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                                                制糖脫色清凈劑、糖液脫色清凈方法及直接生產精制白糖工藝

                                                2016-12-23 18:10:33 admin 162

                                                一種制糖脫色清凈劑,包含如下通式所示高分子量鋁聚合物:Al權利要求(16)1.制糖脫色清凈劑,包含具有如下通式的高分子量鋁聚合物:Ala(OH)bXc式中,X為選自Cl-、ClO-、ClO4-、Br-、NO3-、SO42-、H2PO4-、HPO42-、HCOO-和CH3COO-的一種或幾種酸根離子,a∶b∶c=1∶2.1-2.9∶0.9-0.1,所述高分子量鋁聚合物的平均分子量為1-6萬道爾頓。2.如權利要求1所述的制糖脫色清凈劑,其中所述高分子量鋁聚合物包含20~60%的分子量為5×104~1×105之間的聚合大分子或膠體粒子、40~80%的分子量小于1×104的多核羥鋁配合物的聚合物、以及0~10%的六配水合鋁離子或單核羥鋁配合物。3.如權利要求1所述的制糖脫色清凈劑,其中所述高分子量鋁聚合物的鹽基度為70~93%。4.如權利要求1所述的制糖脫色清凈劑,其中還包含其它脫色助劑和/或輔料。5.如權利要求4所述的制糖脫色清凈劑,其中所述脫色助劑為磷酸和/或二氧化硫;所述輔料為選自絮凝劑和pH調節劑、高價鐵鹽、硅酸鹽和表面活性劑中的一種或幾種物質。6.用權利要求1所述制糖脫色清凈劑進行糖液澄清脫色、脫膠的方法,其特征在于包括如下步驟:(1)按重量計,加入糖液總量0.02-3.0%的制糖脫色清凈劑;(2)將混合物的pH調節在5.5-9.5;(3)于30-90℃反應2分鐘至1小時;(4)分離得到澄清的糖液。7.如權利要求6所述的方法,其中所述制糖脫色清凈劑的用量為0.1-2.0%。8.如權利要求6所述的方法,其中所述pH調節為7.0-8.0。9.如權利要求6所述的方法,其中所述pH的調節使用含OH-的陰離子交換樹脂或選自NaOH、Na2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2、糖化鈣的堿性物質。10.如權利要求6所述的方法,其中所述反應溫度為60-80℃。11.如權利要求6所述的方法,其中所述反應時間為5-10分鐘。12.如權利要求6所述的方法,其中所述分離糖液采用沉降、上浮、過濾或離心法。13.如權利要求12所述的方法,其中所述過濾采用板框過濾。14.采用權利要求1所述脫色清凈劑直接生產精制糖的工藝,其特征在于包含如下步驟:(1)在粗糖漿或低溫磷浮后的浮清汁中加入1%-3%脫色清凈劑,調節pH值至6-8后,在45-90℃溫度下攪拌脫色除膠;(2)上浮分離得精糖漿;(3)精糖漿脫鹽、煮糖、分蜜后得精制糖。15.如權利要求14所述的直接生產精制糖工藝,其中還在脫色步驟中加入選自磷酸、糖化鈣和絮凝劑的一種或幾種脫色助劑。16.如權利要求14所述的直接生產精制糖工藝,其中還在上浮分離出精糖漿的同時,從浮渣中回收糖分并返回原流程。說明制糖脫色清凈劑、糖液脫色清凈方法 及直接生產精制白糖工藝

                                                技術領域

                                                本發明涉及制糖工業,具體涉及制糖工業中使用的脫色清凈劑、糖液的脫色清凈方法及提高糖產品質量、直接生產精制白糖的工藝。

                                                發明背景制糖工業中糖液的脫色澄清(清凈)問題是關系到產品質量的一個重要因素,以甘蔗制糖為例,任何糖廠所生產的白砂糖,其色值都是由于蔗糖晶體包含一定量的色素引起的。這些色素是以兩種形式存在于蔗糖晶體的:其一,包藏于結晶體內;其二,吸附于結晶體表面。一般來說,吸附于結晶體表面的糖蜜類色素可以用打水打汽的方法來除去。而對于包藏于結晶體中的色素則不可能采用打水打汽的方法來除去,它們與蔗糖晶體是共存的。因此,蔗糖結晶體內包藏的色素雜質愈多,它的色值就愈高,產品質量就愈低。由此可知,限制或減少色素雜質在結晶體中的包藏,是提高白砂糖質量的根本途徑。

