專利名稱：減少甜菜汁提純過程中石灰用量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進的甜菜汁提純方法，特別是一種用于減少甜菜汁提純過程中石灰用量的方法、由甜菜汁制備富含營養(yǎng)的非蔗糖濃縮物的方法、得到的非蔗糖濃縮物、非蔗糖濃縮物的用途以及甜菜汁預(yù)加石灰和/或獲得非蔗糖濃縮物的裝置。
背景技術(shù)：
通常，從甜菜提取糖的方法是先清洗收獲的甜菜，除去黏附于其上的泥土和殘余的葉子。清洗完畢后，用切割機將其切成鉛筆厚的碎片。從碎片中提取糖分是用pH 5.5-5.8的熱弱酸性水通過對流法進行提取。濃縮液的弱酸化處理便于甜菜汁的過濾以及殘渣的排出。緊接著對提取的甜菜汁進行提純。典型地，提取物的純化通常采用酸液法即稱為石碳酸法進行，其過程為預(yù)加石灰、主加石灰、第一次碳酸飽和、第二次碳酸飽和、以及分別在兩次碳酸飽和后分離沉淀物。提純的目的在于最大限度地去除甜菜汁內(nèi)的非蔗糖物質(zhì)，特別是高分子物質(zhì)。在此過程中，應(yīng)盡可能避免待去除的非蔗糖物質(zhì)發(fā)生分解，以確保在提取液或甜菜汁中沒有增加的低分子物質(zhì)。
在預(yù)加石灰的過程中，在溫和條件下，甜菜汁中逐步加入石灰乳進行堿化。這樣預(yù)加灰反應(yīng)器中的甜菜汁pH值隨之逐步上升到約11.5。在添加一定量的氫氧化鈣(石灰乳)后，預(yù)加石灰過程結(jié)束，此時甜菜汁的堿度達到約0.1-0.3g CaO/100ml。甜菜汁的堿化過程中和了提取液中的有機和無機酸，使陰離子析出，與鈣離子形成不溶或難溶的鹽，如磷酸鹽、草酸鹽、檸檬酸鹽和硫酸鹽被最大限度地沉淀分離出來。除此之外，膠體狀溶解的非蔗糖物質(zhì)凝結(jié)并析出。單個成分例如磷酸鹽、草酸鹽、檸檬酸鹽和硫酸鹽等某些陰離子或者果膠、蛋白質(zhì)等膠體只有在一定的pH值范圍內(nèi)才能析出。在這一pH值范圍內(nèi)，同時會產(chǎn)生沉降物的堆積。作為預(yù)加石灰時加入石灰乳的結(jié)果，也會使蛋白質(zhì)凝結(jié)。
緊接著的主加石灰過程的目的在于化學(xué)分解轉(zhuǎn)化糖和酸胺，如果在甜菜汁濃縮時進行，則會產(chǎn)生酸。在主加石灰過程中，溫度上升到約85℃，并且在添加石灰乳的過程中甜菜汁的堿度明顯提高，特別是要達到約0.8-1.1g CaO每100ml甜菜汁。在傳統(tǒng)工藝中，主加石灰就是在如此劇烈的條件下進行的。在主加石灰過程中過量的石灰將在隨后的兩次碳酸飽和中起到重要作用。在兩次碳酸飽和過程中，向甜菜汁中通入二氧化碳作為碳酸化氣體，在二氧化碳作用下主加石灰過程中過量的石灰轉(zhuǎn)化成碳酸鈣，成為可溶性非蔗糖物質(zhì)的強力吸附劑，也作為合適的助濾劑。碳酸飽和分為兩步。在第一步碳酸飽和中，通入二氧化碳，直到甜菜汁的pH值達到約11.2-10.6之間，其相應(yīng)的堿度達到0.10-0.06g CaO每100ml濾液。在第一道碳酸飽和過程中，已析出、凝結(jié)的非蔗糖物質(zhì)和一部分甜菜汁中的色素被吸附到形成的碳酸鈣上。在第一道碳酸飽和的過程中得到的第一道漿液被導(dǎo)入濃縮過濾器(燭形過濾器)或者傾析器，濃縮成濃縮漿液。這樣就將析出、凝結(jié)后吸附在碳酸鈣上的非蔗糖物質(zhì)從甜菜汁內(nèi)分離出去。通常，在第一道碳酸飽和過程后還要進行追加石灰，向甜菜汁中注入石灰乳混合，然后在第二道碳酸飽和過程中進一步碳酸化生長碳酸鈣。在第二道碳酸飽和過程中也同樣通入碳酸化氣體，將甜菜汁的堿度調(diào)節(jié)到最佳值，即0.025-0.010g CaO每100ml濾液，其相應(yīng)的pH值為9.0-9.30。在第二道碳酸飽和過程中，得到的第二道漿液也同樣被導(dǎo)入濃縮過濾器過濾、濃縮。在兩道碳酸飽和后，通過濃縮過濾器濃縮產(chǎn)生的碳酸化漿液(濃縮漿液)通常合并起來，通過薄膜壓濾器壓出。同時產(chǎn)生所謂的碳石灰。碳石灰是可以長期儲存的產(chǎn)品，其干物質(zhì)含量大于70％，可作為肥料使用。通常，一部分濃縮漿液可循環(huán)用于預(yù)加石灰。
在提純過程中被提純的甜菜汁，指的是稀薄汁液，其含糖量約15-17％，隨后將其濃縮至含糖量約65-70％的濃汁，然后送入結(jié)晶器結(jié)晶，直至形成含糖量約為85％粘稠物質(zhì)，即所謂的結(jié)晶沉淀物。通過離心分離后，最終獲得白糖。
這種傳統(tǒng)石灰碳酸法的一個很大缺點在于其純化效果較差，最多從甜菜汁中去除40％的非蔗糖物質(zhì)。另一個缺點則是，此方法需使用大量的石灰，石灰的消耗量可相當(dāng)于其加工甜菜總重量的2.5％。石灰碳酸法中使用的石灰生產(chǎn)費用以及生石灰生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料清理費用也較昂貴。而且石灰爐和甜菜汁純化裝置的二氧化碳排放量也很高。此外，石灰碳酸法中由石灰和雜質(zhì)所產(chǎn)生的副產(chǎn)品——碳石灰，只能作為肥料使用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在提供一種改進的甜菜汁提純方法，特別是減少提純過程中石灰消耗量的方法。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種改進的甜菜汁提純方法，該方法包括如下連續(xù)操作步驟a)對甜菜汁進行預(yù)加石灰處理，即在甜菜汁內(nèi)添加石灰乳直至濃度達約0.1-0.3g CaO每100ml汁液，使得汁液中的非蔗糖物質(zhì)析出和/或凝結(jié)為凝結(jié)物，
b)加入至少一種分子量約為5百萬-22百萬、由丙烯酰胺和丙烯酸鈉構(gòu)成的共聚物作為聚陰離子絮凝劑，直至其濃度達到1-8ppm，c)使用至少-臺固液分離裝置將凝結(jié)物從預(yù)加石灰漿液中分離出去，獲得澄清的濾液，d)對分離凝結(jié)物后得到的澄清濾液進行主加石灰處理，即在濾液中添加石灰乳直至濃度達約0.6g CaO每100ml汁液，和e)向經(jīng)主加石灰處理后的汁液中通入二氧化碳，進行第-次碳酸飽和，隨后選擇性的進行第二次碳酸飽和。
