專利名稱：糖生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般地，本發(fā)明涉及從得自植物原料的含蔗糖液體制造糖的系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明涉及改變糖加工液體特性的糖加工液體調(diào)節(jié)器，以及利用具有改變的糖加工液體特性的糖加工液體制造糖的糖加工步驟。
背景技術(shù)：
蔗糖，C12H22O11，是一種二糖，它是連接一葡萄糖單糖和一果糖單糖的縮合分子。蔗糖在植物界的許多水果和蔬菜中天然存在，例如甘蔗、甜菜、甜高梁、桄榔或糖楓。植物產(chǎn)生的蔗糖量可以取決于許多因素，其中有遺傳品系、土壤或施肥因素、生長(zhǎng)期間的天氣狀況、植物疾病的發(fā)生率、成熟的程度、或收割與加工之間的處理。
蔗糖可以集中在植物的某些部分，例如甜菜的根部或甘蔗的莖部。可以收割整個(gè)植物或集中蔗糖的植物的一部分，并加工植物原料得到含一定量蔗糖的糖加工液體。實(shí)例參見P.W.van der Poel等人的“糖技術(shù)，甜菜和甘蔗糖生產(chǎn)(Sugar Technology，Beet and Cane SugarManufacture)”(1998)；R.A.McGinnis編輯的“甜菜糖技術(shù)(Beet-SugarTechnology)”，第三版(1982)；或James C.P.Chen，Chung Chi Chou的“甘蔗糖手冊(cè)甘蔗糖制造商和化學(xué)家手冊(cè)(Cane Sugar HandbookAManual for Cane Sugar Manufactures and Their Chemists)”，第12版(1993)；和美國專利第6,051,075；5,928,42；5,480,490號(hào)，在此引入各自的內(nèi)容作為參考。
現(xiàn)參考作為非限制性例子的圖1，可以將甜菜(1)切成稱為“甜菜絲”(2)的薄片?？梢詫⑻鸩私z(2)引入糖加工液體流(4)經(jīng)過的甜菜絲攪拌器(3)。甜菜絲(2)與甜菜絲攪拌器(3)中的糖加工液體流(4)呈逆流，穿過甜菜絲攪拌器(3)。甜菜絲(2)穿過甜菜絲攪拌器(3)時(shí)，甜菜絲(2)中的部分蔗糖轉(zhuǎn)移到糖加工液體流(3)中。甜菜絲(2)和部分糖加工液體(4)可以轉(zhuǎn)移到浸提器(6)第一末端處的甜菜絲漿入口(5)處，而浸出液(7)在浸提器第二末端(8)處的浸出液入口(8)處進(jìn)入。甜菜絲(2)與浸出液流(8)呈逆流，穿過浸提器(7)。甜菜絲(2)的逆流浸提可以將高達(dá)約百分之九十八(98％)的蔗糖與多種來自甜菜絲(2)的其它物質(zhì)一起轉(zhuǎn)移。將甜菜絲(2)在甜菜絲漿出口(9)處從浸提器(6)轉(zhuǎn)移到壓漿機(jī)(10)中，在壓漿機(jī)(10)中將液體從甜菜絲(2)中榨出。從甜菜絲(2)榨出的液體經(jīng)常稱為“甜菜廢絲壓榨水”(11)，pH值可以是大約5，在浸提器(6)的第二末端處的甜菜廢絲壓榨水入口(9)返回浸提器(6)，與浸出液(7)混合。來自浸提器(6)的糖加工液體流(4)(常稱為“浸出汁”)令混合的浸出液(7)、壓漿液(11)和其它可能引入浸提器(6)的液體返回到甜菜絲攪拌器(3)中。可以將來自浸提器(6)的糖加工液體流(4)分成兩股或更多股液流，并且當(dāng)其返回甜菜絲攪拌器(3)時(shí)，可以將其它液體混入糖加工液體流(4)。進(jìn)入甜菜絲攪拌器(3)的糖加工液體流(4)，與甜菜絲(2)呈逆流穿過甜菜絲攪拌器(3)。從甜菜絲攪拌器(3)轉(zhuǎn)移的糖加工液體(4)經(jīng)常稱為“原汁”。
有許多備選的從植物原料中轉(zhuǎn)移含蔗糖液體的工藝。作為另一非限制性的例子(未圖示)，一種甘蔗的浸提工藝采用了精制蔗糖片的移動(dòng)床，經(jīng)過浸提液噴射，將蔗糖(與多種其它物質(zhì)一起)從植物原料轉(zhuǎn)移到浸出液中。
作為第三個(gè)非限制性的例子，一種甘蔗的研磨工藝令甘蔗莖經(jīng)過輥，從植物原料中榨出甘蔗汁。該工藝可以沿一系列壓榨機(jī)重復(fù)數(shù)次，確?；旧先コ怂械母收嶂?。
無論采用哪種工藝或方法從植物原料中轉(zhuǎn)移蔗糖，產(chǎn)生的糖加工液體(4)中均含有蔗糖、非蔗糖物質(zhì)和水。非蔗糖物質(zhì)可以包括各種植物衍生物質(zhì)和非植物衍生物質(zhì)，包括但不限于不溶性物質(zhì)，例如植物纖維、土壤顆粒、金屬顆?；蚱渌樾迹灰约翱扇苄晕镔|(zhì)，例如肥料、蔗糖、蔗糖以外的糖類、有機(jī)和無機(jī)非糖、有機(jī)酸(如乙酸、L-乳酸或D-乳酸)、溶解氣體(如CO2、SO2或O2)、蛋白質(zhì)、無機(jī)酸、磷酸鹽、金屬離子(例如鐵離子、鋁離子或鎂離子)或果膠；有色物質(zhì)；皂角苷；蠟；脂肪；或樹膠；關(guān)于它們的各有關(guān)或聯(lián)合的部分、或其衍生物。
現(xiàn)在參考圖2，向糖加工液體(4)中逐漸加入堿(13)，令pH從約5.5pH到約6.5pH之間的范圍內(nèi)升高至約11.5pH到約11.8pH之間的范圍。pH升高使得某些非蔗糖物質(zhì)能夠保留在糖加工液體(4)中，以達(dá)到它們各自的等電點(diǎn)。該步驟經(jīng)常稱為“預(yù)加灰(preliming)”，可以在多室石灰混合器(14)中進(jìn)行。術(shù)語“預(yù)加灰”并非要將向含蔗糖的糖加工液體(4)中加入堿的步驟，僅僅限制在那些稱該加堿步驟為“預(yù)加灰”的工藝系統(tǒng)。相反地，應(yīng)當(dāng)理解在各種傳統(tǒng)的汁液加工系統(tǒng)中，在隨后的凈化或提純步驟之前，可能需要首先利用堿來提高pH或糖加工液體(4)。隨后的凈化和提純步驟可以包括如美國專利第4,432,806、5,759,283號(hào)或類似專利所述的過濾步驟；如英國專利第1,043,102號(hào)或美國專利第3,618,589、3,785,863、4,140,541或4,331,483、5,466,294號(hào)或類似專利所述的離子交換步驟；如美國專利第5,466,294、4,312,678、2,985,589、4,182,633、4,412,866或5,102,553號(hào)或類似專利所述的色譜步驟；或如美國專利第4,432,806號(hào)或類似專利所述的超濾步驟；如美國專利第6,051,075號(hào)或類似專利所述的相分離；或者如美國專利第4,045,242號(hào)所述的向最終的碳酸飽充槽中加入活性物質(zhì)的加工系統(tǒng)，均為“主加灰”和“碳酸飽充”的傳統(tǒng)糖加工步驟的備選方案，在此引入各參考文獻(xiàn)作為參考。
術(shù)語“堿”包括應(yīng)用任何能夠升高汁液或糖加工液體(4)的pH的物質(zhì)，包括但不限于應(yīng)用石灰，或者應(yīng)用來自利用石灰的工藝的底流，例如熱加灰和碳酸飽充之后回收的碳酸鈣泥漿(13)。術(shù)語“石灰”的應(yīng)用典型地包括生石灰或通過在氧氣中加熱鈣(通常以石灰石形式)以生成氧化鈣(15)的氧化鈣的特定應(yīng)用。石灰乳是許多汁液加工系統(tǒng)所優(yōu)選的，它由在石灰消和器(16)中生成的氫氧化鈣(Ca(OH)2)在水中的懸浮液組成，氧化鈣根據(jù)如下反應(yīng)生成
術(shù)語“等電點(diǎn)”涉及糖加工液體(4)內(nèi)溶解的或膠狀的物質(zhì)，例如蛋白質(zhì)，具有零電勢(shì)時(shí)的pH。當(dāng)這樣溶解的或膠狀的物質(zhì)達(dá)到它們指定的等電點(diǎn)時(shí)，它們可能在糖加工液體(4)中形成大量的固體顆粒、絮凝或絮狀物。
向汁液中加入碳酸鈣材料，可以進(jìn)一步加強(qiáng)絮凝，在功能上形成固體顆粒或絮凝物在其上結(jié)合的核或基質(zhì)。該工藝增加了顆粒的大小、重量或密度，因此促進(jìn)了這樣的固體顆?；蛭镔|(zhì)的過濾或沉淀，并將它們從汁液中去除。
傳統(tǒng)的糖加工方法進(jìn)一步提純包括殘余石灰、過量碳酸鈣、固體顆粒、絮凝或絮狀物的加工液體(4)，以穩(wěn)定預(yù)加灰步驟中形成的絮狀物或顆粒。冷主加灰步驟(圖2中未顯示)可以包括另外加入約占預(yù)加灰的糖加工液體(4)0.3-0.7wt.％(或取決于預(yù)加灰汁的質(zhì)量而更多)的石灰，其在約30℃到約40℃之間的溫度下進(jìn)行。
冷主加灰汁接下來可以進(jìn)行熱主加灰(17)，以進(jìn)一步降解轉(zhuǎn)化糖和其它對(duì)該步驟不穩(wěn)定的成分。熱主加灰(17)可以包括進(jìn)一步加入石灰(18)，以使得加灰汁的pH增加到約12pH到約12.5pH之間的水平。這導(dǎo)致了一部分不受先前加入的堿或石灰影響的可溶性非蔗糖物質(zhì)開始分解。特別地，糖加工液體(4)的熱主加灰(17)可以通過轉(zhuǎn)化糖、氨基酸、酰胺和其它溶解的非蔗糖物質(zhì)的部分分解來達(dá)到熱穩(wěn)定性。
在冷主加灰或熱主加灰(17)之后，主加灰糖加工液體(4)可以經(jīng)受一級(jí)碳酸飽充步驟(18)，其中二氧化碳?xì)怏w(19)可以與主加灰糖加工液體(4)結(jié)合。二氧化碳?xì)怏w(19)與主加灰汁中殘余的石灰反應(yīng)，生成碳酸鈣沉淀(13)或泥漿。該程序不僅可以除去殘余的石灰(典型地約為殘余石灰的95wt.％)，而且表面活性碳酸鈣沉淀(13)可以俘獲大量殘余溶解的非蔗糖物質(zhì)。此外，碳酸鈣沉淀(13)可以起到助濾劑的作用，將固體物質(zhì)從主加灰(17)和碳酸飽充的汁液(18)中物理去除。
一級(jí)碳酸飽充步驟(18)得到的澄清的糖加工液體(4)，接下來可以經(jīng)受另外的加灰步驟、加熱步驟、二級(jí)碳酸飽充步驟(20)、上文所述的過濾步驟、膜超濾步驟、色譜分離步驟或離子交換步驟，或者其組合、變化或衍生，以進(jìn)一步凈化或提純一級(jí)碳酸飽充步驟得到的汁液，得到稱為“稀汁”的糖加工液體(4)。
現(xiàn)在參考圖3，其提供了另一個(gè)非限制性的例子，“稀汁”可以通過部分水含量的蒸發(fā)增稠，以生成傳統(tǒng)上稱為“濃汁”的糖加工液體(4)。部分水含量的蒸發(fā)可以在多級(jí)蒸發(fā)器(21)中進(jìn)行。
