本發(fā)明涉及蔗糖生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種改進(jìn)型亞硫酸法制糖澄清工藝。

背景技術(shù)：

我國(guó)是世界上用甘蔗制糖最早的國(guó)家之一，根據(jù)甘蔗制糖工藝的不同，主要有石灰法、亞硫酸法、碳酸法等3種方法。石灰法常見于生產(chǎn)原糖，碳酸法和亞硫酸法用于生產(chǎn)白砂糖，目前國(guó)內(nèi)多數(shù)糖廠采用的是亞硫酸法澄清工藝，該工藝澄清效率不高，產(chǎn)品品質(zhì)低而且不夠穩(wěn)定；為數(shù)不多企業(yè)采用碳酸法工藝，澄清效率高，生產(chǎn)的白砂糖產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良，但設(shè)備投資大，產(chǎn)生的濾泥難以綜合利用。

亞硫酸法澄清工藝的流程是以甘蔗為原料，經(jīng)過破碎、壓榨提汁后得到混合汁，經(jīng)過加入石灰乳和磷酸后得到預(yù)灰汁，預(yù)灰汁經(jīng)過一次加熱后通入二氧化硫并加入石灰乳得到中和汁，中和汁經(jīng)過二次加熱后進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉降分離，得到澄清汁。整個(gè)澄清工藝特點(diǎn)是蔗汁pH值不超過7.6，因此澄清過程除去非糖分較少，清汁純度提高少，有時(shí)候甚至還會(huì)出現(xiàn)下降，即通常所說的清混汁純度差為負(fù)值；因此，傳統(tǒng)亞硫酸法澄清工藝由于澄清效率低，糖份收回率低，白砂糖產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民對(duì)食糖質(zhì)量要求越來越高，以及國(guó)家提出“清潔生產(chǎn)”、“節(jié)能減排”等工作規(guī)劃要求，傳統(tǒng)亞硫酸法澄清工藝已不能滿足企業(yè)對(duì)產(chǎn)品高品質(zhì)、高收回、低能耗的需要。因此，本發(fā)明通過對(duì)傳統(tǒng)亞硫酸澄清工藝方法進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化后，在提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高糖分總收回率及降低能耗方面具有重要的實(shí)際意義。

在改進(jìn)傳統(tǒng)亞硫酸法澄清工藝方面，國(guó)內(nèi)專利數(shù)據(jù)公開了一些相關(guān)技術(shù)，

如：【名稱】一種改進(jìn)的亞硫酸法制糖澄清工藝；【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410006088.8，【申請(qǐng)人】廣西大學(xué)；【摘要】本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的亞硫酸法制糖澄清工藝，包括在現(xiàn)有制糖澄清生產(chǎn)線的硫熏工序增加紅外氣體分析儀，在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)硫氣管道中二氧化硫氣體的濃度，通過對(duì)硫氣管道中的二氧化硫氣體濃度的預(yù)先調(diào)整，控制中和汁硫熏強(qiáng)度的高低。采用本發(fā)明的改進(jìn)方法，與人工測(cè)定硫熏強(qiáng)度的方法來控制相應(yīng)的生產(chǎn)流程相比，可及時(shí)有效地得出準(zhǔn)確的硫熏強(qiáng)度數(shù)值，避免人為操作的不準(zhǔn)確性；同時(shí)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可及時(shí)快速地掌握二氧化硫與硫熏強(qiáng)度之間的適應(yīng)關(guān)系，能對(duì)實(shí)際生產(chǎn)起到指導(dǎo)與預(yù)知的作用。但是該工藝同樣存在傳統(tǒng)亞硫酸法澄清工藝的弊病——整個(gè)澄清工藝特點(diǎn)是蔗汁pH值不超過7.6，因此澄清過程除去非糖分較少，清汁純度提高少，有時(shí)候甚至還會(huì)出現(xiàn)下降，糖份收回率低，白砂糖產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