在本發(fā)明一個特定的實施方式中，步驟a)和b)也可同時進行。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其預(yù)加石灰處理的操作方法基本上與至今普遍使用的各種方法大體一致。不同的是，本發(fā)明在預(yù)加石灰處理過程中析出或者凝結(jié)的非蔗糖物質(zhì)在完成預(yù)加石灰后就已經(jīng)被分離，而不是按通常的方法，在第一和第二次碳酸飽和之后才分離。根據(jù)本發(fā)明，除了石灰乳和提到的各種聚陰離子絮凝劑，不再使用其它的絮凝劑或者凝結(jié)劑，其中所述絮凝劑不是凝結(jié)劑而是絮凝劑。
由于在預(yù)加石灰處理后，非蔗糖物質(zhì)析出并絮凝出來，通過分離，甜菜汁變得明顯澄清許多，由此形成的眾多優(yōu)點有利于甜菜汁的進一步處理。特別是在預(yù)加石灰后的主加石灰過程中，相較于傳統(tǒng)的石灰碳酸提純法，提純后的汁液所需添加的石灰乳大大減少。根據(jù)傳統(tǒng)方法，汁液的堿度在主加石灰時必須提高到約0.8-1.1gCaO每100ml汁液，然而本發(fā)明的方法中，堿度只需提高到約0.6gCaO每100ml汁液。而且，不同于傳統(tǒng)方法，本發(fā)明的每次預(yù)加石灰處理中無需反復(fù)使用在飽和階段產(chǎn)生的碳酸化濃縮漿液。而且，傳統(tǒng)方法中甜菜汁在第一次碳酸飽和后必須追加石灰的做法，在本發(fā)明中也不再需要。本發(fā)明的甜菜汁提純方法的顯著優(yōu)點在于大大減小了石灰的消耗量。因此，本發(fā)明的方法使得甜菜汁提純的成本顯著降低，同時另一成本降低的原因在于，該方法所需的用于添加生石灰的設(shè)備也可大大縮小。


圖1以示意圖方式顯示了本發(fā)明用于甜菜汁預(yù)加石灰和/或生產(chǎn)非蔗糖濃縮物的裝置的實施方式。
圖2以示意圖方式顯示了本發(fā)明用于甜菜汁預(yù)加石灰和/或用于生產(chǎn)非蔗糖濃縮物裝置的另一個實施方式。
具體實施例方式
實現(xiàn)本發(fā)明的方法需要使用精心選擇的絮凝劑，這些絮凝劑在給定的操作條件下，無需添加其它的輔助劑，比如凝結(jié)劑，能夠?qū)崿F(xiàn)對于甜菜汁的高效提純。本發(fā)明得出的結(jié)論是，使用含量為1-8ppm的特定的聚陰離子絮凝劑可保證高效的提純效果，特定的聚陰離子絮凝劑指的是分子量約為5百萬-22百萬、由丙烯酰胺和丙烯酸鈉構(gòu)成的陰離子共聚物，特別是AN 945、2440和2540。在上述介紹中，若沒有另做說明，ppm指的是ppm(w/w)(基于重量)的一個計量單位。
由于沉淀出的碳酸鈣內(nèi)含有極少量的雜質(zhì)，所以通過使用本發(fā)明的方法獲得的各道碳酸化漿液，特別是第一道碳酸化漿液的濾過性得到了很大程度的改善。發(fā)明人符合技術(shù)標(biāo)準的中試規(guī)模的試驗結(jié)果顯示，由本發(fā)明的方法獲得的各道碳酸化漿液過濾系數(shù)均明顯低于0.5s/cm2，對比之下，使用傳統(tǒng)提取液提純方法獲得的碳酸化漿液，其過濾系數(shù)為1-3s/cm2。本發(fā)明改善了碳酸化漿液的過濾特性，并減少了所形成的碳酸鈣的量，由此還可大大減少碳酸飽和過程中所需濃縮過濾器和薄膜壓濾器必需的容量。
除此之外，本發(fā)明的甜菜汁提純方法的一個優(yōu)點在于，該方法適合于質(zhì)量欠佳的甜菜原材料的加工處理，特別是老化的甜菜。另一優(yōu)點在于，通過分離預(yù)加石灰處理中析出并絮凝的非蔗糖物質(zhì)，在制糖過程中形成一種新產(chǎn)品。該產(chǎn)品的特點是磷酸鹽含量較高，因此特別適合用作動物飼料成分，而且也可用作肥料。根據(jù)本發(fā)明，濃縮碳酸化漿液擠壓排出后產(chǎn)生的碳石灰的質(zhì)量得到了提高，特別是考慮到其用作肥料的質(zhì)量。相較于傳統(tǒng)石灰碳酸提純法，本發(fā)明的方法獲得的碳石灰的特點在于，碳酸鈣的含量明顯較高且膠體的含量大大減少。根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的碳石灰中磷酸鹽的含量特別低。在歐洲某些地區(qū)存在耕地施肥過度的問題，特別是磷酸鹽過量問題。因此，通過本發(fā)明的方法獲得的碳石灰能夠作為改善土質(zhì)的肥料用于這些田地中。
同時，本發(fā)明的方法可以顯著降低石灰爐以及提取液提純設(shè)備的CO2排放量。鑒于日益嚴厲的環(huán)境立法以及伴隨引入的二氧化碳征稅，這確實為本發(fā)明的另一優(yōu)點。
“預(yù)加石灰”指的是在甜菜汁或者甜菜提取液內(nèi)添加石灰乳，直至達到約0.1-0.3gCaO每100ml甜菜汁。預(yù)加石灰過程中，對甜菜汁在一定的溫和條件下進行堿化，其中甜菜汁的pH值大約從6逐漸提高到11.5左右。預(yù)加石灰處理的作用在于，使非蔗糖物質(zhì)絮凝成為果膠和蛋白質(zhì)，并使難溶解的鈣鹽析出。
本發(fā)明中提到的“甜菜汁”或者“甜菜提取液”指的是，將甜菜切碎后通過對流法在約為65-75℃下，使用所謂的擴散法提取而得的汁液。該富含糖分的甜菜汁除了糖之外，還含有甜菜中多種有機和無機成分，這些成分被稱為非蔗糖物質(zhì)或者非糖物質(zhì)。
本發(fā)明中提到的甜菜汁內(nèi)含有的“非蔗糖物質(zhì)”或者“非糖物質(zhì)”指的是，大分子量物質(zhì)如蛋白類、多糖，細胞壁成分以及低分子量的有機化合物如無機或有機酸、氨基酸和礦物質(zhì)成分。細胞壁成分尤指果膠、木質(zhì)素、纖維素和半纖維素。這些物質(zhì)如同包括蛋白和核蛋白的蛋白質(zhì)一樣，以膠體擴散形式存在。有機酸例如有乳酸鹽、檸檬酸鹽和草酸鹽。無機酸尤指硫酸鹽和磷酸鹽。
根據(jù)本發(fā)明，“石灰乳”尤指氫氧化鈣，它是生石灰(氧化鈣)和水結(jié)合的強放熱反應(yīng)中形成的，其作為石灰劑用于預(yù)加石灰和主加石灰處理中。預(yù)加石灰時往甜菜汁內(nèi)添加石灰乳，致使非蔗糖物質(zhì)以凝結(jié)物的形式沉淀。