                                                色素等雜質之所以可能包藏于蔗糖結晶體中,是因為蔗糖晶體在生長過程中,生長環境及其內部結構等條件的變化,使母液糖漿中的色素等雜質包裹于結晶體內所致。換言之,蔗糖晶體中雜質包裹體的形成有兩個必要條件:第一,糖漿母液中存在一些色素等雜質;第二,在蔗糖晶體生長過程中,生長環境和晶體的內部結構有一定程度的變化。因此,限制或減少色素在蔗糖晶體中的包藏,就必須盡可能地減少糖漿母液中所存在的色素以及保持蔗糖晶體生長環境和晶體內部結構的穩定。

                                                糖漿母液的色素主要包括植物色素和糖類分解色素兩大類,前者對生產有影響的主要是酚類化合物,屬于芳香族色素,后者主要是生產過程中產生的,屬于非芳香族色素。大多數情況下糖品中以植物色素為主,在操作控制不當的情況下糖類分解色素也會大大增加。有一些色源物質,如一些酚酸、還原糖和氨基酸等,它們本身是無色的,但經過催化氧化或跟其他物質反應也會顯色,影響糖品的質量。另外,鐵跟酚類物會生成深色的絡合物,對糖的生產和質量控制有很大的影響。因此,多酚類物、鐵和氧、氨基酸等物質是糖品出現深色的基本原因。減少任何一個因素都能夠使糖品的顏色變淺。由于鐵和氧在生產過程中難以避免,氨基氮去除較為困難,所以目前的脫色澄清方法中有效去除多酚類物質顯得重要。

                                                另外,糖漿中的膠體物質對制糖過程也有很大的影響。大部分膠體并不顯色,但它們的存在對*終糖產品的色值也有間接影響。首先,膠體物質會增大糖液的粘度,增加過濾困難,使得糖液/糖漿在澄清中難以處理,降低清凈效果,間接增加了糖產品的色值。其次,過量膠體的存在會影響糖的結晶速度,防礙晶體的正常生長,甚至造成晶體變異,增加“包藏體”的數量。這也會導致糖產品色值增加,質量下降。因此,糖液/糖漿清凈過程中,除了色素的去除外,其他膠體類物質的絮凝去除也是一個很重要的方面。

                                                而蔗糖晶體生長環境及晶體內部結構的穩定性問題,與結晶設備的結構及其操作運行的情況直接相關。一般人們所采取的方法是通過強化煮煉工序的管理,并用比較先進的結晶設備和操作方法有可能使蔗糖晶體的生長過程中色素、膠體物質等雜質的包裹減少。

                                                目前國際上關于糖的脫色澄清(清凈)技術主要有兩個發展方向:一是以離子交換為特征的脫色澄清技術,二是以膜分離為特征的脫色澄清技術。其中離子交換法在原糖生產精制白糖方面已有應用,其技術的成熟度比膜技術略高,但兩者的成本均較高,應用條件要求也高,目前還無法應用于粗糖漿脫色澄清以制造精制白糖。

                                                國內一些甘蔗糖廠對傳統的石灰法、亞硫酸法和碳酸法進行了許多改進,涌現出不少新型的脫色澄清技術,如磷酸氣浮、離子交換、電解氣浮方法等,同時出現許多澄清用的化學助劑。如有的甘蔗糖廠使用對蔗汁和糖漿進行脫色的脫色劑有磷酸鈣、亞硫酸鈣,也有的加入聚合鐵、改性的膨潤土、顆粒狀活性碳(GAC)等。以下是一些公開文獻記載的制糖生產脫色的報道:1、“A型脫色澄清劑在制糖生產中使用的效果及其推廣前景”(福建糖業,1994(1))提出利用新型高離子澄清劑G409來改善蔗汁清凈系統和增加糖漿的脫色處理,執行合理的煮糖制度和嚴格煮糖管理,嚴格控制糖膏的分蜜操作。

                                                2、“利用多級上浮法降低亞法糖漿色值的研究”(甘蔗糖業,1995(3))提出糖漿多級上浮清凈法比普通單級上浮法更能使亞法糖漿獲得較高的脫色率,澄清劑的用量及添加方式對各種級數的糖漿脫色率都有一定程度的影響。

                                                3、“離子交換樹脂對甲原蜜脫色的研究”(廣西大學學報:自科版,199621(2))采用陰離子交換樹脂對澄清的甲原蜜脫色進行了研究,結果表明,290#大孔強堿性樹脂脫色效果良好。

