利用高梯度磁分離技術澄清甘蔗糖廠清汁的方法
2023-07-08 23:47:46 2
專利名稱：利用高梯度磁分離技術澄清甘蔗糖廠清汁的方法
技術領域：
本發明屬利用高梯度磁分離技術澄清甘蔗糖廠清汁的方法.
背景技術：
從甘蔗中提取的蔗汁具有非常複雜的成分，其中除含量較多的蔗糖外，還有各種無機和有機非糖雜質。而這些非糖分的含量和種類隨著甘蔗品種、耕種方式、氣候、土壤等情況及壓榨提汁條件的不同而不同。總體來說，這些非糖分的存在，最終將影響到蔗糖分的提取和產品的質量。因此甘蔗糖廠澄清工段的任務是對來自壓榨工段的蔗汁進行提純澄清處理，澄清的目的是除去非糖分，提高糖汁純度，並努力降低色值和粘度，為後續煮糖工段提供高品質原料糖漿，蔗汁澄清過程其實就是一個膠體化學的過程。蔗汁澄清的方法很多，例如離子交換法、電滲析法、糖漿上浮法、薄膜分離法、離子排斥法等。離子交換法是利用離子交換原理進行稀汁的脫鹽、脫色處理，在國外多用於生產精糖。電滲析法以選擇性離子交換膜為分離介質，以直流電場作為驅動力，可將電解質離子組分從水溶液和其他不帶電組分中分離出來。糖漿上浮法是利用打泡機將含泡糖漿打成碎泡進行浮升，各種懸浮雜質與氣泡附著一起被帶到液面上被撇除，底部的糖漿成為清淨的糖漿。薄膜分離法中又有超濾法和反滲透法。超濾法提純糖汁所用的半透膜，能放過水和蔗糖等小分子，但不讓色素、蛋白質和膠體粒子通過。反滲透法相當於滲透法的反過程，在製糖工業中可以用來代替糖汁提純和蒸發。當前應用超濾法和反滲透法提純和濃縮糖汁的關鍵在於能否製備性能良好的半透膜，該技術除了要求膜有很高的選擇性外，還要求膜具有化學穩定性，使用壽命要長而且不易汙染，機械強度要大等。離子排斥法是以溶質在液相和固相上的分配差別為基礎，利用離子交換樹脂將離子型溶質和非離子型溶質互相分離的方法。上述技術雖然具有很多優點，但是由於蔗糖產品價格較低而新技術澄清提純的成本一般較高，很難在製糖工業上大規模推廣使用，因此本領域技術人員都在努力尋求物美價廉的澄清方法。磁分離技術即利用外加磁場的作用改變物質的物理化學性質，使物質內能發生變化，使具備磁性的物質得到分離。磁分離法按裝置原理可分為磁凝聚分離、磁碟分離和高梯度磁分離法三種。磁分離技術作為物理分離技術最早應用於礦石的篩選、高嶺土的脫色增白，並成功地應用於城市工業廢水處理。高梯度磁分離技術(HGMS)是採用能產生高磁場梯度的聚磁介質，獲得高磁力來實現對微細粒弱磁性物料的捕收，達到去除微細粒弱磁性物料的目的。高梯度磁分離技術可以應用於工業煙氣除塵和廢水處理領域，應用於廢水處理則要先投加「磁種，，和混凝劑，增強吸附雜質的能力，但利用磁分離技術澄清甘蔗糖廠清汁方面卻未見有報導。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種在後續處理中不添加化學澄清劑、分離效果明顯的利用高梯度磁分離技術澄清甘蔗糖廠清汁的方法。
本發明以如下技術方案解決上述技術問題本發明方法的工藝步驟為一種利用磁分離技術澄清處理甘蔗清汁的方法，其特徵是工藝步驟為(1)添加四氧化三鐵磁性粉末到甘蔗清汁中，磁性粉末添加量為0. 1
0.3g/150ml 清汁；(2)勻速攪拌加入磁種後的料液1 5min ；(3)攪拌反應後的料液在60 90°C的條件下保溫3 5min ；(4)保溫處理的料液以75 225mL/min流速迅速通過磁場，磁場強度為0. 5
1.5T ；(5)趁熱將料液快速通過磁粉分離器，收集處理後的料液。四氧化三鐵粉末為分析純納米顆粒。攪拌機攪拌速為100 300pm。磁分離技術進一步澄清亞法糖廠清汁的最佳反應條件為磁鐵粉加入量 0. lg/150mL清汁，攪拌速度為lOOrpm，磁化攪拌時間3min，磁場強度為1. 5T。磁分離技術進一步澄清石灰法處理的清汁最佳反應條件為磁鐵粉加入量為 0. lg/150mL清汁，攪拌速度為lOOrpm，磁化攪拌時間3min，磁場強度為1T。本發明在物理澄清工藝——磁分離技術分離澄清雜質的基礎上，提供了一項甘蔗製糖二次澄清的物理澄清工藝，該工藝在後續處理中不添加化學澄清劑，分離效果明顯，清汁及其後續糖漿熱穩定性好，試驗結果表明該技術可以用於糖汁的澄清除雜過程，而且該設備佔地面積小、節能，可以降低企業生產成本，在製糖業會有良好的發展前景。
