糖厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究（可编辑）

糖厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究（可编辑） 分类号 密级 公珏 编号?? 硕士学位论文 糖厂二压汁制备糖化钙澄清剂 的研究 广西自然科学基金项目. 覃晓雨 学科专业 盔糖工程 指导教师 周尘基副数援 论文答辩日期学位授予日期糖厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究 摘要 制糖澄清技术发展至今,数以百计的澄清剂曾被尝试于蔗汁澄 清,然而只有石灰、磷酸、亚硫酸、碳酸和氢氧化镁能够适应于澄清 的工业化。其中石灰是应用范围最广泛的澄清剂,无论是生产原糖还 是耕地白糖,石灰都是不可或缺的澄清剂之一。在我国,制糖澄清都 是以石灰乳的形式对蔗汁进行加灰的,这种加灰方式常常存在诸多不 良影响,如石灰乳输送管道容易堵塞,加灰值的控制不准确等。 在澳洲,用蔗糖钙代替石灰乳进行加灰的技术已经比较普遍,虽然这 种方法能够消除石灰乳加灰的部分影响,但是也仍然存在一些不足之 处,比如糖浆浓度高,难以实施配制液的澄清;糖汁反复循环增加蔗 糖转化等。 本论文采用二压汁经澄清后制备糖化钙,用于一压汁的澄清。首 先用澄清二压汁消和石灰制成二压汁石灰乳,然后用于高碱性下的二 压汁澄清,制备糖化钙溶液。论文在充分探索二压汁溶解石灰基本特 性的基础上,研究二压汁糖化钙的最佳制备工艺及条件;根据制备工 艺及条件,探寻减少二压汁石灰孚;灰的滤泥损失的最佳反应条件, 研究了基于离心沉降.过滤之二压汁澄清的固液分离特性。主要研究 内容和结果如下: 、通过改变氧化钙的添加量,研究不同温度下氧化钙添加量与 二压汁值以及蔗糖/钙摩尔比之间的变化关系;实验研究了二压汁 糖化钙和二压汁石灰乳的纯度和色值随碱度和时间的变化规律,结果 表明,在、一之间二压汁糖化钙和二压汁石灰乳纯度及色值均 可以较长时间保持平稳。根据实验数据,回归了下加灰量、 值和澄清二压汁糖化钙蔗糖/钙摩尔比的变化关系,得出以下关联式: .川 .. .卸‘.. .?忍.。,。. 、通过单因素实验,研究在二压汁碱性澄清中,磷酸添加量、 反应和反应温度对糖化钙溶液色值和浊度的影响;结合单因素的 最佳条件进行响应面实验,最终的最优化水平是:磷酸添加量 .,温度.。;响应面回归方程相关系数为., /, 相关性和可靠性良好。在同样的条件下与传统亚法进行了澄清效果的 比较,结果表明新工艺在改善清汁浊度和色值上具有明显的优越性, 其中浊度可降低%,色值可降低%,此外,清汁的纯度和钙盐含 量也得到了改善,纯度平均值可提高,钙盐含量降低.%。 、通过正交实验,研究了二压汁糖化钙制备采用二压汁石灰乳 加灰澄清时,石灰乳胶磨时间、反应以及搅拌速度对二压汁滤泥 转光度的影响,结果表明是影响最显著的因素。在未加洗水的条 件下,当为.,胶磨时间为,搅拌速度为/,滤泥 转光度平均值可以降低到.%,损失程度与石灰乳加灰相当,不 存在蔗糖三钙溶解不完全而导致滤泥转光度过高的现象。 、在二压汁澄清的固液分离研究方面,进行了离心浓缩比以及 过滤的相关研究,结果表明泥汁的浓缩比会随离心转速的增加而增 加,/以上趋于平稳,泥汁平均浓缩比为.。抽滤实验证 明了二压加灰汁泥汁在加热温度为?以上时易于实施过滤操作。 压滤实验最终确定的压滤最佳操作条件为:温度?;操作压力 .~./。 关键词二压汁糖化钙澄清离心浓缩过滤 』订 . , , , . , . , ,. , , , , ,,. , . 。 。 ? ? ? ? ? ? ? 。 , ., . ?? ?? ? ? ? ? ? ? ? 一 一 ,.,? : . . , . , ~。. , 。 : .’ .. . .。? 。/。. .。‘..., , . , . /, . .. . . : ., . , ,% %. , . %. . , , .%., /, .? . . . , /.. /. ..~.?. : ; ;; ; 目 录 摘要..】 第一章绪论.课研究背景?一 .蔗汁澄清基本理论概述. ..固体物质在溶液中的分散体系.. 双电层理论?.. ..胶体的稳定性和凝聚作用.. ..蔗汁中的亲水胶体.. .糖厂常用的澄清方法?. ..石灰法清净技术?.. ..亚硫酸法清净技术.. ..碳法澄清技术??一 .蔗汁澄清常用澄清剂及特性?. ..石灰。 ..亚硫酸??.. ..碳酸??. ..磷酸 ..氢氧化镁..氧化脱色剂 .制糖澄清工艺的研究进展.二压汁分流澄清的研究进展? .蔗糖钙的性质及其应用研究进展..蔗糖钙的性质..蔗糖钙在制糖中的应 用? .本文的研究内容及意义 ..本课题提出的新工艺..本文的研究内容? ..本文的研究意义第二章二压汁糖化钙基本特性的研究.. .实验材料和仪器 ..实验仪器..实验材料..实验试剂的配制? .实验方法 ..氧化钙添加量与二压汁值、蔗糖/钙摩尔比的关系 ..二压汁糖化钙蔗糖分损失及色值变化规律:.二压汁高浓度石灰乳蔗糖分 损失及色值变化规律..方法? .结果与讨论 ..氧化钙添加量与二压汁值、蔗糖/钙摩尔比的关系 ..二压汁糖化钙的蔗糖损失 ..二压汁石灰乳的蔗糖损失 ..二压汁糖化钙溶液及石灰乳色值的变化 .本章小结 第三章二压汁糖化钙制备条件的研究.实验材料和仪器 ..实验仪器? ..实验材料? ..实验试剂的配制? .实验方法 ..二压汁糖化钙的制备..二压汁糖化钙处理一压汁澄清实验..