一種制糖澄清生產(chǎn)線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及制糖工程技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種制糖澄清生產(chǎn)線。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)是世界上第三大產(chǎn)糖大國(guó)，年產(chǎn)白砂糖已超過(guò)1000萬(wàn)噸。目前，根據(jù)制糖澄 清工藝的不同，生產(chǎn)耕地白砂糖的方法主要有兩種：第一是亞硫酸法，第二是碳酸法。這兩 種方法雖然都能生產(chǎn)出符合國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的白砂糖，但是不論是亞硫酸法還是碳酸法都存 在或多或少的不足之處。亞硫酸法在澄清過(guò)程中加入了較多S02作為澄清劑，導(dǎo)致成品糖 中有較多硫的殘留，對(duì)于高端客戶(hù)來(lái)說(shuō)存在一定的局限性；而碳酸法則需要大量的石灰作 為澄清劑，并產(chǎn)生大量的強(qiáng)堿性濾泥難以處理，不利于生態(tài)環(huán)保。這也是導(dǎo)致近些年來(lái)國(guó)內(nèi) 的一些糖廠采用"二步法"生產(chǎn)高品質(zhì)白砂糖的原因，但是"二步法"生產(chǎn)工藝流程較長(zhǎng)，設(shè) 備投資成本大，能耗高，不能被廣泛采用。
[0003] 隨著社會(huì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，膜分離技術(shù)這個(gè)物理分離過(guò)程開(kāi)始引 起了制糖人士的廣泛關(guān)注。分離膜根據(jù)其制造材料的不同可分為無(wú)機(jī)膜和有機(jī)膜兩種?；?于無(wú)機(jī)陶瓷膜具有機(jī)械強(qiáng)度大、化學(xué)穩(wěn)定性高、耐高溫、耐腐蝕、耐氧化、抗微生物能力強(qiáng)、 分離精密度高以及易清洗等優(yōu)點(diǎn)，因此其被廣泛認(rèn)為是最適合制糖工業(yè)化生產(chǎn)的膜材料。
[0004] 據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，有甘蔗糖廠將混合汁（甘蔗汁）依次經(jīng)過(guò)加灰、粗濾、陶瓷膜超 濾澄清后得到的澄清甘蔗汁送去蒸發(fā)、煮糖。這種方法將陶瓷膜直接過(guò)濾甘蔗汁獲得澄清 汁，省去了制糖過(guò)程加硫、加灰、沉淀等一系列復(fù)雜的澄清工序，從而大大縮短了整個(gè)制糖 工藝流程，但是這種方法仍有較多不足之處：（1)這中方法雖然能獲得色澤清亮透明、濁度 極小的甘蔗澄清汁，但是由于陶瓷膜超濾很難截留一些分子量較小的色素，且這些小分子 色素在蔗糖結(jié)晶過(guò)程是一類(lèi)極易附著在蔗糖晶體表面的色素，因此這種方法生產(chǎn)出的白砂 糖色值較高，其色值在500~600IU之間，很難達(dá)到國(guó)家一級(jí)白砂糖色值（< 150IU)的要 求；（2)在傳統(tǒng)的亞硫酸法制糖澄清工藝中，雖然其對(duì)有色物質(zhì)的去除率也較小，但是由于 其引入的30 2對(duì)糖品中的色素通過(guò)氧化還原反應(yīng)的作用對(duì)其漂白，因而抑制了制糖結(jié)晶過(guò) 程小分子色素在蔗糖晶體表面的附著，并且糖汁中氨基酸和還原糖極易發(fā)生美拉德反應(yīng)生 成美拉德色素，美拉德色素亦是一種極易在蔗糖晶體表面附著的色素，而硫的存在能夠抑 制美拉德反應(yīng)的發(fā)生，因此傳統(tǒng)的亞硫酸法制糖澄清工藝所制得的白砂糖的色值比上述膜 法澄清工藝低得多。