專利名稱：一種由甘蔗直接制造高品質(zhì)白糖的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由甘蔗制造白糖的工藝。
背景技術(shù)：
目前世界上食糖以甘蔗糖為主。由甘蔗制糖有兩種途徑，一種是由蔗汁直接制造白糖，其品質(zhì)不高；另一種是由蔗汁先制造粗糖，再將它回溶精煉，生產(chǎn)精制糖。前一種稱為一步法，后一種則稱為兩步法。這兩種方法在國際上都普遍應(yīng)用。我國的糖廠都用一步法，其優(yōu)點是生產(chǎn)過程較簡單，投資少，生產(chǎn)成本低，缺點是產(chǎn)品質(zhì)量不高。兩步法的產(chǎn)品質(zhì)量高，但生產(chǎn)過程長，能耗大，投資和生產(chǎn)成本都高很多。因此，我國在若干年內(nèi)很難應(yīng)用兩步法。
甘蔗糖廠用一步法制造白糖，主要有亞硫酸法和碳酸法兩種工藝。國內(nèi)外都主要用亞硫酸法，它的流程和設(shè)備較簡單，但產(chǎn)品質(zhì)量較差。碳酸法產(chǎn)品質(zhì)量稍好，但生產(chǎn)流程和設(shè)備較復(fù)雜，特別是對環(huán)境污染嚴(yán)重，國內(nèi)原有的碳酸法糖廠半數(shù)以上已停用這種工藝，現(xiàn)余下的碳酸法糖廠不到10個。亞硫酸法糖廠則有200余家。
近年來，我國人民的生活水平和消費水平有了很大提高，對食糖的質(zhì)量要求也自然提高。國外多個名牌廠家(如可口可樂和百事可樂)在中國制造產(chǎn)品，也要用高品質(zhì)白糖(每年用100多萬噸)。在國內(nèi)目前沒有高品質(zhì)糖大量供應(yīng)的情況下，它們選購質(zhì)量稍好的白糖，在本廠內(nèi)再行加工(回溶后加活性炭和硅藻土過濾)后使用。
我國將要實行的一級白糖的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(比原用標(biāo)準(zhǔn)略為提高)的主要指標(biāo)是色值≤150IU，混濁度≤160IU，不溶于水雜質(zhì)≤40mg/kg，二氧化硫≤30mg/kg。目前高級飲料廠在國內(nèi)購買的白糖，一般要求色值低于100(或110，單位同上)，混濁度低于60，不溶物低于20，二氧化硫低于10(或5)，特別是要求沒有“酸性絮凝物”。國內(nèi)通常將這種糖稱為“飲料糖”，其價格可比普通的白糖每噸高約200元。這種糖通常要由碳酸法糖廠生產(chǎn)。
因此，我國目前十分需要將原有的亞硫酸法工藝改進提高，生產(chǎn)高品質(zhì)糖。世界上其他熱帶和亞熱帶國家也有類似的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種由甘蔗直接制造高品質(zhì)白糖的工藝，以適應(yīng)社會和市場的需要。
制造高品質(zhì)白糖，主要關(guān)鍵在于充分地除去原來存在于甘蔗汁中的大量有害雜質(zhì)，包括各種不溶性雜質(zhì)、有色物質(zhì)、膠體物質(zhì)、無機物等。