一種使用臭氧脫色技術(shù)的甘蔗制糖澄清方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種使用臭氧脫色技術(shù)的甘蔗制糖澄清方法，采用傳統(tǒng)的澄清工藝，在一次加熱處理之后、所述一次固液分離處理之前，或，在所述一次加熱處理之后、所述硫熏中和處理之前，所述方法還包括：將甘蔗汁在壓力下進入臭氧濃度為200mg/L～600mg/L的臭氧吸收裝置吸收臭氧，并在吸收臭氧后進入反應(yīng)箱進行脫色反應(yīng)3min～30min；所述脫色反應(yīng)中，通過添加石灰乳使所述甘蔗汁的pH值保持在6.5～8.5，所述脫色反應(yīng)的溫度為50℃～90℃；所述臭氧以空氣經(jīng)脫氮處理或純氧作為氣源，使用電暈放電法臭氧發(fā)生器來產(chǎn)生，所述臭氧發(fā)生器產(chǎn)生量為500g/h～2000g/h。
【專利說明】一種使用臭氧脫色技術(shù)的甘蔗制糖澄清方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及甘蔗制糖工藝領(lǐng)域，特別是涉及一種使用臭氧脫色技術(shù)的甘蔗制糖澄清方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界第三產(chǎn)糖大國，近年來食糖年產(chǎn)量1000萬噸以上，其中超過90%以甘蔗為原料。目前我國甘蔗制糖生產(chǎn)95%以上使用亞硫酸法澄清工藝，即使用SO2作為主要澄清劑，在澄清過程與石灰乳的Ca2+反應(yīng)生成具有強吸附除雜的CaSO3沉淀，將蔗汁中有膠體、色素等非糖吸附一起沉淀，再通過固液分離技術(shù)將它們除去，提高蔗汁純度和降低蔗汁色值；同時SO2還會與蔗汁酚類色素、還原糖堿性分解中間產(chǎn)物等帶有不飽和鍵的致色物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)，起到漂白、抑制新色素生成作用。
[0003]一般來說，SO2對蔗汁中的除雜脫色作用隨其用量的增加而增強。因此SO2在亞硫酸法制糖生產(chǎn)中一直處于不可替代位置，自2006年10月我國實施白砂糖新國家標準以來，廣大制糖企業(yè)通過提高SO2用量(硫熏強度)來以實現(xiàn)降低白砂糖色值目的。
[0004]但由于在傳統(tǒng)的澄清過程，整個過程控制在中性范圍，而SO2溶解水生成的H2SO3是二元弱酸，在此 條件下很難完全發(fā)生二級電離與Ca2+生成CaSO3沉淀，因此不可避免有部分SO2以各種形式殘留清汁中；同時，由于蔗汁本身是一個成分復(fù)雜且變異性很強的體系，所含的膠體物質(zhì)會阻礙SO2與Ca2+的反應(yīng)，使清汁中SO2含量增加。殘留在清汁二氧化硫，在糖漿煮制過程中，會被蔗糖晶體吸附、包裹進入到白砂糖晶體內(nèi)部，增加白砂糖SO2含量。
[0005]白砂糖中SO2主要以亞硫酸鹽形式存在，在貯存與食用過程會緩慢轉(zhuǎn)變成二氧化硫，損害人體呼吸道、眼睛、人體的消化系統(tǒng)、肝組織及淋巴系統(tǒng)等，因此白砂糖SO2含量高低涉及食糖安全性，我國家對此指標有嚴格要求，若白砂糖SO2含量超過30mg/kg禁止出廠。同時國內(nèi)外知名品牌食品和飲料對白砂糖SO2含量要求一直很苛刻(SO2含量不能高于15mg/kg,甚至不含SO2),因此目前我國白砂糖大部分無法進入這一巨大市場，很大程度削弱了我國白砂糖市場競爭力，影響我國糖業(yè)發(fā)展。
[0006]因此，如何在降低白砂糖色值同時降低其SO2含量一直是我國制糖界研究熱點之
O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種新的甘蔗制糖澄清方法，以實現(xiàn)在降低白砂糖色值的同時降低SO2含量。
