一種可直接食用糖漿的生產(chǎn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種可直接食用糖漿的生產(chǎn)裝置。包括有依次連接的粗過濾器、微濾膜過濾器、納濾膜過濾器、第一離子交換樹脂塔、第二離子交換樹脂塔、蒸發(fā)器。本實(shí)用新型提供的可直接食用糖漿的生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品的色度值低、脫鹽率高、收率高。
【專利說明】—種可直接食用糖漿的生產(chǎn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種可直接食用糖漿的生產(chǎn)裝置，屬于制糖【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界上主要的蔗糖生產(chǎn)和消費(fèi)大國之一，國內(nèi)從事蔗糖生產(chǎn)和加工的企業(yè)近300家，年產(chǎn)蔗糖近1400萬噸。目前在我國常用的蔗糖生產(chǎn)工藝有“一步法”和“兩步法”?！耙徊椒ā本褪菍⒏收釅赫ズ?，先通過石灰法沉淀，去除較大的雜質(zhì)和一部分色素，再通過二氧化硫漂白，最后蒸發(fā)、結(jié)晶，使產(chǎn)品在色澤和灰分檢測指標(biāo)上達(dá)標(biāo)?！岸椒ā本褪菍ⅰ耙徊椒ā鄙a(chǎn)出來的蔗糖，再熔化后，進(jìn)一步除去其中的雜質(zhì)和色素，同樣是通過石灰法沉淀去除較大的雜志、膠體、鞣質(zhì)和一部分色素，再通過二氧化硫法漂白，最后蒸發(fā)、結(jié)晶，得到較為純凈的蔗糖產(chǎn)品。
[0003]但不論是“一步法”還是“二步法”，其工藝都存在較多的缺點(diǎn):首先，該工藝生產(chǎn)出來的蔗糖品質(zhì)不高，難以達(dá)到精制糖的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在進(jìn)入飲料行業(yè)時(shí)品質(zhì)難過關(guān)；其次，其工藝要采用石灰沉淀法除雜，經(jīng)過板框壓濾后，會產(chǎn)生大量的殘?jiān)?，對環(huán)境污染較嚴(yán)重；第三，該工藝中用到板框等傳統(tǒng)機(jī)械，過濾精度低，生產(chǎn)效率不高，且工作環(huán)境惡劣；第四，該工藝中，預(yù)濃縮部分是通過蒸發(fā)濃縮的，相對于膜技術(shù)來說，能耗很高，增加了生產(chǎn)成本；第五，該工藝的脫色是使用硫熏法，產(chǎn)品中會有硫殘余，對人體健康有害，隨著國家對食品安全要求的進(jìn)一步提高，該方法將被限制使用；第六，該方法中用到是石灰需要煅燒，一方面消耗了較大的能量并伴有廢棄物排放，同時(shí)也增加了一個工序段，增加生產(chǎn)成本；第七，該方法需要將蔗糖升溫濃縮，最后結(jié)晶、干燥，才能更進(jìn)一步的除去一部分色素和鹽分，勉強(qiáng)大到國家標(biāo)準(zhǔn)，但消耗了大量的水資源和熱能，不符合國家《“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中關(guān)于對企業(yè)節(jié)能減排的要求，造成企業(yè)的生產(chǎn)成本居高不下，產(chǎn)品缺乏競爭力，其實(shí)；第八，該工藝相對比較繁雜，設(shè)備多，且占地面積大，控制工藝復(fù)雜。
[0004]食品、飲料業(yè)是我國發(fā)展最快的行業(yè)之一，產(chǎn)值年均增長近20%。2010年飲料行業(yè)產(chǎn)量達(dá)到I億噸，對比1978年的20多萬噸，改革開放30年來增長了近400倍，現(xiàn)在中國是全球第二大飲料消費(fèi)市場，并很快會超過美國成為全球第一大消費(fèi)市場。其中，蔗糖也隨著食品、飲料行業(yè)的快速發(fā)展，恢復(fù)了蓬勃生機(jī)，平均每年的需求量也在大幅攀升，年增長超過20%，市場潛力巨大。但食品、飲料行業(yè)對蔗糖的品質(zhì)要求也高，對色度、灰分、含硫量都有嚴(yán)格的要求，且隨著國家對食品安全越來越重視，該標(biāo)準(zhǔn)會進(jìn)一步的提高，對企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平要求也越來越高。