為此，本發(fā)明提供了一種由甘蔗直接制造高品質(zhì)白糖的工藝，該工藝包括以下步驟(1)低溫磷浮法處理蔗汁將甘蔗壓榨得到的蔗汁，經(jīng)過預(yù)加石灰乳至pH值7.2～8.0、加熱至50～65℃，然后加入磷酸和澄清劑，磷酸的加入量按五氧化二磷計算為0.15～0.3g/L，以及由制泡系統(tǒng)制備的幼細(xì)、均勻并有良好活性的氣泡，再加入石灰乳至中性，然后加入絮凝劑，攪拌以促進絮凝，此時蔗汁中的大量雜質(zhì)包括蔗糠、蔗蠟、蔗脂、淀粉和部分色素及膠體，與磷酸鈣和絮凝劑一起凝聚成為穩(wěn)固的、內(nèi)部含大量微細(xì)氣泡的顆粒，然后進入平流式快速浮清器，上述雜質(zhì)迅速浮上液面，逐漸濃縮成為濃稠深色的浮渣，用連續(xù)的機械撥槳刮出，底部得到基本清亮、質(zhì)量良好的浮清汁；(2)低溫磷浮法得到的浮清汁，進行再處理以大幅度提高質(zhì)量，再處理可以采用下述三種方法之中的一種a.亞硫酸-脫色劑澄清法將浮清汁泵入硫熏器，吸收二氧化硫，二氧化硫的吸收量為1.2～2.0g/L，并加入脫色劑，脫色劑的加入量為0.5～3g/L，然后加石灰乳中和至pH7.2～7.5，再加熱到85～95℃，加入絮凝劑，絮凝劑的加入量為2～3mg/L，混勻后進入平流式快速沉降器，除去各種沉淀物而得到淺色清亮的高質(zhì)量清汁；b.碳酸磷浮法利用糖廠附屬的酒精車間產(chǎn)生的二氧化碳作澄清劑，將浮清汁泵至加灰器和管道飽充器，加入石灰乳，石灰乳的加入量按CaO計算為8～15g/L和吸收二氧化碳至pH8.2～8.6，然后加絮凝劑，進入平流式沉降器，得到的清汁再加入磷酸中和至pH7.2～7.4，充氣加絮凝劑，絮凝劑的加入量為2～3mg/L，進入平流式浮清器，分離得到淺色清亮的高質(zhì)量清汁；c.電解法將浮清汁泵至連續(xù)電解器，通入低壓直流電，產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，將蔗汁中的各種雜質(zhì)分解和凝聚，隨后加入磷酸或石灰乳調(diào)節(jié)pH值至中性，加熱到85～95℃，充入微細(xì)的氣泡和加入絮凝劑，使各種雜質(zhì)和氣泡凝聚在一起，在平流式浮清器中迅速上浮而分離，得到淺色清亮的高質(zhì)量清汁；(3)經(jīng)過再處理得到的高質(zhì)量清汁，返回糖廠的原有流程，順序經(jīng)過蒸發(fā)濃縮和結(jié)晶分蜜干燥工序，制得高品質(zhì)的白糖產(chǎn)品。
上述技術(shù)方案中，第一步采用低溫磷浮法，低溫磷浮法的一個重要特點是在較低的溫度(50～60℃)下進行(傳統(tǒng)的澄清方法都用約100℃的高溫)。這是基于如下的機理甘蔗壓榨汁中含有很多懸浮顆粒如蔗糠、蔗蠟等，還有大量的半懸浮微粒如淀粉等，它們原來是不溶解的，但在加熱后特別是高溫長時間后，它們有一部分溶解或以膠體狀態(tài)分散到汁液中，一些原來淺色的物質(zhì)在高溫下變?yōu)樯钌镔|(zhì)，主要是1)蔗脂在55℃以上熔融、蔗蠟在80℃以上熔融，就分散到水中形成乳濁液；在溫度降低時又復(fù)變?yōu)楣腆w或半固體。在糖廠的設(shè)備中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)這類物質(zhì)，特別是在濾布的表面，蔗脂和蔗蠟的積聚明顯地降低了它的過濾性能。國外生產(chǎn)的粗糖也常含有不少類脂物，加入有機溶劑可以將它抽提出來，呈棕黃色或綠色。它約占粗糖中的膠體物質(zhì)的30～33％。
2)淀粉在60～80℃的熱水中吸水糊化，隨后分散形成為很粘稠的膠體溶液。糊化后的淀粉使糖汁沉淀和過濾困難，增大糖膏粘度，降低蔗糖的結(jié)晶速度和晶體質(zhì)量。印度用亞硫酸法生產(chǎn)的白糖含淀粉多數(shù)超過100mg/kg，最高達300mg/kg。國內(nèi)亞硫酸法糖廠的白糖含淀粉量也普遍超過50mg/kg，有些廠超過100mg/kg，降低了白糖質(zhì)量。