                                                4、“超濾技術在生產精制糖漿中的應用”(中國甜菜糖業,1999(6))研究了不同操作條件下對不銹鋼膜超濾原糖漿的影響,通過加入高離子澄清劑G409提高糖漿的脫色與除濁效率,并改良其超濾性能。與傳統工藝相比,這種絮凝與膜濾相結合的技術能顯著提高脫色與除濁效率。不銹鋼膜具有耐酸堿,耐高溫,抗脆裂,易清洗的優點。

                                                5、“榨季糖漿氣浮法中使用新澄清劑的探討”(甘蔗糖業,1999(3))通過室內試驗,選出了固體澄清劑C為粗糖漿氣浮法價廉而有效的澄清劑,其脫色、除濁率與傳統的澄清劑相當,但成本降低約40%。

                                                6、“絮凝劑氣浮澄清效果的研究”(廣西輕工業,2001(2))選用法國X公司的十一種絮凝劑及日本Jin-Floc-1150和國產南中PHP-3絮凝劑進行室內糖漿氣浮試驗,結果表明,陰離子型絮凝劑明顯優于陽離子及非離子型絮凝劑,其中又以AN923VHM及AN9565Swatechliuhede。

                                                7、“一種新的糖漿脫色方法”(中國專利申請號No.01142190)利用一種以合成纖維為骨架的離子交換纖維進行糖漿脫色,與目前通用的樹脂型離子交換劑相比,具有比表面積大、交換容量大、脫色效率高、再生時間短、使用壽命長等優點。

                                                從上述公開的文獻可知,上述各種脫色澄清劑和脫色澄清方法雖然各有優點,但也有不足之處,離子交換法由于進口樹脂價格昂貴,且國外的技術封鎖,使我國制糖行業應用離子交換樹脂工藝技術落后,產品質量沒有質的突破;有的固體脫色劑或澄清劑來源不廣,對后工序有影響;超濾技術也由于糖漿粘度高,對操作不方便。

                                                本發明者考慮到,多酚類物質大多顯弱酸性,在中性或弱堿性的情況下帶負電,在這種情況下脫色清凈劑所帶正電荷越高,對多酚類物質的吸附能力越強。帶負電的多酚類物質可以通過氧原子或環上的π電子與無機金屬原子形成穩定的絡合物。另外,多酚類物質還可以通過與其他物質形成氫鍵而被除去。利用這些性質都可以有效地去除糖品中的酚類物質。高分子量聚鋁化合物具有分子量高、吸附能力強、電荷密度高等特點,可以高效吸附帶負電荷的酚類物質,甚至有可能跟酚類物質絡合,而聚鋁化合物中大量的羥基也可以和酚類物形成氫鍵,在沉淀時一起被除去。同時,大分子量的高正電荷離子,還可以大大壓縮溶液中帶負電的膠體(包括大分子色素膠體)的雙電層,使其脫穩凝聚,達到高效脫色除膠的清凈效果?;谏鲜隹紤],本發明者通過潛心研究,在大量試驗的基礎上完成了本發明。

                                                因此,本發明的一個目的是提供一種新型的制糖脫色清凈劑。

                                                本發明的另一個目的是提供用這種新型的制糖脫色清凈劑進行糖液脫色、除膠(清凈)的方法。

                                                本發明的再一個目的是提供用這種新型的制糖脫色清凈劑使糖產品質量提高;從甘蔗、甜菜等原料直接生產精制白糖的工藝。

                                                發明內容

                                                本發明提供一種制糖脫色清凈劑,包含具有如下通式的高分子量鋁聚合物:Ala(OH)bXc式中,X為選自Cl-、ClO-、ClO4-、Br-、NO3-、SO42-、H2PO4-、HPO42-、HCOO-和CH3COO-的一種或幾種一價或二價酸根離子,a∶b∶c=1∶2.1-2.9∶0.9-0.1。所述高分子量鋁聚合物的平均分子量為1-6萬道爾頓。

                                                所述制糖脫色清凈劑所含的高分子量鋁聚合物中,包含20~60%的分子量為5×104~1×105之間的聚合大分子或膠體粒子、40~80%的分子量小于1×104的多核羥鋁配合物的聚合物、以及0~10%的六配水合鋁離子或單核羥鋁配合物。

