一種基于亞硫酸銨鹽的甘蔗糖汁澄清脫色除雜的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于亞硫酸銨鹽的甘蔗糖汁澄清脫色除雜的方法。包括以下步驟：向糖汁中加入氫氧化鈣乳液或氧化鈣乳液和亞硫酸銨鹽，充分混合反應(yīng)0-30分鐘，所述的亞硫酸銨鹽是亞硫酸銨、亞硫酸氫銨或含結(jié)晶水的亞硫酸銨、亞硫酸氫銨；所述的糖汁為甘蔗混合汁、清汁、糖漿或赤砂糖回溶溶液；再將糖汁加熱至50-100℃除去反應(yīng)生成的氨氣，調(diào)節(jié)糖汁pH值為7.0-7.5；繼續(xù)升溫至70-100℃，加入聚丙烯酰胺絮凝劑1-15ppm進(jìn)行絮凝沉降，分離沉降的絮凝物后，得澄清脫色除雜后的糖汁。本發(fā)明利用亞硫酸銨或亞硫酸氫銨替代二氧化硫氣體，與石灰乳反應(yīng)生成亞硫酸鈣顆粒沉淀，用于糖汁中澄清、脫色、除雜，澄清脫色除雜的效果好。
【專利說明】一種基于亞硫酸銨鹽的甘蔗糖汁澄清脫色除雜的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于亞硫酸銨鹽的甘蔗糖汁澄清脫色除雜的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 碳法制糖工藝雖然糖份回收率高、成品糖的色值低且貯存不變色，但因工藝流程 長，技術(shù)性強(qiáng)，而且消耗石灰量大、堿性濾泥多且污染環(huán)境，同時C0 2作為碳源利用率不高 (糖廠碳法飽充過程中C02吸收率只有60%左右)等，因此，難以推廣普及。目前，大多數(shù)糖廠 仍普遍采用亞硫酸法工藝進(jìn)行糖汁的澄清脫色除雜，亞硫酸法工藝具有工藝流程短、操作 簡單，成本低等優(yōu)勢，其主要問題是使用二氧化硫澄清劑，導(dǎo)致成品糖中二氧化硫的殘留； 此外，亞法制糖工藝仍然還存在著許多的問題，如二氧硫氣體與石灰乳液的反應(yīng)速度慢、反 應(yīng)不徹底，二氧化硫氣體的用量難以控制，需要使用硫磺爐燃燒硫磺制備二氧化硫氣體，管 道和設(shè)備腐蝕嚴(yán)重等。因此，亞法工藝有必要進(jìn)行改進(jìn)。
[0003] 赤砂糖為甘蔗制糖工藝中的末段結(jié)晶產(chǎn)物。赤砂糖因雜質(zhì)含量和色值高，已不受 市場歡迎，各制糖企業(yè)一般將赤砂糖回溶重煮或套種，以減少或不產(chǎn)赤砂糖。但由于赤砂糖 溶液非糖成分含量和色值較高，赤砂糖直接回溶重煮或套種，則影響白砂糖的質(zhì)量，特別是 色值偏高甚至超標(biāo)。因此，脫色除雜技術(shù)對赤砂回溶重煮或套種生產(chǎn)白砂糖至關(guān)重要。由 于赤砂糖中的色素主要是糖類分解和煮煉過程中產(chǎn)生的高分子有色物，呈棕黑至棕黃色。 焦糖色素及類黑精色素的晶體轉(zhuǎn)移率很高，對成品糖色值影響比蔗汁本身的色素（植物色 素）大得多，所以赤砂糖回溶溶液的澄清脫色已成為當(dāng)前制糖界研究難點。
[0004] 有關(guān)糖汁脫色技術(shù)，世界各國制糖工作者進(jìn)行了大量的研究，先后提出了離子交 換、大孔樹脂吸附、膜分離、超冷凍結(jié)晶、生物酶以及無機(jī)-有機(jī)復(fù)合型的澄清劑及其澄清 工藝等方法，但成本高，技術(shù)性強(qiáng)，在我國尚未能推廣應(yīng)用。目前，主要使用的工藝為亞硫酸 法工藝、碳酸法工藝以及磷浮、二次硫漂等輔助工藝。