[0005]在蔗糖生產(chǎn)中，是先制成糖漿，然后再蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥，這樣可以進(jìn)一步去除色素、鹽分，以達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。但在食品、飲料行業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中，在添加蔗糖等調(diào)味劑時(shí)，是需要再次將蔗糖溶解的，這樣，一方面浪費(fèi)了蒸發(fā)的熱能，另一方面又浪費(fèi)了水資源。如果能夠直接生產(chǎn)糖漿，同時(shí)又能保證糖漿的質(zhì)量達(dá)到國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，省去了蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥等步驟，這樣可以大幅的減少能耗及水耗，真正做到節(jié)能減排，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的競爭力。[0006]有鑒于此，依然有待于提出一種改進(jìn)的可直接食用糖漿的生產(chǎn)工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種以甘蔗為原料生產(chǎn)出可以直接食用的糖漿的方法，該方法不需要經(jīng)過結(jié)晶、溶解的步驟，系統(tǒng)的集成化程度高、能耗少、成本低。采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種可直接食用糖漿的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟:
[0009]第I步、將甘蔗通過榨汁裝置進(jìn)行壓榨，得到甘蔗汁；
[0010]第2步、甘蔗汁通過粗過濾器進(jìn)行預(yù)過濾后，再送入微濾膜進(jìn)行過濾，得到蔗糖汁清液；
[0011]第3步、將蔗糖汁清液送入納濾膜進(jìn)行濃縮，得到濃縮液；
[0012]第4步、將濃縮液送入第一離子交換樹脂塔，得到第一透過液，所述的第一離子交換樹脂塔中填充的是大孔強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂；
[0013]第5步、將第一透過液送入第二離子交換樹脂塔中，得到第二透過液，所述的第二離子交換樹脂塔中填充的是指強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂、弱酸性陽離子交換樹脂或者陰陽離子交換樹脂的混合床；
[0014]第6步、將第二透過液送入蒸發(fā)器濃縮，得到精制濃縮液，再加入添加劑，混合均勻，即得糖漿。
[0015]本實(shí)用新型的工藝適用于本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的各種常規(guī)甘蔗原料。收集后首先通過榨汁裝置，如榨汁機(jī)等，對甘蔗進(jìn)行壓榨，得到甘蔗汁。然后將甘蔗汁經(jīng)過粗過濾器進(jìn)行預(yù)處理，去除較大的蔗渣，以更好地應(yīng)用于后續(xù)的膜分離操作。此處的粗過濾器包括但并不局限于袋式過濾器或篩網(wǎng)(篩網(wǎng)的孔徑優(yōu)選為100?200目)等，以充分去除蔗渣。
[0016]第2步中，微濾膜優(yōu)選采用陶瓷微濾膜，其具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐酸堿腐蝕、過濾精度高的優(yōu)點(diǎn)。微濾膜的作用是去除甘蔗汁中的一些顆粒雜質(zhì)、膠體等，可以提高產(chǎn)品的純度和品質(zhì)。為了使過濾效果更優(yōu)，采用的微濾膜的平均孔徑范圍是50?500 nm。如果平均孔徑太小，則會導(dǎo)致過濾通量太小，則會導(dǎo)致過濾通量太低，而且一部分較大顆粒的蔗糖會被截留，影響到收率，如果平均孔徑太大，會導(dǎo)致一部分雜質(zhì)透過膜層進(jìn)入至滲透側(cè)，影響到產(chǎn)品的品質(zhì)。過濾溫度對于產(chǎn)品品質(zhì)和過濾性能產(chǎn)生影響，雖然過濾溫度提高可以降低過濾液的粘度、提高過濾通量，但是如果過濾溫度過高，蔗糖汁中的一些物質(zhì)會發(fā)生變性，影響到最終產(chǎn)品的品質(zhì)，使其不適合于配置食品級的糖漿，過濾溫度優(yōu)選20?90°C，在這個溫度段過濾時(shí)可以保證過濾通量下降緩慢，同時(shí)產(chǎn)品品質(zhì)好。過濾壓力若偏小時(shí)，會導(dǎo)致通量低，不合適于工程實(shí)際需求，如果壓力過大時(shí)，會導(dǎo)致一部分大部分雜質(zhì)被壓，透過膜層，導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)不好，而且會產(chǎn)生較嚴(yán)重的膜孔堵塞，使其不易被清洗，優(yōu)選的過濾壓力是0.1?0.5MPa，還可以同時(shí)保證過濾通量下降緩慢。
