一種基于碳酸銨鹽的甘蔗糖汁澄清脫色除雜的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于碳酸銨鹽的甘蔗糖汁澄清脫色除雜的方法。包括以下步驟：向糖汁中加入適量氫氧化鈣乳液或氧化鈣乳液和碳酸銨鹽，充分混合反應(yīng)0-45分鐘，所述的銨鹽是碳酸銨、碳酸氫銨或含結(jié)晶水的碳酸銨、碳酸氫銨；所述的糖汁為赤砂糖回溶溶液或甘蔗混合汁、清汁、糖漿。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)明利用碳酸銨鹽（碳酸銨或碳酸氫銨）替代二氧化碳氣體，與石灰乳液反應(yīng)生成碳酸鈣顆粒沉淀，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】一種基于碳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)明涉及一種基于碳酸銨鹽的甘蔗糖汁澄清脫色除雜的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 碳酸法制糖工藝是將來自石灰窯或鍋爐煙道氣中的二氧化碳氣體通入預(yù)灰的蔗 汁(或糖汁）中進行反應(yīng)，獲得新生的碳酸鈣沉淀，新生的碳酸鈣沉淀顆粒吸附糖汁中的色 素等雜質(zhì)，然后加入絮凝助劑進行絮凝沉降。碳法制糖工藝的澄清脫色除雜的效果優(yōu)于亞 硫酸法，如糖份回收率高、白砂糖產(chǎn)品色值低、硫殘留低、成品糖貯存不變色等。但碳酸法工 藝仍難以推廣，目前國內(nèi)僅少數(shù)糖廠使用。主要是因為碳酸法工藝需要消耗大量的生石灰 和二氧化碳氣體、堿性濾泥量大且污染環(huán)境；此外，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)、C02氣體與石灰乳液反應(yīng)慢、工藝流程長(如有兩次二氧 化碳飽充工藝)，工藝技術(shù)性強等問題，因此，碳法工藝有必要進行改進。
[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。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-有機復(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，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：提供一種基于碳酸銨鹽的甘蔗糖汁澄清脫色除雜的 方法，該方法碳酸銨鹽和石灰乳反應(yīng)生成碳酸鈣顆粒沉淀，新生成的碳酸鈣顆粒帶正電荷， 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：一種基于碳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. 4-1. 5g氫氧化鈣或0. 3-1. 14g氧化鈣，100mL糖汁加入 0. 5-1. 8g碳酸銨鹽計，向糖汁中加入氫氧化鈣乳液或氧化鈣乳液和碳酸銨鹽，充分混合反 應(yīng)0-45分鐘，所述的碳酸銨鹽是碳酸銨、碳酸氫銨或含結(jié)晶水的碳酸銨、碳酸氫銨；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 氧化碳氣體中和調(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15-30分鐘。
[0012] 本發(fā)明用碳酸銨鹽作碳源，利用碳酸銨鹽(碳酸銨或碳酸氫銨）替代二氧化碳氣 體，與石灰乳液反應(yīng)生成碳酸鈣顆粒沉淀，用于糖汁中澄清、脫色、除雜。新生成的碳酸鈣顆 粒帶正電荷，能吸附糖液中的色素等非糖成分，從而達到澄清脫色除雜的目的。反應(yīng)方程式 為如下： Ca (OH) 2+ (NH4) 2C03 - CaS03 I +2NH3 個 +2H20 Ca (OH) 2+NH4HC03 - CaS03 I +NH3 t +2H20 碳酸銨或碳酸氫銨是常見的氮肥，生產(chǎn)技術(shù)成熟，來源廣泛。本發(fā)明方法提出用碳酸銨 或碳酸氫銨作為碳源，與石灰乳液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀顆粒，用于糖汁的澄清脫色除雜，取 得了理想的效果。碳酸銨或碳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)生負面影響。
[0013] 采用本發(fā)明的方法及工藝，與傳統(tǒng)碳酸法制糖工藝相比，碳源的利用率高，碳酸鈣 沉淀反應(yīng)的速度快，碳酸鈣顆粒活性高，對糖汁中的色素等非糖成分的吸附性能力強，澄清 脫色除雜的效果好，同時所使用的碳源和消耗的石灰量及產(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)明之一種基于碳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 :對赤砂糖回溶溶液的澄清脫色除雜。
