一種生產(chǎn)高安全性白砂糖的工藝的制作方法
【專利摘要】一種生產(chǎn)高安全性白砂糖的工藝，包括如下步驟：甘蔗壓榨得到混合汁、預(yù)灰至pH6.5、一次加熱至60—65℃、加入石灰乳至pH11、并加入磷酸和聚丙烯酰胺絮凝劑得清汁、超濾膜系統(tǒng)分離、納濾膜系統(tǒng)濃縮、陰離子交換樹脂脫色、陽離子交換樹脂脫鹽、蒸發(fā)得成品；本發(fā)明利用低溫強(qiáng)堿工藝結(jié)合膜分離、膜濃縮及離子交換技術(shù)生產(chǎn)無硫有機(jī)糖，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的產(chǎn)品含硫、工藝過程復(fù)雜、生產(chǎn)效率低、糖得率低、清汁澄清度低、環(huán)境污染嚴(yán)重和經(jīng)濟(jì)效益低等問題。
【專利說明】—種生產(chǎn)高安全性白砂糖的工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種甘蔗制糖的方法，尤其是一種生產(chǎn)高安全性白砂糖的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性?？稍鰪?qiáng)農(nóng)產(chǎn)品的附加值，滿足廣大消費(fèi)者對健康食品的需求，同時(shí)也是保護(hù)農(nóng)業(yè)資源環(huán)境實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展的重要舉措。目前我國廣西、云南等局部地區(qū)食糖供給的安全隱患仍然存在，甘蔗產(chǎn)量的提高仍然依靠農(nóng)藥和化肥，食糖的生產(chǎn)工藝尚需改進(jìn)。依靠科學(xué)加大力度改進(jìn)種植方式和生產(chǎn)工藝是保障食糖原料及食糖安全的有效途徑。同時(shí)在條件較好、污染較小的區(qū)域發(fā)展高品質(zhì)糖，將成為制糖行業(yè)發(fā)展的一種新趨勢。
[0003]目前，隨著我國消費(fèi)者收入和生活水平的不斷提高.越來越多的消費(fèi)者逐漸認(rèn)識(shí)到食品安全的重要性，近年來我國消費(fèi)者對食糖消費(fèi)呈持續(xù)上升的趨勢，食糖的安全也將會(huì)受到越來越多消費(fèi)者的重視。發(fā)達(dá)國家現(xiàn)行消費(fèi)的糖品幾乎都是精制糖，發(fā)展中國家主要消費(fèi)一級白糖，我國主要生產(chǎn)和消費(fèi)以亞硫酸法生產(chǎn)的質(zhì)量較差的一級白糖，不斷提高食糖的質(zhì)量才能更好地維護(hù)消費(fèi)者的利益。安全優(yōu)質(zhì)的有機(jī)糖將會(huì)受到消費(fèi)者的青睞，因此有機(jī)糖發(fā)展的潛力巨大。
[0004]目前阻礙制糖產(chǎn)品質(zhì)量提高的主要問題是糖汁的脫色和提純。我國制糖生產(chǎn)主要采用亞硫酸法和碳酸法對糖汁進(jìn)行脫色和提純，碳酸法的效果比亞硫酸法好，碳酸法對糖汁的脫色率和清凈效率大致為70% -80%和25% -45%，亞硫酸法則大致為60% -70%和5% -1 2 %，兩種方法主要都生產(chǎn)一級糖，這兩種脫色工藝不僅工藝復(fù)雜，設(shè)備投資高，固體廢棄物量大，生產(chǎn)環(huán)境差，熱能消耗大，糖分收回率低，石灰消耗量大，濾泥污染嚴(yán)重，而且成品儲(chǔ)存過程中顏色容易發(fā)黃，時(shí)間越長變質(zhì)越嚴(yán)重，質(zhì)量較差且不穩(wěn)定，亞硫酸法白糖更甚。