綜上所述，我們有必要對(duì)現(xiàn)有的亞硫酸法澄清工藝進(jìn)一步優(yōu)化改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是解決傳統(tǒng)亞硫酸法澄清工藝存在的澄清效率低、產(chǎn)品質(zhì)量差且不夠穩(wěn)定的問題，提供了一種產(chǎn)品質(zhì)量好、糖分收回率高、工藝能耗低的亞硫酸法制糖分段預(yù)灰澄清工藝。

本發(fā)明的亞硫酸法制糖分段預(yù)灰澄清工藝，用于對(duì)壓榨提汁的所得蔗汁進(jìn)行澄清處理，包括預(yù)灰預(yù)磷、一次加熱、二次預(yù)灰、硫熏中和、二次加熱、沉降的步驟。澄清過程采用分段預(yù)灰技術(shù)，分別在壓榨提汁后和硫熏中和前對(duì)蔗汁進(jìn)行預(yù)灰處理，具體實(shí)施步驟如下：

a）預(yù)灰預(yù)磷：甘蔗經(jīng)過壓榨提汁后，往蔗汁中同時(shí)添加磷酸、石灰乳，使蔗汁pH值控制在6.8-7.2范圍內(nèi)。

預(yù)灰預(yù)磷的作用：是為了使蔗汁中蛋白質(zhì)等膠體物質(zhì)提前凝聚，石灰與磷酸提前反應(yīng)生成磷酸鈣沉淀物，磷酸鈣沉淀物中含有其它陰離子成份，而蔗汁中有不少有色物質(zhì)和膠體是帶負(fù)電的，這些陰離子被新生成的磷酸鈣沉淀物所吸附，利用磷酸鈣沉淀脫色作用和絮凝作用這種作用基理，提前進(jìn)行預(yù)澄清處理。

b）一次加熱：蔗汁預(yù)灰預(yù)磷后輸送到加熱器進(jìn)行一次加熱，加熱溫度控制在60-68℃之間。

一次加熱的作用：蔗汁經(jīng)過加熱器加熱后，使鈣離子與磷酸根離子的反應(yīng)速度加快，同時(shí)利用蛋白質(zhì)在60℃以上開始變性凝結(jié)特點(diǎn)，將部分其他非糖分凝聚析出，為下一步亞硫酸與石灰反應(yīng)形成CaSO₃沉淀，并吸附其他非糖分創(chuàng)造更有利條件。

c）二次預(yù)灰：蔗汁經(jīng)一次加熱后輸送至硫熏中和器進(jìn)行硫熏中和；在硫熏中和前添加石灰乳，使蔗汁pH值控制在8.0-9.0范圍內(nèi)。

蔗汁硫熏中和前進(jìn)行二次預(yù)灰的作用：在硫熏中和前進(jìn)行第二次加灰到堿性，pH8.0-9.0范圍，是利用了蔗汁中不同非糖雜質(zhì)最佳凝聚點(diǎn)進(jìn)行吸附、凝聚；同時(shí)在堿性條件下，蛋白質(zhì)也會(huì)發(fā)生變性，與鈣離子結(jié)合而凝結(jié)，受它保護(hù)覆蓋的懸浮粒子隨之析出；且蔗汁中顯紅色的多酚類和鐵絡(luò)合物，以及各種弱酸性膠體能較強(qiáng)和鈣離子結(jié)合凝聚，使更多的膠體和非糖分凝聚析出；因此，蔗汁硫熏前加灰至堿性范圍，避免蔗汁在吸硫后pH值過低形成較多可溶性亞硫酸氫鈣，因而除去非糖分總量較多，清汁純度提高更多。