                                                所述高分子量鋁聚合物的鹽基度為70~93%。

                                                本發明的制糖脫色清凈劑中,除了包含具有如上通式的高分子量鋁聚合物外,還可任選地包含脫色助劑和/或輔料。

                                                所述脫色助劑可以是磷酸或二氧化硫;所述輔料為選自絮凝劑和pH調節劑、高價鐵鹽、硅酸鹽和表面活性劑中的一種或幾種物質。

                                                本發明的制色清凈糖脫劑中,所述高分子量鋁聚合物可采用包括如下步驟的方法制得:(1)鋁塊去氧化層;(2)去氧化層的鋁塊浸泡在0.5~6N酸液中至反應激烈;(3)將反應后的鋁塊浸入覆蓋了水的金屬混合物中至完全包裹鋁塊;(4)將表面包裹的鋁塊浸入0.5~4N酸液中至溶液比重達到10~12Be以上;(5)取出鋁塊,控制溶液中殘留重金屬的含量在0.2ppm以下。

                                                采取上述步驟,制得液體狀態的鋁聚合物脫色劑。將控制殘留重金屬量后的溶液脫水干燥,可制得固態狀(白色粉末)產品。

                                                以上步驟(1)可采用人工或機械擦拭鋁塊表面氧化層的方法。

                                                以上步驟(2),可將鋁塊放入計量的0.5N~6N的酸液中反應,酸液可以是單一酸的水溶液也可以是混合酸的水溶液,較佳為HCl和/或H3PO4,更佳為HCl和H3PO4水溶液。酸液的濃度較佳為1-6N,更佳為2-5N,watechliuhede為2.5-4.5N,以鋁塊在溶液中開始劇烈反應為止。反應時間視鋁塊成份不同而定,約30秒至一分鐘。目的是活化鋁塊表面。

                                                以上步驟(3),將活化后的鋁塊置于金屬混合物中處理5秒-40秒。金屬混合物由少量鐵粉、 未提供圖片。查看 PDF鋅粉、錳粉、銅粉和汞組成。鋁和金屬混合物的比例為20∶1。為了不讓金屬混合物中的汞在空氣中揮發,在盛有金屬混合物的容器中放入水,使其全部覆蓋金屬混合物。

                                                以上步驟(4),將在金屬混合物中處理后的鋁塊置入酸液中,使酸液完全浸滿鋁塊。酸液可以是單一酸的水溶液也可以是混合酸的水溶液,較佳為HCl和/或H3PO4水溶液,更佳為HCl和H3PO4水溶液。酸液的濃度可以是0.5-4N,以1-3N為佳,具體濃度視情況而定。金屬鋁和酸液的比例為1∶1~1∶20,以1∶3-1∶6為佳。每千克金屬加入的酸液為1-20升。整個反應持續至鋁或酸液消耗完畢,比重在8~12Be時基本完成。此時溶液的pH值為1.5~3.8。

                                                根據需要,反應后可用堿性物質將pH值調節至3.8~5.5。

                                                反應完畢后的金屬含量約為鐵7ppm、鋅10ppm、汞5ppm,錳1ppm左右。

                                                步驟(5)中微量重金屬的處理可使用硫化鈉為原料,將硫化鈉溶液與步驟(4)所得溶液混合攪拌數分鐘至數十分鐘,生成金屬硫化物,然后加入活性碳攪拌過濾,也可將活性碳制作成反應柱,溶液通過反應柱來去除其中的殘留金屬。處理后的產品重金屬含量低于0.2ppm,達到國家標準-水處理劑聚合氯化鋁標準要求。

                                                在參與反應的酸液為鋁的0.9倍時,*后產品的鹽基度大概為70%,約含20%的分子量為5×104~1×105之間的聚合大分子或膠體粒子,約70%的分子量小于1萬的多核羥鋁配合物的聚合物,以及約10%的六配位水合鋁離子或單核羥鋁配合物。而參與反應的酸液為鋁加入量的1/3左右時,*終產品鹽基度約為90%,分子量大于5萬的產物可占到60%,分子量小于1萬的多核羥基鋁配合物的聚合物約占40%,水合鋁離子或單核羥基鋁配合物基本不存在。

                                                用本發明的制糖脫色清凈劑進行糖液脫色澄清、脫膠的方法包括如下步驟:(1)按重量計,加入糖液總量0.02-3.0%的制糖脫色清凈劑;(2)將混合物的pH調節在5.5-9.5;(3)于30-90℃反應2分鐘至1小時;(4)分離得到澄清的糖液。