单因素实验 ..混合汁亚法澄清? ..分析方法? .结果与讨论..单因素实验 ..响应面实验 ..最优水平验证实验 ..新工艺与传统亚法的澄清对比实验.本章小结 第四章降低二压汁滤泥糖分损失的研究.实验材料和仪器 ..实验仪器?. ..实验材料?. ..实验试剂的配置? .实验方法 ..二压汁石灰乳的制备..二压汁糖化钙制备 ..滤泥转光度的测定 ..分析方法? .结果讨论 ..单因素的选取..正交实验?. ..最优水平验证实验 ..二压汁石灰乳与石灰乳加灰滤泥损失的比较? .本章小结 第五章二压汁糖化钙澄清固液分离的初步研究?.. .实验材料和仪器 ..实验仪器及装置? ..实验材料? ..实验试剂的配置? .实验方法 ..二压加灰汁的离心浓缩? ..浓缩泥汁的过滤? .结果讨论 ..二压汁碱性加灰汁的离心浓缩? ..泥汁的过滤 .本章小结 结论与展望. 结论?.. 创新点??.. 展望.. 参考文献??. 致谢 攻读学位期间发表的学术论文。 .西大学硕士学位论文 糖厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究 第一章绪论 .课题研究背景 蔗汁澄清是制糖生产的重要过程,其过程包括加入澄清剂产生混凝沉淀和包 括沉降及过滤的固液分离澄清。数百种澄清剂曾被尝试用于蔗汁澄清,然而 只有 包括石灰、磷酸、亚硫酸、二氧化碳和氢氧化镁五种澄清剂被应用于工业。 其中 石灰是最廉价和最广泛应用的澄清剂,应用于包括原糖、耕地白糖和精制糖的几 乎所有制糖生产过程。 在甘蔗制糖生产中,石灰作为澄清剂应用的多以将石灰溶于水形成石灰乳的 方式进行应用。澳大利亚制糖生产采用糖浆与石灰乳混合形成蔗糖一钙。迄今为 止的石灰应用方式存在以下不足: 、采用石灰乳的方式需将石灰乳溶解至色左右,加入约%对蔗比的 水,增加蒸发水量,增加糖厂蒸汽消耗量。 、采用石灰乳的方式加入蔗汁时,由于石灰溶解度的限制,石灰多以乳浊 液状态存在,而石灰作为混凝澄清剂的反应是以自由钙离子的形式进行的。因此 石灰与蔗汁中的非糖分或其他澄清剂的作用常常出现延迟反应,影响澄清效果, 增加加热、蒸发和煮糖积垢,增加产品灰分等。 、澳大利亚制糖生产普遍采用糖浆与石灰乳配制糖化钙,这样虽然有利于 加快石灰的反应,但是一方面由于糖浆浓度高,难以实施配制液的澄清,使得原 材料石灰的杂质也进入蔗汁中增加澄清难度;另一方面,利用糖浆作糖化钙还存 在糖汁反复循环之不足,增加蔗糖转化。 本课题拟采用采用压榨车间从第二座榨机出来的二压汁制备溶解蔗糖化钙, 经澄清后作为澄清剂用于制糖生产。 本工艺的优点在于: 、减少制糖过程加入水量,减少糖厂汽耗: 、用糖化钙作澄清剂,减少石灰滞后反应,提高澄清效果,减少过程积垢; 、对制备液进行澄清,避免原材料石灰的杂质进入后续澄清作业; 、实现二压汁的分路澄清,提高整体蔗汁的澄清效果,减少亚法澄清二氧 化硫用量。 本项目拟对二压汁制备糖化钙进行相关基础研究,为我国制糖工艺的革新提 供依据。“西大学硕士学位论文 糖厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究 .蔗汁澄清基本理论概述 ..固体物质在溶液中的分散体系 固体物质分散在液体中时,主要以三种形态存在【?】: 、分子分散体系,即真溶液。在这种分散体系里,固体溶解后就会分散称 为分子形态,其尺寸都小于’。真溶液是稳定的热力学均相体系,它们具有 扩散快,能透过半透膜等特点,但是在超显微镜下不能观测到真溶液的分散 粒子。 氯化钠、纯蔗糖溶液等就是真溶液。 、胶体分散体系,也称为胶体溶液。胶体溶液中的固体物质会分散成胶体 粒子,它们的尺寸一般在~‘之间。这类溶液属于热力学不稳定多相体 系,扩散速度慢,并且不能透过半透膜,胶体粒子可以在超显微镜下被观察 到。 金溶胶、硫砷溶胶等均属这类溶液。 、粗分散体系,即悬浊液。悬浊液的固体例子比较粗,尺寸一般都会大于 。。这种悬浊液无论是从热力学还是动力学的角度来划分,都是不稳定的多 相体系,并且它们的扩散程度慢,都不能透过半透膜,在普通的显微镜下就能够 观测到它们的分散粒子。牛奶、豆浆、石灰乳等就是这类溶液。 .. 双电层理论 胶体微粒的表面通常都是带有电荷的,这对它们的性质往往产生很大的影 响。胶体粒子的带电情况可以由胶体电泳仪来直接测定。在胶体电泳仪的直流电 场中,带电的胶体粒子受到异性电荷的吸引而向其移动,根据移动的速度和相关 条件则可以推算出胶粒的表面电位,这种电位就是电动电位,即电位。 在胶体微粒的表面,存在着“双电层”。关于胶粒的双电层结构,、 .和都曾经先后提出过几种不同的模型。其中的双电 层模型是在和.的基础上提出的,修正了这两种模型局 限性【。的双电层模型如图所示。 溶液中的胶体通常都是无机物,数百个分子结合在一起成为胶体微粒,它们 不溶于水,从而构成了胶体粒子的核心,称为胶核。胶核的表面由于电离或者吸 附作用而带有一层离子,这层离子称为电位离子。电位离子可以将溶液中的异电 位离子吸附到胶核表面,从而使胶核周围的相问界面区域形成双电层,被电位离 子吸附在胶核表面的离子层则称为反离子吸附层。反离子层的结构比较松散,当 胶体微粒在溶液中做布朗运动时,只有部分反离子会随着胶粒一起运动。此外, 在反离子层的外部,还会存在一些反离子,这部分反离子离胶核较远,不能随着 胶核一起运动,可称为反离子扩散层。胶粒的双电层结构如图.所示。’西大学硕士学位论文 糖厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究 图胶粒表面双电层结构示意图 图双电层的模型 仃 ..