出回收酒精生產(chǎn)過程排放的ニ氧化碳用于飽充，但ニ氧化碳回收系統(tǒng)的投資大。傳統(tǒng)的碳酸法采用石灰窯氣進(jìn)行飽充，但使用的石灰窯為立窯，需以塊煤為燃料，生成的窯氣用于飽充還需良好的浄化，否則會對糖汁造成污染。采用石灰窯氣飽充，因現(xiàn)在糖廠使用的飽充設(shè)備ー飽充罐的ニ氧化碳利用率偏低，要窯氣滿足飽充之需要，石灰產(chǎn)和需難以平衡。解決的辦法是提高現(xiàn)有飽充罐的ニ氧化碳利用率?，F(xiàn)使用的飽充技術(shù)，也囿于設(shè)備落后致飽充的過程長達(dá)20min以上，糖汁在堿性高溫的條件下，生成的雜質(zhì)和美拉德色素增多，不利于糖汁的清浄。文獻(xiàn)編號I.藍(lán)賢州李政碳酸法糖廠濾泥污染治理新思路廣西輕エ業(yè)[J]. 2000年第3期.
2.霍漢鎮(zhèn)專利申請?zhí)?00810026122. 2碳酸法糖廠減少和消除固體廢棄物排放并將其變?yōu)橛杏梦镔|(zhì)的エ藝3.卓英育碳法制糖濾泥在甘蔗等作物上的應(yīng)用中國糖料[J]2010年第2期。發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供ー種資源循環(huán)利用的碳法制無硫白糖的方法，以滿足無硫白糖的生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的需要。解決上述技術(shù)問題本發(fā)明的技術(shù)方案如下。ー種資源循環(huán)利用的碳法制無硫白糖的方法是將制糖的糖汁凈化過程，控制于極短的時間內(nèi)加入各種助劑完成低溫高速澄清、低溫酸性快速磷浮，高溫堿性高效飽充，得無硫清汁送后エ序煮糖、結(jié)晶得無硫白砂糖；結(jié)合附圖
本發(fā)明具體操作步驟如下I.將混合汁于在低于35°C條件下與絮凝劑在管道式混合器中快速混合2s后進(jìn)入高速沉降裝置，3分鐘后從高速沉降裝置排出得澄清汁和沉渣，沉渣經(jīng)固液分離機(jī)分離得到濾渣和濾液，濾渣作酸性肥料，濾液是清汁回收到高速沉降裝置排出的澄清汁中；2.將步驟I所得澄清汁經(jīng)管道快速加溫至35°C 60°C依次與磷酸、絮凝劑、殺菌劑等快速混合各2s，再用石灰乳調(diào)節(jié)澄清汁的pH值為4. 3 4. 6后進(jìn)入高速氣浮裝置，3分鐘后從高速氣浮裝置排出得到浮清汁和浮渣，浮渣經(jīng)固液分離機(jī)分離得到濾渣和濾液，濾渣作酸性肥料，濾液是浮清汁回收到高速氣浮裝置排出的浮清汁中；3.將步驟2所得浮清汁與石灰乳于管道式混合器中混合2s，控制pH值為7. 2 8. O得預(yù)灰汁；4.將步驟3所得預(yù)灰汁加熱至103°C 105°C，再與與石灰乳于快于管道式混合器中混合2s，控制pH值為10. 5 11. O得高溫堿性汁；5.將步驟4所得高溫堿性汁連續(xù)進(jìn)入飽充ニ氧化碳利用率大于80%、停留時間小于6min的高效飽充裝置中飽充，飽充后的飽充汁經(jīng)真空過濾機(jī)過濾，連續(xù)得到清凈達(dá)標(biāo)的凈化汁和飽充濾泥；6.將步驟5所得浄化汁送濃縮、結(jié)晶得無硫白砂糖；7.將步驟5所得飽充濾泥送干燥器用蔗渣鍋爐煙氣干燥得干濾泥；8.將步驟7所得干濾泥送石灰粉生產(chǎn)裝置制成石灰粉；9.將步驟8所得石灰粉送化灰機(jī)制成石灰乳用于步驟2、步驟3和步驟4 ；10.將步驟8所得ニ氧化碳窯氣經(jīng)浄化用于步驟5飽充。本發(fā)明的有益效果