[0008]為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種使用臭氧脫色技術(shù)的甘蔗制糖澄清方法，采用傳統(tǒng)的澄清工藝，包括預(yù)灰處理、一次加熱處理、二次加熱處理、一次固液分離處理、硫熏中和處理以及二次固液分離處理，在所述一次加熱處理之后、所述一次固液分離處理之前，或，在所述一次加熱處理之后、所述硫熏中和處理之前，所述方法還包括:
[0009]將甘蔗汁在壓力下進入臭氧濃度為200mg/L~600mg/L的臭氧吸收裝置吸收臭氧，并在吸收臭氧后進入反應(yīng)箱進行脫色反應(yīng)3min~30min ；
[0010]所述脫色反應(yīng)中，通過添加石灰乳使所述甘蔗汁的pH值保持在6.5~8.5，所述脫色反應(yīng)的溫度為50°C~90°C ；
[0011]所述臭氧以空氣經(jīng)脫氮處理或純氧作為氣源，使用電暈放電法臭氧發(fā)生器來產(chǎn)生，所述臭氧發(fā)生器產(chǎn)生量為500g/h~2000g/h。
[0012]優(yōu)選地，所述一次加熱處理中加熱溫度為50°C~90°C。
[0013]優(yōu)選地，所述二次加熱處理中加熱溫度為55°C~70°C。
[0014]優(yōu)選地，在所述硫熏中和處理中，二氧化硫的用量為0.4g/L~1.2g/L。
[0015]優(yōu)選地，在所述硫熏中和處理中通過添加石灰乳使所述甘蔗汁的pH值保持在
6.8 ~7.4。
[0016]優(yōu)選地，在所述硫熏中和處理后先加熱至沸騰，再進行二次固液分離處理。
[0017]優(yōu)選地，所述預(yù)灰處理包括:在所述混合汁中加入磷酸，用石灰乳對混合汁的pH值進行調(diào)節(jié)后得到預(yù)灰的甘蔗汁。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明包括以下優(yōu)點:
[0019]通過本發(fā)明實施例，采用傳統(tǒng)的澄清工藝進行甘蔗制糖澄清時，在一次加熱后使用臭氧處理混合汁，將蔗汁 色素物質(zhì)氧化成小分子無色物質(zhì)，達到去除蔗汁中色素的作用，本發(fā)明實施例采用臭氧部分替代SO2對蔗汁進行澄清脫色處理，相比于SO2可以提高甘蔗制糖澄清過程脫色效果；進行硫熏中和時SO2用量可以減少，一方面可以降低生產(chǎn)成本，另一方面由于硫熏中和過程所使用的SO2量減少，因此白砂糖中SO2的殘留量會大大降低，可以提高食糖安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明實施例的一個示例中使用臭氧脫色技術(shù)的甘蔗制糖澄清方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0021]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0022]由于目前我國絕大多數(shù)亞硫酸法制糖企業(yè)習慣通過提高SO2用量降低白砂糖色值，但SO2用量的增加可能導(dǎo)致清汁中SO2含量增加，從而導(dǎo)致白砂糖SO2含量升高，影響白砂糖食安全，統(tǒng)計表明白砂糖色值和SO2超標是我國白砂糖質(zhì)量不合格的兩大因素。
[0023]有鑒于此，本發(fā)明實施例的核心構(gòu)思之一在于，使用臭氧部分替代SO2對蔗汁進行澄清脫色處理，從而可以減少SO2用量，降低白砂糖SO2含量。
[0024]具體而言，本發(fā)明實施例提供了一種甘蔗制糖澄清方法，采用了傳統(tǒng)的亞硫酸法澄清工藝，傳統(tǒng)的亞硫酸法澄清工藝包括預(yù)灰處理，一次加熱處理、二次加熱處理、一次固液分離處理、硫熏中和處理以及二次固液分離處理，本發(fā)明實施例在一次加熱處理后，增加了采用臭氧進行脫色的步驟。