胶体的稳定性和凝聚作用 胶体分散系的稳定性是指,胶体分散体系能够长久保持分散状态,各种微粒 能够均匀悬浮而不被破坏。胶体溶液由于分散微粒细小,并且其无规则的布朗运 动产生了扩散作用,从而可以克服重力作用,因此胶体溶液具有沉降稳定性。由 于胶体溶液属于多分散体系,它的细微粒子趋向于相互结合,形成粗粒聚集体, 因此胶体溶液又具有聚合不稳定性。在上述两种不同性质的作用下,胶体微 粒应 该能够形成粗大的粒子而沉降下来,但是另一方面,由于胶体粒子带电和溶剂化 现象,胶体溶液就成为了稳定而不易于聚沉的体系。 当胶体溶液达到等点状态时,即电动电位为,胶体溶液稳定性可以达到理 论上的最低值,胶粒易于凝聚。因此使胶体溶液凝聚的有效途径则是王胶体溶液 中添加化学药剂,比如高价电介质或者高分子电解质等,破坏溶液的稳定性。电 解质可以有效压缩胶团的扩散层,降低其电动电位,使胶体微粒间的排斥作用减 弱,从而达到凝聚的作用。 ..蔗汁中的亲水胶体 蔗汁是一种真溶液和胶体分散体系的混合体系,混合汁中的部分有机非糖分 如蛋白质、多糖、色素。果胶等,它们在不纯的蔗糖溶液中分散的时候,粒子尺 寸都在‘~。之间,这些粒子就构成了蔗汁中的胶体分散体系【】。与此同时, 它们在溶液中都发生了不同程度的水化作用,因此这些胶体又称为亲水胶体。高糖厂二压汁制各糖化钙澄清剂的研究 .西大学硕士学位论文 度分散的胶体体系通常都具有巨大的总表面积和表面自由能【】。从热力学的角度 来看,这种胶体体系应属于不稳定体系,并且具有自发聚沉的趋势,然而,在制 糖生产过程中,胶体往往处于一种十分稳定的状态,不能够完全除去,并且能够 长期保留在蔗汁中,这就是就是亲水胶体高度水化作用的结果【】。 蔗汁中亲水胶体的除去,往往与蔗汁的澄清值存在重要的关联。蔗汁中 的非糖分,除了蛋白质即是亲水胶体又是两性胶体以外,其他基本上都属于亲水 胶体,因此在除去胶体杂质的时候,只有蛋白质存在等电点,其他的亲水胶体并 不存在等电点一说,但是蔗汁中的“总胶体”仍然存在一个最适宜的值凝聚值。 在制糖生产过程中,不同值的条件下,各种糖物料的胶体含量也有所不同。 周佳的研究表明各种不同的糖物料存在不同的值最佳凝聚点,其中混合汁和 真空吸滤机的滤汁最佳凝聚点在值的时候达到,而粗糖浆和上浮泡沫则 分别在值和值处达到最佳吲。 .糖厂常用的澄清方法 ..石灰法清净技术 圈 毒 筛滤 称重 ? 预热? 上 匿圃叫加灰值. ? 加热.~? ? 散雾 ? 图热汁加灰法工艺 石灰法是指用石灰作为主要澄清剂对蔗汁进行澄清,早在多年前,我国’.西大学硕士学位论文 镛厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究 宋应星所著的《天工开物》就对这种澄清方法有所记载。由于石灰是一种取材容 易,成本低廉,生产工艺简单的原料,所以在尝试过数百种澄清剂后,石灰仍然 是目前制糖行业中最常用的一种。石灰法的澄清效果一般情况下都不太理想,杂 质的除去率不高,蔗汁处理前后的纯度基本上没有明显的变化。因此在我国,单 纯的石灰法通常只用于生产一些品质不高的糖品,如赤砂糖、片糖、红糖粉等。 在国外,石灰法通常用于原糖的生产,得到原糖以后再作进一步的精炼提纯 【】。 石灰法根据加灰程序的不同可以分为很多种,但最主要的有三种:冷汁加灰, 中问汁加灰和热汁加灰。关于热汁加灰和冷汁加灰,..曾经做过比较 系统的研究和比较,研究表明热汁加灰的清汁色值可以比冷汁加灰降低.%, 石灰消耗量可降低%,并能够减少蒸发罐中的转化损失,减少积垢,但是泥汁 的处理量比冷汁加灰大。 ..亚硫酸法清净技术 圃 ; 箝滤 第二次加热一 图.磷酸亚硫酸法工艺流程 亚硫酸法是我国糖厂采用最多的清净技术,国外如巴西、印度、印尼等也较 多采用亚硫酸法。与石灰法不同的是,亚硫酸法除石灰以外,还添加了另一种 澄 清剂??二氧化硫。亚硫酸钙和二氧化硫同时作用,对色素产生了吸附和抑制, 因此亚硫酸法效果优于石灰法,常用于生产耕地白糖。传统亚硫酸法工艺流 程如 图所示。’.西大学硕士学位论文 糖厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究 传统的亚硫酸法可以分为五种:碱性亚硫酸法、中性亚硫酸法、酸性亚硫酸 法、磷酸亚硫酸法和中间汁亚硫酸法【】 世纪年代,我国的甘蔗糖厂应用的是先硫后灰的酸性亚硫酸法,沉淀 与加灰装置均属间歇式设备,澄清效果不佳。经过许多设备与工艺方面的研究和 改进,我国的制糖业在应用亚硫酸法澄清技术上积累了很多生产经验,澄清效果 也已经优于最初的酸性亚硫酸法。我国的大多数亚法糖厂采用的流程都基本相 同,是一种近乎于中性的亚硫酸法,该法应用了较强的硫熏,并配合使用磷酸, 澄清效果良好【】。 然而,亚硫酸法也还是存在较大的缺点】,主要是: 、白砂糖的质量不够理想,浊度、色值和不溶物含量都偏高,贮存时会存 在发黄和吸潮现象,与此同时,白砂糖中的二氧化硫含量较高。正因为如此,亚 法生产的白糖通常都不能够作为高档食品的原材料。 、清汁钙盐和灰分含量高,导致蒸发罐积垢严重。 、澄清效率比较低,蔗汁纯度提升空间不大,操作不当或者技术掌握不佳 时,容易出现“纯度差”,即清汁纯度低于混合汁。 、对成分复杂或者质量不好的蔗汁适应性较差。如霜冻蔗等,用亚法通常 都不易取得良好的澄清效果。 目前我国普遍采用的是磷酸亚硫酸法,即将磷酸、石灰以及二氧化硫同时作 为澄清剂。这种澄清方法的优点在于清净效率高,清汁浊度低,并且能够适应 各 种不同的蔗汁。 ..碳法澄清技术 用二氧化碳和石灰作为主要澄清剂来处理蔗汁的方法称为碳酸法。这种方法 为大多数甜菜糖厂所采用,也有少部分甘蔗糖厂采用碳酸法生产白糖。 碳酸法的种类比较多,主要有单碳法、双碳法以及中间汁碳酸法,其中双碳 法又可以分为沉降过滤法,全汁过滤法以及一碳汁回流法三种,图.的则是全 汁过滤法流程【】。碳酸法的生产流程主要由以下几个基本操作组成: 、预灰。将少量的石灰乳加入糖汁中,值为..,让石灰与糖汁 中的非糖分生成不溶解的沉淀。 、主加灰。加入大量的石灰乳,停留一定的时间,以达到彻底分解还原糖 和酰胺类杂质的目的。 、二氧化碳饱充。二氧化碳会跟先前加入的石灰乳反应生成大量的碳酸钙 沉淀,并能够发挥吸附作用,将胶体色素吸附在碳酸钙的表面,然后再过滤除 去。 .之间,经过第 、二次饱充。初步除杂的清汁其值仍然还在.~ 二次饱充后值会达到..,这时可以进一步除去清汁中的钙盐,饱充后’.西大 学硕士学位论文 糠厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究 经过第二次过滤得到的清汁即为二碳清汁。 由于碳酸法利用了蔗汁胶体的两个最适凝聚点值,因而除去的非糖分 比较完全,能够制成纯度较高,色泽较低的白砂糖,并且碳法白糖在贮存期也 不 易出现变色。但是碳法生产白糖也是存在缺点的,如生产流程长,设备较多, 并 且需要耗用大量的二氧化碳和石灰,成本相对石灰法和亚法高。此外,最棘手 的 问题则是它的副产品?碱性滤泥,处理不当还会增加环境的负担。 一次加热? 值 嘏值。?. ?? 滤 悃 一进 母甲 性一严 二碳驾充值.埔, 兰次加热? 上 过滓一圆 ? 巨西圈 图碳酸法工艺流程 .蔗汁澄清常用澄清剂及特性 制糖的生产过程实际上就是对蔗汁澄清和提纯的过程。随着物质水平的不断 提高,消费者对于食用白糖的也有了更进一步的要求。数以百计的澄清剂曾 经被用于蔗汁提净,然而,目前最能够适应生产需求的澄清剂主要有五种,它们 分别是石灰、亚硫酸氧化硫、磷酸、碳酸二氧化碳以及氢氧化镁【】。’西大学硕士学位论文 糖厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究 ..石灰 在制糖澄清过程中,石灰是应用得最多的一种澄清剂,无论是石灰法,亚硫 酸法或者是碳酸法,石灰都在其中起着至关重要的作用。 在蔗汁中加入石灰乳,可以除去蔗汁中的部分有机酸,因为这些有机酸的钙 盐通常都是不溶于水的,如草酸钙、酒石酸钙等。蛋白质也会因为石灰的加入而 发生凝聚作用。部分果胶以及色素也会被破坏或者变成不溶物而被除去。但是石 灰法除杂的效果往往不够显著,通常用石灰法处理得到的清汁纯度常常与混合汁 纯度相纠他】。因此如果只在蔗汁中加入石灰,而不加入其他的辅助澄清剂,是不 能够得到澄清效果理想的清汁,通常石灰法澄清也只用于生产原糖或者生产一些 纯度不高的糖品,如片糖、红糖等。 石灰乳的纯度是影响石灰澄清质量的一个重要因素。优质的石灰,其纯度应 该达到%,%。水化的石灰,即氢氧化钙,也是可以用于澄清的【】。部分学 者对石灰乳进行了研究,其中雷光鸿认为,除了石灰的质量会对影响澄清效果以 外,石灰的块度以及消和情况也是重要的影响因素【】。也曾经指出,石灰 的粒度也是影响澄清的因素之一,并且还对石灰波美度和粒度之间的关系做了相 关研究【】。此外,超声处理石灰孚,胶体磨强化石灰消和质量【】以及高效石 灰粉的应用【】都一一印证了石灰消和质量对澄清效果的影响。 目前在我国的糖厂,加灰都是将石灰乳消和后,再泵送至制炼车间用于澄清。 石灰在水中的溶解度不高,溶解时放出大量热量,并且随着温度的升高溶解度逐 渐降低。糖厂通常都是用石灰消和器对其进行消和后就直接使用,石灰乳中的石 灰颗粒往往都不能够均匀分散在悬浮液中,并且石灰乳中的有效钙离子比较少, 所以通常用石灰乳来进行硫熏中和时常常会出现石灰滞后反应的现象,这样不仅 造成清汁中的钙盐沉淀不完全,清净效率不佳,同时还会导致蒸发罐积垢严重, 影响传热性能。石灰乳的滞后反应常常会带来很多不良反应,这些不良反应都是 不利于均衡生产的。 ..亚硫酸 我国的糖厂普遍都采用亚硫酸与石灰一起作为澄清剂,用于蔗汁的提净工 段。亚硫酸之所以能够作为一种澄清剂来使用,主要是因为亚硫酸与石灰反应生 成的亚硫酸钙沉淀可以对非糖分有吸附除去的作用,以及亚硫酸的漂白脱色作 用。 关于亚硫酸的澄清机理,很多学者都做过相关研究。等通过研究 发现,亚硫酸在抑制色素形成比减少己形成色素的效果更显著些。他们还表示, 如果二氧化硫在色素形成前加入,这样必定会出现一个最小和最大的加入量范’西大学硕士学位论文 糖厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究 围,并且不会产生进一步的影响约。实验要在能使亚硫酸根稳定的 值..一.内进行。低于这个值,亚硫酸氢根会形成,并且不会发生其 他的反应【】。 认为,亚硫酸根离子与不饱和的羰基基团以及类黄酮发生了反应,这 种反应产物改变了吸收波长,该波长不在可见光波长范围里【】。和 又做了进一步研究,并认为的实验中所形成的产物会残留在溶液里, 并且通过进一步的聚合和冷凝反应形成高度着色的芳烃物质。因此硫漂过程 通常 会被误解为一种可逆过程,硫漂确实除去了一些色素,但是新的色素又会在被破 坏的产品中形成【】。 的研究【】说明了硫羰基跟还原糖结合之后会对色素的形成有抑制作 用。这一事实又在的实验中得到确认,认为虽然硫羰基和还原糖的 反应是可逆的,但是这种反应产物确实可以抑制美拉德反应】。