d）硫熏中和：經(jīng)過二次預(yù)灰的蔗汁進(jìn)入硫熏中和器，硫熏中和pH值控制在7.0-7.4范圍內(nèi)。

蔗汁硫熏中和前加灰到堿性帶來的收益：蔗汁吸硫前有足夠的鈣離子與亞硫酸反應(yīng)不斷生成亞硫酸鈣沉淀，避免蔗汁在吸硫過程pH值過低形成較多可溶性亞硫酸氫鈣，影響澄清效果。因?yàn)榘闯Ｒ?guī)預(yù)灰，即pH7.0±0.2，硫熏后pH值下降到3.5左右，此時(shí)生成的鈣鹽以亞硫酸氫鈣為主，盡管后面繼續(xù)加入石灰乳，有大量的亞硫酸氫鈣生成亞硫酸鈣沉淀，但仍有部分“漏網(wǎng)”的亞硫酸氫鈣與清汁一起到蒸發(fā)罐，經(jīng)加熱后生成亞硫酸鈣沉淀，這就是造成蒸發(fā)積垢多原因之一。

e)二次加熱：蔗汁經(jīng)硫熏中和后得到中和汁，再將中和汁輸送至加熱器進(jìn)行二次加熱，加熱溫度控制在100-103℃之間，如此可加速磷酸、亞硫酸與鈣的反應(yīng)，使它們較完全地生成鈣鹽沉淀物，并使蛋白質(zhì)等各種非糖分凝結(jié)得更緊密結(jié)實(shí)。

f)蔗汁沉降：將二次加熱后的中和汁送入散汽箱進(jìn)行散汽、除泡，再輸送至沉降器沉降，得到澄清汁。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說明，步驟d）中，硫熏中和過程在直徑ф1200mm多噴嘴硫熏中和器中進(jìn)行，蔗汁先吸取二氧化硫氣體，與堿性蔗汁充分反應(yīng)生成亞硫酸鈣沉淀，隨后在中和器尾管進(jìn)行加灰中和，再經(jīng)過臥式反應(yīng)箱再次進(jìn)行充分反應(yīng)，使鈣離子與亞硫酸根離子反應(yīng)更加充分，生成更多的鈣鹽沉淀，除去更多非糖雜質(zhì)。

作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步說明，整個(gè)澄清過程磷酸總值為300-450ppm；步驟d）中，蔗汁硫熏強(qiáng)度為22-24CC。以上參數(shù)為澄清工藝優(yōu)化指標(biāo)，更有利于本發(fā)明的亞硫酸法制糖分段預(yù)灰澄清工藝運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)。

本發(fā)明亞硫酸法制糖分段預(yù)灰澄清工藝在蔗汁硫熏中和前增加了第二次預(yù)灰，使蔗汁pH值達(dá)到8.0-9.0范圍，避免蔗汁在吸硫過程pH值過低形成較多可溶性亞硫酸氫鈣，影響澄清效果。蔗汁在堿性條件下反應(yīng)更充分，生成更多的亞硫酸鈣沉淀，除去更多非糖雜質(zhì)，清汁純度提高更多，蒸發(fā)積垢減少；從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高糖分回收率及降低能耗。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為傳統(tǒng)亞硫酸法澄清工藝的流程圖。

圖2為本發(fā)明亞硫酸法澄清工藝技術(shù)優(yōu)化后的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實(shí)施例1：如圖1所示，采用傳統(tǒng)亞硫酸法澄清工藝處理蔗汁，其流程是：以甘蔗為原料，經(jīng)過破碎、壓榨提汁后得到蔗汁，蔗汁經(jīng)過加入石灰乳和磷酸后得到預(yù)灰汁，預(yù)灰汁經(jīng)過一次加熱后通入二氧化硫并加入石灰乳得到中和汁，中和汁經(jīng)過二次加熱后進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉降分離，得到澄清汁，是生產(chǎn)產(chǎn)品白砂糖的主要原料。澄清工藝指標(biāo)分別為：添加磷酸總值400ppm，預(yù)灰汁pH值7.2，一次加熱溫度65℃，蔗汁硫熏強(qiáng)度24CC，蔗汁中和pH值7.2，二次加熱溫度100℃。