[0025]傳統(tǒng)亞硫酸法主要靠SO2來對蔗汁進行脫色，本發(fā)明實施例采用臭氧進行脫色，臭氧具有強氧化性，在溶液中臭氧及其產(chǎn)生活潑自由基(0H)蔗汁中的色素或致色物質(zhì)所含有不飽和鍵斷裂，生成小分子無色或淺色物質(zhì)，達到脫色效果，相比于SO2可以提高甘蔗制糖澄清過程脫色效果；并且，加入臭氧脫色的步驟后，進行硫熏中和時SO2用量可以減少，一方面可以降低生產(chǎn)成本，另一方面由于硫熏中和過程所使用的SO2量減少，白砂糖中SO2的殘留量會大大降低，可以提高食糖安全性。
[0026]臭氧脫色處理的步驟可以在混合汁一次加熱處理之后至一次固液分離處理之前執(zhí)行，可以在混合汁一次加熱處理之后至硫熏中和處理之前執(zhí)行，也可以在糖漿加熱之后至上浮處理之前執(zhí)行。具體而言，可以在混合汁一次加熱處理和二次加熱處理之間執(zhí)行，也可以在混合汁二次加熱處理和一次固液分離處理之間執(zhí)行，也可以在二次加熱處理和一次固液分離處理之間執(zhí)行，可以在一次固液分離和硫熏中和處理之間執(zhí)行，具體選擇在哪兩個步驟之間執(zhí)行可以按照具體的需求和應(yīng)用環(huán)境來設(shè)計。
[0027]具體而言，采用臭氧進行脫色的步驟包括:
[0028]將甘蔗汁在壓力下進入臭氧濃度為200mg/L~600mg/L的臭氧吸收裝置吸收臭氧，并在吸收臭氧后進入反應(yīng)箱進行脫色反應(yīng)3min~30min。
[0029]臭氧吸收裝置中包括濃度為200mg/L~600mg/L的臭氧，將甘蔗汁在一定壓力下壓入臭氧吸收裝置，在臭氧吸收裝置中，甘蔗汁會吸收環(huán)境中的臭氧，吸收后，進入到反應(yīng)箱進行脫色反應(yīng)。
[0030]其中，在所述脫色反應(yīng)中，通過添加石灰乳使所述甘蔗汁的pH值保持在6.5~
8.5，更為優(yōu)選地，經(jīng)大量研究和實驗證明，甘蔗汁的pH值為7.5~8.5時，臭氧脫色可以獲得更好的效果，因此，后續(xù)采用硫熏中和可以采用更少的SO2，進一步SO2的殘留量會更少，也即是，甘蔗汁的PH值為7.5~8.5時，相比于pH值為6.5~7.5時，所制備的白砂糖中SO2的殘留量會更少。
[0031]優(yōu)選地，所述脫色反應(yīng)的溫度為50°C~90°C。
[0032]所述臭氧可以以空氣或空氣經(jīng)脫氮處理或純氧作為氣源，使用電暈放電法臭氧發(fā)生器來產(chǎn)生，所述臭氧發(fā)生器產(chǎn)生量為500g/h~2000g/h。
[0033]進一步優(yōu)選地，所述一次加熱處理中加熱溫度可以為50°C~90°C。
[0034]進一步優(yōu)選地，所述二次加熱處理中加熱溫度可以為55°C~70°C。
[0035]進一步優(yōu)選地，在所述硫熏中和處理中通過添加石灰乳使所述甘蔗汁的pH值可以保持在6.8~7.4。
[0036]進一步優(yōu)選地，可以在所述硫熏中和處理后先加熱至沸騰，再進行二次固液分離處理。
[0037]進一步優(yōu)選地，所述預(yù)灰處理可以包括:在所述混合汁中加入磷酸，用石灰乳對混合汁的PH值進行調(diào)節(jié)后得到預(yù)灰的甘蔗汁，為盡量接近臭氧處理過程中的pH值，預(yù)灰調(diào)節(jié)的PH值可以相應(yīng)為6.5~8.5。
[0038]參見圖1給出了本發(fā)明實施例的一個示例中使用臭氧脫色技術(shù)的甘蔗制糖澄清方法的流程圖，包括:
[0039]預(yù)灰101:在所述混合汁中加入磷酸，用石灰乳對混合汁的pH值進行調(diào)節(jié)后得到預(yù)灰的甘蔗汁。
[0040]一次加熱102:加熱溫度為50°C~90°C。
[0041]臭氧脫色103:將甘蔗汁在壓力下進入臭氧吸收裝置吸收臭氧，臭氧濃度控制在200mg/L~600mg/L,并在吸收臭氧后進入反應(yīng)箱進行脫色反應(yīng)3min~30min,在反應(yīng)過程為了保證蔗汁PH值在6.5~8.5之間，需連續(xù)添加適量石灰乳至反應(yīng)箱，所述脫色反應(yīng)的溫度為50°C~90°C