因此，這種方法得到的糖只能當(dāng)作原糖，經(jīng)過(guò)再一步的精煉才能獲得 高品質(zhì)的糖，但是這必定大大增加了生產(chǎn)成本，不為糖廠普遍接受。
[0005] 為了使膜過(guò)濾得到的甘蔗澄清汁能加工出質(zhì)量較好的白砂糖，發(fā)明專(zhuān)利CN 103725802A中，發(fā)明人將甘蔗汁依次經(jīng)過(guò)粗過(guò)濾、陶瓷膜精過(guò)濾、有機(jī)膜預(yù)濃縮、離子交換 樹(shù)脂除鹽脫色、MVR蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶后得到精制糖。這種方法雖然能夠得到品質(zhì)較好的精制 糖，但是其亦存在著較多問(wèn)題：（1)甘蔗汁的pH值普遍在5. 6左右，顯酸性，發(fā)明人未用石 灰乳（或其它物質(zhì)）將甘蔗汁的pH調(diào)節(jié)至中性左右后再處理，這會(huì)導(dǎo)致蔗糖在加工過(guò)程 嚴(yán)重轉(zhuǎn)化損失，從而降低蔗糖的回收率；(2)采用有機(jī)納濾或者有機(jī)反滲透膜濃縮甘蔗汁， 通量較小、濃縮倍數(shù)低、易污染，這不僅增加了蔗糖加工的時(shí)間，導(dǎo)致蔗糖轉(zhuǎn)化較多，而且 增加了設(shè)備的投資成本；（3)離子交換樹(shù)脂脫色屬于精脫色，甘蔗汁的色值普遍在1500~ 2500IU，色值較高，這不僅增加了離子交換樹(shù)脂的負(fù)荷還降低了離子交換樹(shù)脂的壽命，并且 樹(shù)脂污染快，再生較困難；(4)甘蔗汁的電導(dǎo)率在3000~6000US/cm，要將甘蔗汁中的鹽分 除去會(huì)使得脫鹽樹(shù)脂的負(fù)荷較大，設(shè)備投資成本較大，并且甘蔗汁的電導(dǎo)率雖然較大，但是 其對(duì)制糖過(guò)程影響較小，不必花費(fèi)高額成本將其除去；（5)蒸發(fā)工段是用蒸汽加熱蔗汁，使 蔗汁沸騰后，水分揮發(fā)，達(dá)到濃縮的目的，目前糖廠普遍采用五效壓力真空蒸發(fā)系統(tǒng)，從清 汁變成糖漿要蒸發(fā)的水分約為65%~80%，需要消耗較多的蒸汽，同時(shí)也產(chǎn)生大量的二次 蒸汽（汁汽），這些產(chǎn)生的二次蒸汽溫度還很高，可供糖汁加熱或者煮糖使用，因此蒸發(fā)工 段既是蒸汽的消費(fèi)者，又是低壓蒸汽的供應(yīng)站，同時(shí)還供給糖廠其他部門(mén)熱水，故有糖廠第 二鍋爐之稱(chēng)，MVR蒸發(fā)器取代了傳統(tǒng)的制糖過(guò)程的五效壓力真空蒸發(fā)雖然能獲得較低的蒸 發(fā)溫度，從而獲得質(zhì)量較好的糖漿，但是MVR蒸發(fā)的溫度較低，其產(chǎn)生的二次蒸汽的壓力和 溫度都比五效壓力真空蒸發(fā)低得多，可利用的效率較低，如果直接抽用來(lái)自鍋爐降溫減壓 的乏汽作為加熱或煮糖用汽，能耗會(huì)非常高。