3)蔗糠中所含的果膠和一些多糖類物質(zhì)，原來也是不溶解的，但在高溫下會逐漸溶解或水解后溶入糖汁中。因此，甘蔗壓榨時如用高溫滲透，會大大增加蔗汁的膠體含量和澄清的困難?；旌现械恼峥吩诟邷叵聲芙獬鲇猩镔|(zhì)和高分子有機物。
4)蔗汁中的多種酚類物受熱時會分裂或縮合形成更深色的物質(zhì)，原來無色或淺色的原花色素甙在受熱時水解成有色的花色素，使糖汁顏色顯著加深。
因此，制糖過程最好先在低溫下除去蔗汁中原有的各種懸浮物，包括類脂物、淀粉、蔗糠等，得到基本清晰的糖汁，再按需要提高溫度進行下一步處理，這樣就可以消除這些雜質(zhì)在高溫下的不良反應(yīng)。低溫磷浮法就實現(xiàn)了這個原理，它具有良好的清凈效果，主要表現(xiàn)在不溶性雜質(zhì)除去95～98％，純度提高0.8～1.5，總類脂物除去85～90％，淀粉除去70～80％。低溫磷浮法使用新型高效設(shè)備，因而處理經(jīng)過的時間很短，只要8～10分鐘，主要設(shè)備是平流式浮清器分離效率高，經(jīng)過時間短；制泡系統(tǒng)產(chǎn)生微細(xì)均勻的氣泡，直徑10～30微米，數(shù)量可控；粗泡分離器可分離除去直徑大于0.1mm的無效氣泡；絮凝劑溶解器溶解效率高，絮凝劑無降解現(xiàn)象。
上述技術(shù)方案中，第二步可采用如下三種方法中的一種亞硫酸-脫色劑澄清法這種方法是在傳統(tǒng)的亞硫酸法的基礎(chǔ)上，加入陽離子型的無機或有機的聚合物，使蔗汁中的有色物質(zhì)凝聚析出而除去。因為蔗汁中的有色物質(zhì)主要是帶負(fù)電荷的多酚類物質(zhì)，能夠與帶強烈正電荷的聚合物互相吸引結(jié)合，它們一起凝聚析出就顯著地降低了蔗汁的色值。這就部分克服了亞硫酸法脫色效果不足的缺點。另一方面，在加入脫色劑之前先經(jīng)過低溫磷浮法處理，除去了蔗汁中的大量非糖份，脫色劑的作用就能更有效地發(fā)揮，防止因雜質(zhì)過多而效果被分散。本工藝使用新型的平流式快速沉降器，將沉降分離的時間縮短到約20分鐘，比傳統(tǒng)形式的設(shè)備縮短一大半，大大減少了沉淀過程的不良化學(xué)作用。得到的清汁的色值為500～600IU，純度比混合汁提高2～3度。
碳酸磷浮法這個方法采用管道飽充器，是利用酒精車間的二氧化碳濃度高、吸收快的特點，采用管道式的吸收設(shè)備，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的罐式吸收器。這不但簡化設(shè)備，也縮短了物料的停留時間，減少蔗汁在堿性下的不良反應(yīng)。這種方法使用的二氧化碳是酒精車間的副產(chǎn)品，可以大大降低生產(chǎn)成本。因為二氧化碳和氧化鈣的反應(yīng)要在堿性下進行，故反應(yīng)后pH值較高，這樣就需要在其后再加磷酸降低pH值，并用氣浮法將生成的磷酸鈣沉淀物除去。這個過程亦可以再除去部分的鈣鹽和色素，進一步提高蔗汁質(zhì)量，得到的清汁的色值為500～600IU，純度比混合汁提高2～3度。