現(xiàn)在參考作為非限制性例子的圖4，與其它糖加工液體(“稀汁”、離心洗滌液和糖漿)混合的增稠糖加工液體(4)或“濃汁”和產(chǎn)生的再熔(22)(23)較低級(jí)糖晶體轉(zhuǎn)移到“一號(hào)糖濃縮罐(white.pan)”(24)中。在“一號(hào)糖濃縮罐”(24)中蒸去更多的水，直到條件適于蔗糖或糖晶體生長(zhǎng)。由于可能難以令蔗糖或糖晶體生長(zhǎng)良好，加入了一些蔗糖或糖的晶種，以引發(fā)晶體形成。晶體一旦生長(zhǎng)，則生成的晶體和剩余的糖加工液體(4)的混合物可以在“色糖離心機(jī)(white centrifuge)”(25)中分離。將來自“一號(hào)糖濃縮罐”的增稠糖加工液體(4)轉(zhuǎn)移到“高生料罐(high raw pan)”(26)中進(jìn)行重結(jié)晶?！案呱瞎蕖?26)中產(chǎn)生的“高生料糖晶體”通過“高生料離心機(jī)(high raw centrifuge)”(28)從增稠糖加工液體(4)中分離，并返回“高熔爐(high melter)”(22)與進(jìn)入的“濃汁”混合，而來自“一號(hào)糖濃縮罐”(24)的增稠加工液體(4)在“低生料罐(low raw pan)”(29)中進(jìn)行重結(jié)晶?！暗蜕瞎尢蔷w”(30)返回“低生料熔爐(low raw melter)”(23)與進(jìn)入的“濃汁”混合。未進(jìn)行重結(jié)晶的來自“低生料罐”(29)的剩余增稠糖加工液體(4)稱為“糖蜜”。
來自“一號(hào)糖濃縮罐”(31)的糖晶體在“色糖離心機(jī)”中從增稠的糖加工液體中分離出來之后，可以對(duì)其進(jìn)行洗滌(“白清洗(highwash)”)(32)，以產(chǎn)生希望的顏色。來自“色糖離心機(jī)”的“白清洗”中(32)含有大量蔗糖，并返回“高熔爐”(22)。然后將分離的蔗糖或糖的晶體(33)轉(zhuǎn)移到糖干燥器(34)中產(chǎn)生糖晶體(33)，以得到希望的含水量。
從上述非限制性的例子可以理解，通過提純來自植物材料的含蔗糖的液體，可以產(chǎn)生許多類型的糖加工液體和糖加工產(chǎn)品。包括殘余植物材料的固體；凈化、提純或精練期間從糖加工液體中分離的固體；含糖或蔗糖的汁液；結(jié)晶的糖或蔗糖；來自糖或蔗糖結(jié)晶的母液；工藝系統(tǒng)的副產(chǎn)品；及其各種組合、變化或衍生，均具有雜質(zhì)，其含量與它們的生產(chǎn)中采用的工藝步驟相符，或與生產(chǎn)的產(chǎn)品的類型或種類的傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)相符，產(chǎn)品包括但不限于含有廢植物材料的動(dòng)物飼料，例如廢甜菜絲、果肉或甘蔗渣或其它從加工液體中分離的固體或汁液；固體燃料，可以將其燃燒以產(chǎn)生用于電力產(chǎn)品的蒸汽，或產(chǎn)生可以返回糖加工系統(tǒng)的低壓蒸汽，或產(chǎn)生低級(jí)熱量；糖漿，其范圍從例如出售給工業(yè)用戶的純蔗糖溶液到含有調(diào)味劑和色素的處理糖漿，或是例如黃糖漿的含有某些轉(zhuǎn)化糖以防止蔗糖結(jié)晶的糖漿；將結(jié)晶的蔗糖或糖的所有或任何部分去除得到的糖蜜，或是從糖蜜衍生的產(chǎn)品，其一個(gè)例子為糖漿(treacle)；從糖蜜中蒸餾出的醇；通過使用二氧化硫(SO2)作為漂白劑亞硫酸化產(chǎn)生的直接白糖(blanco directo)或種植糖(plantation sugar)；通過將含蔗糖或糖的汁液煮沸直至基本干燥而產(chǎn)生的juggeri或粗糖；從熔化精制白糖得到的或從可以進(jìn)一步脫色的糖漿得到的汁糖(juice sugar)；單次結(jié)晶的蔗糖，其在英國或其它歐洲地區(qū)經(jīng)常稱為“非精制糖”，或在北美天然食品工業(yè)稱為“脫水甘蔗汁”，以描述一種以最小程度的加工所生產(chǎn)的自由流動(dòng)的單結(jié)晶蔗糖；精甘蔗(milled cane)；德麥拉拉紅糖(demerara)；黑砂糖；rapedura；紅沙糖；turbina；蔗糖可以約占94-98％的原糖，其差額為糖蜜、灰分和其它微量元素；例如超細(xì)粒狀的精制糖，其質(zhì)量為基于美國軟飲料產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(National Soft Drink Association)規(guī)定的“裝瓶物(bottlers)”質(zhì)量，水白色，蔗糖至少占99.9％；特制白糖，例如細(xì)白砂糖、糖粉、方糖或防腐糖(preserving sugar)；可以通過將精制白糖與糖蜜一起噴射并混合制造的紅糖，其可以依據(jù)糖蜜的特性為淺色或深色的紅糖；或通過將粒狀糖在磨粉機(jī)中研磨成粉制成的各種精細(xì)程度的糖粉(powered sugar)，其可以進(jìn)一步含有玉米淀粉或其它防止結(jié)塊的化學(xué)品。
這一名單并非要限定從植物材料中得到的含蔗糖液體或者隨后在提純期間產(chǎn)生的糖加工液體生產(chǎn)的產(chǎn)品，而是要舉例說明可以通過傳統(tǒng)的糖加工系統(tǒng)生產(chǎn)的眾多不同的產(chǎn)品，糖加工系統(tǒng)包括但不限于上文所述的糖加工系統(tǒng)，以及其它沒有明確描述但是基于待加工的植物原料的類型或最終得到的產(chǎn)品從上文的描述中自然理解的糖加工系統(tǒng)。糖加工系統(tǒng)包括多種單個(gè)成分或工藝步驟的變化和組合，其可以導(dǎo)致相同或類似或不同的糖加工產(chǎn)品和副產(chǎn)品。應(yīng)當(dāng)理解為本發(fā)明可以用于每種類型或種類的糖加工系統(tǒng)，不論本文是否確切地還是固有地描述。
從糖加工系統(tǒng)衍生的產(chǎn)品具有全球競(jìng)爭(zhēng)的貿(mào)易市場(chǎng)。由于糖和糖加工系統(tǒng)副產(chǎn)品的市場(chǎng)非常巨大，即使是糖或副產(chǎn)品成本的微小降低也可以產(chǎn)生充分的和理想的金錢節(jié)約。盡管這一強(qiáng)勁的貿(mào)易動(dòng)機(jī)已與至少1000年糖生產(chǎn)的漫長(zhǎng)歷史相結(jié)合，尤其是從甜菜生產(chǎn)糖的商業(yè)工藝系統(tǒng)已經(jīng)建立了100年，關(guān)于糖的生產(chǎn)仍然保留著未解決的重大問題。
與糖的生產(chǎn)有關(guān)的一個(gè)重大問題可能是糖加工液體中有機(jī)酸和無機(jī)酸的量。當(dāng)植物細(xì)胞汁(3)中含有足夠的陽離子時(shí)，氫氧根離子(OH-)可以起到陰離子的作用，使得二氧化碳(CO2)以碳酸根離子(CO3)-2或碳酸氫根離子HCO3-的形式溶解在汁液(3)中。HCO3-的離解提供了很弱的酸。然而，當(dāng)汁液(3)含有的陽離子的數(shù)目不足以使得溶解的CO2形成碳酸根或碳酸氫根離子時(shí)，導(dǎo)致了二氧化碳和碳酸H2CO3之間的平衡。碳酸在處理糖加工液體(4)的pH范圍中能夠起到強(qiáng)酸的作用。
類似地，二氧化硫(SO2)或亞硫酸氫銨(NH4HSO3)可以引入糖加工液體(4)中，以控制、降低或消除微生物活性、蔗糖水解、轉(zhuǎn)化糖的形成、或蔗糖的損失，或是將pH調(diào)節(jié)得更低。而且，當(dāng)糖加工液體(4)含有足夠的陽離子，例如鈣離子時(shí)，能夠得到例如亞硫酸鈣的亞硫酸鹽。然而，當(dāng)汁液含有的陽離子的數(shù)目不足以使得溶解的二氧化硫(SO2)形成亞硫酸鹽時(shí)，導(dǎo)致了二氧化硫(SO2)、亞硫酸(H2SO3)、和硫酸(H2SO4)之間的平衡。硫酸和亞硫酸同樣能夠起到強(qiáng)酸的作用。
另外，植物正常生長(zhǎng)期間能夠產(chǎn)生其它的無機(jī)和有機(jī)酸，并且微生物活動(dòng)產(chǎn)生了其它酸，這些酸包括但不限于乙酸；碳酸；丙酸；丁酸；戊酸；磷酸；鹽酸；硫酸；亞硫酸；檸檬酸；草酸；琥珀酸；富馬酸；乙醇酸；吡咯烷酮-羧酸；甲酸；丁酸；馬來酸；3-甲基丁酸；5-甲基己酸；己酸；或庚酸，其單獨(dú)地或以各種組合和濃度存在。
糖加工液體(4)內(nèi)含有的無機(jī)酸和有機(jī)酸降低了糖加工液體的pH，必須用堿來中和。糖加工液體(4)中有機(jī)酸或無機(jī)酸的濃度越高，將石灰混合器(14)或隨后的提純步驟之前的其它步驟中汁液的pH升高到希望的值所需的堿量則越大。
如上文所討論，可以向糖加工液體(4)中加入氧化鈣(15)或氫氧化鈣來升高pH，使得某些溶解的物質(zhì)作為固體、絮凝或絮狀物從溶液中脫離。典型地，氧化鈣通過石灰石的煅燒獲得，它是一種將石灰石在氧氣的存在下在窯爐中加熱直到二氧化碳釋放出來而得到氧化鈣的工藝。煅燒可能是造價(jià)昂貴的，因?yàn)樗枰徺I窯爐、石灰石和例如煤氣、石油、煤、焦炭或類似物的燃料，燃燒燃料以將窯爐的溫度升高到足以從石灰石中將二氧化碳釋放出來。還必須與從石灰石煅燒期間排出的窯氣中洗滌某些窯氣體和顆粒的設(shè)備一起，提供向窯爐中傳送石灰石和燃料以及從窯爐中取出生成的氧化鈣的輔助設(shè)備。
另外，在傳統(tǒng)的糖加工系統(tǒng)中，煅燒產(chǎn)生的氧化鈣必須轉(zhuǎn)化為氫氧化鈣以備使用。這又牽涉到購買將氧化鈣減小為合適大小的顆粒以及將這些顆粒與水混合產(chǎn)生氫氧化鈣的設(shè)備。
傳統(tǒng)工藝系統(tǒng)中關(guān)于堿的使用的另一個(gè)問題是，加灰和碳酸飽充步驟中形成的沉淀、絮狀物和碳酸鈣的處理。當(dāng)糖加工系統(tǒng)采用一個(gè)或多個(gè)碳酸飽充步驟(18)(20)凈化或提純汁液時(shí)，經(jīng)常被稱為“泥漿”、“廢石灰”或“碳酸飽充石灰”(13)的碳酸鈣或其它形成的鹽的量，將與糖加工液體(4)中加入石灰(15)的量成比例。簡(jiǎn)單來說，糖加工液體(14)中加入的石灰(15)的量越大，則碳酸飽充步驟期間形成的“廢石灰”(13)的量也越大。可以使得“廢石灰”(13)在碳酸飽充槽(18)(20)的底部沉降，形成有時(shí)稱為“石灰泥”的物質(zhì)。“石灰泥”或“廢石灰”(13)可以通過旋轉(zhuǎn)真空過濾器(34)或平板框架壓出機(jī)分離。形成的產(chǎn)品隨后稱為“石灰餅”(35)。石灰餅(35)或石灰泥在很大程度上可以是碳酸鈣沉淀，但是也可能含有糖、其它有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)、或者水。這些分離的沉淀幾乎總是與其它工藝系統(tǒng)廢料分開處理，例如可以用水打成漿并泵入沉降池或用堤圍起來的區(qū)域，或者轉(zhuǎn)移至廢物填注池。
另外可選地，可以重新煅燒碳酸飽充石灰、石灰泥或石灰餅。但是，重煅燒窯爐以及重新煅燒廢石灰(13)的外圍設(shè)備的成本比煅燒石灰石的窯爐可能要昂貴得多。而且，重新煅燒的“碳酸飽充石灰”的質(zhì)量可能與煅燒的石灰石有所不同。煅燒石灰石的純度與重新煅燒的碳酸飽充石灰相比，可能為92％比77％，這僅僅舉一個(gè)例子。同樣，中和汁液中等量水合氫離子所需的重煅燒石灰的量可能也相應(yīng)地更高。而且，廢石灰中的二氧化碳含量可能比石灰石中高得多。同樣地，不僅生產(chǎn)重煅燒石灰可能造價(jià)昂貴，而且它還可能需要使用大得多的氣體管道和轉(zhuǎn)移重新煅燒廢石灰產(chǎn)生的CO2的設(shè)備、更大的移動(dòng)重煅燒石灰的輸送設(shè)備、更大的碳酸飽充槽等等。不論廢石灰(13)(35)是否在沉降池、廢物填注池中處理，還是回收，特定工藝系統(tǒng)中使用的石灰(15)的量越大，通常處理廢石灰的造價(jià)也越高。