我國實(shí)行的一級白 糖質(zhì)量主要指標(biāo)有:色值< 150IU，渾濁度< 160IU，不溶于水雜質(zhì)大于40mg/kg, 二氧化硫 30mg/kgo當(dāng)下許多飲料公司如可口可樂公司在國內(nèi)購買的白糖，一般要求色值大于100IU，渾濁度大于60IU，不溶于水雜質(zhì)大于20mg/kg，不含硫或二氧化硫(5mg/kg，還特別要求沒有酸性絮凝物，國內(nèi)通常將這種糖稱之為飲料糖，而傳統(tǒng)的亞硫酸法生產(chǎn)的糖不能達(dá)到要求，利用低溫強(qiáng)堿工藝結(jié)合膜分離、膜濃縮及離子交換技術(shù)開發(fā)生產(chǎn)高安全性白砂糖的工藝，取代傳統(tǒng)的“亞硫酸法”和“碳酸法”生產(chǎn)白砂糖工藝，可減少設(shè)備投資、降低單位產(chǎn)品能耗并解決目前阻礙制糖產(chǎn)品質(zhì)量提高的糖汁脫色和提純問題，生產(chǎn)出的無硫高品質(zhì)糖，前景廣泛。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種生產(chǎn)高安全性白砂糖的工藝，利用低溫強(qiáng)堿工藝結(jié)合膜分離、膜濃縮及離子交換技術(shù)生產(chǎn)無硫有機(jī)糖，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的產(chǎn)品含硫、工藝過程復(fù)雜、生產(chǎn)效率低、糖得率低、清汁澄清度低、環(huán)境污染嚴(yán)重、經(jīng)濟(jì)效益低等問題。[0006]本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
一種生產(chǎn)高安全性白砂糖的工藝，包括如下步驟:
(a)將甘蔗壓榨得到的混合汁預(yù)灰至pH6.5，一次加熱至60— 65°C，之后加入石灰乳至pHll,并加入100-300ppm磷酸和l_3ppm聚丙烯酰胺絮凝劑,在浮沉器中充分反應(yīng)和浮洛分離，得到清汁和泥汁；
(b)采用超濾膜分離系統(tǒng)對甘蔗制糖中的清汁進(jìn)行澄清，除去清汁中的非糖物質(zhì)、大分子色素、膠體及蛋白等雜質(zhì)，得到超濾汁；
(c)采用納濾的膜濃縮系統(tǒng)對超濾汁進(jìn)行濃縮,連續(xù)膜濃縮可將錘度為14-18%的超濾汁濃縮至25% — 45%，同時(shí)脫除50— 80%的水，減少蒸發(fā)設(shè)備的蒸汽消耗和電耗；
(d)將濃縮后的糖液進(jìn)入大孔型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂，糖液中的色素及灰分被強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂進(jìn)行交換吸附，吸附飽和后通過氯化鈉濃度5-15%和氫氧化鈉濃度1-6%混合液洗滌再生；
(e)將經(jīng)過大孔型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂脫色后的糖液進(jìn)入大孔型弱酸性陽離子交換樹脂，糖液中的鈣鹽及鎂鹽被弱酸性陽離子交換樹脂進(jìn)行交換吸附，吸附飽和后通過濃度為3-6%鹽酸洗滌液再生；
(f)經(jīng)上述處理后的濃度介于清凈汁和糖漿之間的高純度中間汁，通過蒸發(fā)濃縮及結(jié)晶分蜜工序，制得高安全性白砂糖。
[0007]步驟(c )所述膜濃縮的同時(shí)還脫除無機(jī)鹽灰分，提高產(chǎn)品品質(zhì)，減輕后續(xù)濃縮液進(jìn)入離子交換樹脂脫色及脫鹽的負(fù)荷。
[0008]步驟(b)所述超濾膜分離系統(tǒng)為:超濾膜孔徑0.01-1微米，膜材質(zhì)為無機(jī)材質(zhì)，操作壓力0.1-1.5兆帕，操作溫度10-95°c。
[0009]步驟(c)所述納濾膜分離系統(tǒng)為:納濾膜孔徑1-2納米，膜材質(zhì)為無機(jī)材質(zhì)，操作壓力0.1-3兆帕，操作溫度10-95°C。
[0010]步驟(d)所述陰離子交換樹脂供應(yīng)類型為氯型，聚合物類型為交聯(lián)聚丙烯酸胺，官能團(tuán)為季胺型，結(jié)構(gòu)為大孔型白色不透明狀。