                                                本發明的糖液脫色、除膠澄清方法中,制糖脫色清凈劑的用量可為糖液總量的0.02-3.0%(重量),較佳為0.1-2.0%(重量),更佳為0.05-1.0%(重量)。

                                                本發明的糖液脫色、除膠澄清方法以在中性或弱堿性條件下進行為佳,一般調節在5.5-9.5,較佳為7.0-8.0。若pH低于5.5效果較差,高于9.5可能會出現產品難分離或糖液雜質高。

                                                調節pH使用的堿性物質選自含OH-的陰離子交換樹脂或NaOH、Na2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2、糖化鈣等。

                                                糖液澄清脫色除膠反應可在30-90℃溫度下進行,較佳為60-80℃。若溫度低于30℃,反應速度較慢;溫度大于90℃,可能會增加雜質的含量。

                                                糖液澄清脫色除膠反應的時間為2分鐘至1小時,較佳為5-30分鐘。更佳為5-10分鐘。

                                                分離澄清糖液的方法可采用沉降、上浮、過濾、離心等。其中,過濾方法可采用板框過濾。

                                                亞法澄清是甘蔗制糖領域中的一個使用較廣的工藝之一,許多糖廠都采用該工藝來對糖汁澄清,它在處理糖汁中的蛋白質及蔗蠟、蔗脂方面有較好的效果,同時在綜合成本及環保方面優于碳法。但它*大的弱點就是脫色的效果不好,糖漿質量較差。目前無論是膜技術還是離子交換技術都很難直接應用于亞法糖廠生產耕地精制白糖。而本發明的制糖脫色清凈劑對質量差的糖漿仍舊保持非常好的脫色效果,可使由甘蔗直接生產精制糖成為可能。

                                                甜菜糖廠和部分甘蔗糖廠使用的碳法工藝由于經過了低溫高堿的流程,它對蔗脂、蔗臘以及色素的去處效果要比亞法工藝好得多,只是在濾泥處理方面有些困難。由于碳法工藝糖漿質量較好,使用本發明的制糖脫色清凈劑也可以對其進行脫色,直接生產精制白糖,使用量更少,脫色負擔更輕。

                                                不論是在甘蔗糖廠還是在甜菜糖廠,不論使用亞法工藝還是碳法工藝,提高糖產品質量和減少對于糖份損失而言,膠體的去除都是不可缺的。亞法工藝對膠體的去除效果不佳,碳法工藝對膠體去除效果較好,但在高堿情況下,部分鈣鹽會變成溶膠,不能沉淀下來。本發明的脫色清凈劑由于具有很高的正電荷密度,對糖漿/糖液中的負電膠體有很好的去除效果。這對提高糖產品質量、直接生產精制白糖是非常有利的。

                                                本發明提供的用包含高分子量鋁聚合物的制糖脫色清凈劑直接生產精制白糖的工藝,包含如下步驟:(1)在粗糖漿或低溫磷浮后的浮清汁中加入1%-3%脫色清凈劑,調節pH值至6-8后,攪拌脫色除膠;(2)上浮分離得精糖漿;(3)精糖漿脫鹽、煮糖、分蜜后得精制糖。

                                                上述粗糖漿指糖廠現有流程中的溫度為80-90℃的粗糖漿;低溫磷浮后的浮清汁溫度為45-60℃,濃縮前清汁溫度為90-100℃。本脫色清凈劑在45-90℃溫度范圍都能有效地進行脫色除膠澄清處理。

                                                本發明的直接生產精制白糖工藝,在脫色步驟中還可加入選自磷酸、糖化鈣和絮凝劑的一種或幾種脫色助劑。

                                                本發明的直接生產精制白糖工藝,在上浮分離出精糖漿和浮渣。浮渣可經處理回收糖分,回收糖分可返回原流程。

                                                本發明的制糖脫色清凈劑包含高分子量鋁聚合物,其平均分子量為1-6萬。這種高分子量鋁聚合物吸附能力強,電荷密度高,可以高效吸附帶負電荷的酚類物質,并可與酚類物質絡合,鋁聚合物中大量的羥基可和酚類物質形成氫鍵,在沉淀時一起被除去。同時,大分子量的高正電荷離子,還可以大大壓縮溶液中帶負電的膠體(包括大分子色素膠體)的雙電層,使其脫穩凝聚,提高脫色效果。鋁聚合物中的磷酸氫根、磷酸二氫根等可以與帶負電色素膠體表面的鈣離子成鍵,有利于對色素、膠體的吸附,還可與鈣離子形成磷酸鈣網絡結構,將溶液中的懸浮粒子捕集下來,再與絮凝劑進行二次絮凝,從而使澄清效果增加。