傳統(tǒng)糖加工系統(tǒng)的另一重大問題可能是糖加工系統(tǒng)中處理量的日益降低，其對(duì)應(yīng)于處理糖加工液體(4)時(shí)石灰(15)用量的日益增加。該問題一方面可能是生產(chǎn)或向糖工藝步驟提供石灰(15)的量或速度有限。如上文所討論，糖加工系統(tǒng)中石灰石作為堿使用之前必須加以煅燒以產(chǎn)生氧化鈣(15)。產(chǎn)生的石灰(15)量可能受石灰石的有效性、窯爐生產(chǎn)量、燃料有效性、或其它因素的限制。使石灰(15)提供給糖加工系統(tǒng)的速度可能基于石灰生產(chǎn)設(shè)備的大小、種類或量、可用的人工、或類似因素而變化。該問題另一方面可能是糖加工系統(tǒng)中石灰(15)的用量可能成比例地降低糖加工系統(tǒng)中糖加工液體(4)的可用體積。例如石灰(15)的堿的增加使用也可能要求使用更大的保護(hù)區(qū)域、導(dǎo)管等以維持相同體積汁液的處理量。
傳統(tǒng)糖加工系統(tǒng)的另一重大問題可能是糖加工液體(4)中的石灰鹽，其不會(huì)在預(yù)加灰(123)、主加灰(17)和碳酸飽充(18)(19)步驟期間沉淀，但是仍然必須在從“稀汁”中蒸發(fā)水之前將其從糖加工液體(4)中去除，以防止或降低蒸發(fā)器中水垢的形成。例如，草酸的鈣鹽草酸鹽經(jīng)常形成水垢的主要成分，在碳酸飽充之后保留在糖加工液體(4)中。但是，“稀”或“濃”的糖加工液體可以含有充足的鈣以在水被蒸發(fā)時(shí)迫使草酸鹽脫離溶液。從設(shè)備表面去除水垢的工藝可能是造價(jià)昂貴的，包括但不限于由于生產(chǎn)速度下降和效率損失的費(fèi)用，或者由于設(shè)備有效壽命降低的費(fèi)用。
為了在蒸發(fā)步驟(21)之前去除石灰鹽以實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器(21)中水垢沉積的降低，糖加工液體(4)可以經(jīng)過離子交換器(34)，它令鈣離子結(jié)合到離子交換樹脂上，以交換而釋放出兩分子鈉離子，鈉離子轉(zhuǎn)移到糖加工液體(4)中(某些傳統(tǒng)工藝體系在蒸發(fā)之前并不去除石灰鹽)。通過用例如氫氧化鈉溶液或硫酸溶液的再生劑(35)對(duì)柱子進(jìn)行定期清洗，釋放結(jié)合在離子交換樹脂上的鈣離子，再生劑取決于交換樹脂的類型。廢再生劑(35)主要由溶液中的鈣離子和氫氧根離子組成(當(dāng)氫氧化鈉溶液用作再生劑時(shí))，其pH值高，可以被石灰混合器(14)回收以補(bǔ)充到石灰乳(18)。這可以是一個(gè)優(yōu)勢(shì)，降低了令石灰混合器(14)中糖加工液體(4)的pH增加以達(dá)到11.5到11.8的pH范圍所需的石灰乳(18)量。但是，當(dāng)石灰鹽增加時(shí)，產(chǎn)生的廢再生劑(35)的量也會(huì)增加，并可能導(dǎo)致在平衡石灰混合器(14)以連續(xù)操作中的問題。石灰混合器(14)中堿度和pH的改變可以導(dǎo)致非蔗糖物質(zhì)和高級(jí)石灰鹽不好去除，反過來需要更頻繁的離子交換器再生。所有這些均增加了糖生產(chǎn)的成本。
傳統(tǒng)糖加工系統(tǒng)的另一重大問題可能是糖加工液體(4)中其它有機(jī)化合物的量。這些有機(jī)化合物可以包括但不限于乙醛；乙醇；丙酮；二甲基硫醚；2-丙烯腈；乙酸甲酯；異丙醛；2-甲基丙醛；2-甲基丙烯醛；2-甲基-2-丙醇；丙腈；1-丙醇；2-丁酮；2，3-丁二酮；乙酸乙酯；2-丁醇；丙酸甲酯；2-丁醛；3-甲基丁醛；3-甲基-2-丁酮；乙酸異丙酯；2-甲基丁醛；1-丁醇、2-丁烯腈；2-戊酮；2，3-戊二酮；丙酸乙酯；乙酸丙酯；3-甲基丁腈；甲基異丁基酮；2-甲基-2-丁醛；3-甲基-1-丁醇；丙酸異丙酯；乙酸異丁酯；2-甲基-3-戊醇；2，3-己二酮；2-己酮；丁酸乙酯；乙酸丁酯；4-甲基戊腈；2-己醛；乙酸3-甲基-1-丁酯；3-庚酮；2-庚酮；5-庚烯-2-酮；庚醛；3-辛烯-2-酮；2-庚醛；3-辛酮；丁酸丁酯；2-甲氧基-3-異丙基吡嗪；2-甲氧基-3-(1-甲基丙基)吡嗪；醇；醛；酮；揮發(fā)性酸；一氧化碳；二氧化碳；二氧化硫；酯；腈；硫化物；吡嗪。
某些有機(jī)化合物可以是高度有色的或者是有色化合物的前體，其可以在預(yù)加灰(14)和熱主加灰(17)期間糖加工液體(4)的pH和溫度升高時(shí)產(chǎn)生。上述每天處理約8,500噸切片甜菜的糖加工系統(tǒng)，具有的稀汁顏色為約4,000標(biāo)準(zhǔn)基單位(reference base unit，RBU)，最終制造出顏色約43 RBU的白糖。為了達(dá)到至少40 RBU的“標(biāo)準(zhǔn)”白糖色度，必須調(diào)整“色糖離心洗滌”(32)，以使得“一號(hào)糖濃縮罐”糖晶體(33)的顏色從43 RBU變?yōu)?0 RBU。調(diào)整離心洗滌(32)以降低色度也將糖(33)的生產(chǎn)量降低了約0.65噸/小時(shí)。
傳統(tǒng)糖加工系統(tǒng)的另一重大問題可能是糖加工液體(4)的純度低，純度以糖對(duì)糖加工液體(4)的全部干固體的百分比表示。典型地，糖加工液體(4)中全部干固體相對(duì)于糖加工液體(4)中蔗糖量的濃度越高，所需的糖加工液體(4)則越少，全部干固體包括任何上述的物質(zhì)或其它物質(zhì)。可以理解的是，任何全部干固體相對(duì)于糖加工液體(4)中蔗糖的降低，為隨后的提純產(chǎn)生了相對(duì)較好的汁液。
糖加工液體(4)中的可溶性非蔗糖物質(zhì)可以干擾隨后的加工或提純步驟，或?qū)ιa(chǎn)的糖或其它產(chǎn)品的質(zhì)量或數(shù)量產(chǎn)生不利影響。估計(jì)平均每磅可溶性非蔗糖物質(zhì)令生產(chǎn)的糖的量降低了一磅半。同樣地，可能希望將這些可溶性非蔗糖物質(zhì)全部或部分地從糖加工液體(4)中分離出來或除去。例如，上述糖加工系統(tǒng)中，稀汁顏色約為2,500 RBU，當(dāng)“稀汁”純度約為92.00時(shí)，每小時(shí)可以生產(chǎn)約57噸30 RBU的白糖。如果可以將“稀汁”純度增加到約92.40，白糖的產(chǎn)量可以增加0.54噸/小時(shí)。
本發(fā)明提供了涉及解決上述每個(gè)問題的設(shè)備和方法的糖加工系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)廣義目標(biāo)可以是提供一種糖加工系統(tǒng)。
該廣義目標(biāo)的第一個(gè)方面可以是提供完整的、包括設(shè)備和方法的糖加工系統(tǒng)，以從含蔗糖的液體或糖加工液體生產(chǎn)產(chǎn)品。該廣義目標(biāo)的第二個(gè)方面可以是提供與傳統(tǒng)的糖加工系統(tǒng)方法相兼容的糖加工液體的調(diào)節(jié)設(shè)備和方法。關(guān)于第二個(gè)方面，本發(fā)明可以獨(dú)立地或相結(jié)合地提供方法步驟或設(shè)備，其可以進(jìn)一步增加、代替或修改傳統(tǒng)方法和設(shè)備，用于處理糖加工液體或其它含蔗糖液體。
本發(fā)明的第二個(gè)廣義目標(biāo)可以是降低從糖加工液體或其它含蔗糖的液體生產(chǎn)產(chǎn)品的成本。本發(fā)明該目標(biāo)的一個(gè)方面可以是增加糖加工液體的處理量，它可能整體或部分地受堿的利用率所限制，例如石灰石的利用率降低，或者將石灰石轉(zhuǎn)化為氧化鈣產(chǎn)量的短缺，或類似因素。本發(fā)明該目標(biāo)的另一方面可以是通過降低例如石灰的堿的量提供成本的節(jié)約，將含蔗糖的液體或汁液加工成產(chǎn)品必須使用堿。本發(fā)明該目標(biāo)的第三個(gè)方面可以是降低產(chǎn)生的廢料的量，例如降低廢石灰的量。
本發(fā)明的第三個(gè)廣義目標(biāo)可以是提供經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體，其特征是對(duì)于后續(xù)的處理或提純步驟來說更合乎需要，或是從每噸植物原料產(chǎn)出更大量的糖。本發(fā)明該目標(biāo)的一個(gè)方面可以是提供經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體，相對(duì)于蔗糖濃度，其非蔗糖物質(zhì)的量或者濃度降低。經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體中下列物質(zhì)的濃度降低，有機(jī)或無機(jī)酸(例如乙酸、D-乳酸、L-乳酸、丙酸、檸檬酸、鹽酸、硫酸、或類似物)、揮發(fā)性有機(jī)化合物(例如醇)、溶解的氣體(例如CO2或SOs)、氨、或類似物。本發(fā)明該目標(biāo)的第二個(gè)方面可以是提供根據(jù)本發(fā)明處理之后具有較高pH值的經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體(不論在處理之前是否向汁液中加入堿)。本發(fā)明該目標(biāo)的第三個(gè)方面可以是提供具有較高pH的經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體，即使在根據(jù)本發(fā)明的處理之前加入一定量的例如石灰的堿、或來自汁液傳統(tǒng)加工的底流、或類似物時(shí)。本發(fā)明該目標(biāo)的第四個(gè)方面可以是提供產(chǎn)生水合氫離子能力降低的經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體。本發(fā)明該目標(biāo)的第六個(gè)方面可以是提供經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體，其需要較少的堿以將pH升高到希望的值，等電聚焦溶解的物質(zhì)，在傳統(tǒng)工藝系統(tǒng)中進(jìn)行預(yù)加灰或主加灰步驟，降解轉(zhuǎn)化糖，或相反地從含蔗糖的液體或汁液生成產(chǎn)品。本發(fā)明該目標(biāo)的第七個(gè)方面可以是提供根據(jù)本發(fā)明處理之后具有更高氧化物質(zhì)濃度的經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體。本發(fā)明該目標(biāo)的第八個(gè)方面可以是提供經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體，其一經(jīng)加入石灰并隨后加入二氧化碳生成糖加工液體，該糖加工液體與未根據(jù)本發(fā)明處理的相同汁液比較，相對(duì)于蔗糖濃度的溶解固體的濃度更低。