[0005] 因此，開發(fā)澄清脫色效果好、成體低、操作簡便的澄清工藝，對我國制糖工藝的發(fā) 展具有重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于亞硫酸銨鹽的甘蔗糖汁澄清脫色除雜 的方法，該方法利用亞硫酸銨鹽與石灰乳反應(yīng)生成亞硫酸鈣顆粒沉淀，新生成的亞硫酸鈣 顆粒帶正電荷，能吸附糖液中的色素等非糖成分，從而達(dá)到澄清脫色除雜的目的，該方法澄 清工藝簡單、易于控制，澄清脫色除雜的效果好，解決了上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
[0007] 解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：一種基于亞硫酸銨鹽的甘蔗糖汁澄清脫色除雜 的方法，包括以下步驟： A、按100mL糖汁加入0. 12-1. 0g氫氧化鈣或0. 09-0. 76g氧化鈣，100mL糖汁加入 0. 3-1. 5g亞硫酸銨鹽計，向糖汁中加入氫氧化鈣乳液或氧化鈣乳液和亞硫酸銨鹽，充分混 合反應(yīng)0-30分鐘，所述的亞硫酸銨鹽是亞硫酸銨、亞硫酸氫銨或含結(jié)晶水的亞硫酸銨、亞 硫酸氫銨；所述的糖汁為甘蔗混合汁、清汁、糖漿或赤砂糖回溶溶液； B、 再將糖汁加熱至50-100°C除去反應(yīng)生成的氨氣，調(diào)節(jié)糖汁pH值為7. 0-7. 5 ; C、 繼續(xù)升溫至70-100°C，加入聚丙烯酰胺絮凝劑l_15ppm進(jìn)行絮凝沉降，分離沉降的 絮凝物后，得澄清脫色除雜后的糖汁。
[0008] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：步驟B中，用磷酸、亞硫酸或通入二氧化硫氣體、二 氧化碳?xì)怏w中和調(diào)節(jié)糖汁pH值為7. 0-7. 5。
[0009] 所述的氫氧化鈣乳液或氧化鈣乳液的質(zhì)量濃度為5-15%。
[0010] 所述的赤砂糖回溶溶液濃度為5?30wt%。
[0011] 步驟A中混合反應(yīng)時間為10-30分鐘。
[0012] 本發(fā)明利用亞硫酸銨或亞硫酸氫銨替代二氧化硫氣體，與石灰乳反應(yīng)生成的亞硫 酸鈣顆粒沉淀，新生成的亞硫酸鈣顆粒帶正電荷，能吸附糖汁中的色素等非糖成分，從而達(dá) 到澄清脫色除雜的目的。反應(yīng)方程式為如下： Ca (OH) 2+ (NH4) 2S03 - CaS03 I +2NH3 個 +2H20 Ca (OH) 2+NH4HS03 - CaS03 I +NH3 t +2H20 亞硫酸銨、亞硫酸氫銨是工業(yè)的副產(chǎn)品，成本低，來源廣泛，目前已大量的用于造紙等 行業(yè)。本發(fā)明方法提出用亞硫酸銨或亞硫酸氫銨，與石灰乳液反應(yīng)生成亞硫酸鈣沉淀顆粒， 用于糖汁的澄清脫色除雜，取得了理想的效果。亞硫酸銨或亞硫酸氫銨與石灰乳液反應(yīng)生 成的氨氣，可以通過加熱方式從糖汁中溢出后用水吸收作為肥料，不造成環(huán)境污染，也不對 糖汁產(chǎn)生負(fù)面影響。
[0013] 采用本發(fā)明的方法及工藝，與傳統(tǒng)亞硫酸法工藝相比，亞硫酸鈣沉淀反應(yīng)的速度 快，亞硫酸鈣顆?；钚愿?，對糖汁中的色素等非糖成分的吸附性能力強(qiáng)，澄清脫色除雜的效 果好，同時所使用消耗的石灰量及產(chǎn)生的濾泥都有較大程度的減少。該方法澄清工藝簡單、 易于控制。
[0014] 下面，結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明之一種基于亞硫酸銨鹽的甘蔗糖汁澄清脫色除 雜的方法的技術(shù)特征作進(jìn)一步的說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1 :本發(fā)明工藝流程圖。

【具體實施方式】