實(shí)施例1的檢測(cè)結(jié)果如下：

連續(xù)采集、澄清汁樣品2個(gè)小時(shí)，檢驗(yàn)分析蔗汁純度、澄清汁純度、色值、pH值。結(jié)果分別是：蔗汁純度82.43AP，澄清汁純度83.48，澄清汁色57.15°st，澄清汁pH值7.15。

實(shí)施例2：如圖2所示，采用本發(fā)明的亞硫酸法制糖分段預(yù)灰澄清工藝對(duì)壓榨提汁的所得蔗汁進(jìn)行澄清處理，具體實(shí)施步驟如下：

a）預(yù)灰預(yù)磷：甘蔗經(jīng)過壓榨提汁后得到蔗汁，往蔗汁中同時(shí)添加磷酸、石灰乳，使蔗汁pH值為7.2；

b）一次加熱：蔗汁預(yù)灰預(yù)磷后輸送到加熱器進(jìn)行一次加熱，加熱溫度控制在65℃；

c）二次預(yù)灰：蔗汁經(jīng)一次加熱后輸送至硫熏中和器進(jìn)行硫熏中和；在硫熏中和前添加石灰乳，使蔗汁pH值為8.2；

d）硫熏中和：經(jīng)過二次預(yù)灰的蔗汁進(jìn)入硫熏中和器，硫熏中和pH值為7.2；

e)二次加熱：蔗汁經(jīng)硫熏中和后得到中和汁，再將中和汁輸送至加熱器進(jìn)行二次加熱，加熱溫度為100℃；

f)蔗汁沉降：將二次加熱后的中和汁送入散汽箱進(jìn)行散汽、除泡，再輸送至沉降器沉降，得到澄清汁。

步驟d）中，硫熏中和過程在直徑ф1200mm多噴嘴硫熏中和器中進(jìn)行，蔗汁先吸取二氧化硫氣體，與堿性蔗汁充分反應(yīng)生成亞硫酸鈣沉淀，隨后在中和器尾管進(jìn)行加灰中和，再經(jīng)過臥式反應(yīng)箱再次進(jìn)行充分反應(yīng)；蔗汁硫熏強(qiáng)度為22-24CC。整個(gè)澄清過程添加磷酸總值為400ppm。

實(shí)施例2的檢測(cè)結(jié)果如下：

連續(xù)采集蔗汁、澄清汁樣品2個(gè)小時(shí)，檢驗(yàn)分析蔗汁純度、澄清汁純度、色值、pH值。結(jié)果分別是：蔗汁純度83.62AP，澄清汁純度85.70AP，澄清汁色值53.53°st，澄清汁PH值7.18。

實(shí)施例3：同樣采用本發(fā)明的亞硫酸法制糖分段預(yù)灰澄清工藝對(duì)壓榨提汁的所得蔗汁進(jìn)行澄清處理，其操作步驟及參數(shù)與實(shí)施例2基本一致，唯一的區(qū)別在于：步驟c）中的蔗汁pH值為8.5。

實(shí)施例3的檢測(cè)結(jié)果如下：

連續(xù)采集蔗汁、澄清汁樣品2個(gè)小時(shí)，檢驗(yàn)分析蔗汁純度、澄清汁純度、色值、pH值。結(jié)果分別是：蔗汁純度83.02AP，澄清汁純度85.23AP，澄清汁色值53.11°st，澄清汁pH值7.21。

實(shí)施例4：同樣采用本發(fā)明的亞硫酸法制糖分段預(yù)灰澄清工藝對(duì)壓榨提汁的所得蔗汁進(jìn)行澄清處理，其操作步驟及參數(shù)與實(shí)施例2基本一致，唯一的區(qū)別在于：步驟c）中的蔗汁pH值為8.9。