本發(fā)明的第四個(gè)廣義目標(biāo)可以是提供降低汁液中非蔗糖物質(zhì)的量或濃度的方法和設(shè)備，該汁液通過例如壓榨、研磨或浸提的傳統(tǒng)汁液提取程序從植物原料中得到。本發(fā)明該目標(biāo)的一個(gè)方面可以是提供一種方法，以降低未加入堿、加入堿之前或加入堿之后的糖加工液體中非蔗糖物質(zhì)的量或濃度。本發(fā)明該方面的第二個(gè)方面可以是提供一種調(diào)節(jié)糖加工液體的方法，該方法可以在加入堿之前、之后或與之一起使用以降低非蔗糖物質(zhì)的量或濃度。本發(fā)明該目標(biāo)的第三個(gè)方面可以是提供一種輔助降低含蔗糖的液體或汁液中非蔗糖物質(zhì)的量或濃度的方法。本發(fā)明該目標(biāo)的第四個(gè)方面可以是提供一種與傳統(tǒng)的汁液凈化或提純方法兼容的降低糖加工液體或汁液中非蔗糖物質(zhì)的方法，其中傳統(tǒng)方法包括但不限于上文所述的預(yù)加灰、主加灰、離子交換或過濾。
本發(fā)明的第五個(gè)廣義目標(biāo)可以是提供各種將一定量具有所需分壓的氣體注入、引入從植物原料得到的糖加工液體，或者否則與之混合的設(shè)備。本發(fā)明該目標(biāo)的一個(gè)方面可以是提供一種將氣體混合物引入糖加工液體中以提供具有所需分壓的糖加工液體與氣體的混合流的設(shè)備。
本發(fā)明的第六個(gè)廣義目標(biāo)可以是提供各種設(shè)備和方法，從而增加與具有所需分壓的氣體或希望的氣體混合物混合的糖加工液體界面面積，以影響非蔗糖物質(zhì)從糖加工液體中傳質(zhì)。
本發(fā)明的第七個(gè)廣義目標(biāo)可以是提供各種設(shè)備和方法，以分離或除去與非蔗糖物質(zhì)的蒸汽壓、或者糖加工液體中含有或溶解的氣體的分壓部分或完全平衡的氣體混合物。
本發(fā)明的第八個(gè)廣義目標(biāo)可以是提供各種氧化汁液內(nèi)非蔗糖物質(zhì)的設(shè)備和方法。
當(dāng)然，貫穿說明書和附圖的其它部分公開了本發(fā)明的更多目標(biāo)。


圖1圖示了浸提和壓榨甜菜絲得到原汁的傳統(tǒng)工藝系統(tǒng)。
圖2圖示了提純?cè)膫鹘y(tǒng)工藝系統(tǒng)，該原汁從圖1所示的甜菜絲的浸提和壓榨得到。
圖3圖示了從通過圖2所示的提純系統(tǒng)生產(chǎn)的稀汁中蒸發(fā)水的傳統(tǒng)工藝系統(tǒng)。
圖4圖示了從圖3所示的蒸發(fā)系統(tǒng)所產(chǎn)生的濃汁結(jié)晶的傳統(tǒng)工藝系統(tǒng)。
圖5提供了糖加工系統(tǒng)發(fā)明的通風(fēng)室和真空室組件的特定實(shí)施方式的圖。
圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明的提純方法。
圖7圖示了根據(jù)本發(fā)明的蒸發(fā)方法。
圖8圖示了根據(jù)本發(fā)明的蔗糖結(jié)晶的方法。
具體實(shí)施例方式
從以下關(guān)于本發(fā)明的方法和設(shè)備的描述可以理解，本發(fā)明提供了一種糖加工系統(tǒng)，其調(diào)節(jié)糖加工液體以改變各種影響生產(chǎn)的糖的質(zhì)量和數(shù)量的糖加工液體的特性。
現(xiàn)在主要參考圖5，本發(fā)明的一個(gè)非限制性實(shí)施方式，其可以用于從甜菜(從其它種類植物原料得到的其它糖加工液體)生產(chǎn)糖，可以包括從甜菜絲攪拌器(3)接收糖加工液體(4)的通風(fēng)室(36)。例如泵或重力的糖加工液體轉(zhuǎn)移工具(40)使得糖加工液體(4)以希望的體積和壓力從甜菜絲攪拌器(3)轉(zhuǎn)移到通風(fēng)室(36)中(步驟1020)。通風(fēng)室(36)可以配置為提供一個(gè)邊界受通風(fēng)室(36)內(nèi)部構(gòu)造限制的保護(hù)區(qū)(37)。一定量的糖加工液體(4)可以經(jīng)過保護(hù)區(qū)(37)，同時(shí)一定量的至少一種氣體(38)經(jīng)過保護(hù)區(qū)(37)(步驟1130)。通過使一定量的至少一種氣體(38)(多種氣體的混合物或所需分壓的多種氣體)與一定量糖加工液體(4)同時(shí)經(jīng)過保護(hù)區(qū)(37)，使得可從糖加工液體(4)轉(zhuǎn)移的物質(zhì)隨著一定量氣體(38)向平衡移動(dòng)(步驟1140)。經(jīng)過保護(hù)區(qū)的氣體(38)量可以從經(jīng)過保護(hù)區(qū)(37)的糖加工液體(4)的量中分離(步驟1150)，并能從通風(fēng)室(38)中轉(zhuǎn)移(步驟1080)。
可轉(zhuǎn)移的非蔗糖物質(zhì)在氣體(38)的量和糖加工液體(4)之間分布(步驟1030)。同樣地，一部分可轉(zhuǎn)移的非蔗糖物質(zhì)將會(huì)轉(zhuǎn)移到氣體(38)的量，并從通風(fēng)室(36)中轉(zhuǎn)移(步驟1080)，而某一部分非蔗糖物質(zhì)將會(huì)保留在糖加工液體(4)中，如步驟(1040)和步驟(1050)所示。從糖加工液體(4)中轉(zhuǎn)移一部分非蔗糖物質(zhì)的過程導(dǎo)致了一定的熱量從糖加工液體(4)中損失(步驟1160)。
術(shù)語“糖加工液體”應(yīng)當(dāng)理解為廣義地包括任何含蔗糖的液體，而不論其得到的方式，或蔗糖與非蔗糖物質(zhì)或水的比例，其可以依賴于植物原料的質(zhì)量或種類、與植物原料有關(guān)的物質(zhì)、或用于加工植物原料的方法或步驟，以不同的比例存在。同樣地，術(shù)語“糖加工液體”可以用作通用術(shù)語，以識(shí)別通過研磨或壓榨步驟從多種植物原料得到的含蔗糖的液體；通過將植物原料與其它液體一起浸提從多種植物原料得到的含蔗糖的液體；由對(duì)研磨或浸提所得到的液體進(jìn)行凈化或提純的各種蔗糖生產(chǎn)工藝步驟，得到或?qū)е碌暮崽堑囊后w；或者糖生產(chǎn)工業(yè)中所采用的技術(shù)術(shù)語所特別定義的含蔗糖的液體，例如“原汁”、“浸出汁”、“浸出液”、“加灰汁”、“稀汁”、“濃汁”、“碳酸飽充汁”、或類似物。
術(shù)語“氣體”廣義地包括且不限于純氣體，如氧氣、氮?dú)狻⒑?、臭氧、二氧化碳、氖氣、氪氣；或氣體的混合物，如空氣、大氣氣體、大氣、臭氧含量高于大氣的氣體混合物、氧氣含量高于大氣的氣體混合物、氮?dú)夂扛哂诖髿獾臍怏w混合物、過氧化氫含量高于大氣的氣體混合物、二氧化碳含量高于大氣的氣體混合物、氬氣含量高于大氣的氣體混合物、氦氣含量高于大氣的氣體混合物、氪氣含量高于大氣的氣體混合物、臭氧含量低于大氣的氣體混合物、氧氣含量低于大氣的氣體混合物、氮?dú)夂康陀诖髿獾臍怏w混合物、過氧化氫含量低于大氣的氣體混合物、二氧化碳含量低于大氣的氣體混合物、氬氣含量低于大氣的氣體混合物、氦氣含量低于大氣的氣體混合物、氪氣含量低于大氣的氣體混合物、或類似氣體混合物；或者經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)過濾器以降低或基本消除非生物微?；蛏锪Ｗ?如細(xì)菌、病毒、花粉、微植物群或動(dòng)物群、或者其它病原體)的氣體或氣體混合物；經(jīng)過化學(xué)滌氣器、或者要不然經(jīng)過處理產(chǎn)生希望的濃度或濃度范圍的分壓氣體的氣體或氣體混合物；或其組合或變化。
響應(yīng)氣流的氣體過濾器(未顯示)可以包括高效微?？諝膺^濾器或超低洩漏空氣過濾器，或其它類型的大微?；蚣?xì)微粒過濾器。例如，可以將未過濾的氣體或氣體混合物吸入一級(jí)預(yù)過濾器，如果需要的話，接下來通過二級(jí)預(yù)過濾器，然后通過氣流發(fā)生器(7)。預(yù)過濾的氣體混合物接下來可以流過氣體過濾器(高效微粒空氣過濾器、或超低洩漏空氣過濾器，或其它類型的過濾器)。當(dāng)使用高效微粒空氣過濾器時(shí)，產(chǎn)生的過濾的氣體或過濾的氣體混合物可達(dá)到99.99％不含小至約0.3微米的微粒，當(dāng)使用超低洩漏空氣過濾器時(shí)，可達(dá)到99.99％不含小至約0.12微米的微粒。
再次主要參考圖5，傳送到糖加工液體(4)流中的氣體量(步驟1130)可以通過氣體入口(39)而轉(zhuǎn)移，氣體入口(39)終止于單個(gè)或多個(gè)孔元件(圖5中未顯示)。氣流發(fā)生器(40)可以調(diào)節(jié)為產(chǎn)生足夠的氣壓，以將至少一種氣體(38)所需的量輸送到經(jīng)過保護(hù)區(qū)(37)的糖加工液體(4)流當(dāng)中。
經(jīng)過保護(hù)區(qū)的糖加工液體(4)流可以是糖加工液體的連續(xù)流，或者響應(yīng)于糖加工液體流調(diào)節(jié)工具，例如與糖加工液體轉(zhuǎn)移工具(40)相耦合的閥門、可變限流器、或調(diào)節(jié)器(機(jī)械或電子的)，由此可以建立糖加工液體(4)的連續(xù)、間歇或脈沖流，以增加或降低糖加工液體(4)流在保護(hù)區(qū)(37)中保留的持續(xù)時(shí)間。
至于某些通風(fēng)室的實(shí)施方式，糖加工液體分布元件(41)可以將糖加工液體(4)分流，以產(chǎn)生多股經(jīng)過保護(hù)區(qū)(37)的液流。至于某些糖加工液體分布元件(41)(由37709 Schoolcraft Road，Livonia，Michigan的BEX Incorporated生產(chǎn)的噴嘴作為一個(gè)非限制性的例子)，多股糖加工液體(4)的液流可以導(dǎo)向以會(huì)集于一點(diǎn)，在此于保護(hù)區(qū)(37)中將液流進(jìn)一步分散?？梢詫⑻羌庸ひ后w(4)流進(jìn)一步分流，產(chǎn)生許多經(jīng)過保護(hù)區(qū)(37)的小滴?？梢岳斫獾氖?，由汁液分布元件(41)產(chǎn)生的小滴越小(不論個(gè)別地或平均地)，存在輸送到保護(hù)區(qū)(37)內(nèi)的至少一種氣體(38)量的糖加工液體(4)的累積表面積則越大?？梢岳斫獾氖牵梢詫?duì)氣體(38)的量、糖加工液體(4)的量、糖加工液體(4)的分散模式、累積表面積的量和熱損失(步驟1160)加以調(diào)整，以建立起可轉(zhuǎn)移的非蔗糖物質(zhì)隨著氣體(38)量向平衡移動(dòng)的速率(步驟1140)。通風(fēng)室出口處接收的糖加工液體(4)(步驟1050)可以具有各種改變的糖加工液體的特性，以得到某些如下文所述的后續(xù)加工步驟中所希望的效果。