I.本發(fā)明為清潔制糖エ藝；2.本發(fā)明可生廣無硫的聞品質(zhì)白砂糖；3.本發(fā)明可實現(xiàn)ニ氧化碳循環(huán)利用，減少ニ氧化碳的排放；4.本發(fā)明可實現(xiàn)鈣的循環(huán)利用，解決濾泥對環(huán)境的污染問題；5.本發(fā)明流程短，設(shè)備少，管理方便，投資小。6.本發(fā)明的技術(shù)，即使部分地用于對現(xiàn)有制糖企業(yè)改造，也可降低白糖中的硫含量提高產(chǎn)品品質(zhì)，降低磷酸和石灰的消耗，減少對環(huán)境的污染和影響。
具體實施方式
、下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步的說明。實施例I將兩杯IOOml混合汁升溫于35°C，加入200ppm磷酸和O. 1%濃度的聚丙烯酰胺1%，其中一杯還加入石灰乳調(diào)pH值為7. 2，經(jīng)攪拌后，混合汁中絮體的上浮速度不加石灰乳汁明顯地大于加石灰乳汁。實施例2兩杯同時取樣的混合汁，一杯經(jīng)冷藏保存，色值低；另一杯不經(jīng)冷藏，色值增高。兩杯汁經(jīng)升溫于45°C，加磷酸300ppm，石灰乳調(diào)pH值為10. 5 11. 0，再加入O. 1%濃度的聚丙烯酰胺1%，得過濾汁，原色值高的過濾汁仍色值高。說明低溫磷酸處理去除可溶性色素的能力并不高，只宜用于去除不溶性的雜質(zhì)。宜于糖汁色值增高前快速對糖汁低溫磷浮。實施例3在某生物工程300t/d發(fā)酵廢液處理中，其固體物質(zhì)粒度為8 12 μ，含蛋白質(zhì)量大于64%，重量達(dá)3%。采用本發(fā)明人研制的高速氣浮器，配合擴(kuò)散式管道混合器，在pH值為4. 4 4. 6的條件下分離絮體，蛋白質(zhì)去除達(dá)98%，但氨態(tài)氮的去除率不大于10%。該氣浮裝置全年330天24小時連續(xù)工作，也沒有出現(xiàn)過堵塞事故，工作良好。此例說明，蛋白質(zhì)在接近蛋白質(zhì)凝結(jié)的等電點(diǎn)時絮凝氣浮去除效果好，若用于糖汁的處理，可大大減少濾泥中的蛋白質(zhì)含量。低溫磷浮去除了蛋白質(zhì)，還可降低蛋白質(zhì)在高溫凝結(jié)時部分蛋白質(zhì)降解為氨基酸，致清浄和煮糖時美拉德色素的増加的不足。實施例4甘蔗低溫酸性快速磷浮制糖清潔生產(chǎn)方案混合汁預(yù)熱至35°C，經(jīng)高速澄清器澄清3min后，進(jìn)入多個擴(kuò)散式管道混合器，分別加入磷酸、絮凝劑、殺菌劑并分別于2s鐘內(nèi)完成混合，控制加入磷酸后的的pH值為4. 5 4. 6，進(jìn)入高速氣浮器，經(jīng)3min得浮清汁。浮清汁通過擴(kuò)散式管道混合器加石灰乳2s后預(yù)灰至pH值為7. 2 8. O,快速加熱至103 105°C,再通過擴(kuò)散式混合器加石灰乳2s后調(diào)pH值至10. 5 11. 0，進(jìn)入ニ氧化碳利用率大于80%以上的高效飽充器飽充5min，飽充汁通過管式帶孔室混合器加入絮凝劑2s混合均勻后，經(jīng)真空過濾機(jī)分離出清浄汁送后續(xù)エ序制糖。出快速氣浮器的浮渣為酸性，含氮、磷高，經(jīng)壓濾機(jī)分離出來用于作肥料；壓濾機(jī)分離出的濾汁回收用于氣浮溶氣。
真空過濾機(jī)分離出的含蛋白質(zhì)量極少的濾泥與蔗渣鍋爐煙道氣進(jìn)入干燥器脫水后，送入以蔗渣和蔗髓為燃料的石灰粉生產(chǎn)裝置生產(chǎn)石灰粉回用于制糖加灰，石灰窯氣經(jīng)簡單的浄化后，回用于制糖飽充。此方案的最大優(yōu)點(diǎn)是，可實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，可生產(chǎn)無硫白糖，糖汁清凈過程時間極短損耗少，經(jīng)濟(jì)效益好，環(huán)境污染少。實施例5生產(chǎn)石灰粉的裝置產(chǎn)生的煙氣用于糖汁飽充的平衡計算I)按處理糖汁5000m3/d，加入氧化鈣的量I. 3%，氧化鈣的加入量為65t/d，折合為1160. 