                                                實踐證明,本發明的制糖脫色清凈劑適用于不同糖廠、處于不同階段(清汁、粗糖漿、回溶的原糖)、具有不同色值的糖汁/糖漿的清凈脫色處理,脫色后的色值均可穩定在100-300IU之間(其中回溶原糖的色值可降至80IU),脫色率可達90-95%。

                                                本發明的制糖脫色清凈劑尤其對質量差的糖漿、糖汁、原糖的脫色率都非常好,對一些難去除色素的脫色效果尤為突出。與膜技術和離子交換技術相比,它不但可用于清汁、原糖漿脫色,還可用于那些質量差、色值、濁度和膠體含量高的粗糖漿的脫色和澄清。而膜技術和離子交換技術目前只能在原糖回溶漿中使用,必須在經一次結晶后除掉許多雜質后才能使用,一般脫色率為75%~80%。

                                                用本發明的制糖脫色清凈劑進行糖液澄清脫色,方法簡單,條件易掌握,對設備的投資要求低,適用于各類糖廠的各種制糖流程。

                                                用本發明的制糖脫色清凈劑可提高糖產品的質量、使甘蔗、甜菜直接生產耕地精制白糖,完成了精制白糖生產工藝上的一次重大的革新。

                                                (1)精制白糖生產成本大幅度降低由于精制白糖生產過程縮短了近一半,噸糖能耗大幅度降低,對于制糖這個利潤本來就很低的傳統產業來說,無疑是一個重大的變革。

                                                (2)精制白糖生產工藝的糖產率提高由于采用中性煮糖,糖漿純度有所提高,且僅經過一步結晶,糖在結晶過程中的損耗比原有的二步結晶降低,因而糖的產率也相應提高。

                                                (3)過程簡單及適應性強,因而帶來了工藝的穩定性的提高與膜技術和離子交換等技術相比,該技術*大的優越性就是過程簡單和對工藝的條件要求不高,因而對各種生產條件的變化有著更好的適應性,這是目前的膜技術和離子交換技術無法相比的。

                                                (4)投資*省本技術用于精制白糖生產,只需一步結晶,且對設備要求不高,只在原有亞法、碳法生產設備基礎上增加少量設備、煮糖罐更換不銹鋼即可。因此與目前世界上先進的離子交換、膜分離等生產精制白糖技術相比,可以省去大量的設備投資與土地占用總體投資*小。而且,沒有樹脂和膜的再生問題,不會增加額外的環保負但。由于脫色、除膠清凈效果顯著,還可簡化前面的工藝設備和澄清工序,從而減少前面設備、工序的成本和廢水排放。

                                                附圖的簡單說明圖1是本發明制糖脫色劑中所含高分子量鋁聚合物的核磁共振譜。圖中,大約2ppm的高、強峰是AlO6(鋁氧八面體)的共振吸收,而69ppm的附近的小峰是AlO4(鋁氧四面體)的共振吸收。

                                                圖2A-D是本發明制糖脫色清凈劑中所含高分子量鋁聚合物的電子顯微鏡掃描圖譜。

                                                圖3是用本發明的制糖脫色清凈劑將甘蔗、甜菜直接生產精制糖的工藝流程圖。

                                                具體實施方式

                                                下面結合實施例對本發明作進一步闡述,但這些實施例絕不是對本發明的任何限制。本領域技術人員在本說明書的啟示下對本發明實施中所作的任何變動都將落在權利要求書的范圍內。

                                                實施例1含高分子量鋁聚合物的制糖脫色清凈劑的制備原料準備:(1)金屬鋁:形狀規格不限,多為塊狀,純度97%以上。

                                                (2)金屬混合物:少量鐵粉、鋅粉、錳粉、銅粉,汞。

                                                (3)鹽酸:合格品。

                                                (4)硫化鈉(工業級)(5)活性碳粉(工業級)步驟:(1)人工擦掉鋁塊表面的氧化層,以見到鋁本質為準。

                                                (2)將去掉表面氧化層的鋁塊完全放入濃度為0.5-6N HCl溶液中浸泡30秒鐘,鋁塊表面產生大量氣泡,使鋁塊活化。

                                                (3)將活化后的鋁塊置于表面覆蓋水的金屬混合物中約5-40秒。

                                                (4)處理后,將鋁塊置入0.5-4N HCl溶液中,使溶液完全浸滿鋁塊。見到鋁塊表面生成許多小氣泡,反應持續至鋁或鹽酸消耗完畢,比重在10左右,溶液的pH值約為2。