再次主要參考圖6，本發(fā)明的一個(gè)非限制性實(shí)施方式可用于從甜菜生產(chǎn)糖，其可以包括獨(dú)立于通風(fēng)室(36)或與之結(jié)合來調(diào)節(jié)糖加工液體(4)的真空室(42)。引入到真空室(42)中的糖加工液體(4)，可以經(jīng)過減壓區(qū)(43)，該減壓區(qū)(43)用降壓工具(44)降低真空室中氣體分壓(步驟1090)而產(chǎn)生。真空室(42)中氣體分壓的降低可以增加非蔗糖物質(zhì)的蒸汽壓(某些非蔗糖物質(zhì)在上文描述為有機(jī)和無機(jī)物質(zhì))(步驟1170)。通過增加可轉(zhuǎn)移的非蔗糖物質(zhì)的蒸汽壓，一定量的非蔗糖物質(zhì)可以從糖加工液體(4)中分離出來(步驟1080)，并從真空室中轉(zhuǎn)移(步驟1110)。一部分非蔗糖物質(zhì)返回糖加工液體(步驟1070)，并且經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體從真空室中轉(zhuǎn)移(步驟1100)。真空室出口處接收的糖加工液體(步驟1100)可以具有各種改變的糖加工液體的特性，以得到某些如下文所述的后續(xù)加工步驟中所希望的效果。
以對(duì)通風(fēng)室(36)所述方式的類似方式，可以將真空室(42)中的糖加工液體流分散或進(jìn)一步分流，以增加抽氣區(qū)(43)內(nèi)在降低的氣體分壓上可以發(fā)生作用的糖加工液體(4)的表面積。真空室(42)，無論是單室還是串行或并行的多個(gè)真空室，均可以獨(dú)立于通風(fēng)室使用，或者與通風(fēng)室或多個(gè)通風(fēng)室串行或并行使用，以對(duì)糖加工液體進(jìn)行調(diào)節(jié)。
通過對(duì)糖加工液體(4)進(jìn)行調(diào)節(jié)可以改變的第一個(gè)糖加工液體(4)的特性可以是pH，調(diào)節(jié)可以通過通風(fēng)室(36)、或真空室(42)、或二者各種結(jié)合或變化的各種實(shí)施方式來進(jìn)行。糖加工液體(4)的pH可以增加約0.01pH單位、約0.05pH單位、約0.1pH單位、約0.2pH單位、約0.3pH單位、約0.4pH單位、約0.5pH單位、約0.6pH單位、約0.7pH單位、約0.8pH單位、約0.9pH單位、約1.0pH單位、約1.1pH單位、約1.2pH單位、約1.3pH單位、約1.4pH單位、約1.5pH單位、約1.6pH單位、約1.7pH單位、約1.8pH單位、約1.9pH單位、或者約2.0pH單位。
糖加工液體的pH在預(yù)加灰(13)之前增加，可以影響糖加工液體(4)對(duì)諸如石灰(15)的堿的需求，以達(dá)到必要或希望的pH、水合氫離子濃度、或酸度，這是與未調(diào)節(jié)的糖加工液體(4)或傳統(tǒng)處理的糖加工液體(4)相比較的。根據(jù)本發(fā)明對(duì)糖加工液體(4)進(jìn)行調(diào)節(jié)之后加入的石灰量可以大大地減小，用以建立希望的pH值，例如約11.0到約12.0之間，或11.5到約12.5之間，或用于“預(yù)加灰”、“主加灰”、“中灰”的pH范圍，或者建立對(duì)應(yīng)于糖加工液體(4)中任何特定非蔗糖物質(zhì)的等電點(diǎn)的pH值，或是將汁液的酸度或堿度調(diào)節(jié)到希望的濃度所要求的pH值。作為非限制性的例子，如上文所述調(diào)節(jié)過的糖加工液體(4)可以表現(xiàn)出高達(dá)30％的石灰需求量的降低?，F(xiàn)在主要參考圖2，如果可以獲得石灰需求量降低30％的話，則可以做到每天節(jié)省$708.00(200天的生產(chǎn)期即為$141,163.00)。
通過對(duì)糖加工液體(4)進(jìn)行調(diào)節(jié)可以改變的第二個(gè)糖加工液體(4)的特性可以是顏色，調(diào)節(jié)可以通過通風(fēng)室(37)、或真空室(43)、或二者各種結(jié)合或變化的各種實(shí)施方式來進(jìn)行。重要的是，即使“稀汁”顏色的微小降低也可以大大增加從一噸甜菜或甘蔗，或是從每單位加工液體(4)生產(chǎn)的白糖(33)量。
在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，糖加工液體(4)或糖(33)中產(chǎn)生顏色的物質(zhì)可以在經(jīng)過通風(fēng)室(36)或真空室(42)時(shí)從糖加工液體(4)流中轉(zhuǎn)移(步驟1150、1040、1060和1070)。將這些生色物質(zhì)除去則相應(yīng)地降低了經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體(4)中產(chǎn)生的顏色量，給出了一種在后續(xù)的糖工藝步驟中顏色更少的經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體(3)，并可以導(dǎo)致糖晶體(33)(27)(30)中較少的顏色。在這一方面現(xiàn)在參考一個(gè)非限制性的例子，即表4的實(shí)施例4，當(dāng)糖加工液體(4)流經(jīng)過通風(fēng)室(36)的保護(hù)區(qū)(37)時(shí)，可以將例如2，3-丁二酮和2-丁酮的生色物質(zhì)從其中去除。已知這些物質(zhì)在汁液中產(chǎn)生顏色，且將其去除可以降低汁液的顏色和糖(33)的顏色。
在本發(fā)明的其它實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明對(duì)糖加工液體(4)進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以氧化糖加工液體(4)中含有的某些物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)。在糖加工液體(4)或生成的糖(33)中，某些物質(zhì)相應(yīng)的氧化形式可以產(chǎn)生更少的顏色或不產(chǎn)生顏色。作為一個(gè)非限制性的例子，伯醇可以轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的醛或羧酸。
對(duì)于本發(fā)明的某些實(shí)施方式，可以對(duì)氣體(38)的量或氣體的分壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，以包括或增加輸送至通風(fēng)室(36)的保護(hù)區(qū)(37)的氣體(38)中氧化劑的量，所述氧化劑包括但不限于氧氣、臭氧、過氧化物、除去某些氣體分壓的空氣、或者一定量能夠?qū)⒉嫁D(zhuǎn)化為相應(yīng)的醛或羧酸的氧化劑。獨(dú)立的氧化劑流發(fā)生器(45)可以用于將氧化劑分散在經(jīng)過保護(hù)區(qū)(37)的糖加工液體(4)流中。
現(xiàn)在參考圖2和圖6，可以對(duì)根據(jù)本發(fā)明的糖加工系統(tǒng)與傳統(tǒng)的糖加工系統(tǒng)進(jìn)行比較。每小時(shí)處理約335噸甜菜絲(2)的傳統(tǒng)糖加工系統(tǒng)(見圖1)在經(jīng)過二級(jí)碳酸飽充(20)之后可以具有顏色約3,414 RBU的“稀汁”(見圖2)。根據(jù)本發(fā)明處理相同噸數(shù)甜菜絲的糖加工系統(tǒng)進(jìn)一步包括通風(fēng)室(37)和真空室(42)，在經(jīng)過二級(jí)碳酸飽充(20)后可以產(chǎn)生顏色約2,911 RBU的“稀汁”(見圖6)。在這些條件下，傳統(tǒng)的糖加工系統(tǒng)最終得到顏色為37 RBU的白糖(見圖4)，而根據(jù)本發(fā)明的糖加工系統(tǒng)最終得到顏色為34 RBU的白糖。在上文所述的傳統(tǒng)糖加工系統(tǒng)中，糖加工液體的顏色每增加500-1000 RBU，顏色大于3,000RBU的“稀汁”在糖損失、糖回收和能量方面可以導(dǎo)致高達(dá)每天$12,000.00的損失。
作為另外的例子，傳統(tǒng)的糖加工系統(tǒng)以每天約8,500噸切片甜菜運(yùn)行，稀汁顏色大約為4,000 RBU，最終生產(chǎn)的白糖顏色約為43 RBU。為了達(dá)到40 RBU的“標(biāo)準(zhǔn)”白糖顏色，必須對(duì)離心洗滌程序進(jìn)行調(diào)節(jié)，以降低糖終端糖的回收。這便導(dǎo)致了更多的糖被洗出并最后進(jìn)入糖蜜，使糖產(chǎn)量降低了約0.65噸/小時(shí)。
此外，“色糖離心機(jī)”(25)中對(duì)糖晶體(33)的離心洗滌(32)或更長(zhǎng)的離心洗滌導(dǎo)致了更低的糖終端產(chǎn)量，并降低了糖加工液體(4)的處理量。而且，糖加工液體顏色的降低可以導(dǎo)致更低顏色的糖蜜脫糖，提取產(chǎn)率增加。
通過對(duì)糖加工液體(4)進(jìn)行調(diào)節(jié)可以改變的第三個(gè)糖加工液體(4)的特性可以是石灰鹽的濃度，調(diào)節(jié)可以通過通風(fēng)室(36)，或真空室(42)，或二者各種結(jié)合或變化的各種實(shí)施方式來進(jìn)行。由于根據(jù)本發(fā)明對(duì)糖加工液體(4)進(jìn)行調(diào)節(jié)除去了某些陰離子，“原汁”形成極少的帶入碳酸飽充步驟(18)(19)中的石灰鹽。如上文所述，由于這些鹽在糖加工液體(4)中的溶解度，石灰鹽在預(yù)加灰(14)、主加灰(17)或碳酸飽充(18)(19)步驟中可能不會(huì)沉淀出來。
當(dāng)石灰鹽沒有在蒸發(fā)器(21)之前除去時(shí)，當(dāng)水從糖加工液體(4)中除去時(shí)，石灰鹽沉淀便可以在蒸發(fā)器(21)的表面上形成。由于完成工序涉及到人工和設(shè)備，煮沸蒸發(fā)器(21)除去水垢可能是費(fèi)用昂貴的。從蒸發(fā)器和相關(guān)設(shè)備中除去水垢還能夠?qū)е绿羌庸どa(chǎn)期增加數(shù)天。
石灰鹽或石灰鹽交換時(shí)的鈉鹽將蔗糖帶入糖蜜。例如，通過離子交換將石灰鹽從糖加工液體(4)中除去并在再生期間用相應(yīng)的鈉鹽取代時(shí)(鈉鹽如上文所述回收進(jìn)入加灰步驟)，每磅鈉鹽可以將約0.9磅到約1.5磅之間的蔗糖帶入糖蜜。如果將石灰鹽降低百萬分之25，則每天額外生產(chǎn)的糖(33)(每天8,000噸的甜菜切片速度下約為0.56噸)價(jià)值約$246.40，如果每百重量為$22.00的話。石灰鹽降低百萬分之200時(shí)，相同的工藝系統(tǒng)每天可以節(jié)約大約$2000.00。