71kg-mol/do 65t/d氧化|丐理論飽充成碳酸|丐需ニ氧化碳26000Hm3/d2)生產(chǎn)65t/d石灰需分解碳酸鈣量為120t/d，可釋放出ニ氧化碳26880Hm3/d， 3)甘蔗渣燃燒爐分解Ikg碳酸鈣需要1777千焦的熱量。生產(chǎn)65t/d石灰，以分解爐的熱效率50%計，需消耗熱值為7961KJ/kg的甘蔗渣約55t/d，相當(dāng)于燃燒8400千卡/kg標(biāo)碳12. 458t/d,可生成ニ氧化碳6342Hm3/d。4)燒甘蔗渣生產(chǎn)65t/d石灰生成的ー氧化碳總量可達(dá)33142Hm3/d。結(jié)論當(dāng)ニ氧化碳利用率達(dá)79%時，燒濾泥制石灰生成的ニ氧化碳可滿足飽充的需要。
權(quán)利要求
1.一種資源循環(huán)利用的碳法制無硫白糖的方法，其特征在于，將制糖的糖汁凈化過程，控制于極短的時間內(nèi)加入各種助劑完成低溫高速澄清、低溫酸性快速磷浮，高溫堿性高效飽充，得無硫清汁送后工序煮糖、結(jié)晶得無硫白砂糖；具體操作步驟如下 1)將混合汁于在低于35°C條件下與絮凝劑在管道式混合器中快速混合2s后進(jìn)入高速沉降裝置，3分鐘后從高速沉降裝置排出得澄清汁和沉渣，沉渣經(jīng)固液分離機(jī)分離得到濾渣和濾液，濾渣作酸性肥料，濾液是清汁回收到高速沉降裝置排出的澄清汁中； 2)將步驟I)所得澄清汁經(jīng)管道快速加溫至35°C 60°C依次與磷酸、絮凝劑、殺菌劑等快速混合各2s，再用石灰乳調(diào)節(jié)澄清汁的pH值為4. 3 4. 6后進(jìn)入高速氣浮裝置，3分鐘后從高速氣浮裝置排出得到浮清汁和浮渣，浮渣經(jīng)固液分離機(jī)分離得到濾渣和濾液，濾渣作酸性肥料，濾液是浮清汁回收到高速氣浮裝置排出的浮清汁中； 3)將步驟2)所得浮清汁與石灰乳于管道式混合器中混合2s，控制pH值為7.2 8. O得預(yù)灰汁； 4)將步驟3)所得預(yù)灰汁加熱至103°C 105°C，再與與石灰乳于管道式混合器中混合2s，控制pH值為10. 5 11. O得高溫堿性汁； 5)將步驟4)所得高溫堿性汁連續(xù)進(jìn)入飽充二氧化碳利用率大于80%、停留時間小于6min的高效飽充裝置中飽充，飽充后的飽充汁經(jīng)真空過濾機(jī)過濾，連續(xù)得到清凈達(dá)標(biāo)的凈化汁和飽充濾泥； 6)將步驟5)所得凈化汁送濃縮、結(jié)晶得無硫白砂糖； 7)將步驟5)所得飽充濾泥送干燥器用蔗渣鍋爐煙氣干燥得干濾泥； 8)將步驟7)所得干濾泥送石灰粉生產(chǎn)裝置制成石灰粉； 9)將步驟8)所得石灰粉送化灰機(jī)制成石灰乳用于步驟2)、步驟3)和步驟4)； 10)將步驟8)所得二氧化碳窯氣經(jīng)凈化用于步驟5)飽充。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種資源循環(huán)利用的碳法制無硫白糖的方法。本發(fā)明采用快速低溫澄清、酸性低溫快速磷浮、高溫堿性高效飽充得無硫清汁送后工序煮糖、結(jié)晶得無硫白砂糖。在本方法的糖汁快速凈化過程中，各種助劑的添加均采用管道式快速混合器。飽充后的濾渣作生產(chǎn)石灰粉的原料，經(jīng)燃燒蔗渣的石灰粉生產(chǎn)裝置生產(chǎn)的石灰粉，回用于調(diào)糖汁堿度，生產(chǎn)石灰粉的窯氣回用于飽充。本技術(shù)可生產(chǎn)無硫白糖，又無廢渣對環(huán)境污染，實現(xiàn)資源循環(huán)利用清潔生產(chǎn)。
文檔編號C13B30/00GK102732643SQ20121025756
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者扈勝祿, 李堅斌 申請人:廣西大學(xué)