然而,由于基团 的不稳定性,亚硫酸羰基很容易随着时间的推移而失去亚硫酸基团。因此当亚硫 酸以二氧化硫的形式释放出来时,会出现反色现象,在发现糖品反色时已经到了 储存阶段了【捌。 亚硫酸法虽能够得到质量较好的清汁,同时也是一种经济的生产耕地白糖的 方法。然而,亚法清汁往往存在钙盐含量较高,从而导致蒸发罐容易积垢,降低 传热效能,并且亚法白糖也时常会出现二氧化硫残留量偏高的问题。为此,很多 学者也做了深入研究。霍汉镇认为,亚硫酸钙不完全沉淀是导致亚法清汁灰分及 钙盐含量高的重要原因【】。刘慧霞的研究表明,将亚法的硫熏强度由.~./ 提高至.一./,并且中和值提高到..,可以有效降低清汁钙盐和 硫酸根的含量【】。此外,陆登俊的研究也表示,加强硫熏和提高中和值可以 有效降低钙盐和减少;一,并且适当的预灰和加入磷酸都是减少钙盐含量的有 效途径【】。 ..碳酸 与亚硫酸相同,碳酸的加入形态也是气体,即二氧化碳,但是碳酸法的清净 效率要比亚法高一些。碳酸用与糖汁的澄清处理是起源于年和 对甜菜糖厂的设计。他们表示,如果糖汁中有碳酸钙形成,那么碳酸钙晶体就会 将色素和树胶包裹在晶体内,倘若反应能够保持在碱性条件下进行,则糖汁可以 得到十分显著的澄清【】。 碳酸钙的澄清机理,有不少学者做过研究,其中曾经做过大量的实 验,并结合衍射研究了碳酸盐和磷酸盐的脱色机理,他认为杂质是包裹在碳 酸钙晶体里,而不是沉淀后被吸附在晶体表面的【】。这是因为任何一种色素都会“西大学硕士学位论文 糖厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究 带有酸性,并且能够与钙离子以弱键结合,从而被包裹在碳酸钙里的。 通过研究 认为碳酸钙在脱色时包裹作用大于吸附作用。另外 发现碳酸盐对聚合类的着色剂有着高度的亲和性,并且只能够除去少量低分子量 的植物色素,此外,还是能够在澄清的过程中不断生成,不能够得到抑制【】。 通过对五家精炼糖厂的调查后,等发现,虽然酚类色素能够在碳法澄清过 程中生成,但是碳酸盐对酚类和胺类色素的除去率仍然比磷酸盐高【】。 ..磷酸 甘蔗中的磷酸主要由两部分组成:溶解在蔗汁中的磷酸,与蛋白质结合后构 成细胞质的磷酸。后者不能够溶解出游离的磷酸,只有可溶性的磷酸才参与 澄清 作用,它们会与石灰乳反应生成能够网络杂质的絮状沉淀眨】。 裂能??~~。霉篙每“?一~?;黜‘,‰?一 ; 删一一~~~”~:静蚓...‘ ?“图甘蔗汁热汁加灰机理示意图 关于磷酸的澄清机理和效果,不少学者都做过相关的研究和报道。和 的曾报道过,当磷酸值不足/时,蔗汁是不能达到良好的澄清效 果的,只能够得到朦胧不清的清汁。另外..和,..认 为,清汁中的磷酸盐含量过高会对蔗汁的过滤带来负面影响,同时还会增加 蒸发 罐积垢【】。.西大学硕士学位论文 糖厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究 磷酸与蔗汁中的石灰发生反应后主要生成磷酸一钙,、 磷酸氢钙,、磷酸三钙,、州口磷 酸八钙,以及羟基磷灰石,【】【】。从热力学的角度 来说,是磷酸钙盐五项中最稳定的形态【】。国外的一些学者认为,在值 为.左右的条件下,最稳定的物相是,并且能够除去大部分的蛋白质, 最终还能减少类黑素的生成【】。不少学者认为,磷酸钙盐的澄清是因为架桥和网 络作用,即钙离子首先吸附在带电胶核的表面,然后其它不带电的杂质就会被包 裹在絮状的磷酸钙盐里,一同被除去,这样磷酸钙盐便起到了架桥作用】【】, 磷酸钙的架桥作用在的文献中有过形象的报道,其中桥架作用的示意图 如图所示【】,国内的学者通过研究发现【】,在亚法中和汁中,由于受中和 值的影响,磷酸钙盐的沉淀主体是磷酸氢钙和或者是二水磷酸氢钙,而并不是磷 酸钙。磷酸氢钙才是能够胶体色素及其他沉淀絮凝网络的有效沉淀物相。因此要 控制较高的中和值,才有利于取得较多的钙盐沉淀,从而降低钙盐含量。 ..氢氧化镁 氢氧化镁在环保领域有着广泛的应用,如酸性废液中和,重金属脱除,烟气 脱硫,印染废水脱色等等【柏】。然而在制糖方面的报道却相对较少,国内外也针对 氢氧化镁做澄清剂的问题做了部分研究。其中.】等人的研究表明用 氧化镁澄清得到的沉淀,沉降速度快并且泥汁的体积小,但透明度没有石灰法的 高。马月飞将氢氧化镁和氧化钙的混合乳液按照亚法流程来处理混合汁后发现, 当混合比例为:时,沉降速度、过滤速度以及清汁纯度都有不同程度的提高, 但脱色率随着比例的变化波动较大】。氢氧化镁在制糖澄清上的应用仍然还有待 进一步的深入研究。 ..氧化脱色剂 氧化脱色剂具有强氧化性,能够用于脱色。过氧化物和臭氧是这类脱色剂的 典型代表,此外次氯酸盐也可以用于脱色。氧化脱色剂是通过产生自由基来脱色 的,自由基易于破坏敏感官能团。自由基团的性质取决于溶液的性质,尤其是 值。 过氧化氢能够氧化糖汁中的类黑精和还原糖【】,并且能够除去%多酚类色 素。臭氧在值的条件下脱色时,糖汁中的色素大幅度减少,并指出在该值 下,类黄酮和分类色素带有氧自由基的敏感官能团,因此易于被破坏?】。设 计了两步法来用次氯酸盐破坏酚类物质:先将酚类氧化成邻醌类,再将这种环状 物破坏呈无环物质。这种带有极性的反应产物最终将易于被树脂除去【】。 通过前人的研究工作可知,在碳法和磷酸法中用氧化作用去除被氧化产物,’.西大学硕士学位论文 帮厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究 以及防止色素形成更高级的色素体是十分重要的。