[0006] 因此，如能將傳統(tǒng)的亞硫酸法制糖澄清工藝與膜分離技術(shù)耦合，在甘蔗汁進(jìn)入陶 瓷膜之前先將甘蔗汁的pH值調(diào)節(jié)至中性偏堿，然后再將甘蔗汁進(jìn)行低強(qiáng)度的硫熏，使甘蔗 汁的硫熏強(qiáng)度為4~6mL，再進(jìn)入陶瓷膜超濾澄清得到甘蔗澄清汁，最后再將甘蔗澄清汁送 去蒸發(fā)濃縮、煮糖結(jié)晶，即可得到質(zhì)量較好的白砂糖。這種方法得到的甘蔗汁因有少量的硫 護(hù)色，既能抑制美拉德色素的生成，又能防止小分子色素在蔗糖晶體表面附著，生產(chǎn)出的甘 蔗澄清汁色值低、純度高、濁度低，最終便可得到與碳酸法相媲美的高品質(zhì)的耕地白砂糖。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007] 本實(shí)用新型的目的是提供一種制糖澄清生產(chǎn)線，解決了傳統(tǒng)的亞硫酸法制糖澄清 工藝澄清效果較差、所得成品糖含硫量高、品質(zhì)低以及傳統(tǒng)膜分離技術(shù)處理甘蔗汁得到的 成品糖色值高的技術(shù)問(wèn)題。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：
[0009] 一種制糖澄清生產(chǎn)線，包括依次連接的混合汁箱、臥螺式離心機(jī)、第一加熱裝置、 硫熏裝置、第二加熱裝置、多級(jí)陶瓷膜超濾系統(tǒng)以及板框壓濾機(jī)。
[0010] 所述臥螺式離心機(jī)與第一加熱裝置之間連接有第一緩沖箱，硫熏裝置與第二加熱 裝置之間連接有第二緩沖箱，第二加熱裝置與多級(jí)陶瓷膜超濾系統(tǒng)之間連接有第三緩沖 箱。
[0011] 混合汁箱進(jìn)口與甘蔗糖廠壓榨提汁工段和石灰乳罐連接，混合汁箱出口與臥螺式 離心機(jī)進(jìn)口連接，臥螺式離心機(jī)出口與第一緩沖箱進(jìn)口連接，第一緩沖箱出口與第一加熱 裝置入口連接，第一加熱裝置出口與硫熏裝置糖汁入口連接，硫熏裝置糖汁出口與第二緩 沖箱入口連接，第二緩沖箱出口與第二加熱裝置入口連接，第二加熱裝置出口與第三緩沖 箱入口連接，第三緩沖箱出口與多級(jí)陶瓷膜超濾系統(tǒng)入口連接，多級(jí)陶瓷膜超濾系統(tǒng)透過(guò) 液出口與甘蔗澄清汁儲(chǔ)箱入口連接，甘蔗澄清汁儲(chǔ)箱出口與蒸發(fā)濃縮、煮糖結(jié)晶工段連接， 多級(jí)陶瓷膜超濾系統(tǒng)濃縮液出口與板框壓濾機(jī)入口連接，板框壓濾機(jī)濾液出口連接至第一 緩沖箱入口。
[0012] 所述第一加熱裝置包括串聯(lián)的第一列管式換熱器、第二列管式換熱器以及第三列 管式換熱器，其中有一個(gè)加熱器起輪洗更換作用。
[0013] 所述第二加熱裝置包括串聯(lián)的第四列管式換熱器、第五列管式換熱器以及第六列 管式換熱器，其中有一個(gè)加熱器起輪洗更換作用。
[0014] 所述硫熏裝置包括并聯(lián)的第一立式硫熏器和第二立式硫熏器，其中有一個(gè)硫熏器 起輪洗更換作用。
[0015] 所述硫熏裝置的硫氣入口與二氧化硫供氣源連接。
[0016] 所述多級(jí)陶瓷膜超濾系統(tǒng)為五級(jí)并聯(lián)的陶瓷超濾膜，每級(jí)陶瓷膜由兩個(gè)膜組件組 成，其中有一級(jí)起輪洗更換作用。
[0017] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具備的有益效果：
