一种节能环保的蔗糖生产工艺
一种节能环保的蔗糖生产工艺
技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种蔗糖生产工艺。
背景技术
[0002] 我国是世界上主要的蔗糖生产大国之一，国内多数地方都在从事蔗糖的生产。现在常见的生产工艺有“两步法”、亚硫酸法和碳酸法。国外甘蔗制糖企业现多采用“两步法”，但其投资大，工艺流程长，成本太高，在国内难以推广；碳酸法工艺所得砂糖质量优良，但存在着工艺复杂、投资大、环境污染严重的问题，也没能在国内广泛使用；国内的蔗糖生产以亚硫酸法为主，亚硫酸法制糖工艺因其工艺成熟、投资少，在国内得到广泛应用，但该工艺存在如下缺点：
[0003] I.固体废弃物污染大，现有工艺都采用石灰沉淀法除杂，再经板框过滤，由此产生的固体废弃物将不可避免的对环境造成污染；
[0004] 2.成品蔗糖含硫，现有工艺采用硫熏脱色，产品中残留的硫无法彻底去除，不仅对人体的健康非常不利，还严重影响产品品质，使产品易返潮变黄；
[0005] 3.能耗高，现有工艺在蔗糖浓缩步骤采用五效蒸发浓缩，造成热能的大量消耗，综合蒸发成本在3(Γ50元/吨水；
[0006] 4.生产延续性差，现有工艺的生产和控制过程繁复，使得生产过程中的质量控制不稳定；
[0007] 5.设备占地面积大，现有工艺由于技术复杂，控制流程繁琐，其相应的设备体积也很大，对设备安装空间要求高。
发明内容
[0008] 本发明的目的即在于克服现有技术的不足，提供一种节能环保的蔗糖生产工艺，它具有无污染、产品质量高、能耗低、生产延续性好和设备占地面积小的特点。
[0009] 本发明的目的通过以下技术方案实现：
[0010] 一种节能环保的蔗糖生产工艺，它包括以下步骤：
[0011] Α.榨汁：对甘蔗进行压榨，收集甘蔗汁；
[0012] B.板框过滤：将甘蔗汁送入板框过滤机，滤除可见的不溶性杂质；
[0013] C.预处理：采用孔径为5 μ m滤芯的保安过滤设备对步骤B中得到的甘蔗汁进行预处理，过滤温度为2(T40°C，过滤压力为O. Γ0. 3MPa，得到蔗糖汁清液，蔗糖汁清液的pH值为2〜3 ；
[0014] D.膜过滤：将蔗糖汁清液送入截留分子量为IOOOODa的卷式、管式或板式超滤膜设备内，滤去大分子的杂质和色素，得到澄清洁净的蔗糖汁；
[0015] E.膜浓缩：将蔗糖汁送入膜浓缩脱水装置，蔗糖汁在2· (Γ4. OMPa的压力下通过截留分子量为15(T300Da的纳滤膜进行初步预浓缩，使得到的蔗糖汁的浓度达到25%〜30% ；
[0016] F.离子交换：将蔗糖汁用弱酸型的苯乙烯酸树脂进行离子交换；[0017] G.浓缩：将步骤F中得到的蔗糖汁送入三效蒸发器进行浓缩，浓缩温度为9(Tl00°C，得到蔗糖浓缩液；
[0018] H.结晶：将蔗糖浓缩液煮至过饱和状态，然后降至常温，蔗糖结晶析出；
[0019] I.离心分离：将蔗糖结晶送入离心机分离，离心机转速为7000rpm，分离时间为O. 5h ；
[0020] J.干燥：将蔗糖结晶置于90°C环境下，用鼓风机干燥4h，得到蔗糖成品。
[0021] 步骤D中所述的超滤膜设备所用膜为聚苯乙烯、聚醚砜树脂或聚偏氟乙烯材质的 滤膜。
[0022] 步骤E中所述的纳滤膜的材质为聚酰胺。
[0023] 本发明的优点在于：
[0024] I.用膜分离除杂脱色法代替传统的石灰沉淀法，省去了石灰沉淀步骤，缩短了工艺流程，避免了固体废弃物对环境的污染；
[0025] 2.用离子交换除杂工艺代替硫熏工艺，解决了成品蔗糖中的硫残留问题，提高了
产品质量；
[0026] 3.用膜浓缩对糖液进行预浓缩，有效降低了蒸发浓缩的脱水量，减少蒸发浓缩设备的蒸发量，降低了能耗，使膜浓缩成本降低到扩12元/吨水。
[0027] 4.生产和控制过程简单，质量控制稳定，生产延续性好；
[0028] 5.由于采用膜分离设备，减少了生产设备的占地面积。
具体实施方式
[0029] 下面结合实施例对本发明作进一步说明，本发明的保护范围不限于以下所述。
[0030] 实施例I :一种节能环保的蔗糖生产工艺，它包括以下步骤：
[0031] A.榨汁：对甘蔗进行压榨，收集甘蔗汁；
[0032] B.板框过滤：将甘蔗汁送入板框过滤机，滤除可见的不溶性杂质；
[0033] C.预处理：采用孔径为5 μ m滤芯的保安过滤设备对步骤B中得到的甘蔗汁进行预处理，过滤温度为20°C，过滤压力为O. IMPa，得到蔗糖汁清液，蔗糖汁清液的pH值为2 ;