根據(jù)本發(fā)明，“凝結(jié)物”指的是，絮凝過程中形成的聚集成團的存在于甜菜汁內(nèi)的非蔗糖物質(zhì)，同時也有被稱為從預(yù)加石灰處理中得到的含蛋白質(zhì)部分。該凝結(jié)物包括不溶解或難溶解的鹽和析出的甜菜汁內(nèi)的高分子組分，其中不溶解或難溶解的鹽通過有機酸或無機酸陰離子與鈣發(fā)生反應(yīng)而形成，而高分子物質(zhì)尤指具有親水性的高分子物質(zhì)，如蛋白類物質(zhì)、多糖和細胞壁成分，并且一般情況下以膠體擴散形式分散在甜菜汁內(nèi)。絮凝過程分為絮凝和凝結(jié)兩步，其中絮凝時的聚集作用通過受橋鍵連接的聚合物吸附實現(xiàn)，而凝結(jié)時的聚集作用通過分解或減小分子間排斥力實現(xiàn)。絮凝速度與溫度、pH值和所添加的石灰乳有關(guān)。加入機械能(例如攪拌和搖動)、熱能(例如通過升高溫度)和電能等可加速絮凝或者凝結(jié)作用。漿液內(nèi)的單個成分，例如草酸鹽、磷酸鹽、檸檬酸鹽和硫酸鹽等多種陰離子及果膠和蛋白質(zhì)等膠質(zhì)，在特定的pH值范圍內(nèi)沉降析出，并且沉淀物在該pH值范圍內(nèi)壓榨。使得膠體絮凝量最大且不溶解石灰鹽幾乎完全析出的pH值，視為預(yù)加石灰過程中理想的絮凝點。若在優(yōu)選的絮凝點完成沉降析出，以膠體擴散形式存在的大分子量汁液成分則形成統(tǒng)一穩(wěn)定的絮凝。
果膠、蛋白質(zhì)的析出和凝結(jié)過程，視溫度不同需要一定的靜置時間。根據(jù)本發(fā)明，預(yù)加石灰處理不僅可以冷處理也可以熱處理方法進行。預(yù)加石灰冷處理時，溫度最好保持在約38-40℃之間。冷處理的優(yōu)點在于，所得稀液的顏色更佳，非蔗糖物質(zhì)的含量減少，轉(zhuǎn)化糖的分解更有效以及提取液總體提純效果更佳。然而，根據(jù)本發(fā)明，也可以當(dāng)甜菜汁溫度處于約55-75℃之間時，向甜菜汁內(nèi)添加石灰乳，即熱處理法。相較于預(yù)加石灰冷處理法，熱處理法的優(yōu)點在于所得甜菜汁受微生物污染較小。
根據(jù)本發(fā)明，對甜菜汁進行預(yù)加石灰處理時，添加石灰乳的過程最好是循序漸進逐步進行的。逐漸提高甜菜汁堿度或pH值的逐步預(yù)加石灰處理，最好通過緩慢加入石灰乳石灰劑或者少量多次添加石灰乳的方法進行，在此過程中特別要保持其最佳pH。逐步預(yù)加石灰處理的優(yōu)點主要在于，改善了經(jīng)處理所得漿液的過濾特性，濃汁色澤更均勻透亮并且避免了過度堿化。除此之外，逐步預(yù)加石灰實現(xiàn)了連續(xù)的操作方式。
根據(jù)本發(fā)明，實現(xiàn)預(yù)加石灰過程中對甜菜汁的逐步堿化，可使用將其與已堿化的甜菜汁對流的方法，例如使用碳酸飽和過程中產(chǎn)生的濃縮碳酸化漿液。對流逐步堿化的意思是，將反向加入的高堿度汁液盡可能快地和低堿度汁液相混合，同時不會在混合區(qū)域形成不同的堿度梯度。通過在預(yù)加石灰裝置中使用合適的輸送系統(tǒng)，可確保在系統(tǒng)內(nèi)部，高度穩(wěn)定地迎著主流動方向輸送所需的回流物質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，在預(yù)加石灰后和分離所形成的凝結(jié)物前，要在預(yù)加石灰漿液內(nèi)加入至少一種分子量約為5百萬至22百萬、由丙烯酰胺和丙烯酸鈉構(gòu)成的共聚物，用作聚陰離子絮凝劑，添加該共聚物直至濃度達1-8ppm。本發(fā)明中提到的“絮凝劑”指的是這樣一種物質(zhì)，該物質(zhì)影響膠體懸濁液中各微小成分的動電位，使其聚集成絮狀物并可在沉淀后將其從系統(tǒng)內(nèi)去除。因此，絮凝劑必須克服水中帶電粒子的靜電排斥作用，這些粒子大多帶負電。根據(jù)本發(fā)明，絮凝劑也可以是助凝劑或者沉淀促進劑。本發(fā)明中提到的“助凝劑”或者“沉淀促進劑”指的是能使固體粒子聚集在一起成為較大單位或者絮狀物的化合物。通過聚集成絮狀物，固態(tài)物的沉積會因為質(zhì)量較大而顯著加快。同時各微小成分之間的空隙擴大，由此可以方便地通過過濾方法或者離心作用將位于沉積碳酸化漿液中的水去除。本發(fā)明中使用的聚陰離子絮凝劑不起凝結(jié)作用，因為其不影響液體流動狀態(tài)下各微小成分的擴散，而是通過橋鍵連接的各聚合物吸附使得各微小成分聚集起來。
根據(jù)本發(fā)明，由丙烯酰胺和丙烯酸鈉構(gòu)成的、用作聚陰離子絮凝劑的共聚物，指的是人工合成的水溶性有機聚電解質(zhì)，其分子量相對較大，約為5百萬至22百萬左右。這些化合物具有中等至強離子性。特別值得推薦的是，使用產(chǎn)品2440和2540(Stockhausen公司)以及AN 945(Clarflok公司)作為絮凝劑。
根據(jù)本發(fā)明，在靜置足夠長時間之后，通過使用分離或者脫除裝置，將預(yù)加石灰過程中形成的凝結(jié)物以及使用絮凝劑形成的凝結(jié)物，從預(yù)加石灰漿液中分離。本發(fā)明中提到的“分離裝置”或者“脫除裝置”指的是，一種用于分離固態(tài)物和液體的裝置。固液分離需使用基于充分利用重力、離心力、壓力或者真空的機械方法。本發(fā)明中所用固液分離裝置的設(shè)計基礎(chǔ)是各類固液分離方法，其中包括例如傾析、過濾、沉淀、澄清和離心。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，第一次固液分離使用的裝置是傾析器，特別是靜態(tài)或動態(tài)傾析器。這里的“傾析器”，特別是靜態(tài)或動態(tài)傾析器，指的是一種裝置或儀器，其根據(jù)沉淀原理，利用重力從液體中機械性地去除沉淀物。特別地，本發(fā)明在預(yù)加石灰后，使用傾析器從預(yù)加石灰漿液中分離已析出或絮凝的非蔗糖物質(zhì)，且傾析器出口處沉淀物與漿液的體積比為1比19。根據(jù)本發(fā)明，在碳酸飽和后得到的碳酸化漿液濃縮物反復(fù)使用條件下，在預(yù)加石灰后，使用傾析器從預(yù)加石灰漿液中分離已析出或絮凝的非蔗糖物質(zhì)，且傾析器出口處沉淀物與漿液的體積比為1比19。
特別地，在一個優(yōu)選的實施例中，在使用傾析器進行第一次固液分離時，向預(yù)加石灰后的漿液中加入1-3ppm的絮凝劑。
根據(jù)本發(fā)明，也可以使用離心機來進行第一次固液分離。這里的離心機是指利用離心力來分離混合物的裝置。待分離物在旋轉(zhuǎn)的離心機內(nèi)被施以離心力。在進行第一次固液分離時使用的分離器優(yōu)選盤式離心機或者傾析離心機。根據(jù)本發(fā)明，“盤式離心機”和“盤式離析器”指的是旋轉(zhuǎn)的錐形離心盤。在該離心盤上，較重的成分被甩向外緣，而較輕的成分則向轉(zhuǎn)軸方向靠攏，然后通過轉(zhuǎn)軸導(dǎo)出離心機。根據(jù)本發(fā)明，“傾析離心機”多為錐形的、通常連續(xù)工作的螺旋式排出的離心機。