[0017]在第3步中，納濾膜的截留分子量過大時(shí)，會導(dǎo)致蔗糖透過膜層，使收率降低，如果截留分子量過小時(shí)，會導(dǎo)致過濾通量小，不能達(dá)到適宜的濃縮倍數(shù)，使后續(xù)蒸發(fā)過程能耗偏大，優(yōu)選截留分子量為100?500Da，可以保證膜通量較高、膜污染緩慢，同時(shí)膜對蔗糖的截留率很高，蔗糖的收率在99.9%以上。該步驟中優(yōu)選將蔗糖汁清液的體積濃縮至30%?40%，濃縮倍數(shù)較高，既能保證下一工序段離子交換樹脂的進(jìn)料濃度較高，提高生產(chǎn)效率；另一方面脫去2/3的水，可以節(jié)省較大的能耗，同時(shí)還去除了 60%的鹽分。納濾的壓力過小時(shí)，會導(dǎo)致通量小、濃縮倍數(shù)無法得到提升，如果壓力過大，會導(dǎo)致一些蔗糖的截留率的下降，而且會導(dǎo)致濾餅層被壓實(shí)，影響到通量和膜清洗，優(yōu)選1.0~4.0Mpa，還可以保證平均過濾通量較大，可達(dá)20L/m2*h，這樣可以有效的提高生產(chǎn)效率。納濾膜的材質(zhì)也是需要經(jīng)過優(yōu)選的，由于在納濾分離時(shí)，同時(shí)存在篩分效應(yīng)和電荷效應(yīng)，要同時(shí)保證對鹽的脫除率高和對蔗糖的截留率高，最優(yōu)的是采用陶瓷材質(zhì)、聚醚砜或聚酰胺類材質(zhì)的納濾膜。
[0018]在第4步中，大孔強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂的作用是對陰離子進(jìn)行去除，同時(shí)還能起到吸附脫色的作用。更優(yōu)選的，離子交換樹脂吸附塔的徑高比為1/3~1/12，流速為2~10BV/h，溫度為40~80°C。在一個最優(yōu)實(shí)施例中，在吸附塔徑高比為1/8，流速為4BV/h，溫度為60°C時(shí)，糖液的粘度較小，吸附的效果最佳，既能保證脫色效果，又能保證較高的生產(chǎn)效率，同時(shí)能耗相對較低。
[0019]在第5步中，離子交換樹脂為強(qiáng)酸性或者弱酸性陽離子交換樹脂，也可以是陰陽離子交換樹脂的混床，所述離子交換樹脂吸附塔徑高比為1/3~1/10，流速為2~10 BV/h，溫度為20~80°C。在一個最優(yōu)實(shí)施例中，在吸附塔徑高比為1/8，流速為4 BV/h，溫度為50°C時(shí)，脫鹽的效果最佳，可以脫去92%的鹽分，同時(shí)蔗糖的收率為99.8%。
[0020]第6步中，為了保證糖漿具有合適的粘度、濃度、適于食品制造，優(yōu)選將蔗糖的質(zhì)量濃度濃縮至55~65%。添加劑可以采用常規(guī)的添加劑，但是最優(yōu)選的是加入添加劑是分別是精制濃縮液重量5~15%的果糖、0.1~1%的檸檬酸、0.1~0.5%的維生素C、0.05~
0.2%的維生素E?？梢员ＷC糖漿具有良好的保藏期、口感和粘度。
[0021]在本實(shí)用新型的一個最優(yōu)實(shí)施例中，微濾膜的平均孔徑是200 nm，微濾溫度是80°〇，壓力是0.25 MPa ;納濾膜的截留分子量是150 Da，納濾的壓力3.0 MPa，在這個孔徑參數(shù)下，微濾膜可以截留去除掉蔗糖中的一些脂肪、蛋白質(zhì)，這可以保證離子交換樹脂的壽命延長，而且可以防止樹脂被大分子雜質(zhì)吸附，影響到對于鹽和色素的脫除率；納濾膜的截留率高，產(chǎn)品的收率和純度都能達(dá)到最優(yōu)。
[0022]基于上述的方法，本實(shí)用新型的另外一個目的是提供了一種可直接食用糖漿的生產(chǎn)裝置，包括有依次連接的粗過濾器、微濾膜過濾器、納濾膜過濾器、第一離子交換樹脂塔、第二離子交換樹脂塔、蒸發(fā)器。
[0023]所述的粗過濾器是砂濾裝置、袋式過濾器、濾布或篩網(wǎng)。
[0024]所述的第一離子交換樹脂塔中填充的是大孔強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂。
[0025]所述的第二離子交換樹脂塔中填充的是強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂或者弱酸性陽離子交換樹脂。
[0026]有益效果
[0027]本實(shí)用新型提供的糖漿生產(chǎn)方法可以直接以甘蔗為原料，連續(xù)生產(chǎn)出可以直接食用的糖漿，漿產(chǎn)品的色度值低、脫鹽率高、收率高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是本實(shí)用新型涉及的食用糖漿的生產(chǎn)裝置示意圖。