實(shí)施例4的檢測(cè)結(jié)果如下：

連續(xù)采集蔗汁、澄清汁樣品2個(gè)小時(shí)，檢驗(yàn)分析蔗汁純度、澄清汁純度、色值、pH值。結(jié)果分別是：蔗汁純度83.23AP，澄清汁純度85.43AP，澄清汁色值53.35°st，澄清汁pH值7.27。

實(shí)施例5：同樣采用本發(fā)明的亞硫酸法制糖分段預(yù)灰澄清工藝對(duì)壓榨提汁的所得蔗汁進(jìn)行澄清處理，其操作步驟及參數(shù)與實(shí)施例2基本一致，唯一的區(qū)別在于：步驟a）中的蔗汁pH值為6.8；步驟b）中的加熱溫度為60℃；步驟c）中的蔗汁pH值為8.9；步驟d）中的硫熏中和pH值為7.0；步驟e）中的加熱溫度為100℃。

實(shí)施例5的檢測(cè)結(jié)果如下：

連續(xù)采集蔗汁、澄清汁樣品2個(gè)小時(shí)，檢驗(yàn)分析蔗汁純度、澄清汁純度、色值、pH值。結(jié)果分別是：蔗汁純度83.20AP，澄清汁純度85.45AP，澄清汁色值53.33°st，澄清汁pH值7.26。

實(shí)施例6：同樣采用本發(fā)明的亞硫酸法制糖分段預(yù)灰澄清工藝對(duì)壓榨提汁的所得蔗汁進(jìn)行澄清處理，其操作步驟及參數(shù)與實(shí)施例2基本一致，唯一的區(qū)別在于：步驟a）中的蔗汁pH值為7.2；步驟b）中的加熱溫度為68℃；步驟c）中的蔗汁pH值為9.0；步驟d）中的硫熏中和pH值為7.4；步驟e）中的加熱溫度為103℃。

實(shí)施例6的檢測(cè)結(jié)果如下：

連續(xù)采集蔗汁、澄清汁樣品2個(gè)小時(shí)，檢驗(yàn)分析蔗汁純度、澄清汁純度、色值、pH值。結(jié)果分別是：蔗汁純度83.25AP，澄清汁純度85.41AP，澄清汁色值53.36°st，澄清汁pH值7.29。

實(shí)施例7：同樣采用本發(fā)明的亞硫酸法制糖分段預(yù)灰澄清工藝對(duì)壓榨提汁的所得蔗汁進(jìn)行澄清處理，其操作步驟及參數(shù)與實(shí)施例2基本一致，唯一的區(qū)別在于：步驟a）中的蔗汁pH值為7.0；步驟b）中的加熱溫度為65℃；步驟c）中的蔗汁pH值為8.5；步驟d）中的硫熏中和pH值為7.2；步驟e）中的加熱溫度為101℃。

實(shí)施例7的檢測(cè)結(jié)果如下：

連續(xù)采集蔗汁、澄清汁樣品2個(gè)小時(shí)，檢驗(yàn)分析蔗汁純度、澄清汁純度、色值、pH值。結(jié)果分別是：蔗汁純度83.19AP，澄清汁純度85.38AP，澄清汁色值53.32°st，澄清汁pH值7.24。

分析實(shí)施例1-7，各項(xiàng)具體對(duì)比數(shù)據(jù)如下表：

由上表可知：采用優(yōu)化后的澄清工藝，清混汁純度差可提高到2.08AP以上，比傳統(tǒng)澄清工藝提高至少1.03AP，澄清汁色值也比傳統(tǒng)澄清工藝下降3.62°st以上。

綜上所述，本發(fā)明可使澄清汁純度大幅提高，同時(shí)色值也有所改善，證明通過對(duì)亞硫酸法澄清工藝進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化后，蔗汁澄清效率提高，由于除去各種非糖分增加，使澄清汁純度提高較多。