圖1為本發明利用磁分離技術澄清處理甘蔗清汁的方法流程圖。
具體實施例方式(1)處理亞硫酸法糖廠清汁實施例1 每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0. lg，在攪拌機速度為IOOrpm下攪拌5min，在恆溫水浴鍋溫度90°C下保溫5min，藉助蠕動泵使糖汁流速為75mL/min下趁熱通過磁場強度為1. 5T的磁場，過濾磁化後的清汁除去吸附有雜質的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結果相對原汁空白對照組純度差為0. 64，色值指標降低 15. 56%。實施例2 每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0. lg，在攪拌機速度為200rpm下攪拌3min，在恆溫水浴鍋溫度60°C下保溫5min，藉助蠕動泵使糖汁流速為150mL/min下趁熱通過磁場強度為1. OT的磁場，過濾磁化後的清汁除去吸附有雜質的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結果相對原汁空白對照組純度差為0. 67，色值指標降低9. 46% ο實施例3
每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0.2g，在攪拌機速度為300rpm下攪拌lmin，在恆溫水浴鍋溫度90°C下保溫:3min，藉助蠕動泵使糖汁流速為75mL/min下趁熱通過磁場強度為1. OT的磁場，過濾磁化後的清汁除去吸附有雜質的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結果相對原汁空白對照組純度差為0. 56，色值指標降低8. 67%。實施例4 每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0.3g，在攪拌機速度為200rpm下攪拌3min，在恆溫水浴鍋溫度90°C下保溫5min，藉助蠕動泵使糖汁流速為75mL/min下趁熱通過磁場強度為0. 5T的磁場，過濾磁化後的清汁除去吸附有雜質的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結果相對原汁空白對照組純度差為2. 03，色值指標降低-6. 72%。實施例5 每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0.3g，在攪拌機速度為IOOrpm下攪拌2min，在恆溫水浴鍋溫度60°C下保溫3min，藉助蠕動泵使糖汁流速為225mL/min下趁熱通過磁場強度為1. OT的磁場，過濾磁化後的清汁除去吸附有雜質的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結果相對原汁空白對照組純度差為-0. 82，色值指標降低9. 86%。(2)處理石灰法清汁實施例1 每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0. lg，在攪拌機速度為300rpm下攪拌5min，在恆溫水浴鍋溫度60°C下保溫5min，藉助蠕動泵使糖汁流速為225mL/min下趁熱通過磁場強度為0. 5T的磁場，過濾磁化後的清汁除去吸附有雜質的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結果相對原汁空白對照組純度差為0. 16，色值指標降低-6. 54%。實施例2 每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0. lg，在攪拌機速度為200rpm下攪拌lmin，在恆溫水浴鍋溫度90°C下保溫:3min，藉助蠕動泵使糖汁流速為225mL/min下趁熱通過磁場強度為1. OT的磁場，過濾磁化後的清汁除去吸附有雜質的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結果相對原汁空白對照組純度差為0. 