電解法將浮清汁泵至連續(xù)電解器，通入低壓直流電，產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，將蔗汁中的各種雜質(zhì)分解和凝聚，隨后加入磷酸或石灰乳調(diào)節(jié)pH值至中性，加熱到85～95℃，充入微細(xì)的氣泡和加入絮凝劑，使各種雜質(zhì)和氣泡凝聚在一起，在平流式浮清器中迅速上浮而分離，得到淺色清亮的高質(zhì)量清汁，色值為500～600IU，純度比混合汁提高2～3度。
上述三種方法，可以根據(jù)用戶(糖廠)的具體情況選用，例如有酒精生產(chǎn)的可以用第二種，糖廠用蔗渣自發(fā)電并很充裕的可以用第三種，沒有這些條件的就用第一種。這些處理分離出來的帶有大量雜質(zhì)的沉淀器泥汁，用過濾機過濾回收其中的糖汁，濾渣經(jīng)洗滌回收糖份后成為濾泥，可以用作農(nóng)肥，無污染問題。
經(jīng)過上述處理得到的清汁，返回糖廠的原有流程，順序經(jīng)過蒸發(fā)濃縮和結(jié)晶分蜜干燥等工序，制得高品質(zhì)的白糖產(chǎn)品。
采用本發(fā)明工藝制得的清汁的色澤淺，純度高，雜質(zhì)少，最終制得的白糖的質(zhì)量可以達到并超過“飲料糖”的標(biāo)準(zhǔn)，而且煮煉收回率和產(chǎn)糖率都比傳統(tǒng)的亞硫酸法有明顯的提高。因此，本發(fā)明工藝具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益，而設(shè)備投資和生產(chǎn)成本的增加并不大。
具體實施例方式
實施例1本發(fā)明提供的一種由甘蔗直接制造高品質(zhì)白糖的工藝，該工藝包括以下步驟(1)低溫磷浮法處理蔗汁將甘蔗壓榨得到的蔗汁，經(jīng)過預(yù)加石灰乳至pH值7.2～8.0、加熱至50～65℃，然后加入磷酸和澄清劑，磷酸的加入量按五氧化二磷計算為0.15～0.3g/L，以及由制泡系統(tǒng)制備的幼細(xì)、均勻并有良好活性的氣泡，再加入石灰乳至中性，然后加入絮凝劑，攪拌以促進絮凝，此時蔗汁中的大量雜質(zhì)包括蔗糠、蔗蠟、蔗脂、淀粉和部分色素及膠體，與磷酸鈣和絮凝劑一起凝聚成為穩(wěn)固的、內(nèi)部含大量微細(xì)氣泡的顆粒，然后進入平流式快速浮清器，上述雜質(zhì)迅速浮上液面，逐漸濃縮成為濃稠深色的浮渣，用連續(xù)的機械撥槳刮出，底部得到基本清亮、質(zhì)量良好的浮清汁；(2)低溫磷浮法得到的浮清汁，進行再處理以大幅度提高質(zhì)量，再處理可以采用亞硫酸一脫色劑澄清法將浮清汁泵入硫熏器，吸收二氧化硫，二氧化硫的吸收量為1.2～2.0g/L，并加入脫色劑，脫色劑可以使用各種陽離子型的無機或有機的聚合物，如聚合氯化鋁類產(chǎn)品，聚胺類產(chǎn)品(要選用經(jīng)過正式批準(zhǔn)在制糖工業(yè)中使用的品種)，脫色劑的加入量為0.5～3g/L，然后加石灰乳中和至pH7.2～7.5，再加熱到85～95℃，加入絮凝劑，絮凝劑的加入量為2～3mg/L，混勻后進入平流式快速沉降器，除去各種沉淀物而得到淺色清亮的高質(zhì)量清汁；(3)經(jīng)過再處理得到的高質(zhì)量清汁，返回糖廠的原有流程，順序經(jīng)過蒸發(fā)濃縮和結(jié)晶分蜜干燥工序，制得高品質(zhì)的白糖產(chǎn)品。