                                                (5)根據需要反應后可用堿性物質調pH值至3.8~5.5。

                                                (6)其他微量重金屬的處理。產品反應完畢后的金屬含量約為鐵7ppm、鋅10ppm、汞5ppm、錳1ppm左右。將硫化鈉溶液與產品混合攪拌10分鐘,生成硫化物,然后加入活性碳攪拌過濾,去除其中的殘留金屬。處理后的液體產品達到國家標準-水處理劑聚合氯化鋁標準要求。

                                                (7)將重金屬殘留量達標的液體引入蒸發罐,在110℃以下蒸去水分,形成白色透明晶體,用粉碎機加工成白色粉末。

                                                (8)以上液體產品或白色粉末均可直接用作制糖脫色清凈劑,也可與脫色助劑和/或輔料一起用作制糖脫色清凈劑。

                                                實施例2高分子量鋁聚合物的分子量分析方法:核磁共振譜分析配合掃描電子顯微鏡檢查結果:1.核磁共振譜分析試樣:實施例1制得的白色粉末、無色透明液體各一份儀器和測試方法:德國Bruker公司超導核磁共振譜儀AVANCE 400digital NMR。27Al共振頻率104.26MHz,用CP/MAS探頭測27Al固體譜,多核探頭BBO測27Al液體譜,參照物為1M AlCl的水溶液。

                                                測定結果:(1)實施例1固體粉末的CP/MAS27Al-NMR譜:從不同轉速(3K、5K、7K)的該種譜中采取旋轉邊帶的影響不考慮,可見大約2ppm和69ppm處的兩個樣品中Al的共振吸收符合聚合氯化鋁中兩種不同結構鋁的情況。約2ppm處的高、強峰是AlO6(鋁氧八面體)的共振吸收,而69ppm處的小峰是AlO4(鋁氧四面體)的共振吸收(見圖1)。

                                                (2)實施例1液體樣品的27Al(OH)配合物仍表現兩種狀態。0.0共振峰是Al(H2O)63+及其它單核羥基配離子的特征峰,其附近是鋁氧八面體(AlO6)的共振峰,而62.9ppm的特征峰要在原液體或固體的水溶液適當稀時出現,由多核組分Al13O4(OH)24(H2O)127+引起。約70ppm處的寬峰是探頭中金屬鋁產生的背景峰(見圖1)。

                                                2.掃描電子顯微鏡檢查結果見圖2(A-D)。

                                                結論:本發明制糖脫色清凈劑中高分子量鋁聚合物的平均分子量為1-6萬。

                                                實施例3不同Al:OH:Cl的鋁聚合物的制備及其分子量分布原料:見實施例1。

                                                步驟1與以上所述相同,步驟2中用5N的HCl處理,控制反應時間,步驟3中用金屬混合物適當處理,步驟4中采用2N的HCl溶液,鋁與鹽酸溶液的比例為1∶8,控制反應溫度及時間直到鋁酸消耗完畢。*后產物經測定包含約60%的分子量高于5萬的聚合大分子或膠體粒子,約40%的分子量小于10000的多核羥基鋁配合物,沒有六配水合鋁粒子和單核羥鋁配合物。鹽基度為90%。根據需要可制成固體粉末。

                                                實施例4不同Al:OH:Cl的鋁聚合物的制備及其分子量分布步驟1與以上所述相同,步驟2中用3N的HCl處理,控制反應時間,步驟3中用金屬混合物適當處理,步驟4中采用2N的HCl溶液,鋁與鹽酸溶液的比例為1∶15,控制反應溫度及時間直到鋁消耗完畢。*后產物經測定包含約20%的分子量高于5萬的聚合大分子或膠體粒子,約70%的分子量小于10000的多核羥基鋁配合物,10%的六配水合鋁粒子和單核羥鋁配合物。鹽基度為70%。

                                                實施例5除了在步驟(1)和(4)中用磷酸代替一半鹽酸外,按實施例1的方法進行制備,得到的制糖脫色清凈劑中,高分子量鋁聚合物是通式Ala(OH)bXc中X為Cl-+H2PO4-的化合物。