这种氧化作用可以直接降低清 汁色值,并且减少煮糖过程中新色素的形成。这种氧化作用在溶液值保持中 性或者低于氧化值时是不会对蔗糖分子有破坏作用的。 .制糖澄清工艺的研究进展 澄清工艺技术是制糖生产的关键所在,一直以来人们致力于蔗汁澄清工艺 的创新和改革。其中,轻工部甘蔗糖业研究所进行了蔗汁碱性上浮澄清的实验, 该工艺充分利用了蔗汁的碱性和中性值凝聚点进行澄清,取得了良好的效果, 清净效率比传统亚法工艺提高一倍多,成品白砂糖色值平均为,含量 为./,每千吨甘蔗多产糖.吨。云南甘蔗糖业研究所【】进行了蔗汁 的碱性磷酸浮沉澄清与亚硫酸法澄清相结合的工艺的研究,取得良好的清净效 果。云南永德糖业集团进行亚法工艺结合活性炭脱色工业试验,取得了良好的澄 清效果【。广西永鑫糖业集团进行了利用烟道气对混合汁进行饱充气浮的亚硫酸 工艺半碳法的工业试验,取得了良好的效果【】。周少基等进行利用双飞粉进行混 合汁值预灰沉降澄清的实验研究【】。等研究了澄清条件对高碱碳法 澄清的影响【】。等人尝试了改进的碳法澄清工艺【】。提出一种替代 亚硫酸法的白糖生产工艺【】。刘和清等研究了聚硅酸锌等新型澄清剂在蔗汁澄清 中的应用【】【】。 .二压汁分流澄清的研究进展 糖厂的压榨工段通常都是采用五到六座压榨机压榨,并联合复式渗透的方式 来提取蔗汁,其中由第一座压榨机榨取的称为一压汁,第二座压榨机的即为二压 汁。通常一压汁都是与二压汁合并在一起,成为混合汁一压汁占%,二压汁 占%,然后再送入制炼车间进行澄清等相关处理。将一压汁与二压汁混合处 理虽然可以简化生产流程,缩短生产周期,但非糖分的除去率往往都比较低。由 于一压汁是第一道榨取的蔗汁,含糖分相对较高,二压汁是在经过第一座榨机压 榨后加入渗透水再压榨的二次蔗汁,其含糖量比一压汁低,并且渗透水会将蔗渣 中的非糖分溶解出来,因此,二压汁的锤度与纯度都比一压汁低。一压汁含糖分 高,易于除杂脱色;二压汁非糖分含量高,由于杂质含量不同,二压汁除杂的最 佳操作点与一压汁有所不同,所以将两种成分不同的蔗汁混合处理,从理论上来 说是不利于除杂提净的。 将二压汁分流处理的方法,最初始于石灰法生产原糖的过程。先将二压汁预 处理后混入原汁,再经过一次澄清处理,这样二压汁就等同于经历二次澄清,胶 体杂质的除去更完全,从而也提高了清净效率。李清分析了一压汁与二压汁的成西大学硕士学位论文 糖厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究 分特性,进行了将二压汁分流处理的方法,其中一压汁采用一碳法澄清,澄清 一 压汁与二压汁混合后再用亚法工艺进一步澄清,这种处理方法澄清效果良好, 并 且从理论上来说能够带来可观的经济利益【】。玉泉等进行压汁的高值的 复合混凝剂的混絮凝澄清试验研究,取得良好的澄清效果【】。 .蔗糖钙的性质及其应用研究进展 ..蔗糖钙的性质 糖化钙即蔗糖与的反应产物。西林教授认为,蔗糖在强碱性溶液里 是一种弱酸,它能够解离出一个,并且与金属离子结合成为蔗糖酸盐【】】。 蔗糖在强碱性条件下可以发生多级离解。当值达到一定程度时,蔗糖会先离 解出一个,成为一价阴离子一。在溶液碱性更强时就会发生进一步离 解,成为二价的阴离子和三价的。教授对蔗糖的离 解值离解%时的值做了一系列的研究,实验数据表明蔗糖的一级离 解在?时值为.,?时是.,时是.。二级离解值在时 是.,三级和四级离解分别是.和.。因此,蔗糖在值为. .以上 ..以上时,开始发生二级离解, 时,一级离解是主要反应。当值上升到 而三、四级离解则需要在值.~.以上才会发生。 蔗糖离解成阴离子以后,可以与金属离子结合成蔗糖酸盐。蔗糖钙就是一种 蔗糖酸盐,如蔗糖一钙,其实它是蔗糖酸一价阴离子与氢氧化钙的反应产物, 即 ?。在溶液中加入更多的石灰使值更高以后,便会生成蔗糖二钙 和蔗糖三钙,斟?和?。在这三种蔗糖钙中,蔗糖 一钙和蔗糖二钙是能溶于水的,蔗糖三钙通常都是一种沉淀。然而蔗糖三钙虽然 不溶于水,但是是可以溶解在糖液里的,也就是说蔗糖三钙的不溶解性并不是绝 对的。 蔗糖一钙和蔗糖二钙都属于可溶性盐,它们的溶解度远远大于,因 此将石灰乳加入糖汁以后,原先未溶解的颗粒会逐渐溶解,最后得到蔗 糖钙溶液,蔗糖钙溶液是一种真溶液,有效钙离子的含量远远大于石灰乳。由于 在强碱性溶液中,蔗糖表现出它的弱酸性,这也促使了石灰乳的进一步反应,因 此石灰在糖汁中的溶解度远远大于水中的溶解度。石灰在糖汁中的溶解度是随着 蔗糖浓度的提高而增加的。如表.所示【】。 表氧化钙的溶解度/与糖液浓度及温度的关系’.西大学硕士学位论文 糖厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究/ 蔗糖钙在较高的温度下容易分解,因此它的溶解度会随温度的升高而有所降 低。在糖汁中溶解的石灰,大部分都是以蔗糖钙的形式存在的。糖液中的蔗糖也 大部分都是蔗糖钙的形式存在的,尤其是在温度较低的情况下。但是,蔗糖钙 只 是在强碱条件下才会存在的糖酸盐,如果在糖汁加入酸,使得值降低时,蔗 糖钙便会分解成蔗糖和该种酸的钙盐。在中性或者微碱性的情况下,蔗糖钙几乎 是不存在的,因此将蔗糖钙用于制糖澄清是不会对生产带来负面影响的。 ..蔗糖钙在制糖中的应用 国外的甘蔗糖厂通常都用蔗糖一钙对蔗汁进行加灰【】。这种加灰方法曾 经在澳大利亚,毛里求斯以及南非都被采用过。制备方法是将石灰乳与清汁或者 糖浆混合以后,保持反应五分钟生成蔗糖钙,然后再将蔗糖钙用于蔗汁的澄清。 