實施例2本發(fā)明提供的一種由甘蔗直接制造高品質(zhì)白糖的工藝，該工藝包括以下步驟(1)低溫磷浮法處理蔗汁將甘蔗壓榨得到的蔗汁，經(jīng)過預(yù)加石灰乳至pH值7.2～8.0、加熱至50～65℃，然后加入磷酸和澄清劑，磷酸的加入量按五氧化二磷計算為0.15～0.3g/L，以及由制泡系統(tǒng)制備的幼細(xì)、均勻并有良好活性的氣泡，再加入石灰乳至中性，然后加入絮凝劑，攪拌以促進絮凝，此時蔗汁中的大量雜質(zhì)包括蔗糠、蔗蠟、蔗脂、淀粉和部分色素及膠體，與磷酸鈣和絮凝劑一起凝聚成為穩(wěn)固的、內(nèi)部含大量微細(xì)氣泡的顆粒，然后進入平流式快速浮清器，上述雜質(zhì)迅速浮上液面，逐漸濃縮成為濃稠深色的浮渣，用連續(xù)的機械撥槳刮出，底部得到基本清亮、質(zhì)量良好的浮清汁；(2)低溫磷浮法得到的浮清汁，進行再處理以大幅度提高質(zhì)量，再處理可以采用碳酸磷浮法利用糖廠附屬的酒精車間產(chǎn)生的二氧化碳作澄清劑，將浮清汁泵至加灰器和管道飽充器，加入石灰乳，石灰乳的加入量按CaO計算為8～15g/L和吸收二氧化碳至pH8.2～8.6，然后加絮凝劑，進入平流式沉降器，得到的清汁再加入磷酸中和至pH7.2～7.4，充氣加絮凝劑，絮凝劑的加入量為2～3mg/L，進入平流式浮清器，分離得到淺色清亮的高質(zhì)量清汁；(3)經(jīng)過再處理得到的高質(zhì)量清汁，返回糖廠的原有流程，順序經(jīng)過蒸發(fā)濃縮和結(jié)晶分蜜干燥工序，制得高品質(zhì)的白糖產(chǎn)品。
實施例3本發(fā)明提供的一種由甘蔗直接制造高品質(zhì)白糖的工藝，該工藝包括以下步驟(1)低溫磷浮法處理蔗汁將甘蔗壓榨得到的蔗汁，經(jīng)過預(yù)加石灰乳至pH值7.2～8.0、加熱至50～65℃，然后加入磷酸和澄清劑，磷酸的加入量按五氧化二磷計算為0.15～0.3g/L，以及由制泡系統(tǒng)制備的幼細(xì)、均勻并有良好活性的氣泡，再加入石灰乳至中性，然后加入絮凝劑，攪拌以促進絮凝，此時蔗汁中的大量雜質(zhì)包括蔗糠、蔗蠟、蔗脂、淀粉和部分色素及膠體，與磷酸鈣和絮凝劑一起凝聚成為穩(wěn)固的、內(nèi)部含大量微細(xì)氣泡的顆粒，然后進入平流式快速浮清器，上述雜質(zhì)迅速浮上液面，逐漸濃縮成為濃稠深色的浮渣，用連續(xù)的機械撥槳刮出，底部得到基本清亮、質(zhì)量良好的浮清汁；(2)低溫磷浮法得到的浮清汁，進行再處理以大幅度提高質(zhì)量，再處理可以采用電解法將浮清汁泵至連續(xù)電解器，通入低壓直流電，產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，將蔗汁中的各種雜質(zhì)分解和凝聚，隨后加入磷酸或石灰乳調(diào)節(jié)pH值至中性，加熱到85～95℃，充入微細(xì)的氣泡和加入絮凝劑，使各種雜質(zhì)和氣泡凝聚在一起，在平流式浮清器中迅速上浮而分離，得到淺色清亮的高質(zhì)量清汁；(3)經(jīng)過再處理得到的高質(zhì)量清汁，返回糖廠的原有流程，順序經(jīng)過蒸發(fā)濃縮和結(jié)晶分蜜干燥工序，制得高品質(zhì)的白糖產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種由甘蔗直接制造高品質(zhì)白糖的工藝，其特征在于包括以下步驟(1)低溫磷浮法處理蔗汁將甘蔗壓榨得到的蔗汁，經(jīng)過預(yù)加石灰乳至pH值7.2～8.0、加熱至50～65℃，然后加入磷酸和澄清劑，磷酸的加入量按五氧化二磷計算為0.15～0.3g/L，以及由制泡系統(tǒng)制備的幼細(xì)、均勻并有良好活性的氣泡，再加入石灰乳至中性，然后加入絮凝劑，攪拌以促進絮凝，此時蔗汁中的大量雜質(zhì)包括蔗糠、蔗蠟、蔗脂、淀粉和部分色素及膠體，與磷酸鈣和絮凝劑一起凝聚成為穩(wěn)固的、內(nèi)部含大量微細(xì)氣泡的顆粒，然后進入平流式快速浮清器，上述雜質(zhì)迅速浮上液面，逐漸濃縮成為濃稠深色的浮渣，用連續(xù)的機械撥槳刮出，底部得到基本清亮、質(zhì)量良好的浮清汁；(2)低溫磷浮法得到的浮清汁，進行再處理以大幅度提高質(zhì)量，再處理可以采用下述三種方法之中的一種a.