                                                實施例6澳洲原糖脫色試驗試驗原料:澳洲原糖試驗方法:將原糖1公斤用水回溶至55Bx的糖液,取500ml加熱到70-75℃。加入一定量的實施例1脫色清凈劑后,用糖化鈣調節pH至8.0,加入絮凝劑4ppm。攪拌均勻后,經濾紙過濾,濾液在560nm波長下測定色值。

                                                結果見表1。

                                                表1

                                                未提供圖片。查看 PDF

                                                實施例7山東凌云海糖廠提供的原糖脫色試驗用山東凌云海糖廠提供的原糖1公斤配成55°Bx糖漿,取500ml加熱到70-75℃,用糖化鈣液調節pH至7.0。加入一定量按實施例1制得的脫色清凈劑,再調pH7.0,加入4ppm PAM,攪拌均勻后過濾,取濾液測定色值。結果見表2。

                                                表2

                                                未提供圖片。查看 PDF

                                                實施例8廣西農墾集團良圻糖廠粗糖漿脫色試驗(亞硫酸法)將廣西農墾集團良圻糖廠提供的粗糖漿3000mL加熱到85℃,量取500ml作為試樣,加入一定量按實施例1制得的脫色清凈劑,用糖化鈣中和至pH=7.0,加入3ppm的絮凝劑PAM,攪拌均勻后,過濾,測濾液的色值。結果見表3。

                                                表3

                                                未提供圖片。查看 PDF

                                                實施例9南寧糖紙廠二碳飽充未濾汁脫色試驗(碳酸法)將二碳飽充汁加熱到75℃,量取500mL的試樣,加入一定量按實施例1制得的脫色清凈劑,用糖化鈣中和至pH=8.0,加入1ppm絮凝劑PAM,攪拌均勻后,過濾,測濾液的色值。結果見表4。

                                                表4

                                                未提供圖片。查看 PDF

                                                實施例10廣西農墾集團良圻糖廠中和汁脫色試驗將廣西農墾集團良圻糖廠的中和汁加熱到70℃,量取1000mL試樣,按下表分別加入一定量的實施例1和實施例5的產物,用糖化鈣中和至pH=7.0,加入2ppm絮凝劑聚丙烯酰胺(PAM),過濾后測色值,結果見表5。

                                                表5

                                                未提供圖片。查看 PDF

                                                實施例11廣西農墾集團良圻糖廠中和汁脫色試驗將廣西農墾集團良圻糖廠的中和汁加熱到70℃,量取1000mL試樣,按下表分別加入一定量的實施例1和實施例5的產物,用糖化鈣中和至pH=7.0,加入2ppm絮凝劑聚丙烯酰胺(PAM),過濾后測色值,結果見表6。

                                                表6

                                                未提供圖片。查看 PDF

                                                實施例12明陽糖廠糖漿除膠試驗將糖漿加熱到85℃,量取500mL試樣,加入不同量實施例1所得的脫色清凈劑,用糖化鈣中和至pH=7.0,加入3個ppm的絮凝劑PAM,過濾后用酒精凝聚法測膠體含量。

                                                酒精凝聚法:取20g樣品定容為100mL,混勻后過濾,調節pH4-4.5,吸取10mL至錐形瓶中,加入100mL95%乙醇和5mL乙醚,回流30分鐘,用G4號玻璃砂芯漏斗抽濾,沉淀用乙醇、乙醚和水混合液80-100mL分次洗滌,100℃下烘干,冷卻稱重。

                                                膠體含量(%Bx)=10a/(w×Bx)式中:a——膠體沉淀物重(克)w——樣品重量(克)Bx——樣品錘度測定結果見表7。

                                                表7

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                                                實施例13明陽糖廠粗糖漿亞法直接生產精制糖試驗將粗糖漿5000mL加熱到85℃,添加1.8%按實施例1制得的脫色清凈劑及含P2O5250ppm的磷酸,用糖化鈣將pH調節到7.0,上浮后得到精糖漿,該精糖漿的色值小于300IU,經過脫鹽、煮糖工序,得到精制糖1809克。浮渣經處理回收糖分后棄去,回收糖分返回原流程。分蜜后所得精制糖質量符合國家標準GB317-1998。

                                                氣浮前后糖漿質量對比見表8。

                                                表8

                                                未提供圖片。查看 PDF

                                                用精糖漿煮出的精制糖質量指標見表9。

                                                表9

                                                未提供圖片。查看 PDF

                                                以上是粗糖漿亞法直接生產精制白糖試驗。而碳法直接生產精制白糖,其工藝流程與亞法相似,難度更小、更容易實施。

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