[0011]步驟(e)所述陽離子交換樹脂供應(yīng)類型為鈉型，聚合物類型為交聯(lián)聚苯乙烯，官能團(tuán)為磺酸，結(jié)構(gòu)為大孔型米黃色不透明狀。
[0012]所述超濾膜過濾3-20分鐘，納濾膜過濾3-15分鐘。
[0013]應(yīng)用本發(fā)明生產(chǎn)高安全性白砂糖的工藝與傳統(tǒng)“亞硫酸法”和“碳酸法”工藝比較有以下特點(diǎn):
a.有機(jī)甘蔗壓榨混合汁通過“低溫強(qiáng)堿”工藝達(dá)到高堿除雜和磷酸輔助澄清的效果。
[0014]b.膜分離技術(shù)是一種分子級別的過濾，對蔗汁中的蛋白、膠體、色素有很高的截留率。
[0015]C.連續(xù)膜濃縮將糖度14一 18%的糖液濃縮至25% — 45%，同時(shí)脫除50— 80%的水，減少蒸發(fā)設(shè)備的蒸汽消耗和電耗；
d.連續(xù)膜濃縮脫除水的同時(shí)也脫除鹽分，提高產(chǎn)品品質(zhì)和降低離交樹脂負(fù)荷；
e.取消硫熏工序，降低成品中硫的殘留，提聞廣品品質(zhì)；
f.采用離子交換工藝對糖液進(jìn)行脫色脫鹽，使得色值與其他指標(biāo)能符合高品質(zhì)糖要
求；g.自動(dòng)化程度高，操作簡單，勞動(dòng)強(qiáng)度低，減少人工成本，占地面積小，投資小，節(jié)省成本大。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明一種生產(chǎn)高安全性白砂糖的工藝的步驟示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖1及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0018]取有機(jī)甘蔗通過撕解壓榨后得到混合汁，將混合汁預(yù)灰至pH6.5，一次加熱至60—65°C,之后加入石灰乳調(diào)至pHll,并加入100-300ppm磷酸和l_3ppm聚丙烯酰胺絮凝劑，在浮沉器中充分反應(yīng)和浮渣分離，得到清汁和泥汁，清汁中膠體有機(jī)物去除50%以上，渾濁度從2800IU降低至870IU，清汁重力純度相比混合汁提高2.4GP。取50kg清汁采用超濾膜實(shí)驗(yàn)設(shè)備循環(huán)10分鐘，升壓至0.4MPa經(jīng)由超濾膜過濾后得淺黃色澄清透明濾液38.33kg,淺棕色濃液11.67kg。隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行循環(huán)料桶中雜質(zhì)濃度的增加,膜透過液通量逐步衰減，衰減較緩慢，符合膜通量與截留物濃度增加成反比規(guī)律，透過液顯淺黃色透明狀，透光度在50%以上，料液中的色素被攔截，所使用超濾膜對糖液過濾的平均通量為600mL/min。將所得到黃色澄清透明濾液38.33采用納濾膜實(shí)驗(yàn)設(shè)備循環(huán)IOmin后升壓至
3.0MPa濃縮蔗糖溶液，得無色透明濾液20kg，淺黃色透明濃液18.33kg ;膜濃縮透析水無色透明，糖液折光檢測為0，蔗糖在濃縮中沒有透析出來，實(shí)現(xiàn)膜濃縮蔗糖的目的，濃縮倍數(shù)接近I倍。濃縮后的糖汁先過大孔型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂脫色，然后過大孔型弱酸性陽離子交換樹脂脫鹽，將樹脂填充進(jìn)圓形塑料柱中，蒸發(fā)結(jié)晶按常規(guī)工藝處理。柱高1000mm，柱直徑110mm，高徑比7:1，脫色脫 鹽前入汁為經(jīng)膜濃縮后糖液，色值1486，糖純度87.37%，ρΗ6.97，鈣鹽 0.81%Βχ,80Βν ;脫色脫鹽后色值 132，糖純度 88.37%，ρΗ6.95，鈣鹽 0.08%Βχ。
【權(quán)利要求】