55，色值指標降低0. 37%。實施例3 每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0.2g，在攪拌機速度為300rpm下攪拌3min，在恆溫水浴鍋溫度60°C下保溫3min，藉助蠕動泵使糖汁流速為75mL/min下趁熱通過磁場強度為1. OT的磁場，過濾磁化後的清汁除去吸附有雜質的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結果相對原汁空白對照組純度差為0. 21，色值指標降低3. 23%。實施例4 每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0.3g，在攪拌機速度為300rpm下攪拌lmin，在恆溫水浴鍋溫度90°C下保溫5min，藉助蠕動泵使糖汁流速為75mL/min下趁熱通過磁場強度為1. 5T的磁場，過濾磁化後的清汁除去吸附有雜質的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結果相對原汁空白對照組純度差為0. 3，色值指標降低 59. 71%。實施例5 每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0.3g，在攪拌機速度為IOOrpm下攪拌2min，在恆溫水浴鍋溫度60°C下保溫5min，藉助蠕動泵使糖汁流速為150mL/min下趁熱通過磁場強度為1. OT的磁場，過濾磁化後的清汁除去吸附有雜質的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結果相對原汁空白對照組純度差為-0. 9，色值指標降低 45. 42%。
權利要求
1.一種利用高梯度磁分離技術澄清處理甘蔗清汁的方法，其特徵是工藝步驟為(1)添加四氧化三鐵磁性粉末到甘蔗清汁中，磁性粉末添加量為0.1 0. 3g/150ml清汁；(2)勻速攪拌加入磁種後的料液1 5min；(3)攪拌反應後的料液在60 90°C的條件下保溫3 5min；(4)保溫處理的料液以75 225mL/min流速迅速通過磁場，磁場強度為0.5 1. 5T ；(5)趁熱將料液快速通過磁粉分離器，收集處理後的料液。
2.如權利要求1所述的利用高梯度磁分離技術澄清處理甘蔗清汁的方法，其特徵是四氧化三鐵粉末為分析純納米顆粒。
3.如權利要求1所述的利用高梯度磁分離技術澄清處理甘蔗清汁的方法，其特徵是攪拌機攪拌速為100 300pm。
4.如權利要求1所述的利用高梯度磁分離技術澄清處理甘蔗清汁的方法，其特徵是磁分離技術進一步澄清亞法糖廠清汁的最佳反應條件為磁鐵粉加入量0. lg/150mL清汁，攪拌速度為lOOrpm，磁化攪拌時間3min，磁場強度為1. 5T。
5.如權利要求1所述的利用高梯度磁分離技術澄清處理甘蔗清汁的方法，其特徵是磁分離技術進一步澄清石灰法處理的清汁最佳反應條件為磁鐵粉加入量為0. lg/150mL清汁，攪拌速度為lOOrpm，磁化攪拌時間3min，磁場強度為1T。
全文摘要
一種利用高梯度磁分離技術澄清處理甘蔗清汁的方法，工藝步驟是添加四氧化三鐵磁性粉末到甘蔗清汁中，勻速攪拌後在60～90℃下保溫3～5min；再迅速通過磁場強度為0.5～1.5T的磁場，並趁熱將料液快速通過磁粉分離器，收集處理後的料液。本發明在物理澄清工藝-磁分離技術分離澄清雜質的基礎上，提供了一項甘蔗製糖二次澄清的物理澄清工藝，該工藝在後續處理中不添加化學澄清劑，分離效果明顯，清汁及其後續糖漿熱穩定性好，試驗結果表明該技術可以用於糖汁的澄清除雜過程，而且該設備佔地面積小、節能，可以降低企業生產成本，在製糖業會有良好的發展前景。
文檔編號C13B20/00GK102517402SQ20111040616
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月8日 優先權日2011年12月8日
發明者倪小智, 唐豔瓊, 孫衛東, 張娟, 朱蓉豔, 李軍委, 牛麗, 謝偉 申請人:廣西大學