[0029]圖2是本實(shí)用新型涉及的食用糖漿的生產(chǎn)工藝流程示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0030]實(shí)施例1
[0031]如圖1所示，本實(shí)用新型所述一種可直接食用糖漿的新工藝包括以下步驟:
[0032]A、榨汁:將甘蔗通過榨汁機(jī)壓榨，得到甘蔗汁；
[0033]B、預(yù)處理:將步驟A中得到的甘蔗汁通過篩網(wǎng)進(jìn)行預(yù)處理，去除較大的蔗渣，篩網(wǎng)的孔徑為100目；
[0034]C、微濾膜過濾:將步驟B中收集到的甘鹿汁,分別通過50 nm、200 nm、500nm陶瓷膜微濾，過濾的溫度為20°C，過濾壓力為0.5Mpa，得到蔗糖汁清液，蔗糖濃度為12% ；
[0035]D、膜濃縮:甘蔗汁清液進(jìn)入納濾膜裝置進(jìn)行濃縮，納濾膜材質(zhì)為聚醚砜，截留分子量為lOODa，納濾壓力4.0Mpa，將甘蔗汁清液的體積濃縮至30% ；
[0036]E、一級離子交換脫鹽:將步驟D中得到的濃縮后的蔗糖汁用大孔強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂進(jìn)行脫鹽和脫色，徑高比為1/12，流速為10BV/h，溫度為40°C ；
[0037]F、二級離子交換脫鹽:將步驟E中得到的脫色后的蔗糖汁，用強(qiáng)酸性陽離子交換柱進(jìn)行脫鹽和脫色，徑高比為1/3，流速為2 BV/h，溫度為80°C ；
[0038]G、濃縮:將步驟F中得到的蔗糖汁送入MVR蒸發(fā)器，濃縮溫度為60°C，得到蔗糖濃縮液，蔗糖濃縮液的質(zhì)量濃度為60% ；
[0039]H、復(fù)配:將步驟G中得到的蔗糖糖漿加入添加劑，使各添加劑的加入量是蔗糖濃縮液重量15%的果糖、1%的檸檬酸、0.5%的維生素C、0.2%的維生素E，充分混勻；
[0040]1、包裝:將步驟H中得到的復(fù)配糖漿包裝。
[0041]測定最終得到的糖漿的色值、電導(dǎo)灰分
[0042]
【權(quán)利要求】
1.一種可直接食用糖漿的生產(chǎn)裝置，其特征在于:包括有依次連接的粗過濾器、微濾膜過濾器、納濾膜過濾器、第一離子交換樹脂塔、第二離子交換樹脂塔、蒸發(fā)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1述的可直接食用糖漿的生產(chǎn)裝置，其特征在于:所述的粗過濾器是砂濾裝置、袋式過濾器、濾布或篩網(wǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1述的可直接食用糖漿的生產(chǎn)裝置，其特征在于:所述的第一離子交換樹脂塔中填充的是大孔強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可直接食用糖漿的生產(chǎn)裝置，其特征在于:所述的第二離子交換樹脂塔中填充的是強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂或者弱酸性陽離子交換樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可直接食用糖漿的生產(chǎn)裝置，其特征在于:所述的微濾膜的平均孔徑范圍是50?500 nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可直接食用糖漿的生產(chǎn)裝置，其特征在于:所述的納濾膜截留分子量為100?500Da。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可直接食用糖漿的生產(chǎn)裝置，其特征在于:所述的納濾膜的材質(zhì)是陶瓷、聚醚砜或聚酰胺類。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可直接食用糖漿的生產(chǎn)裝置，其特征在于:所述的第一離子交換樹脂塔徑高比為1/3?1/12。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可直接食用糖漿的生產(chǎn)裝置，其特征在于:所述的第二離子交換樹脂塔徑高比為1/3?1/10。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可直接食用糖漿的生產(chǎn)裝置，其特征在于:所述的蒸發(fā)器是MVR蒸發(fā)器。
【文檔編號】C13B20/14GK203668418SQ201320867865
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】彭文博, 凌國慶, 張宇, 江健, 張宏 申請人:江蘇久吾高科技股份有限公司