1.一種生產(chǎn)高安全性白砂糖的工藝，其特征在于，包括如下步驟: (a)將甘蔗壓榨得到的混合汁預(yù)灰至pH6.5，加熱至60— 65°C，之后加入石灰乳調(diào)至pHll,并加入100-300ppm磷酸和l_3ppm聚丙烯酰胺絮凝劑,在浮沉器中充分反應(yīng)和浮洛分離，得到清汁和泥汁； (b)采用超濾膜分離系統(tǒng)對清汁進(jìn)行澄清，除去清汁中的非糖物質(zhì)、大分子色素、膠體及蛋白等雜質(zhì)，得到超濾汁； (c)采用納濾膜濃縮系統(tǒng)對超濾汁進(jìn)行濃縮，將錘度為14一18%的超濾汁濃縮至25%—45%，同時(shí)脫除50— 80%的水； (d)濃縮后的糖液進(jìn)入大孔型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂脫色，糖液中的色素及灰分被強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂進(jìn)行交換吸附，吸附飽和后通過氯化鈉濃度5-15%和氫氧化鈉濃度：1-6%混合液洗滌再生； (e)將經(jīng)過大孔型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂脫色后的糖液進(jìn)入大孔型弱酸性陽離子交換樹脂脫鹽，糖液中的鈣鹽及鎂鹽被弱酸性陽離子交換樹脂進(jìn)行交換吸附，吸附飽和后通過濃度為3-6%鹽酸洗滌液再生； (f)經(jīng)上述處理后的濃度介于清凈汁和糖漿之間的高純度中間汁，通過蒸發(fā)濃縮及結(jié)晶分蜜工序，制得高安全性白砂糖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)高安全性白砂糖的工藝，其特征在于，步驟(c)所述膜濃縮的同時(shí)還脫除無機(jī)鹽灰分，減輕后續(xù)濃縮液進(jìn)入離子交換樹脂脫色及脫鹽的負(fù)荷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)高安全性白砂糖的工藝，其特征在于，步驟(b)所述超濾膜分離系統(tǒng)為:超濾膜孔徑0.01-1微米，膜材質(zhì)為無機(jī)材質(zhì)，操作壓力0.1-1.5兆帕，操作溫度10-95 °C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)高安全性白砂糖的工藝，其特征在于，步驟(c)所述納濾膜分離系統(tǒng)為:納濾膜孔徑1-2納米，膜材質(zhì)為無機(jī)材質(zhì)，操作壓力0.1-3兆帕，操作溫度 10-95 0C ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)高安全性白砂糖的工藝，其特征在于，步驟(d)所述陰離子交換樹脂供應(yīng)類型為氯型，聚合物類型為交聯(lián)聚丙烯酸胺，官能團(tuán)為季胺型，結(jié)構(gòu)為大孔型白色不透明狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)高安全性白砂糖的工藝，其特征在于，步驟(e)所述陽離子交換樹脂供應(yīng)類型為鈉型，聚合物類型為交聯(lián)聚苯乙烯，官能團(tuán)為磺酸，結(jié)構(gòu)為大孔型米黃色不透明狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)高安全性白砂糖的工藝，其特征在于，所述超濾膜過濾3-20分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)高安全性白砂糖的工藝，其特征在于，所述納濾膜過濾3-15分鐘。
【文檔編號(hào)】C13B30/00GK103468832SQ201310475008
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年10月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月12日
【發(fā)明者】高正卿, 陳勇, 何桂源, 王國梅, 何亮亮, 秦牧 申請人:云南省輕工業(yè)科學(xué)研究院