此外，當(dāng)百萬分之一份的石灰鹽降低時(shí)，相應(yīng)的用于使離子交換樹脂重生的苛性堿也會(huì)降低。對(duì)于以每天8,000噸的甜菜切片速度產(chǎn)生的糖加工液體(4)來說，根據(jù)本發(fā)明石灰鹽的降低達(dá)到25ppm，則相應(yīng)的苛性堿的降低節(jié)約大約$142.00。如果石灰鹽的降低達(dá)到200ppm，則相同的系統(tǒng)可以節(jié)省大約$2,000.00。
而且，離子交換樹脂更為頻繁的再生進(jìn)一步減緩了傳統(tǒng)糖加工系統(tǒng)的糖終端。
通過對(duì)糖加工液體(4)進(jìn)行調(diào)節(jié)可以改變的第四個(gè)糖加工液體(4)的特性可以是純度，可以調(diào)節(jié)通風(fēng)室(36)、或真空室(42)、或二者各種變化或結(jié)合來進(jìn)行。百分比純度涉及糖加工液體中蔗糖的量與糖加工液體中可溶性非蔗糖物質(zhì)的量的比例。
如上文所述，根據(jù)本發(fā)明對(duì)“原汁”進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，揮發(fā)性無機(jī)物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)的量可以大大降低。通過將這些非蔗糖物質(zhì)轉(zhuǎn)移到大氣中(步驟1080和1100)，其降低可以在約0.2％到約0.4％的范圍內(nèi)提高來自甜菜絲攪拌器的糖加工液體(4)的純度，并在約0.15％到約0.35％的范圍內(nèi)提高稀汁的純度。這一純度的提高對(duì)應(yīng)于每噸切片甜菜絲生產(chǎn)的糖(33)增加了約1磅到3磅之間。對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的糖加工系統(tǒng)來說，若切片速度為每天8000噸，可以做到每天節(jié)約大約$1,500.00到約$5,000.00。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的糖加工系統(tǒng)中，于更大的處理量也可以達(dá)到相同的稀汁純度。糖加工液體(4)中的膠體微?；蚱渌⒘？梢员浑x子的表面靜電吸附所污染。該一級(jí)吸附層可以極大提高表面電荷(表面電勢(shì))。該表面電荷可以在兩個(gè)微粒彼此靠近時(shí)導(dǎo)致存在于它們之間的斥力，還可以將補(bǔ)償離子吸引到微粒附近。
因此，膠體或其它微粒的帶電荷表面可以帶有相關(guān)的“離子云”，其伸展到糖加工液體(4)中，距離微粒一定的距離以平衡表面電荷。微粒周圍這一離子云的厚度決定了兩個(gè)微粒在開始受到排斥力之前能夠彼此接近的程度。該“離子云”的大小取決于表面電荷的數(shù)量和溶液中電解質(zhì)的濃度，而表面電荷的數(shù)量取決于吸附離子的溶液濃度。
微粒周圍整個(gè)離子云定義的體積，與微?；泼娑x的體積是不同的。補(bǔ)償離子層的厚度是使得其含有足夠的補(bǔ)償離子以“平衡”表面電荷所需的微粒周圍的溶液層厚度，而滑移面則涉及隨微粒移動(dòng)的溶劑/離子膜的厚度。
ζ電勢(shì)(x)是存在于“滑移面”的電勢(shì)，“滑移面”即為水合粒子與體相溶液之間的界面。它是固體表面的可測(cè)電勢(shì)，也稱為電動(dòng)電勢(shì)。根據(jù)靜電原理，ζ電勢(shì)通過如下方程計(jì)算，x＝4psd/Dd雙電層的厚度s斯特恩層(Stern layer)的電荷D介電常數(shù)ζ電勢(shì)的值與糖加工液體(4)中的絮凝或分散之間的關(guān)系，有利于膠體微?；蚱渌⒘Ｔ诘挺齐妱?shì)值下的絮凝，并有利于膠體微粒在高ζ電勢(shì)值下的分散。
對(duì)于本發(fā)明的某些實(shí)施方式，通過增加速率、分布及將至少一種氣體(38)輸送到保護(hù)區(qū)(37)中的糖加工液體(4)流中所給予糖加工液體(4)的能量的量，可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，以克服糖加工液體(4)中膠體微粒的ζ電勢(shì)促使另外的微粒與微粒沖突。作為非限制性的例子，糖加工液體(4)可以在約10psi到約40psi的壓力下，以每分鐘約200加侖到約每分鐘300加侖(約每分鐘27立方英尺到每分鐘40立方英尺之間)流經(jīng)汁液分配元件(41)(不限于BEX PSW 3FPS140)。當(dāng)糖加工液體(4)經(jīng)過保護(hù)區(qū)(37)時(shí)，可以將每分鐘約108立方英尺到約160立方英尺的氣體(38)(空氣或大氣)傳輸?shù)侥莻€(gè)量的糖加工液體(4)的分散液中。當(dāng)pH增加時(shí)(典型地從約5.5pH與約6.5pH之間的范圍到約11.5pH與約11.8pH之間的范圍)，經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體(4)表現(xiàn)出更為迅速地產(chǎn)生絮狀物，并增加了汁液的純度且糖顏色較低。
現(xiàn)在主要參考圖2和圖6，可以將根據(jù)本發(fā)明的糖加工系統(tǒng)與傳統(tǒng)的糖加工系統(tǒng)進(jìn)行比較。每小時(shí)處理約335噸甜菜絲(2)的傳統(tǒng)糖加工系統(tǒng)(見圖1)在經(jīng)過二級(jí)碳酸飽充(20)之后可以產(chǎn)生純度約91.82％的“稀汁”(見圖2)。根據(jù)本發(fā)明處理相同噸數(shù)甜菜絲的糖加工系統(tǒng)進(jìn)一步包括通風(fēng)室(37)和真空室(42)，可以產(chǎn)生純度約93.02％的“稀汁”。
現(xiàn)在參考圖4和圖8，與上文所述相同的傳統(tǒng)糖加工系統(tǒng)可以產(chǎn)生約93.52％從來自“一號(hào)糖濃縮罐”(24)的糖晶體分離的糖加工液體(4)，而根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步包括通風(fēng)室(37)和真空室(42)的糖加工系統(tǒng)則產(chǎn)生約94.17％從來自“一號(hào)糖濃縮罐”(24)的糖晶體分離的糖加工液體(4)。
再次參考圖4和圖8，傳統(tǒng)的糖加工系統(tǒng)如上述運(yùn)行時(shí)，每小時(shí)生產(chǎn)約49.92噸顏色為37 RBU的糖，而根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步包括通風(fēng)室(36)和真空室(42)的糖加工系統(tǒng)每小時(shí)可以生產(chǎn)約51.55噸更大量的糖(33)，顏色為較低的34 RBU。每小時(shí)增加的1.63噸糖(33)折合收入約每天$5,700.00。
盡管根據(jù)本發(fā)明運(yùn)行的糖加工系統(tǒng)中增產(chǎn)的糖(33)可能有所變化，由200天的生產(chǎn)期計(jì)算的附加收入可以很容易地超過$1,000,000.00。
以下另外的非限制性實(shí)施例與上文的描述一起，足以使得本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員取得并應(yīng)用許多不同的本發(fā)明的實(shí)施方式。
實(shí)施例1汁液通過甜菜絲傳統(tǒng)的塔式浸提獲得。產(chǎn)生各由六等份基本相同的500mL浸出汁組成的對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。分析對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組內(nèi)的各等份，確定pH值。對(duì)照組中每等份浸出汁pH值約為6.3。對(duì)照組內(nèi)未經(jīng)任何進(jìn)一步處理的各等份用50％ wt./vol.的苛性鈉溶液滴定至11.2pH的終點(diǎn)。對(duì)實(shí)驗(yàn)組內(nèi)各等份進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的處理，之后確定每等份的pH，用50％ wt./vol.的苛性鈉溶液以與對(duì)照組基本相同的方式將各實(shí)驗(yàn)的等份滴定至11.2pH的終點(diǎn)。
結(jié)果列于以下表1中。從表中可以理解，每等份汁液在經(jīng)任何處理之前pH約為6.3。對(duì)實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的處理之后，未加入任何堿，pH值升高，與對(duì)照組相比達(dá)到11.2pH的終點(diǎn)所需的苛性鈉的量降低。
表1

與未經(jīng)處理的對(duì)照組中的各等份汁液相比，實(shí)驗(yàn)組中根據(jù)本發(fā)明處理的各等份汁液達(dá)到11.2pH的終點(diǎn)所需苛性堿的量，降低約15.8％到約22.2％之間。
實(shí)施例2汁液通過甜菜絲傳統(tǒng)的塔式浸提獲得。產(chǎn)生各由五等份基本相同的500mL浸出汁組成的對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。分析對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組內(nèi)的各等份，確定pH值。對(duì)照組中每等份浸出汁pH值約為6.1。對(duì)照組內(nèi)未經(jīng)任何進(jìn)一步處理的各等份用30白利糖度(brix)的石灰乳溶液滴定至11.2pH的終點(diǎn)。對(duì)實(shí)驗(yàn)組內(nèi)各等份進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的處理，之后確定每等份的pH，用30白利糖度的石灰乳溶液以與對(duì)照組基本相同的方式將各實(shí)驗(yàn)的等份滴定至11.2pH的終點(diǎn)。
結(jié)果列于以下表2中。從表中可以理解，每等份汁液在經(jīng)任何處理之前pH約為6.1。對(duì)實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行根據(jù)本發(fā)明的處理之后，未加入任何堿，pH值升高，與對(duì)照組相比達(dá)到11.2pH的終點(diǎn)所需的石灰乳的量降低。
表2

與未經(jīng)處理的對(duì)照組中的各等份汁液相比，實(shí)驗(yàn)組中根據(jù)本發(fā)明處理的各等份汁液達(dá)到11.2pH的終點(diǎn)所需石灰乳的量，降低約25.0％到約28.3％之間。