根據(jù)本發(fā)明，若使用諸如盤式離心機或傾析離心機進行第一次分離，則向預(yù)加石灰漿液中加入1-8ppm的絮凝劑。
根據(jù)本發(fā)明，經(jīng)過第一次固液分離后與透明液分離開來的凝結(jié)物進一步通過第二道分離裝置，繼續(xù)濃縮。
根據(jù)本發(fā)明，凝結(jié)物的進一步濃縮可使用一個或多個薄膜壓濾機(垂直排放)或者一個或多個自動壓濾裝置(水平排放)作為第二道固液分離裝置。本發(fā)明中提到的“薄膜壓濾機”指的是一種過濾裝置，可以是板框式壓濾機也可以是廂式壓濾機。板框壓濾機設(shè)計為由一系列垂直于地面的、帶有輸導(dǎo)管道、平行排列的直角平板組成，其表面覆有薄膜或者設(shè)計為薄膜過濾器，平板間的板框用于收納濾餅。廂式壓濾機設(shè)計為由一系列薄膜濾板組成，濾板的邊緣堅硬，凸出于濾布，從而在兩塊濾板之間形成一個濾室，以收納濾餅。根據(jù)本發(fā)明，使用薄膜壓濾機濃縮凝結(jié)物，在預(yù)加石灰處理后排出又一道澄清的濾液，得到濾餅，該濾餅的干物質(zhì)含量約為60-70％。
根據(jù)本發(fā)明，經(jīng)過使用第一道固液分離裝置得到的凝結(jié)物也可使用一個或多個傾析離心機、一個或多個旋轉(zhuǎn)式真空過濾器和/或盤式離析器作為第二道固液分離裝置，進一步濃縮，得到又一道澄清的濾液，且用這種方法，非蔗糖濃縮物的干物質(zhì)含量約為40-70％，特別是60-70％。
使用第二道固液分離裝置得到的非蔗糖濃縮物或者非蔗糖物質(zhì)濾餅的干物質(zhì)含量約為40-70％，特別是60-70％，其營養(yǎng)豐富，特別是磷酸鹽含量很高，是煉糖過程中產(chǎn)生的新產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明，通過兩道固液分離得到的澄清的濾液合并后，進行主加石灰處理。在本發(fā)明中，“主加石灰”是指向預(yù)加石灰濾液中繼續(xù)加入石灰乳，并在升高溫度的同時升高濾液的堿度，得到主加石灰濾液。主加石灰的目的在于化學(xué)分解轉(zhuǎn)化糖和酰胺。根據(jù)本發(fā)明，在主加石灰過程中，向經(jīng)預(yù)加石灰處理并去除凝結(jié)物后的澄清濾液中加入石灰乳，直到甜菜汁堿度達到約0.6g CaO/100ml，同時溫度升高到約85℃。
根據(jù)本發(fā)明，在主加石灰后緊接著向濾液中通入二氧化碳，進行第一次碳酸飽和，得到第一道碳酸化漿液。本發(fā)明提到的“碳酸飽和”或者“二氧化碳飽和”是指在主加石灰中未耗盡的石灰與通入的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣的過程。通過向反應(yīng)器中通入二氧化碳，溶于濾液的氫氧化鈣轉(zhuǎn)化生成碳酸鈣，同時進行碳酸飽和的反應(yīng)器中pH值逐步降到約10.6-11.4。在第一次碳酸飽和中，主加石灰后的濾液中的非蔗糖物質(zhì)和色素被吸附到碳酸鈣上。
根據(jù)本發(fā)明，第一次碳酸飽和后，在碳酸飽和反應(yīng)器內(nèi)形成的第一道漿液可使用燭形過濾器過濾，得到第一道碳酸化漿液濃縮物和第一道澄清濾液。根據(jù)本發(fā)明，“燭形過濾器”指的是配有懸掛式濾芯的立式過濾器。燭形過濾器的濾芯可以是陶瓷和塑料濾芯，也可以是塑料網(wǎng)或金屬網(wǎng)，還可以是槽管或卷繞燭形部件。
根據(jù)本發(fā)明，第一道碳酸化漿液濃縮物中的一部分可循環(huán)利用到甜菜汁的預(yù)加石灰過程中。
根據(jù)本發(fā)明，向第一次碳酸飽和后獲得的澄清濾液中通入二氧化碳，進行第二次碳酸飽和，得到第二道碳酸化漿液。在第二次碳酸飽和的過程中通入二氧化碳，使經(jīng)處理的甜菜汁的pH值降到約9.2。此時獲得的第二道碳酸化漿液也可通過濃縮過濾器，比如燭形過濾器過濾。
根據(jù)本發(fā)明，第一道和/或第二道碳酸化漿液濃縮物與從第一和第二次固液分離得到的一部分凝結(jié)物合并，并通過一個或多個薄膜壓濾器再次濃縮，或者，第一道和/或第二道碳酸化漿液濃縮物通過一個或多個薄膜壓濾器再次濃縮。根據(jù)本發(fā)明，由于經(jīng)處理的有雜質(zhì)甜菜汁的載荷減小，所以比起通過傳統(tǒng)石灰碳酸法得到的碳酸化漿液，根據(jù)本發(fā)明方法得到的第一和第二道碳酸化漿液的可濾性明顯提高。根據(jù)傳統(tǒng)石灰碳酸法，在第一次碳酸飽和后得到的碳酸化漿液的過濾系數(shù)FC約為1-3sec/cm2；而根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的第一道碳酸飽和漿液的過濾系數(shù)小于0.5sec/cm2。與通過傳統(tǒng)石灰碳酸法得到的第二道碳酸化漿液相比，根據(jù)本發(fā)明的方法得到的第二道碳酸化漿液的過濾特性也明顯改善。過濾速度的增快使得壓縮能力提高和濾布的使用壽命延長。與通過傳統(tǒng)石灰碳酸法得到的碳石灰相比，本發(fā)明的通過薄膜壓濾器從第一和第二道碳酸化漿液濃縮物中得到的碳石灰有諸多優(yōu)點。根據(jù)本發(fā)明得到的碳石灰?guī)缀跤杉兲妓徕}組成，含有極少量的非蔗糖物質(zhì)，其磷酸鹽含量特別低。根據(jù)本發(fā)明得到的碳石灰特別適合作為肥料，用于被過分施肥的耕地。
本發(fā)明解決的一個技術(shù)問題是，提供了一種減少甜菜汁提純過程中石灰用量的方法，該方法包括如下連續(xù)操作步驟
a)甜菜汁預(yù)加石灰，即向甜菜汁中加入石灰乳，直至甜菜汁的堿度達到0.1-0.3g CaO每100ml汁液，使甜菜汁內(nèi)的非蔗糖物質(zhì)以凝結(jié)物的形式析出和/或凝結(jié)，b)加入至少一種分子量約為5百萬至22百萬、由丙烯酰胺和丙烯酸鈉構(gòu)成的共聚物作為聚陰離子絮凝劑，直至其濃度達1-8ppm，c)使用至少一臺第一道固液分離裝置將凝結(jié)物從預(yù)加石灰甜菜汁中分離出去，獲得澄清的濾液，d)對分離凝結(jié)物后得到的澄清濾液進行主加石灰處理，即向濾液中添加石灰乳直至濃度達約為0.6gCaO每100ml汁液，和e)向經(jīng)主加石灰處理的汁液中通入二氧化碳進行第一次碳酸飽和，緊接著進行第二次碳酸飽和，其間不追加石灰。
