糖厂甘蔗混合汁的磷酸-过氧化氢澄清的方法 【技术领域】
本发明属糖厂甘蔗混合汁的磷酸-过氧化氢澄清的方法。
背景技术
甘蔗糖厂澄清工段的任务是对来自压榨工段的甘蔗混合汁进行提净处理，提高糖汁的纯度和降低其色值，为煮糖结晶提供优质的原料糖浆，是控制蔗糖产品质量的关键步骤。我国糖厂绝大部分目前都是采用“磷酸-亚硫酸法澄清工艺”，此工艺存在的主要问题是：(1)提净后的清汁色值和SO2含量偏高，用此法生产的白糖难以达到一级白糖的标准。(2)此法主要采用SO2还原脱色，但因白糖产品在接触空气的过程中会出现氧化返色现象(色值变高)，所以存放期短。(3)由于用燃烧硫磺的方法来产生净清剂SO2(亚硫酸)，不仅流程长、需设备多、使用人力多，更严重的是所产生的SO2对设备腐蚀严重、对环境造成污染，还使白糖产品残存硫。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种不用亚硫酸进行澄清的糖厂甘蔗混合计的磷酸-过氧化氢澄清的方法。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
在向甘蔗混合计加入磷酸的同时，加入复合澄清剂H2O2-MgO，加入量为H2O2(以100％计)150ml/m3、MgO 700g/m3，搅拌后再加入石灰乳中和；澄清过程的其余工艺同磷酸-亚硫酸法澄清工艺。
本发明的方法用复合澄清剂H2O2-MgO取代了用亚硫酸法澄清的糖厂所用的澄清剂亚硫酸(SO2)，去除了用SO2的硫熏工序，大大提高了蔗糖产品的质量，降低了生产成本；减轻了环境污染，经济效益和社会效益十分显著。
【附图说明】
图1是本发明方法的工艺流程图。
图2是常规的用磷酸-亚硫酸法澄清的糖厂的工艺流程图。
【具体实施方式】
本发明使用的复合澄清剂H2O2-MgO中的H2O2是一种环保氧化脱色剂，分解物是氧和水，对产品和环境不造成任何污染。在化工、纺织、造纸、食品等工业中常用作脱色漂白剂和杀菌消毒剂。H2O2在水溶液中可电离出过氧氢根离子HO2-攻击色素，而蔗糖汁中常含有叶绿素、叶黄素、多酚类等色素，这类色素大多呈现负性离子，故用H2O2脱色效果好。澄清剂中的MgO是一种超细粉体，起到晶核和吸附作用，能强化对糖汁中的非糖分和胶体等物质的澄清效果。而且复合澄清剂H2O2-MgO价格低廉，原料易得，为本发明的推广提供了极有利的条件。
在本发明的澄清工艺中，主要是采用了新的复合澄清剂H2O2-MgO取代了常规亚硫酸法的澄清剂SO2(亚硫酸)，取消了亚硫酸法的硫熏步骤，而其他工艺条件没有变化。现有糖厂如要改用本发明的澄清工艺，不需增加和改变其他工艺条件，却可取得因取消了硫熏步骤而减少了燃烧硫磺和硫熏设备的显著效果。
以下是本发明使用复合澄清剂H2O2-MgO与常规亚硫酸法用澄清剂SO2澄清的试验结果数据及比较：
本法工艺流程和条件按图1所示进行，亚硫酸法按常规的亚硫酸法图2.所示进行。
用广西隆安县南圩糖厂的甘蔗混合汁同时作平行试验。
主要试剂：磷酸、石灰乳、本法的复合澄清剂H2O2-MgO、亚硫酸法的澄清剂H2SO3、絮凝剂(聚丙烯酰胺)。
主要仪器：PH计、分光光度计、糖用折射仪、旋光仪。
(1)H2O2加入量与脱色效率关系试验：
每次取混合汁300ml，按图1所示的本法的工艺流程和条件进行。先将混合汁加热至60℃左右，按量加入磷酸和MgO粉体，同时加入容积浓度(以下同)为3％的H2O2，搅拌20分钟左右加石灰乳中和至PH6.2～7.2，然后按流程继续加热至100℃再加絮凝剂(聚丙烯酰胺)沉降后得到清汁。按加入不同的H2O2量所得清汁的不同色值数据列于表1：