同樣，表1和表2所列的數(shù)據(jù)提供了對(duì)兩種不同類型的浸提裝置和浸提方法的比較。重要的是，數(shù)據(jù)表明不同的浸提器或不同的浸提方法可以產(chǎn)生具有大為不同的pH值的浸出汁，盡管歸因于每種類型浸提技術(shù)的pH值可能在內(nèi)部基本是一致的。參見例如，表1中未經(jīng)處理的浸出汁的初始pH值顯示為6.3，與之比較的是表2中未經(jīng)處理的浸出汁pH值為6.1。
實(shí)施例3汁液通過甜菜絲傳統(tǒng)的塔式浸提獲得，并采用圖12和13所示的實(shí)施方式根據(jù)本發(fā)明對(duì)其進(jìn)行處理，該實(shí)施方式在攪拌器與石灰混合器之間有位置。浸出汁以每分鐘約100立方英尺的速度分散到以每分鐘約400立方英尺的速度產(chǎn)生的大氣流中(逆流路徑為72英寸×72英寸，逆流路徑高度約為144英寸)，大氣流從分散的汁液中轉(zhuǎn)移了多種物質(zhì)，如下表1和表2中所示的氣相色譜/質(zhì)譜分析所識(shí)別。
表3 表3顯示了樣品SMBSC 1和SMBSC 2(從如本文所述與汁液的逆流交換之后的氣流中得到的冷凝物)的氣相色譜法分析，將這些樣品的譜圖與上列1-9的有機(jī)酸標(biāo)準(zhǔn)混合物樣品的氣相譜圖進(jìn)行比較。可以理解，根據(jù)本發(fā)明處理的汁液去除了不同量的標(biāo)準(zhǔn)混合物中包括的各種有機(jī)酸。
表4
表4顯示了樣品SMBSC 5D(從如本文所述與汁液的逆流交換之后的氣流中得到的冷凝物，未使用減壓，汁液溫度在60℃與70℃之間)的氣相色譜/質(zhì)譜法分析，該樣品的譜圖顯示了高于基線的各種揮發(fā)性化合物，主要為各種醇的曲線。
本發(fā)明的基本構(gòu)思可以以多種方式表達(dá)和要求。本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)糖的汁液調(diào)節(jié)器系統(tǒng)、進(jìn)行和應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的方法、以及通過應(yīng)用本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品。
盡管說明書和附圖中公開了本發(fā)明特定的說明性實(shí)施例，這些說明性實(shí)施例均應(yīng)理解為不是要限制本發(fā)明的普通性質(zhì)，本發(fā)明包括許多不同的實(shí)施方式；許多備選方案是暗含或固有的。本發(fā)明的每一特征或元素均應(yīng)理解為代表著更廣泛的功能、或多種備選的或相當(dāng)?shù)脑?。?dāng)特征或元素以面向設(shè)備的術(shù)語描述時(shí)，設(shè)備的每一元件均應(yīng)理解為執(zhí)行一種功能。說明或術(shù)語均不是要將本文所包括的權(quán)利要求范圍僅限于一種設(shè)備或方法。
特別地，應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)公開內(nèi)容涉及本發(fā)明的元素時(shí)，每一元素的措詞可以用相當(dāng)?shù)脑O(shè)備術(shù)語或方法術(shù)語表達(dá)—即使只有功能或結(jié)果是相同的。此相當(dāng)?shù)?、較廣泛的、或更普遍的術(shù)語應(yīng)當(dāng)視為包括在每一元素或作用的描述中。希望闡明本發(fā)明被授權(quán)的暗含的廣泛范圍時(shí)，可以替換這樣的術(shù)語。僅作為一個(gè)例子，應(yīng)當(dāng)理解所有的作用可以表達(dá)為發(fā)揮那一作用的手段或?qū)е履且蛔饔玫脑?。同樣地，公開的每一物理元素應(yīng)當(dāng)理解為包括了那一物理元素所促進(jìn)的作用的內(nèi)容。關(guān)于最后一方面，僅作為一個(gè)例子，“糖加工液體流”的公開內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為包括了“使糖加工液體流動(dòng)”的作用的內(nèi)容—而不論是否明確地討論—而且，反之，如果有“使糖加工液體流動(dòng)”的作用這一有效地公開，該公開內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為包括了“糖加工液體流”的內(nèi)容，甚至包括了“使糖加工液體流動(dòng)的工具”。這樣的變化和備選的術(shù)語應(yīng)當(dāng)理解為明確地包括在說明書之內(nèi)。
同樣地，應(yīng)當(dāng)理解，可以如所描述的那樣對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變更，而不偏離本發(fā)明的要旨。既包括所示的明確的實(shí)施方式、許多種暗含的備選實(shí)施方式，也包括方法或工藝的公開內(nèi)容，被依賴于支持本申請(qǐng)權(quán)利要求。
本專利申請(qǐng)?zhí)岬降娜魏螌＠⒊霭嫖锘蚱渌鼌⒖嘉墨I(xiàn)在此引入作為參考。另外，對(duì)于所使用的各術(shù)語，應(yīng)當(dāng)理解除非它的使用與這樣的注釋不一致，均應(yīng)理解為各術(shù)語及全部定義、不同術(shù)語、和同義詞引入常用的字典定義作為參考，例如Random House Webster的第二版字典大全(Unabridged Dictionary)所包含的定義。
因此，應(yīng)當(dāng)理解，申請(qǐng)人至少要求保護(hù)i)每一個(gè)本文所公開和描述的汁液調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，ii)所公開和描述的相關(guān)方法，iii)每一個(gè)這些設(shè)備和方法的相似、相當(dāng)以及甚至暗含的變化，iv)實(shí)現(xiàn)每一個(gè)所示公開和描述的功能的那些備選的設(shè)計(jì)，v)實(shí)現(xiàn)每一功能的那些備選的設(shè)計(jì)和方法，該功能顯示為暗含的實(shí)現(xiàn)公開和描述的功能，vi)表示為分別和獨(dú)立的發(fā)明的各特征、元件和步驟，vii)由公開的各種系統(tǒng)和元件所加強(qiáng)的應(yīng)用，viii)通過這樣的系統(tǒng)或元件生產(chǎn)的所得產(chǎn)品，ix)基本如上文所述以及關(guān)于任何所附實(shí)施例的方法和設(shè)備，x)所公開和描述的相關(guān)方法，xi)每個(gè)這些系統(tǒng)和方法的相似、相當(dāng)以及甚至暗含的變化，xii)實(shí)現(xiàn)公開和描述所示的每一功能的那些備選的設(shè)計(jì)，xiii)實(shí)現(xiàn)每一功能的那些備選的設(shè)備和方法，該功能顯示為暗含的實(shí)現(xiàn)公開和描述的功能，ivx)表示為分別和獨(dú)立的發(fā)明的各特征、元件和步驟，xv)上述各種組合和變化的每一個(gè)，以及xvi)從屬于每一個(gè)獨(dú)立權(quán)利要求或表述的構(gòu)思的每一潛在的從屬權(quán)利要求或構(gòu)思。
由于實(shí)際的原因，應(yīng)當(dāng)理解，申請(qǐng)人可以最初僅提出設(shè)備或方法的權(quán)利要求，然后僅有最初的從屬要求。申請(qǐng)人并未放棄任何在本申請(qǐng)?jiān)V訟期間提出其它受說明書支持的獨(dú)立或從屬權(quán)利要求的權(quán)利。申請(qǐng)人特別保留提出繼續(xù)申請(qǐng)、分案申請(qǐng)、部分繼續(xù)申請(qǐng)、或其它后續(xù)申請(qǐng)的全部權(quán)利，以要求保護(hù)各種所述的發(fā)明，而不限制于在先申請(qǐng)中對(duì)本發(fā)明的普遍性質(zhì)做出的權(quán)利要求，或在后申請(qǐng)中做出的任何權(quán)利要求的范圍。
此外，根據(jù)傳統(tǒng)的權(quán)利要求的解釋，使用過渡詞“包括”用來包含本文“開放式結(jié)尾”的權(quán)利要求。因此，除非上下文另外要求，應(yīng)當(dāng)理解為術(shù)語“包括(comprise)”或例如“包括(comprises orcomprising)”的變化形式是要暗示其包括所陳述的元素或步驟或多個(gè)元素或步驟的組合，但是不排除任何其它元素或步驟或多個(gè)元素或步驟的組合。這樣的術(shù)語應(yīng)當(dāng)以其最廣泛的形式解釋，為申請(qǐng)人提供法律許可的最寬的保護(hù)范圍。
在此引入本說明書中所提出的權(quán)利要求作為參考，作為本發(fā)明該說明書的一部分，申請(qǐng)人明確保留使用所有或部分該權(quán)利要求引入的內(nèi)容，作為另外的說明書以支持任何或全部權(quán)利要求、或其任何元素或元件的權(quán)利，申請(qǐng)人進(jìn)一步明確保留如下權(quán)利，即，將任何該權(quán)利要求或其任何元素或元件的部分或全部引入的內(nèi)容，在必要時(shí)從說明書移到權(quán)利要求書，或從權(quán)利要求書移到說明書，以定義本申請(qǐng)或任何其后續(xù)的繼續(xù)、分案、或部分繼續(xù)申請(qǐng)要求保護(hù)的內(nèi)容，或者依據(jù)或符合任何國家或條約的專利法、規(guī)則或規(guī)定，獲得任何利益或費(fèi)用的減少，并且該引入作為參考的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)繼續(xù)存在于本申請(qǐng)的整個(gè)未決期間，包括任何其后續(xù)的繼續(xù)、分案、或部分繼續(xù)申請(qǐng)、或其上的任何重發(fā)行或延期。
權(quán)利要求
1.一種糖生產(chǎn)系統(tǒng)，包括a.通風(fēng)室，其中在氣流經(jīng)過所述通風(fēng)室的同時(shí)，從植物原料得到的原汁流經(jīng)所述的通風(fēng)室；以及b.從所述通風(fēng)室流出的經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體。
2.一種糖生產(chǎn)系統(tǒng)，包括a.真空室，其中從植物原料得到的原汁流經(jīng)所述真空室內(nèi)減壓的抽氣區(qū)；以及b.從所述真空室流出的經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體。
3.一種糖生產(chǎn)系統(tǒng)，包括a.通風(fēng)室，其中在氣流經(jīng)過所述通風(fēng)室的同時(shí)，糖加工液體流經(jīng)所述的通風(fēng)室；以及b.從所述通風(fēng)室流出的pH增加的經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的糖生產(chǎn)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括真空室，其中從所述通風(fēng)室流出的所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體，流經(jīng)所述真空室內(nèi)的抽氣區(qū)以增加pH。