南非的糖厂曾报道过,用蔗糖钙加灰可以得到更澄清纯度更高的清汁。 此外,相比于石灰乳而言,蔗糖钙的另一个优势】就是,溶液不会堵塞管道和阀 门。 为了确保生成的蔗糖酸盐是蔗糖一钙,反应温度需低于,并且蔗糖与氧 化钙的摩尔比例要大于.:。一般情况下,糖厂制备蔗糖钙都是用末效蒸发的糖 浆左右与色的石灰乳按:的比例混合,反应所得到的主要成分就 是蔗糖一钙。 用蔗糖一钙来加灰只有国外的糖厂用于生产,目前国内的糖厂没有将蔗糖一 钙作为主要的澄清剂来使用,有关蔗糖钙的研究也是屈指可数。潘淑琴曾经 对蔗 糖三钙的制备做过比较系统的研究,并且还对蔗糖三钙加灰的最佳操作条件做了 ’.西大学硕士学位论文 糖厂二压汁制各糖化钙澄清剂的研究 相关探索如中和值,一次和二次加热温度,硫熏强度等,实验数据表明 用蔗糖三钙代替石灰乳加灰也能够取得良好的澄清效果】。但是蔗糖三钙的制备 较蔗糖一钙的制备更为复杂一些,目前还没有糖厂将蔗糖三钙应用与工业生产 上。 国外关于蔗糖一钙加灰的研究相对较多,主要是研究其用于原糖的生产时, 与石灰乳加灰的比较。大量的研究数据表明【删【】,用蔗糖一钙进行加灰,可以 得到相对于石灰乳加灰更低的清汁浊度,泥汁量会增加,但是纯度和色值并没有 显著地变化。此外,用蔗糖一钙加灰还存在一个毋庸置疑的优势,就是由于蔗糖 一钙溶液是一种真溶液,便于储存和运输,不会使输送管道以及阀门堵塞,减少 了设备的维护管理费用。 .本文的研究内容及意义 ..本课题提出的新工艺 本课题提出的二压汁制备糖化钙澄清剂的新工艺,实际上包括了一压汁和二 压汁分流澄清,以及二压汁制备糖化钙两部分。一方面实现实现清浊分流、 二压 汁采用高值凝聚点澄清,另一方面用糖化钙取代了石灰,提高了澄清剂中有 效钙离子含量,使得预灰、加灰终点易于控制;而且还在石灰的消和阶段还采 用 二压清汁进行消和,减少了进入生产流程的工艺用水,从而减轻蒸发负担,达 到 节能的目的。二压汁制取糖化钙澄清剂工艺流程如图.所示。 圃 图糖化钙澄清工艺流程’‘西大学硕士学位论文 糖厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究 ..本文的研究内容 根据本课题提出的二压汁制备糖化钙澄清剂的新工艺,本论文的研究内容如 下: 、确定氧化钙添加量与糖汁值的关系,以及氧化钙添加量与糖汁中蔗糖 与钙离子的摩尔比,从而用加灰值来确定蔗糖与钙离子的摩尔比:研究不同 值和温度下二压汁糖化钙和二压汁石灰乳的微生物损失;研究不同浓度二压 汁糖化钙和二压汁石灰乳在一定温度下的色值变化规律。 、研究二压汁糖化钙制备条件对最终清汁质量的影响。通过单因素和响应 面分析法,改变糖化钙的反应条件磷酸添加量、反应值、反应温度,将 不同条件下制备出的糖化钙用同样的方法对一压汁进行澄清处理,以清汁纯 度、 色值等指标为考察目标,探索最佳的糖化钙制备;通过清汁色值、纯度等指 标,将新工艺的清汁与传统亚法清汁进行对比,分析两种方法的优劣,为今后的 深入研究提供参考和依据。 、研究用石灰%备糖化钙和用二压汁石灰乳制备糖化钙的滤泥损失。通 过改变反应条件胶磨时间、反应值、搅拌速度,以滤泥转光度和二压清 汁纯度为考察目标,比较两种不同加灰方法的滤泥损失和二压清汁质量,用正交 实验分析最佳方案。 、改变离心速度,研究二压碱性加灰汁的离心浓缩特性浓缩比;对二 压碱性加灰汁的过滤进行可行性分析;研究不同压强和温度下的过滤特性,为二 压汁的过滤提供可以参考的基础数据。 ..本文的研究意义 随着社会文明的不断发展,人们对消费品提出了更高的要求。面对日益提升 的消费品质需求,制糖企业也面临着巨大的挑战,如何提高产品质量成为了生产 者亟待解决的难题。与此同时,可持续发展的战略已经渗透到制糖企业中,节能 减排也逐渐成为如今制糖企业关注的焦点。 本论文首次提出了用二压汁制备糖化钙澄清剂的方案,并对糖化钙的制各和 使用进行了基础性研究,为今后制糖澄清的革新提供参考依据。用二压汁制备糖 化钙,不仅可以提高澄清剂中有效钙离子的含量,使加灰终点易于控制,并且还 能够将二压汁和一压汁分流处理,减少了亚硫酸的使用量,同时也得到了质量较 为理想的清汁。用二压清汁消和石灰乳,可以减少工艺用水,生产过程中的糖汁 处理量有一定程度的减少,最终也减轻了蒸发站的蒸发负担。新工艺的目的在于 提高产品质量,同时实现节能减排,最终减轻环境负担。 糖厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究 .西大学硕士学位论文 第二章二压汁糖化钙基本特性的研究 氧化钙在糖液浓度%和水中的溶解度与溶解温度的关系如表一】 所示。 表氧化钙在糖液和水中的溶解度在碱性蔗糖溶液中,大部分钙盐以糖化钙形式存在,在值.以下为 蔗糖一钙,在值.以上,则形成蔗糖二钙和蔗糖三钙【】。为了取得最佳 的澄清效果,制糖生产中所使用的糖化钙应该是蔗糖一钙溶液,此时其中的糖钙 摩尔比为:。 二压汁是糖厂经过初步压榨,未经过任何澄清处理的糖汁,其中还含有较多 的非糖分,这些非糖组分对氧化钙的溶解将产生影响。同时,在二压汁中加入氧 化钙时,氧化钙会先跟二压汁中的一些非糖分发生沉淀反应,将部分胶体杂质混 凝沉淀,剩余的钙离子才与蔗糖发生反应形成蔗糖钙。因此氧化钙在二压汁的溶 解特性应与纯糖溶液有区别。 另一方面,蔗汁在以下,均由可能受微生物的影响,造成蔗糖损失, 这一作用随温度降低而增加,而随碱性提高而减弱。 根据制糖工艺原理,高碱条件下,蔗汁中的还原糖会发生分解,但在温度低 于?以下,不会生成有色物质。 