在本發(fā)明一個特定實施例中，步驟a)和b)也可同時進行。
根據(jù)本發(fā)明，在使用盤式離心機或傾析離心機進行第一次固液分離時，可加入1-8ppm的絮凝劑。根據(jù)本發(fā)明，在使用靜態(tài)或動態(tài)傾析器進行第一次固液分離時，則優(yōu)選加入1-3ppm的絮凝劑。本發(fā)明優(yōu)選使用絮凝劑AN 945，2440和2540。
根據(jù)本發(fā)明，經(jīng)過第一道固液分離獲得的凝結(jié)物送入第二道固液分離裝置進行第二次固液分離，得到第二道澄清的濾液。根據(jù)本發(fā)明，第二道固液分離裝置包括一個或多個傾析分離器和/或一個或多個盤式離析器或薄膜壓濾器。
根據(jù)本發(fā)明，經(jīng)過第一和第二道固液分離得到的澄清濾液被合并，然后進行主加石灰。根據(jù)本發(fā)明，向主加石灰處理后獲得的主加石灰濾液中通入二氧化碳，進行第一次碳酸飽和，獲得第一道碳酸化漿液。第一道碳酸化漿液立即通過燭形過濾器進行過濾，得到第一道碳酸化漿液濃縮物和澄清的碳酸飽和濾液。根據(jù)本發(fā)明，向第一道碳酸飽和濾液中通入二氧化碳，進行第二道碳酸飽和，獲得第二道碳酸化漿液。
本發(fā)明解決的另一個技術(shù)問題，是提供了一種由甜菜汁制備富含營養(yǎng)的非蔗糖濃縮物的方法，該方法包括如下連續(xù)操作步驟a)甜菜汁預(yù)加石灰，即向甜菜汁中加入石灰乳，直到甜菜汁的堿度達到0.1-0.3g CaO每100ml汁液，使甜菜汁中的非蔗糖物質(zhì)以凝結(jié)物的形式析出和/或凝結(jié)，b)加入至少一種分子量約為5百萬至22百萬、由丙烯酰胺和丙烯酸鈉構(gòu)成的共聚物作為聚陰離子絮凝劑，直至其濃度達1-8ppm，和c)使用至少一臺第一道固液分離裝置從預(yù)加石灰甜菜汁中分離出凝結(jié)物。
在本發(fā)明一個特定實施例中，步驟a)和b)也可同時進行。
甜菜汁中含有的非蔗糖物質(zhì)主要是指大分子量的蛋白類物質(zhì)、多糖、細胞壁組分，也有小分子的有機或無機酸、氨基酸和礦物質(zhì)。細胞壁組分主要是指果膠、木質(zhì)素、纖維素和半纖維素。甜菜汁中含有的蛋白類物質(zhì)指的是例如蛋白質(zhì)和核蛋白。根據(jù)本發(fā)明，在使用靜態(tài)或動態(tài)傾析器進行第一次固液分離時，加入1-3ppm的絮凝劑。根據(jù)本發(fā)明，在使用離心機、特別是盤式離心機或傾析離心機進行固液分離時，加入1-8ppm的絮凝劑。本發(fā)明優(yōu)選使用絮凝劑AN 945，2440和2540。
根據(jù)本發(fā)明，第一次固液分離后得到的凝結(jié)物被導(dǎo)入第二道固液分離裝置，進一步濃縮和稠化。第二道固液分離裝置可使用一個或多個薄膜壓濾器或者一個或多個傾析分離器和/或盤式離析器或者一個或多個旋轉(zhuǎn)真空過濾器。
由此獲得的濃縮凝結(jié)物，例如濾餅形狀的凝結(jié)物，其干物質(zhì)含量優(yōu)選的是60-70％。根據(jù)本發(fā)明獲得的非蔗糖濃縮物的一大特點是高的酸鹽含量。根據(jù)本發(fā)明，該濃縮凝結(jié)物可進一步搗碎、干燥。
本發(fā)明因此也涉及一種非蔗糖濃縮物，包括由甜菜汁制得的非蔗糖脫水凝結(jié)物，根據(jù)本發(fā)明，其獲得的方法是，向甜菜汁中加入石灰乳進行預(yù)加石灰，加入絮凝劑使非蔗糖物質(zhì)從甜菜汁析出或凝結(jié)，再通過固液分離從甜菜汁中分離出非蔗糖物質(zhì)的脫水凝結(jié)物。該非蔗糖濃縮物的顯著特征在于其包含大分子量的蛋白類物質(zhì)、多糖、細胞壁組分和小分子的有機或無機酸、氨基酸和礦物質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明，該濃縮物具有較高的磷酸鹽含量。
本發(fā)明還涉及非蔗糖濃縮物作為肥料或土壤改良劑的應(yīng)用。非蔗糖濃縮物的一個特別優(yōu)選的用途是作為動物飼料使用。作為動物飼料使用時，本發(fā)明的非蔗糖濃縮物優(yōu)選搗碎后與糖蜜混和、干燥，然后制成動物飼料。
本發(fā)明解決的另一個基本技術(shù)問題是提供了一種用于甜菜汁預(yù)加石灰和/或獲得非蔗糖濃縮物的裝置，其中該非蔗糖濃縮物由從甜菜汁中得到的非蔗糖濃縮凝結(jié)物所組成。該裝置包括至少一個用于甜菜汁的石灰處理、使甜菜汁內(nèi)非蔗糖物質(zhì)凝結(jié)的容器，該容器至少有一個甜菜汁入口、一個石灰乳入口和一個用于排出經(jīng)過預(yù)加石灰處理的甜菜汁的出口，同時，該裝置至少有一套第一道固液分離裝置，用于從預(yù)加石灰漿液中分離出在預(yù)加石灰時獲得的凝結(jié)泥，所述固液分離裝置具有一個入口，與預(yù)加石灰容器的出口相連以導(dǎo)入預(yù)加石灰漿液；一個第一出口，用于排出已去除凝結(jié)泥的澄清濾液；以及一個第二出口，用于排出被進一步提取的凝結(jié)泥。根據(jù)本發(fā)明，所述第一道固液分離裝置優(yōu)選是一個靜態(tài)或動態(tài)傾析器或者一個或多個離心機，特別是一個或多個盤式離心機或/和傾析離心機。
在一個優(yōu)選的實施例中，所述第一道固液分離裝置的第二出口通過一根管道與第二道固液分離裝置相連接，以進一步濃縮和稠化第一道固液分離得到的濃縮泥。
根據(jù)本發(fā)明，所述第二道固液分離裝置具有一個入口，用于導(dǎo)入從第一道固液分離器排出的凝結(jié)泥；一個第一出口，用于排放在凝結(jié)泥濃縮時獲得的澄清濾液；以及一個第二出口，用于排出凝結(jié)泥。根據(jù)本發(fā)明，第二道固液分離裝置優(yōu)選是一個或多個薄膜壓濾器或者至少一個離心機，特別是一個盤式離析器或一個傾析離心機或一個旋轉(zhuǎn)真空過濾器。
在對甜菜汁進行預(yù)加石灰時使用的容器或反應(yīng)器可以是一個立式容器，通過基本上水平排列的隔板劃分成上下疊置的反應(yīng)室，這些反應(yīng)室由一個個通孔相連，通過攪拌元件進行通氣反應(yīng)，由此簡單方式可方便地對pH值進行調(diào)節(jié)。攪拌元件可使用軸流泵。然而，反應(yīng)器中的各個單獨反應(yīng)室也可以用外部管道連接，把預(yù)加石灰漿液從一個反應(yīng)室的頭部導(dǎo)向相鄰反應(yīng)室的尾部。