表1
序号 1 2 3 4 5 6 7 混合汁量(ml) 300 300 300 300 300 300 300 加3％H2O2(ml) 0 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 4.0 清汁色值(IU560) 1593 1124 922 1088 1105 1236 1700
表1数据显示：在其他条件相同情况下，3％H2O2的最佳加入量为1.5ml～2.0ml(即按100％H2O2计为150ml/m3～200ml/m3)。加H2O2量少脱色力不够，但若加过量，由于H2O2的氧化作用起主导，可能将糖汁中的酚类物氧化为醌类而使色更深。所以本法中控制的H2O2加入量是一个关键性问题。
(2)本法平行试验地结果数据
本试验及以下试验均按加入量为H2O2(按100％计)150ml/m3进行。
取同样的混合汁两份各300ml，按图1工艺流程和条件进行，所得清汁色值如表2所示：
表2
混合汁 清汁色值(IU560) 色值平均值 相对偏差 I号混合汁两份平行 950 954 952 ±0.2％ II号混合汁两份平行 1051 1053 1052 ±0.1％
表中数据显示：本法平行试验的相对偏差很小，精确度高，重现性好。
(3)本法复合澄清剂H2O2-MgO与亚硫酸法澄清剂H2SO2的澄清效果对比：(表3和表4分别列出两组在相同条件下进行的试验数据)
表3(I号混合汁原料)
所加澄清剂 磷酸-石灰乳(作 对比基准)(不加 澄清剂) 磷酸-石灰乳 H2O2-MgO(本法 澄清剂) 磷酸-石灰乳 H2SO3(亚硫酸法 澄清剂) 所得清汁PH值 7.12 7.18 7.02 清汁锤度(Bx) 20.1 20.1 20.0 清汁色值(IU560) 1538 1197 1243 脱色率 0(以此为基准) 22％ 19％ 清汁混浊度(MAU) 132(衰减单位) 95(衰减单位) 122(衰减单位) 清汁蔗糖纯度 83.4％ 83.7％ 83.7％
表4(II号混合汁原料)
所加澄清剂 磷酸-石灰乳(作对 比基准)(不加澄 清剂) 磷酸-石灰乳 H2O2-MgO(本法 澄清剂) 磷酸-石灰乳 H2SO2(亚硫酸法 澄清剂) 所得清汁PH值 7.03 6.85 6.95 清汁锤度(Bx) 21.2 21.4 20.6 清汁色值(IU560) 1100 822 825 脱色率 0(以此为基准) 25.3％ 25％ 清汁蔗糖纯度 83％ 83.64％ 84％
注：本法中加H2O2(100％)的最佳用量范围为混合汁的150～200ppm，MgO粉体用量为700ppm。
亚硫酸法中所加H2SO3的用量与糖厂现行使用量相同，为硫熏强度的15ml左右。
上二表结果显示：用本法所得到的清汁的色值和混浊度比亚硫酸法低，脱色澄清效果比亚硫酸法好。本法所用的H2O2-MgO复合澄清剂对清汁的蔗糖纯度无消极影响。
(4)根据上述试验及其他试验，对本法和目前糖厂所使用的亚硫酸法澄清工艺进行综合评比的结果列入表5：
表5
评比内容 亚硫酸法 本法 净清效果 较差 较好 (得到的清汁的色值和混浊度比 亚硫酸法低) 生产成本 较高 较低 (所用药剂与亚硫酸法成本相当， 但本法减掉了硫熏工序而减少了 设备、人力和设备的腐蚀损耗。少 用了石灰，使滤泥减少，提高了蔗 糖的回收率) 白糖产品质量 较差 (色值和SO2含量较高， 存放时会返色) 较好 (色值较低，不含SO2，存放时不 会返色) 环境污染 SO2对环境和产品污染大 无SO2污染