本研究的目的是研究氧化钙的添加量与二压汁的值和溶液中的蔗糖/钙 摩尔比例关系,研究二压汁和二压汁石灰乳在高碱度情况下的蔗糖损失规律,以 及溶液色值的变化。为工业生产中了解蔗糖钙的变化规律、确定石灰添加量以及 操作奠定条件。 .实验材料和仪器 ..实验仪器 电子天平;.数字式自动旋光仪;数字阿贝折射仪;.西大学硕士学位论文 糖 厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究 .增力电动搅拌器;.数显恒温水浴锅;.型酸度计:低 速离心机。 ..实验材料 实验药品:氯化钠、钙试剂、氢氧化钠,分析纯,天津市大茂化学试剂厂; 盐酸羟胺、氧化钙,分析纯,成都市科龙化工试剂厂;三乙醇胺、磷酸,分析纯, 西陇化工股份有限公司;乙二胺四乙酸二钠二钠,分析纯,广东光华 科技股份有限公司。 实验原料:二压汁未加灰采样于广西南宁市明阳糖厂,经粗滤后分装冷 冻保存。 ..实验试剂的配制 石灰乳:称取氧化钙粉末.,加去离子水消和,此悬浊液即为 的石灰乳。 钙指示剂:称取.钙试剂,与.干燥恒重后的氯化钠一起研磨成 粉末,至于棕色瓶中备用。 二钠溶液:称取二钠.,用?的热水溶解,待冷 却后加水稀释至,摇匀后置于聚乙烯塑料瓶中保存,放置日后滴定 摩尔浓度./。 盐酸羟胺溶液:称取.盐酸羟胺,加入去离子水,溶解后置于 棕色玻璃瓶中保存备用,此溶液为%盐酸羟胺溶液。 氢氧化钠溶液:称取.氢氧化钠,加入去离子水,溶解后置于 聚乙烯塑料瓶中保存,此溶液为%氢氧化钠溶液。 三乙醇胺溶液:三乙醇胺去离子水,混合均匀后为:的三 乙醇胺溶液,置于棕色玻璃瓶中保存备用。 磷酸溶液:移取%磷酸溶液,加去离子水定容至,混合均匀 后置于聚乙烯塑料瓶中保存,此溶液即为.%磷酸溶液。 .实验方法 ..氧化钙添加量与二压汁值、蔗糖/钙摩尔比的关系 每次取二压汁,加热至设定温度,加入不同量的氧化钙粉末,在设 定温度下恒温水浴搅拌反应,测量反应后的溶液值,将二压汁在 /的速度下离心,取清液测钙盐含量和蔗糖含量。糖厂二压汁制备糖化钙澄清 剂的研究 .西大学硕士学位论文 ..二压汁糖化钙蔗糖分损失及色值变化规律 取二压汁,加入.%磷酸溶液,加热至设定温度,用石灰乳 调至设定值后,在设定温度下水浴反应,然后/离心, 离心后的清液即为二压汁糖化钙。 将二压汁糖化钙置于的烧杯中,于设定温度的水浴锅中静置,分别 于、、、、、时取一定量二压汁糖化钙测定其纯度及色值。 ..二压汁高浓度石灰乳蔗糖分损失及色值变化规律 取二压汁,加入.%磷酸溶液,加热至设定温度,用石灰乳 .后,在设定温度下水浴反应,然后/离心, 调至值 取上清液加入一定量的氧化钙粉末,配制成一定浓度的二压汁石灰乳。 将二压汁石灰乳置于的烧杯中,于设定温度的水浴锅中静置,分别 于、、、、、时取一定量二压汁石灰乳,过滤后测其纯度及 色值。 ..分析方法 本论文的所有分析方法都按照《甘蔗制糖化学管理分析方法》进行相关测定。 其中旋光度的测定采用.数字式自动旋光仪;锤度的测定采用. 数字阿贝折射仪,值的测定采用型酸度计。 结果与讨论 ..氧化钙添加量与二压汁值、蔗糖/钙摩尔比的关系 氧化钙添加量与二压汁值、蔗糖/钙摩尔比的关系总共设定了三个温度, 五组不同的氧化钙添加量,实验测出的蔗糖钙溶液值和蔗糖/的摩尔比如表 .和.所示。 一般情况下,制糖生产时所使用的糖化钙是在蔗糖/钙摩尔比为:.: 时制备而成的。实验结果表明当蔗糖/钙在:一.:之间时,二压汁的反应终点 值会落在.~.之间,这时候二压汁中的钙主要是以蔗糖一钙的形式 存在的。结合西林教授的实验数据,蔗糖在值..之间主要的离解反 应是一级离解,因此加灰制取糖化钙的值值可以选在..之间,此时 生成的蔗糖酸盐主要是蔗糖一钙,在接近.的范围内,会有少量的蔗糖二钙 生成。蔗糖一钙与蔗糖二钙在实验温度之内都是可溶性钙盐,因此此时的糖 化钙 “西大学硕士学位论文 糖厂二压汁制备糖化钙澄清剂的研究 溶液都属于真溶液,能够为制糖的澄清提供较多的有效氧化钙。根据表.和表 ,温度为时,氧化钙添加量与二压汁值、蔗糖/钙摩尔比的关系可回 归为 .玑.. ? .。。.. ? ? . “.足,。. 以上公式中, ??二压汁溶液值: 氧化钙添加量,?.; /蔗糖/钙摩尔比。 以上公式中,式.的相关系数.,式的相关系数为 .,反映回归方程与实验数据具有良好的一致性。 表不同温度下氧化钙添加量与二压汁值的变化关系 表.不同温度下氧化钙添加量与蔗糖/钙摩尔比的关系 ? ..二压汁糖化钙的蔗糖损失 根据前期的实验数据,主要考察了糖化钙溶液在值.和值.时 的蔗糖损失规律,实验结果如图.所示。 糖厂二压汁制备糠化钙澄清剂的研究 ’.西大学硕士学位论文 . 怠 ;. 莒 自 . ?, . . 尝 吾. 皇 . . ’姐, 图?二压汁糖化钙的蔗糖纯度随时问的变化 、分别是值.和.时的纯度变化 .. 由图.可以看到,随着时间的推移,二压汁糖化钙溶液的蔗糖纯度是有波 动的,大体上呈现出下降趋势,但下降的程度不大,波动的范围基本上保持在 .%~.%之间,由此可知,在高碱度的情况下糖汁的微生物损失较少。同时, 由图中还可以看出,二压汁糖化钙溶液的纯度随着温度的升高而稍有提升, 说明 提高温度,有利于减缓微生物的作用,但是由于波动的范围只有.%~.%,变 化率不是特别显著。其中,值.时二压汁的纯度基本保持在.%~.% 之间,值.时二压汁的纯度也只是在./.%之间波动。 此外,不同的值二压汁糖化钙溶液蔗糖纯度的差别很大,这与微生物的 作用无关,这是由值越高,溶解的钙盐越高。 “西大学硕士学位论文 糖厂二