5.一種糖加工系統(tǒng)，包括a.真空室，其中糖加工液體流經(jīng)所述真空室內(nèi)的抽氣區(qū)；以及b.從所述真空室流出的pH增加的經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的糖加工系統(tǒng)，進(jìn)一步包括通風(fēng)室，其中從所述真空室流出的所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體，流經(jīng)所述通風(fēng)室內(nèi)的保護(hù)區(qū)以增加pH。
7.一種糖生產(chǎn)系統(tǒng)，包括a.通風(fēng)室，其中在氣流經(jīng)過所述通風(fēng)室的同時(shí)，糖加工液體流經(jīng)所述的通風(fēng)室；b.一定量加入到經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體中的石灰，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體從所述通風(fēng)室流出；以及c.一定量加入到所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體中的二氧化碳，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體已加入所述量的石灰，由此與未流經(jīng)所述通風(fēng)室的所述糖加工液體相比，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體的顏色量降低。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的糖生產(chǎn)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括真空室，其中從所述通風(fēng)室流出的所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體，流經(jīng)所述真空室內(nèi)的抽氣區(qū)。
9.一種糖生產(chǎn)系統(tǒng)，包括a.真空室，其中糖加工液體流經(jīng)所述真空室內(nèi)的抽氣區(qū)；b.一定量加入到經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體中的石灰，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體從所述真空室流出；以及c.一定量加入到所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體中的二氧化碳，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體已加入所述量的石灰，由此與未流經(jīng)所述真空室的所述抽氣區(qū)的所述糖加工液體相比，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體的顏色量降低。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的糖生產(chǎn)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括通風(fēng)室，其中從所述真空室流出的所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體，流經(jīng)所述通風(fēng)室內(nèi)的保護(hù)區(qū)。
11.一種糖生產(chǎn)系統(tǒng)，包括a.通風(fēng)室，其中在氣流經(jīng)過所述通風(fēng)室的同時(shí)，糖加工液體流經(jīng)所述的通風(fēng)室；b.一定量加入到經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體中的石灰，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體從所述通風(fēng)室流出；以及c.一定量加入到所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體中的二氧化碳，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體已加入所述量的石灰，由此與未在所述氣流經(jīng)過所述通風(fēng)室的同時(shí)流經(jīng)所述通風(fēng)室的所述糖加工液體相比，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體的石灰鹽的量降低。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的糖生產(chǎn)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括真空室，其中從所述通風(fēng)室流出的所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體，流經(jīng)所述真空室內(nèi)的抽氣區(qū)。
13.一種糖生產(chǎn)系統(tǒng)，包括a.真空室，其中糖加工液體流經(jīng)所述真空室內(nèi)的抽氣區(qū)；b.一定量加入到經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體中的石灰，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體從所述真空室流出；以及c.一定量加入到所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體中的二氧化碳，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體已加入所述量的石灰，由此與未流經(jīng)所述真空室的所述抽氣區(qū)的所述糖加工液體相比，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體的石灰鹽的量降低。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的糖生產(chǎn)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括通風(fēng)室，其中從所述真空室流出的所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體，流經(jīng)所述通風(fēng)室內(nèi)的保護(hù)區(qū)。
15.一種糖生產(chǎn)系統(tǒng)，包括a.通風(fēng)室，其中在氣流經(jīng)過所述通風(fēng)室的同時(shí)，糖加工液體流經(jīng)所述的通風(fēng)室；b.一定量加入到經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體中的石灰，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體從所述通風(fēng)室流出；以及c.一定量加入到所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體中的二氧化碳，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體已加入所述量的石灰，由此與未在所述氣流經(jīng)過所述通風(fēng)室的同時(shí)流經(jīng)所述通風(fēng)室的所述糖加工液體相比，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體的純度增加。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的糖生產(chǎn)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括真空室，其中從所述通風(fēng)室流出的所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體，流經(jīng)所述真空室內(nèi)的抽氣區(qū)。
17.一種糖生產(chǎn)系統(tǒng)，包括a.真空室，其中糖加工液體流經(jīng)所述真空室內(nèi)的抽氣區(qū)；b.一定量加入到經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體中的石灰，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體從所述真空室流出；以及c.一定量加入到所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體中的二氧化碳，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體已加入所述量的石灰，由此與未流經(jīng)所述真空室的所述抽氣區(qū)的所述糖加工液體相比，所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體的純度增加。
18.根據(jù)權(quán)利要求7所述的糖生產(chǎn)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括通風(fēng)室，其中從所述真空室流出的所述經(jīng)調(diào)節(jié)的糖加工液體，流經(jīng)所述通風(fēng)室內(nèi)的保護(hù)區(qū)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種糖加工系統(tǒng)，用于調(diào)節(jié)從植物原料得到的糖加工液體，該糖加工系統(tǒng)包括通風(fēng)室(37)和/或真空室(42)。
文檔編號(hào)C13B20/10GK1791684SQ200480013605
公開日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2004年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月24日
發(fā)明者D·O·桑德斯 申請(qǐng)人:納爾科公司