亞硫酸-脫色劑澄清法將浮清汁泵入硫熏器，吸收二氧化硫，二氧化硫的吸收量為1.2～2.0g/L，并加入脫色劑，脫色劑的加入量為0.5～3g/L，然后加石灰乳中和至pH7.2～7.5，再加熱到85～95℃，加入絮凝劑，絮凝劑的加入量為2～3mg/L，混勻后進入平流式快速沉降器，除去各種沉淀物而得到淺色清亮的高質(zhì)量清汁；b.碳酸磷浮法利用糖廠附屬的酒精車間產(chǎn)生的二氧化碳作澄清劑，將浮清汁泵至加灰器和管道飽充器，加入石灰乳，石灰乳的加入量按CaO計算為8～15g/L和吸收二氧化碳至pH8.2～8.6，然后加絮凝劑，進入平流式沉降器，得到的清汁再加入磷酸中和至pH7.2～7.4，充氣加絮凝劑，絮凝劑的加入量為2～3mg/L，進入平流式浮清器，分離得到淺色清亮的高質(zhì)量清汁；c.電解法將浮清汁泵至連續(xù)電解器，通入低壓直流電，產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，將蔗汁中的各種雜質(zhì)分解和凝聚，隨后加入磷酸或石灰乳調(diào)節(jié)pH值至中性，加熱到85～95℃，充入微細(xì)的氣泡和加入絮凝劑，使各種雜質(zhì)和氣泡凝聚在一起，在平流式浮清器中迅速上浮而分離，得到淺色清亮的高質(zhì)量清汁；(3)經(jīng)過再處理得到的高質(zhì)量清汁，返回糖廠的原有流程，順序經(jīng)過蒸發(fā)濃縮和結(jié)晶分蜜干燥工序，制得高品質(zhì)的白糖產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種由甘蔗直接制造高品質(zhì)白糖的工藝，該工藝第一步采用低溫磷浮法，以除去蔗汁中的絕大部分不溶物及部分有機膠體，得到清汁；隨后的第二步處理再大幅度提高蔗汁的質(zhì)量，這一步可以根據(jù)具體情況分別選用三種不同的方法①通入二氧化硫，加石灰乳及脫色劑，加熱后沉降分離；②通入酒精發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳，加石灰乳后沉降，再加磷酸氣浮分離；③用電解法處理。采用本發(fā)明工藝制得的清汁的色澤淺，純度高，雜質(zhì)少，最終制得的白糖的質(zhì)量可以達到并超過“飲料糖”的標(biāo)準(zhǔn)，而且煮煉收回率和產(chǎn)糖率都比傳統(tǒng)的亞硫酸法有明顯的提高。因此，本發(fā)明工藝具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益，而設(shè)備投資和生產(chǎn)成本的增加并不大。
文檔編號C13B25/00GK1699603SQ20051003513
公開日2005年11月23日 申請日期2005年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月8日
發(fā)明者霍漢鎮(zhèn) 申請人:霍漢鎮(zhèn)