[0016] 實施例1 :取100mL的甘蔗混合汁A，加入4mL質(zhì)量濃度為10%的氫氧化鈣乳液和 〇. 5克的一水亞硫酸銨(相當(dāng)于0. 43g亞硫酸銨)，充分混合反應(yīng)20分鐘，第一次加熱至70°C 除去反應(yīng)生成的氨氣后(逸出的氨氣可用水吸收)，用適量磷酸溶液(磷酸與水的體積比為 1:1)的中和至pH值到7. 0,繼續(xù)升溫至100°C后，加入聚丙烯酰胺5ppm進(jìn)行絮凝沉降，分離 絮凝物后，得澄清脫色除雜后的糖汁，脫色率48. 27%。
[0017] 實施例2 :取100mL的甘蔗混合汁A，加入3. 5mL質(zhì)量濃度為10%的氫氧化鈣乳液 和0. 52g亞硫酸銨，充分混合反應(yīng)20分鐘，再加熱至70°C除去反應(yīng)生成的氨氣后，用適量磷 酸溶液(磷酸與水的體積比為1:1)的中和至pH值到7.0,繼續(xù)升溫至100°C后，加入聚丙烯 酰胺5ppm進(jìn)行絮凝沉降，分離絮凝物后，得澄清脫色除雜后的糖汁，脫色率45. 96%。
[0018] 實施例3 :取lOOmL的10%赤砂糖回溶溶液，加入4. OmL質(zhì)量濃度為10%的氫氧化 鈣乳液和〇. 6克的一水亞硫酸銨(相當(dāng)于0. 52g亞硫酸銨)，充分混合反應(yīng)20分鐘，加熱至 70°C除去反應(yīng)生成的氨氣后，用適量磷酸溶液(磷酸與水的體積比為1:1)的中和至pH值到 7. 0,繼續(xù)升溫至10(TC后，加入聚丙烯酰胺7ppm進(jìn)行絮凝沉降，分離絮凝物后，得澄清脫色 除雜后的糖汁，脫色率70.0%。
[0019] 實施例4 :取lOOmL的甘蔗混合汁B，加入4. OmL質(zhì)量濃度為10%的氫氧化鈣乳液 和0. 6克的一水亞硫酸銨(相當(dāng)于0. 52g亞硫酸銨)，迅速混合反應(yīng)，加熱至70°C除去反應(yīng) 生成的氨氣后，用適量磷酸溶液(磷酸與水的體積比為1:1)的中和至pH值到7.0,繼續(xù)升 溫至10(TC后，加入聚丙烯酰胺5ppm進(jìn)行絮凝沉降，分離絮凝物后，得澄清脫色除雜后的糖 汁，脫色率74. 2%。
[0020] 實施例5 :取100mL的甘蔗混合汁B，加入3. 18g質(zhì)量濃度為10%的氧化鈣乳液和 0. 52g亞硫酸銨，充分混合反應(yīng)30分鐘，加熱至70°C除去反應(yīng)生成的氨氣后，用適量磷酸溶 液(磷酸與水的體積比為1:1)的中和至pH值到7.0,繼續(xù)升溫至KKTC后，加入聚丙烯酰胺 5ppm進(jìn)行絮凝沉降，分離絮凝物后，得澄清脫色除雜后的糖汁，脫色率79. 2%。
[0021] 實施例6 :取100mL的甘蔗混合汁B，加入4. OmL質(zhì)量濃度為10%的氫氧化鈣乳液 和0. 6克的一水亞硫酸銨(相當(dāng)于0. 52g亞硫酸銨)，充分混合反應(yīng)30分鐘，加熱至50°C除 去反應(yīng)生成的氨氣后，用適量磷酸溶液(磷酸與水的體積比為1:1)的中和至pH值到7.0,繼 續(xù)升溫至l〇〇°C后，加入聚丙烯酰胺5ppm進(jìn)行絮凝沉降，分離絮凝物后，得澄清脫色除雜后 的糖汁，脫色率73. 6%。
[0022] 實施例7 :取100mL的10wt%赤砂糖回溶溶液，加入4. OmL質(zhì)量濃度為10%的氫 氧化鈣乳液和〇. 44g亞硫酸氫銨，充分混合反應(yīng)10分鐘，加熱至70°C除去反應(yīng)生成的氨氣 后，用適量磷酸溶液(磷酸與水的體積比為1:1)的中和至pH值到7.0,繼續(xù)升溫至KKTC 后，加入聚丙烯酰胺5ppm進(jìn)行絮凝沉降，分離絮凝物后，得澄清脫色除雜后的糖汁，脫色 率 69. 6%。