然而，預(yù)加石灰反應(yīng)器或預(yù)加石灰容器也可以設(shè)計成階式攪拌罐，其每一層至少有一個反應(yīng)室或多個可依次流過預(yù)加石灰漿液的反應(yīng)室。
根據(jù)本發(fā)明，使用的預(yù)加石灰反應(yīng)器或預(yù)加石灰容器優(yōu)選允許甜菜汁與已堿化汁液對流，逐步堿化甜菜汁。因此，根據(jù)本發(fā)明，使用的預(yù)加石灰反應(yīng)器有適當(dāng)?shù)妮斔驮O(shè)備，以盡可能高的穩(wěn)定性迎著主流動方向輸送所需數(shù)量的回流物質(zhì)。
通過以下圖1、圖2和實施例對本發(fā)明進行詳細解釋。
圖1以框圖顯示了本發(fā)明用于甜菜汁預(yù)加石灰和/或生產(chǎn)非蔗糖濃縮物的裝置的實施例，具體地，包括一個用于對甜菜汁進行石灰乳處理的容器3，以及一個與該容器3相連接的第一道固液分離裝置11，該第一道固液分離裝置11用于將容器3內(nèi)預(yù)加石灰獲得的凝結(jié)物從預(yù)加石灰漿液中分離。所述容器3有一個用于輸入甜菜汁的入口5和一個用于輸入石灰乳的入口7。該容器3還有一個用于排放預(yù)加石灰漿液的出口9。該預(yù)加灰容器3的出口9通過管道19與第一道固液分離裝置11的入口13相連接，這樣來自預(yù)加灰容器3的預(yù)加石灰漿液可以導(dǎo)入第一道固液分離裝置11。在第一道固液分離裝置11內(nèi)，預(yù)加石灰漿液中形成的凝結(jié)物作為凝結(jié)泥與澄清的濾液分離，凝結(jié)泥通過第一道固液分離裝置11的出口17從第一道固液分離裝置11被排放出來，經(jīng)提純的濾液通過第一道固液分離裝置11的出口15從第一道固液分離裝置11轉(zhuǎn)移出來。
圖2以框圖顯示了本發(fā)明用于甜菜汁預(yù)加石灰和/或用于生產(chǎn)非蔗糖濃縮物裝置的另一個實施例。本發(fā)明的裝置1包括一個用于對甜菜汁進行石灰乳處理的容器3，以及一個與容器3相連接的第一道分離裝置11，用于將容器3內(nèi)預(yù)加石灰獲得的凝結(jié)物從預(yù)加石灰漿液中分離。除了用于輸入甜菜汁的入口5和一個用于輸入石灰乳的入口7，該容器3還有一個用于輸入碳酸化漿液濃縮物的入口6，該濃縮物是通過未圖示的第一道和第二道碳酸飽和過程得到的。該容器3同樣有一個用于排放最終的預(yù)加石灰漿液的出口9。該預(yù)加灰容器3的出口9通過管道19與第一道固液分離裝置11的入口13相連接，這樣來自預(yù)加灰容器3的預(yù)加石灰漿液可以導(dǎo)入第一道固液分離裝置11。在第一道固液分離裝置11內(nèi)，預(yù)加石灰漿液中形成的凝結(jié)物作為凝結(jié)泥與澄清的濾液分離。經(jīng)提純的濾液通過第一道固液分離裝置11的出口15從第一道固液分離裝置11轉(zhuǎn)移出來。分離出的凝結(jié)泥通過第一道固液分離裝置11的出口17轉(zhuǎn)移出來。該出口17通過管道31與第二道固液分離裝置23的入口25相連，這樣來自第一道固液分離裝置11的凝結(jié)泥通過出口17、管道31和入口25導(dǎo)入第二道固液分離裝置23。在第二道固液分離裝置23中，將輸入的凝結(jié)泥濃縮以獲得濃縮的凝結(jié)泥和第二道澄清的濾液。進一步濃縮的凝結(jié)泥通過出口27從第二道固液分離裝置23中排放出來。在第二道固液分離裝置23中形成的澄清濾液通過出口29從第二道固液分離裝置23中轉(zhuǎn)運出來，然后流入與管道21相連接的管道33，管道21內(nèi)輸送的是從第一道固液分離裝置11中轉(zhuǎn)移出來的澄清濾液。通過這種方式，從第二道固液分離裝置23中獲得的澄清濾液和從第一道固液分離裝置11中獲得的澄清濾液得以相混和。然后從第一道固液分離裝置11和從第二道固液分離裝置23中獲得的澄清濾液的混和液一起流經(jīng)管道35和本發(fā)明中未圖示的換熱器，進行主加石灰處理。
實施例通過分離預(yù)加石灰凝結(jié)物對甜菜汁進行提純預(yù)加石灰將30kg的原液導(dǎo)入容積為50升、配有攪拌器、二氧化碳導(dǎo)管和pH電極的可加熱容器中，并加熱到55℃。20分鐘后，向原液逐步加入石灰乳，直至達到預(yù)加石灰最佳絮凝點的pH值(約0.1-0.3g CaO每100ml汁液)。為了加快沉淀速度，隨后加入聚陰離子絮凝助劑(AN 945)。獲得的澄清的上清(清液)被吸入儲藏容器中。獲得的碳酸化漿液濃縮物被排出并導(dǎo)入薄膜壓濾器或傾析離心機中。
主加石灰將25kg清液導(dǎo)入清潔的、可加熱容器中，加入石灰乳進行混合，其堿度控制在0.6g CaO每100ml汁液(傳統(tǒng)方法約為1.0-1.1g CaO每100ml汁液)。將汁液溫度升高到85℃并保持20分鐘。
第一道碳酸飽和導(dǎo)入二氧化碳，在15分鐘內(nèi)將pH值降到11.2。
第一次過濾將碳酸化漿液轉(zhuǎn)入容積為30升的壓濾器中進行過濾。碳酸化漿液過濾系數(shù)小于0.5s/cm2，而通過傳統(tǒng)方法得到的碳酸化漿液的過濾系數(shù)約為2s/cm2。
第二道碳酸飽和將濾液導(dǎo)入清潔的可加熱容器中，加熱到95℃。導(dǎo)入二氧化碳，將pH值降到9.2。
第二次過濾將碳酸化漿液轉(zhuǎn)入容量為30升的加壓抽濾器進行過濾，獲得稀薄的汁液。
權(quán)利要求
1.一種甜菜汁提純方法，其特征在于包括a)對甜菜汁進行預(yù)加石灰處理，即在甜菜汁內(nèi)添加石灰乳直至濃度達到約0.1-0.3gCaO每100ml汁液，使得非蔗糖物質(zhì)析出和/或凝結(jié)為凝結(jié)物，b)加入至少一種分子量約5百萬至22百萬、由丙烯酰胺和丙烯酸鈉構(gòu)成的共聚物作為聚陰離子絮凝劑，直至其濃度達到1-8ppm，c)使用至少一臺第一道固液分離裝置將凝結(jié)物從預(yù)加石灰甜菜汁中分離出去，獲得澄清的預(yù)加石灰濾液，d)對分離凝結(jié)物后得到的澄清預(yù)加石灰濾液進行主加石灰處理，即在預(yù)加石灰濾液中添加石灰乳直至濃度達約0.6gCaO每100ml汁液，以及e)向經(jīng)主加石灰處理后的漿液中通入二氧化碳，進行第一次碳酸飽和，隨后選擇性的進行第二次碳酸飽和。