传统亚硫酸法制得白砂糖含硫量高,质量不够理想,而且随着新的白砂糖国家标准的出台,其弊端显得更加突出。为了加入国际市场的竞争行列,应谋求改进亚硫酸法工艺,生产出高质量的白砂糖,提高现有糖厂产品的产值,增加收益。根据我国国情,可以尝试一些过渡的新型澄清工艺,设备和方法来改善当前现状。本课题探索研究了一项制糖澄清过程的新型无硫澄清工艺,该工艺采用传统石灰法和新型阳离子蔗渣澄清剂相结合的方法,对甘蔗混合汁进行两步澄清应用研究。除此之外,还就该蔗渣澄清剂的吸附动力学、再生及澄清后糖汁的稳定性等方面进行了系统试验研究。由于此工艺不添加SO2,成品糖中无残硫,并且成本较低,这将在糖液脱色和提纯方面取得全新突破。论文的主要研究内容和结果如下:1.依据单因素试验,设计了包括阳离子蔗渣澄清剂加入量、反应温度、接触时间和pH值四个重要因素以确定它们对澄清作用的影响情况。然后,在单因素试验的基础上,该论文又设计了正交试验并进行了结果分析。最优澄清条件如下:阳离子蔗渣澄清剂加入量0.4g/100mL清汁、反应温度80℃、接触时间40min及pH8。2.通过静态吸附试验,得出:表明脱色反应是以液膜扩散为主控步骤,即交换速率大小控制了在固-液界面上交换质的滞留时间,交换反应速率常数k=5.57×10-3S-1,并且该阳离子蔗渣澄清剂的脱色过程遵循Freundish等温式。通过动态吸附试验,得出:随着待脱色清汁样品流速的增大,脱色率降低;增加离子交换柱高径比,可提高脱色效果。3.最佳再生条件的研究:质量分数1%HCl+质量分数10%NaCl的组合再生剂,再生后澄清剂的交换容量损失少;在80℃时再生效果较好,解吸为吸热过程,提高温度利于解吸,但是温度太高时,可能由于澄清剂纤维在高温下发生化学降解和结构变化,导致脱色效果下降。4.清汁热稳定性研究及色素废水的处理:未经蔗渣澄清剂脱色处理的清汁热稳定性差,随温度升高色值上升很快。而脱色后的清汁在高温下较稳定,说明阳离子蔗渣澄清剂对色素的清除彻底,高温条件下不再产生新的色素物质。解吸出来的色素废水中不含蔗糖成分。因此色素废水可以用来冲锅炉煤灰,没有废液排出,符合环保要求。