[0018] (1)在甘蔗混合汁澄清過(guò)程只添加了少量的石灰和S02，由于所加入的S02較少，所 得成品糖中含硫量極少，且色值低、純度高、灰分低，從而保證了成品糖能夠滿(mǎn)足高端客戶(hù) 的需求。另外，在甘蔗汁澄清過(guò)程采用了陶瓷膜超濾澄清，由于陶瓷膜上結(jié)垢造成的膜阻力 較小，因此陶瓷膜過(guò)濾甘蔗汁的膜滲透通量較大，且陶瓷膜通量衰減速度慢，可維持較高的 膜通量過(guò)濾，從而延長(zhǎng)膜清洗周期和減少膜清洗頻率。
[0019] (2)采用了由五級(jí)并聯(lián)的陶瓷超濾膜組成的多級(jí)陶瓷膜超濾系統(tǒng)，每級(jí)由兩個(gè)膜 組件組成，有一級(jí)起更換輪洗作用，保證了陶瓷膜超濾系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的運(yùn)行。
[0020] (3)采用了臥螺式離心機(jī)粗濾甘蔗汁，相對(duì)于傳統(tǒng)甘蔗汁的粗濾設(shè)備滾筒篩、曲篩 以及振動(dòng)篩等，臥螺式離心機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、分離效率高、出產(chǎn)能力大、附屬設(shè)備少等優(yōu)點(diǎn)。
[0021] (4)在甘蔗汁進(jìn)入陶瓷膜超濾系統(tǒng)澄清之前，先將甘蔗汁的pH值調(diào)節(jié)至7. 5~ 7. 8,然后再對(duì)甘蔗汁進(jìn)行低強(qiáng)度的硫熏，使甘蔗汁的硫熏強(qiáng)度控制在4~6mL之間，其具 有如下好處：a.加入石灰乳調(diào)節(jié)后蔗汁的pH值為微堿性，經(jīng)過(guò)硫熏、加熱、超濾等工序后， 其pH值會(huì)下降至7. 0~7. 2,然后再將澄清后的甘蔗汁送去蒸發(fā)濃縮、煮糖結(jié)晶，從而便可 防止了甘蔗汁在加工過(guò)程由于pH較低導(dǎo)致蔗糖轉(zhuǎn)化較多的技術(shù)問(wèn)題；b.在傳統(tǒng)的亞硫酸 法制糖澄清工藝中需要加入較多的S02 (硫熏強(qiáng)度為25~30mL)與石灰乳反應(yīng)生成較多的 CaSCyX淀來(lái)吸附蔗汁中的非糖雜質(zhì)，來(lái)達(dá)到澄清甘蔗汁的目的，由于加入的硫較多往往導(dǎo) 致最終成品糖中硫的殘留$父多，從而影響了成品糖的品質(zhì)，而本實(shí)用新型在現(xiàn)有的亞硫酸 法制糖澄清工藝的基礎(chǔ)上，用陶瓷超濾膜來(lái)除去蔗汁中絕大部分非糖雜質(zhì)，并往甘蔗汁中 加入少量的so2，甘蔗汁因有硫護(hù)色，既能抑制美拉德色素的生成，又能防止小分子色素在 蔗糖晶體表面附著，生產(chǎn)出的甘蔗澄清汁色值低、純度高、濁度低，最終便可得到與碳酸法 相媳美的尚品質(zhì)的耕地白砂糖。
[0022] (5)將膜濃縮液經(jīng)板框壓濾機(jī)處理后，再回流到粗濾甘蔗汁儲(chǔ)存箱中，避免將濃縮 液直接排掉，造成浪費(fèi)的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為本實(shí)用新型所述的制糖澄清生產(chǎn)線的示意圖。
[0024] 圖中：甘蔗糖廠壓榨提汁工段1 ;石灰乳罐2 ;混合汁箱3 ;臥螺式離心機(jī)4 ;第一緩 沖箱5 ;第一列管