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，加入1-3ppm的絮凝劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一道固液分離裝置是靜態(tài)或動態(tài)傾析器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一道固液分離裝置是離心機。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述離心機是盤式離心機或傾析離心機。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，使用第二道固液分離裝置對所述分離的凝結(jié)物進一步濃縮，得到又一道澄清的預(yù)加石灰濾液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二道固液分離裝置是一個或多個薄膜壓濾器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二道固液分離裝置是一個或多個傾析離心機和/或盤式離析器和/或旋轉(zhuǎn)真空過濾器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的方法，其特征在于，得到干物質(zhì)含量為40-70％的濃縮凝結(jié)物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的方法，其特征在于，將經(jīng)過第一道和第二道固液分離后獲得的澄清預(yù)加石灰濾液合并起來，進行主加石灰處理。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，向經(jīng)主加石灰處理后獲得的濾液內(nèi)通入二氧化碳，進行第一次碳酸飽和，獲得第一道碳酸化漿液。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，向經(jīng)主加石灰處理后的濾液內(nèi)通入二氧化碳，使其pH值逐步降到10.6-11.4。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其特征在于，使用燭形過濾器過濾第一道碳酸化漿液，得到第一道碳酸化漿液濃縮物和第一道澄清的碳酸飽和濾液。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，將第一道碳酸化漿液濃縮物中的一部分循環(huán)利用于甜菜汁的預(yù)加石灰處理。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，向第一道澄清的碳酸飽和濾液中通入二氧化碳，進行第二次碳酸飽和，得到第二道碳酸化漿液。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，使用過濾分離裝置分離第二道碳酸化漿液和第二道澄清碳酸飽和濾液，進一步濃縮第二道碳酸化漿液，獲得第二道碳酸化漿液濃縮物。
17.根據(jù)權(quán)利要求13或16所述的方法，其特征在于，將第一道和第二道碳酸化漿液濃縮物合并后使用薄膜壓濾器進一步濃縮，獲得碳石灰。
18.一種減少甜菜汁提純過程中石灰用量的方法，其特征在于包括a)對甜菜汁進行預(yù)加石灰處理，即向甜菜汁內(nèi)添加石灰乳直至濃度達到約0.1-0.3gCaO每100ml汁液，使得非蔗糖物質(zhì)析出和/或凝結(jié)為凝結(jié)物，b)加入至少一種分子量約為5百萬至22百萬、由丙烯酰胺和丙烯酸鈉構(gòu)成的共聚物作為聚陰離子絮凝劑，直至其濃度達到1-8ppm，c)使用至少一臺第一道固液分離裝置將凝結(jié)物從經(jīng)預(yù)加石灰處理的甜菜汁中分離，獲得澄清的預(yù)加石灰濾液，d)對分離凝結(jié)物后得到的澄清預(yù)加石灰濾液進行主加石灰處理，即在預(yù)加石灰濾液中添加石灰乳直至濃度達到約0.6gCaO每100ml汁液，以及e)向經(jīng)主加石灰處理的濾液中通入二氧化碳進行第一次碳酸飽和，隨后進行第二次碳酸飽和，其間不追加石灰。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，加入1-3ppm的絮凝劑，并且使用的第一道固液分離裝置是靜態(tài)傾析器。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，加入1-8ppm的絮凝劑，并且使用的第一道分離裝置是盤式離心機或傾析離心機。
21.根據(jù)權(quán)利要求18-20中任一項所述的方法，其特征在于，使用第二道固液分離裝置進一步濃縮分離的凝結(jié)物，得到又一道澄清濾液。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述第二道固液分離裝置是一個或多個傾析離心機和/或盤式離析器和/或旋轉(zhuǎn)真空過濾器或/和一個或多個薄膜壓濾器。
23.根據(jù)權(quán)利要求18-22中任一項所述的方法，其特征在于，經(jīng)過第一道和第二道固液分離后獲得的澄清濾液合并起來，進行主加石灰處理。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，向經(jīng)主加石灰處理后獲得的主加石灰濾液中通入二氧化碳，進行第一次碳酸飽和，獲得第一道碳酸化間漿液。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，使用燭形過濾器過濾第一道碳酸化漿液，得到第一道碳酸化漿液濃縮物和第一道澄清的碳酸飽和濾液。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，向第一道澄清的碳酸飽和濾液中通入二氧化碳，進行第二次碳酸飽和，得到第二道碳酸化漿液。