[0017] 取100mL濃度為15wt%的赤砂糖回溶溶液，加入9mL質(zhì)量濃度為10%的氫氧化鈣乳 液和1. 1克的碳酸銨，充分混合反應(yīng)15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)，加入適量磷酸溶液(磷酸與水的體積比為1:1)中和至pH值到7. 0， 第二次加熱繼續(xù)升溫至l〇(TC后，加入聚丙烯酰胺絮凝劑6ppm進行絮凝沉降，分離絮凝物 后，得澄清脫色除雜后的糖汁，脫色率52. 9%。
[0018] 實施例2 :對甘蔗混合汁的澄清脫色除雜。 取100mL的甘蔗混合汁，加入10. 33g質(zhì)量濃度為10%氧化鈣乳液和1. 1克碳酸銨，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，加入適量磷酸溶液(磷酸與水 的體積比為1:1)中和至pH值到7. 0,再升溫到100°C后，加入聚丙烯酰胺絮凝劑5ppm進行 絮凝沉降，分離絮凝物后，得澄清脫色除雜后的糖汁，脫色率32. 09%。
[0019] 實施例3 :對赤砂糖回溶溶液的澄清脫色除雜。
[0020] 取100mL濃度為15 wt %的赤砂糖回溶溶液，加入7. 15g質(zhì)量濃度為10%的氧化 鈣乳液和〇. 8克的碳酸銨，充分混合反應(yīng)15分鐘，加熱至70°C除去反應(yīng)生成的氨氣后，力口 入適量磷酸溶液(磷酸與水的體積比為1:1)中和至pH值到7.0,繼續(xù)升溫至100°C后，加入 聚丙烯酰胺絮凝劑4ppm進行絮凝沉降，分離絮凝物后，得澄清脫色除雜后的糖汁，脫色率 49. 7%。
[0021] 實施例4 :對甘蔗混合汁的澄清脫色除雜。 取100mL的甘蔗混合汁，加入13mL質(zhì)量濃度為10%的氫氧化鈣乳液和0. 7克碳酸銨， 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，加入適量磷酸溶液(磷酸與 水的體積比為1:1)中和至pH值到7. 0,再升溫到100°C后，加入聚丙烯酰胺絮凝劑5ppm進 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61. 7%。
[0022] 實施例5 :對赤砂糖回溶溶液的澄清脫色除雜。
[0023] 取100mL濃度為15wt %的赤砂糖回溶溶液，加入llmL質(zhì)量濃度為10%的氫氧化 鈣乳液和1. 〇克的碳酸銨，充分混合反應(yīng)15分鐘，加熱至70°C除去反應(yīng)生成的氨氣后，力口 入適量磷酸溶液(磷酸與水的體積比為1:1)中和至pH值到7.0,繼續(xù)升溫至100°C后，加入 聚丙烯酰胺絮凝劑5ppm進行絮凝沉降，分離絮凝物后，得澄清脫色除雜后的糖汁，脫色率 52. 1%。
[0024] 實施例6 :對清汁的澄清脫色除雜。
[0025] 取100mL清汁，加入5mL質(zhì)量濃度為10%的氫氧化鈣乳液和0. 5克碳酸氫銨，充分 混合反應(yīng)30分鐘，加熱至60°C除去反應(yīng)生成的氨氣后，加入適量亞硫酸溶液(亞硫酸與水 的體積比為1:1)中和至pH值到7. 0,繼續(xù)升溫至90°C后，加入聚丙烯酰胺絮凝劑3ppm進 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35. 8%。
[0026] 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。
[0027] 作為本發(fā)明各實施例的一種變換，所述的碳酸銨鹽除了采用碳酸銨和碳酸氫銨 夕卜，還可以采用含結(jié)晶水的碳酸銨、碳酸氫銨。調(diào)節(jié)糖汁pH值除了采用磷酸和亞硫酸外，還 可以通入二氧化硫氣體或二氧化碳氣體中和調(diào)節(jié)糖汁pH值。
[0028] 本發(fā)明各實施例均可用于甘蔗混合汁、清汁、糖漿或赤砂糖回溶溶液的澄清脫色 除雜。
[0029] 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. 一種基于碳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. 4-1. 5g氫氧化鈣或0. 3-1. 14g氧化鈣，lOOmL糖汁加入 0. 5-1. 8g碳酸銨鹽計，向糖汁中加入氫氧化鈣乳液或氧化鈣乳液和碳酸銨鹽，充分混合反 應(yīng)0-45分鐘，所述的碳酸銨鹽是碳酸銨、碳酸氫銨或含結(jié)晶水的碳酸銨、碳酸氫銨；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所述的一種基于碳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、二氧化碳氣體中和調(diào)節(jié)糖汁pH值為 7. 0-7. 5。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于碳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所述的一種基于碳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所述的一種基于碳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15-30分鐘。
【文檔編號】C13B20/00GK104152589SQ201310172708
【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, 李彥青, 黃永春, 李青松 申請人:廣西工學(xué)院