[0034] D.膜过滤：将蔗糖汁清液送入截留分子量为IOOOODa的卷式超滤膜设备内，滤去大分子的杂质和色素，得到澄清洁净的蔗糖汁；
[0035] E.膜浓缩：将蔗糖汁送入膜浓缩脱水装置，蔗糖汁在2. OMPa的压力下通过截留分子量为150Da的纳滤膜进行初步预浓缩，使得到的蔗糖汁的浓度达到25% ；
[0036] F.离子交换：将蔗糖汁用弱酸型的苯乙烯酸树脂进行离子交换，去除弱极性的黄酮类色素，得到的蔗糖汁溶液折光为30 ；
[0037] G.浓缩：将步骤F中得到的蔗糖汁送入三效蒸发器进行浓缩，浓缩温度为90°C，得到蔗糖浓缩液，蔗糖浓缩液的浓度折光为75° ;
[0038] H.结晶：将蔗糖浓缩液煮至过饱和状态，然后降至常温，蔗糖结晶析出；
[0039] I.离心分离：将蔗糖结晶送入离心机分离，离心机转速为7000rpm，分离时间为O. 5h ；
[0040] J.干燥：将蔗糖结晶置于90°C环境下，用鼓风机干燥4h，得到蔗糖成品。
[0041] 步骤D中所述的超滤膜设备所用膜为聚苯乙烯材质的滤膜。[0042] 步骤E中所述的纳滤膜的材质为聚酰胺。
[0043] 实施例2 :一种节能环保的蔗糖生产工艺，它包括以下步骤：
[0044] A.榨汁：对甘蔗进行压榨，收集甘蔗汁；
[0045] B.板框过滤：将甘蔗汁送入板框过滤机，滤除可见的不溶性杂质；
[0046] C.预处理：采用孔径为5 μ m滤芯的保安过滤设备对步骤B中得到的甘蔗汁进行预处理，过滤温度为30°C，过滤压力为O. 2MPa，得到蔗糖汁清液，蔗糖汁清液的pH值为2. 5 ；
[0047] D.膜过滤：将蔗糖汁清液送入截留分子量为IOOOODa的管式超滤膜设备内，滤去大分子的杂质和色素，得到澄清洁净的蔗糖汁；
[0048] E.膜浓缩：将蔗糖汁送入膜浓缩脱水装置，蔗糖汁在2· (Γ4. OMPa的压力下通过截 留分子量为200Da的纳滤膜进行初步预浓缩，使得到的蔗糖汁的浓度达到27% ；
[0049] F.离子交换：将蔗糖汁用弱酸型的苯乙烯酸树脂进行离子交换，得到的蔗糖汁溶液折光为35 ；
[0050] G.浓缩：将步骤F中得到的蔗糖汁送入三效蒸发器进行浓缩，浓缩温度为95°C，得到蔗糖浓缩液，蔗糖浓缩液的浓度折光为80° ;
[0051] H.结晶：将蔗糖浓缩液煮至过饱和状态，然后降至常温，蔗糖结晶析出；
[0052] I.离心分离：将蔗糖结晶送入离心机分离，离心机转速为7000rpm，分离时间为O. 5h ；
[0053] J.干燥：将蔗糖结晶置于90°C环境下，用鼓风机干燥4h，得到蔗糖成品。
[0054] 步骤D中所述的超滤膜设备所用膜为聚醚砜树脂材质的滤膜。
[0055] 步骤E中所述的纳滤膜的材质为聚酰胺。 [0056] 实施例3 :一种节能环保的蔗糖生产工艺，它包括以下步骤：
[0057] A.榨汁：对甘蔗进行压榨，收集甘蔗汁；
[0058] B.板框过滤：将甘蔗汁送入板框过滤机，滤除可见的不溶性杂质；
[0059] C.预处理：采用孔径为5 μ m滤芯的保安过滤设备对步骤B中得到的甘蔗汁进行预处理，过滤温度为40°C，过滤压力为O. 3MPa，得到蔗糖汁清液，蔗糖汁清液的pH值为3 ;
[0060] D.膜过滤：将蔗糖汁清液送入截留分子量为IOOOODa的板式超滤膜设备内，滤去大分子的杂质和色素，得到澄清洁净的蔗糖汁；
[0061] E.膜浓缩：将蔗糖汁送入膜浓缩脱水装置，蔗糖汁在4. OMPa的压力下通过截留分子量为300Da的纳滤膜进行初步预浓缩，使得到的蔗糖汁的浓度达到30% ；
[0062] F.离子交换：将蔗糖汁用弱酸型的苯乙烯酸树脂进行离子交换，得到的蔗糖汁溶液折光为40° ;
[0063] G.浓缩：将步骤F中得到的蔗糖汁送入三效蒸发器进行浓缩，浓缩温度为100°C，得到蔗糖浓缩液，蔗糖浓缩液的浓度折光为85° ;
[0064] H.结晶：将蔗糖浓缩液煮至过饱和状态，然后降至常温，蔗糖结晶析出；
[0065] I.离心分离：将蔗糖结晶送入离心机分离，离心机转速为7000rpm，分离时间为O. 5h ；
[0066] J.干燥：将蔗糖结晶置于90°C环境下，用鼓风机干燥4h，得到蔗糖成品。
[0067] 步骤D中所述的超滤膜设备所用膜为聚偏氟乙烯材质的滤膜。
[0068] 步骤E中所述的纳滤膜的材质为聚酰胺。