27.一種由甜菜汁制備富含營養(yǎng)的非蔗糖濃縮物的方法，其特征在于包括a)對甜菜汁進行預(yù)加石灰處理，即向甜菜汁內(nèi)添加石灰乳直至濃度達到約0.1-0.3gCaO每100ml汁液，使得汁液內(nèi)非蔗糖物質(zhì)析出和/或凝結(jié)為凝結(jié)物，b)加入至少一種分子量約為5百萬至22百萬、由丙烯酰胺和丙烯酸鈉構(gòu)成的共聚物作為聚陰離子絮凝劑，直至其濃度達到1-8ppm，c)使用至少一臺第一道固液分離裝置將凝結(jié)物從預(yù)加石灰甜菜汁中分離出去。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述甜菜汁中的非蔗糖物質(zhì)是指大分子量的蛋白類物質(zhì)、多糖、細胞壁組分、低分子量的有機酸或無機酸、氨基酸和礦物質(zhì)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述細胞壁組分是指果膠物質(zhì)、木質(zhì)素、纖維素和半纖維素。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述多糖是指果聚糖和葡聚糖。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述蛋白類物質(zhì)是指蛋白質(zhì)、核蛋白和甜菜堿。
32.根據(jù)權(quán)利要求28-31中任一項所述的方法，其特征在于，加入1-3ppm絮凝劑。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述第一道固液分離裝置是靜態(tài)或動態(tài)傾析器。
34.根據(jù)權(quán)利要求27-31中任一項所述的方法，其特征在于，所述離心機是盤式離心機或傾析離心機。
35.根據(jù)權(quán)利要求27-34中任一項所述的方法，其特征在于，所述第二道固液分離裝置進一步濃縮分離的凝結(jié)物。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其特征在于，所述第二道固液分離裝置包括一個或多個傾析離心機和/或盤式離析器和/或旋轉(zhuǎn)真空過濾器和/或薄膜壓濾器。
37.根據(jù)權(quán)利要求27-36中任一項所述的方法，其特征在于，得到干物質(zhì)含量為40-70％的濃縮凝結(jié)物。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的方法，其特征在于，搗碎并干燥濃縮的凝結(jié)物。
39.一種非蔗糖濃縮物，其特征在于，包括一種由甜菜汁制得的非蔗糖物質(zhì)脫水凝結(jié)物，該物質(zhì)是通過權(quán)利要求1-17中任一項所述的方法或權(quán)利要求27-38中任一項所述的方法獲得的，即向甜菜汁中加入石灰乳進行預(yù)加石灰處理，加入絮凝劑使非蔗糖物質(zhì)析出和/或凝結(jié)，并且把分離或凝結(jié)的非蔗糖物質(zhì)從甜菜汁分離出來。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的非蔗糖濃縮物，其特征在于，所述非蔗糖物質(zhì)是指大分子量的蛋白類物質(zhì)、多糖、細胞壁組分、低分子量的有機酸或無機酸、氨基酸和礦物質(zhì)。
41.根據(jù)權(quán)利要求39或40所述的非蔗糖濃縮物，其特征在于，所述濃縮物具有高的磷含量。
42.根據(jù)權(quán)利要求39-41中任一項所述的非蔗糖濃縮物用作磷肥或土壤改良劑的應(yīng)用。
43.根據(jù)權(quán)利要求39-41中任一項所述的非蔗糖濃縮物用作動物飼料的應(yīng)用。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的應(yīng)用，其特征在于，將所述非蔗糖濃縮物搗碎、與糖蜜混和并干燥。
45.一種用于甜菜汁預(yù)加石灰和/或獲得非蔗糖濃縮物的裝置，其中所述濃縮物由從甜菜汁中得到的非蔗糖濃縮凝結(jié)物所組成，其特征在于，包括至少一個用于對甜菜汁進行石灰乳處理和凝結(jié)甜菜汁中非蔗糖物質(zhì)的容器(3)，所述容器具有至少一個用于輸入甜菜汁的入口(5)、至少一個用于輸入石灰乳的入口(7)以及至少一個用于排放預(yù)加石灰處理后汁液的出口(9)，該裝置還包括至少一個用于分離預(yù)加石灰處理后獲得的凝結(jié)泥和濾液的第一道固液分離裝置(11)，所述第一道固液分離裝置具有一個與容器出口(9)相連的入口(13)，用于輸入經(jīng)預(yù)加石灰處理的漿液，一個用于排放分離凝結(jié)泥后的澄清預(yù)加石灰濾液的第一出口(15)，以及用于排放凝結(jié)泥的第二出口(17)。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的裝置，其特征在于，所述第一道固液分離裝置是靜態(tài)或動態(tài)傾析器或離心機。
47.根據(jù)權(quán)利要求45或46所述的裝置，其特征在于，所述離心機是盤式離心機或傾析離心機。
48.根據(jù)權(quán)利要求45-47中任一項所述的裝置，其特征在于，所述第一道固液分離裝置的第二出口通過一根進料管道與一個用于進一步濃縮凝結(jié)泥的第二道固液分離裝置相連。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的裝置，其特征在于，所述第二道固液分離裝置具有一個用于導(dǎo)入從第一道固液分離器排放的凝結(jié)泥的入口，一個用于排放在凝結(jié)泥濃縮過程中獲得的澄清濾液的第一出口，和一個用于排放濃縮凝結(jié)泥的第二出口。
50.根據(jù)權(quán)利要求48或49所述的裝置，其特征在于，所述第二道固液分離裝置包括一個或多個薄膜壓濾器或者至少一個離心機或旋轉(zhuǎn)真空過濾器。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的裝置，其特征在于，所述離心機是盤式離析器或傾析離心機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改進的甜菜汁提純方法，特別涉及一種用于減少甜菜汁提純過程中石灰用量的方法、由甜菜汁制備富含營養(yǎng)的非蔗糖濃縮物的方法、得到的非蔗糖濃縮物、非蔗糖濃縮物的用途以及甜菜汁預(yù)加石灰和/或獲得非蔗糖濃縮物的裝置。
文檔編號C13B20/06GK1875118SQ200480032405
公開日2006年12月6日 申請日期2004年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月30日
發(fā)明者埃里克·德納斯, 岡特·梅克爾, 托馬斯·米歇爾貝格爾, 穆赫辛·艾達里·拉德, 馬克·威廉斯 申請人:曼海姆/奧克森富特旭德楚克股份公司