[0042]二次加熱104:待反應(yīng)結(jié)束后將甘蔗汁進行二次加熱至55°C~70°C。
[0043]一次固液分離105:對甘蔗汁進行上浮渣沫分離，得到一清汁。
[0044]硫熏中和106:將分離所得一清汁進行硫熏中和處理,SO2用量為0.4g/L~1.2mg/L，在反應(yīng)過程為了保證蔗汁pH值在6.8~7.4之間，需連續(xù)添加適量石灰乳。
[0045]二次固液分離107:先加熱至沸騰，再進行二次固液分離處理，得到二清汁；
[0046]后續(xù)處理108:經(jīng)過亞硫酸法澄清工藝加上臭氧脫色技術(shù)所獲得的二清汁進行蒸發(fā)濃縮、煮制、分蜜即可獲得白砂糖。
[0047]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明，以下通過具體的實施例對本發(fā)明的使用臭氧脫色技術(shù)的甘蔗制糖澄清方法進行說明。
[0048]實施例1
[0049]在壓榨甘蔗得到的IL混合汁中預(yù)灰加磷酸，用石灰乳調(diào)節(jié)混合汁的pH值7.0，一次加熱至65°C，在一定壓力作用下進入臭氧吸收裝置，吸收臭氧后進入反應(yīng)箱，臭氧濃度控制在350mg/L，停留反應(yīng)25min，在反應(yīng)過程中連續(xù)添加適量石灰乳保證蔗汁pH值在7.0，待反應(yīng)結(jié)束后將蔗汁二次加熱至65 °C，然后進行上浮渣沫分離，將分離所得一清汁送至硫熏中和工序進行硫熏中和處理，在硫熏中和處理后加熱至沸騰，SO2用量為1.0g/L，連續(xù)添加適量石灰乳保證蔗汁PH值在7.0 之間，加熱至沸騰，再進行固液分離處理，測試得到SO2的殘留量為0.09g/L。
[0050]實施例2
[0051]在壓榨甘蔗得到的2L混合汁中預(yù)灰加磷酸，用石灰乳調(diào)節(jié)混合汁的pH值至8.0,一次加熱至55°C，在一定壓力作用下進入臭氧吸收裝置，吸收臭氧后進入反應(yīng)箱，臭氧濃度控制在300mg/L,停留反應(yīng)20min,在反應(yīng)過程中連續(xù)添加適量石灰乳保證鹿汁pH值在8.0,待反應(yīng)結(jié)束后將蔗汁二次加熱至55°C，然后進行上浮渣沫分離，將分離所得一清汁送至硫熏中和工序進行硫熏中和處理，在硫熏中和處理后加熱至沸騰，SO2用量為0.6g/L，連續(xù)添加適量石灰乳保證蔗汁PH值在7.2，加熱至沸騰，再進行固液分離處理，測試得到SO2的殘留量為0.05g/L。
[0052]實施例3
[0053]在壓榨甘蔗得到的IL混合汁中預(yù)灰加磷酸，用石灰乳調(diào)節(jié)混合汁的pH值7.5，一次加熱至60°C，在一定壓力作用下進入臭氧吸收裝置，吸收臭氧后進入反應(yīng)箱，臭氧濃度控制在500mg/L，停留反應(yīng)30min，在反應(yīng)過程中連續(xù)添加適量石灰乳保證蔗汁pH值在7.5，待反應(yīng)結(jié)束后將蔗汁二次加熱至60°C，然后進行上浮渣沫分離，將分離所得一清汁送至硫熏中和工序進行硫熏中和處理，在硫熏中和處理后加熱至沸騰，SO2用量為0.4g/L，連續(xù)添加適量石灰乳保證蔗汁PH值在7.4，加熱至沸騰，再進行固液分離處理，測試得到SO2的殘留量為 0.03g/L。