[0023] 實施例8 :取100mL的10wt%赤砂糖回溶溶液，加入3. 18g質(zhì)量濃度為10%的氧化 鈣乳液和〇. 44g亞硫酸氫銨，充分混合反應(yīng)20分鐘，加熱至90°C除去反應(yīng)生成的氨氣后，用 適量磷酸溶液(磷酸與水的體積比為1:1)的中和至pH值到7.0,繼續(xù)升溫至KKTC后，加入 聚丙烯酰胺5ppm進(jìn)行絮凝沉降，分離絮凝物后，得澄清脫色除雜后的糖汁，脫色率70. 8%。
[0024] 本發(fā)明實施例中所述的質(zhì)量濃度為10%的氫氧化鈣乳液的密度為1. 05g/mL。
[0025] 本發(fā)明各實施例中混合汁A、B屬于不同來源的甘蔗混合汁，混合汁A來源于放置 較短(小于1個月）的甘蔗原料，混合汁B來源于放置較長(大于2. 5個月）的甘蔗原料。
[0026] 作為本發(fā)明各實施例的一種變換，調(diào)節(jié)糖汁pH值除了采用磷酸外，還可以采用亞 硫酸或是通入二氧化硫氣體、二氧化碳?xì)怏w中和調(diào)節(jié)糖汁pH值。
[0027] 本發(fā)明各實施例均可用于赤砂糖回溶溶液或是甘蔗混合汁、清汁、糖漿的澄清脫 色除雜。
[0028] 以甘蔗為原料的制糖工藝，經(jīng)提汁、清凈、蒸發(fā)、結(jié)晶、分蜜和干燥等工序制成白砂 糖、粗糖等。本發(fā)明所述的混合汁是指提汁工序制得的糖汁，所述的清汁是指清凈工序制得 的糖汁，所述的糖漿是指蒸發(fā)工序制得的糖汁。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于亞硫酸銨鹽的甘蔗糖汁澄清脫色除雜的方法，其特征在于：包括以下步 驟： A、 按lOOmL糖汁加入0. 12-1. Og氫氧化鈣或0. 09-0. 76g氧化鈣，lOOmL糖汁加入 0. 3-1. 5g亞硫酸銨鹽計，向糖汁中加入氫氧化鈣乳液或氧化鈣乳液和亞硫酸銨鹽，充分混 合反應(yīng)0-30分鐘，所述的亞硫酸銨鹽是亞硫酸銨、亞硫酸氫銨或含結(jié)晶水的亞硫酸銨、亞 硫酸氫銨；所述的糖汁為甘蔗混合汁、清汁、糖漿或赤砂糖回溶溶液； B、 再將糖汁加熱至50-100°C除去反應(yīng)生成的氨氣，調(diào)節(jié)糖汁pH值為7. 0-7. 5 ; C、 繼續(xù)升溫至70-100°C，加入聚丙烯酰胺絮凝劑l_15ppm進(jìn)行絮凝沉降，分離沉降的 絮凝物后，得澄清脫色除雜后的糖汁。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于亞硫酸銨鹽的甘蔗糖汁澄清脫色除雜的方法，其特 征在于：步驟B中，用磷酸、亞硫酸或通入二氧化硫氣體、二氧化碳?xì)怏w中和調(diào)節(jié)糖汁pH值 為 7.0-7. 5。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于亞硫酸銨鹽的甘蔗糖汁澄清脫色除雜的方法， 其特征在于：所述的氫氧化鈣乳液或氧化鈣乳液的質(zhì)量濃度為5-15%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于亞硫酸銨鹽的甘蔗糖汁澄清脫色除雜的方法， 其特征在于：所述的赤砂糖回溶溶液濃度為5?30wt%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于亞硫酸銨鹽的甘蔗糖汁澄清脫色除雜的方法， 其特征在于：步驟A中混合反應(yīng)時間為10-30分鐘。
【文檔編號】C13B20/02GK104152590SQ201310172720
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月13日
【發(fā)明者】李利軍, 黃永春, 黃文藝, 李青松 申請人:廣西工學(xué)院