[0054]從以上數(shù)據(jù)中可以看出，相比于現(xiàn)有技術(shù)中SO2為2.0-3.0g/L的用量，以及相應(yīng)的白砂糖中SO2約為0.4g/L左右的殘留量，本發(fā)明實現(xiàn)了 SO2用量的減少和白砂糖中SO2殘留量的減少，可以看出，甘蔗汁的pH值為7.5-8.5時，白砂糖中SO2的含量會更少。[0055]通過上述實施例可知，本發(fā)明采用傳統(tǒng)的亞硫酸法澄清工藝進行甘蔗制糖澄清時，在一次加熱后使用臭氧處理混合汁，將蔗汁色素物質(zhì)氧化成小分子無色物質(zhì)，達到去除蔗汁中色素的作用，經(jīng)過亞硫酸法澄清工藝加上臭氧脫色技術(shù)所獲得的二清汁進行蒸發(fā)濃縮、煮制、分蜜即可獲得白砂糖，使用臭氧部分替代SO2對蔗汁進行澄清脫色處理，從而可以減少SO2用量，降低白砂糖SO2含量，提高食糖安全性，拓寬我國食糖市場；在明顯減少甘蔗亞硫酸法生產(chǎn)白砂糖的SO2消耗量同時，還可以提高澄清過程脫色效果，降低生產(chǎn)成本，從而可以進一步提高制糖生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟效益。[0056]對于方法實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動作順序的限制，因為依據(jù)本發(fā)明，某些步驟可以采用其他順序或者同時進行。其次，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該知悉，說明書中所描述的實施例均屬于優(yōu)選實施例，所涉及的動作和部件并不一定是本發(fā)明所必須的。
[0057]以上對本發(fā)明所提供的一種使用臭氧脫色技術(shù)的甘蔗制糖澄清方法進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種使用臭氧脫色技術(shù)的甘蔗制糖澄清方法，采用傳統(tǒng)的澄清工藝，包括預(yù)灰處理、一次加熱處理、二次加熱處理、一次固液分離處理、硫熏中和處理以及二次固液分離處理，其特征在于，在所述一次加熱處理之后、所述一次固液分離處理之前，或，在所述一次加熱處理之后、所述硫熏中和處理之前，所述方法還包括: 將甘蔗汁在壓力下進入臭氧濃度為200mg/L~600mg/L的臭氧吸收裝置吸收臭氧，并在吸收臭氧后進入反應(yīng)箱進行脫色反應(yīng)3min~30min ； 所述脫色反應(yīng)中，通過添加石灰乳使所述甘蔗汁的pH值保持在6.5~8.5，所述脫色反應(yīng)的溫度為50°C~90°C ； 所述臭氧以空氣經(jīng)脫氮處理或純氧作為氣源，使用電暈放電法臭氧發(fā)生器來產(chǎn)生，所述臭氧發(fā)生器產(chǎn)生量為500g/h~2000g/h。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述一次加熱處理中加熱溫度為50°C~90。。。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述二次加熱處理中加熱溫度為55°C~70。。。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述硫熏中和處理中，二氧化硫的用量為0.4g/L ~1.2g/L。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述硫熏中和處理中通過添加石灰乳使所述甘鹿汁的pH值保持在6.8~7.4。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述硫熏中和處理后先加熱至沸騰，再進行二次固液分離處理。`
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)灰處理包括:在所述混合汁中加入磷酸，用石灰乳對混合汁的PH值進行調(diào)節(jié)后得到預(yù)灰的甘蔗汁。
【文檔編號】C13B20/00GK103710468SQ201310461957
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】李凱, 黃福, 韋武林, 謝彩鋒, 周軍宏, 陸海勤, 杭方學(xué), 黃斌, 張雷 申請人:廣西大學(xué), 中工國際工程股份有限公司, 廣西南寧華鑫糖業(yè)技術(shù)有限責任公司