专利名称：一种低碳低硫糖汁澄清方法
技术领域：
本发明涉及一种糖汁澄清方法，特别涉及一种低碳低硫糖汁澄清方法。
背景技术：
现在的糖厂(包括甘蔗糖厂和甜菜糖厂)生产白砂糖，主要有两种糖汁澄清 工艺碳酸法和亚硫酸法。这两种工艺都超过一百年，已越来越不适应现代社会 的要求碳酸法使用很大量的石灰(约为糖汁量的2%)，产生大量滤泥污染环 境，而亚硫酸法的白糖质量不够好，并要用相当大量的硫磺(约为糖汁量的 0.1%)。人们对这两种工艺进行了多年的研究，也作了一些局部的改进，但至今 还未能从根本上改革这两种工艺和解决其存在问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有碳酸法和亚硫酸法工艺的缺点，提供一种低消耗、 无污染、减排放(温室气体)的低碳低硫糖汁澄清方法。
基于我国大多数甘蔗糖厂使用亚硫酸法的现实情况，本发明首先着重于原有 亚硫酸法糖厂的改造，即利用这些糖厂原有的亚硫酸法流程和设备，大幅度减少 硫磺用量，而在原流程外增设附属的低碳酸法流程和设备。本发明提供的一种低 碳低硫糖汁澄清方法的基本流程如下
首先将糖汁预加石灰乳至pH值为6.0 9.5，泵送到加热器加热至温度为 50 80°C,流入渐进式加灰器，加石灰乳至pH值为10 11，其加入量按CaO计 算为糖汁重量的0.03% 0.08%，使大量杂质凝聚析出，再次加石灰乳，其加入 量按CaO计算为糖汁重量的0.3 0.8%，随即泵入碳酸饱充器，吸入二氧化碳产 生化学反应形成碳酸钙沉淀物，吸附除去大量杂质，并使pH值达到8 9，进入 平流式快速沉降器分离出清汁，再泵到硫熏中和器，吸入二氧化硫中和至pH值 为7.2 7.8， 二氧化硫的吸收量为0.2 0.6 g/L，经二次加热达到102 105。C后 进入沉淀池，分离出高质量的清汁送往后工序，上述两次沉淀得到的泥汁混合过 滤分离为清汁和滤泥。
作为本发明的具体实施方式
，所述的糖汁为甘蔗汁或甜菜汁。 作为本发明的具体实施方式
，所述二氧化碳来源于糖厂现有的酒精车间产生的二氧化碳或发酵制品厂产生的二氧化碳或石灰窑产生的二氧化碳。 本发明提供的低碳低硫糖汁澄清方法的工艺原理如下-
1、 在糖汁中加入0.4 0.5%的石灰乳并在碱性下进行碳酸饱充，能够将纯度 提高约1.5度，色值(比亚硫酸法)降低约20%，多除去胶体物质约20%，清 汁灰分显著下降。这是因为糖汁中的多种杂质(包括有机胶体和无机物)在碱性 下大量凝聚，再通过碳酸饱充生成较大量的碳酸钙吸附非糖份，它们沉积在各种 杂质凝聚物的表面上，形成稳定、结实的颗粒，沉降过滤性好，便于分离除去。
2、 为取得最佳的清净效果，糖汁先预加石灰乳至pH6.0 9.5，然后泵送到 制炼车间的一次加热器，加热到50 8(TC，流入渐进式加灰器，分多点加入石 灰乳，使糖汁pH值逐渐升高到10 11。经过不同的pH阶段，将糖汁中的多种 杂质最大限度地凝聚，形成稳固和结实的沉淀物。此处并通过较强烈的机械搅拌 形成强烈湍流，加速化学反应和杂质的析出和凝聚。此段加入的石灰量为糖汁量 的0.03% 0.08%。糖汁在此碱度下流入暂贮箱继续反应。在该箱出口处再按碳 酸饱充的需要第二次加入石灰乳，其加入量为糖汁量的0.3% 0.8%，随即泵送 到饱充器(糖汁在高碱度下经过的时间很短)。
3、 酒精车间产生的二氧化碳的浓度和纯度都很高，约为95% 98%。用于 糖汁澄清容易被庶汁吸收，并与氧化钙反应生成碳酸钙。碳酸饱充使用高效快速 的设备，生成的碳酸钙颗粒比较微细均匀，表面积较大，能吸附除去较多杂质。 糖汁在碱性下经过的总时间(包括沉降分离)縮短到30分钟以内，还原糖分解 很少(比常规的碳酸法)，它产生的不良反应也就很少。
4、 上项清汁再进入原有的亚硫酸法流程，吸收少量的二氧化硫，并加石灰 乳调节到适当的pH值，再经过二次加热后沉淀，可以利用硫熏加石灰乳的作用 进一步提高清净和脱色效果，减少糖汁浓縮过程的美拉德反应和糖汁增色。这亦 有利于控制最终清汁pH值适当和稳定，控制适当的硫熏强度，确保清汁质量优 良。
5、 碳酸饱充生成的泥汁与亚硫酸法的泥汁混合后一起过滤。混合泥汁中有 大量的碳酸钙，并保留原有的蔗屑，过滤性较好，滤泥糖份和水分都较低。滤泥 pH值约为7.2 7.6，同样能施加于甘蔗田。种植甘蔗的土壤的最适宜pH值为 6.2 7.7。这种滤泥的微碱性还有助于中和土壤的酸性(国内不少土壤酸性较强， 对作物生长有害)，碳酸钙可以补充甘蔗生长所需吸收的钙(每亩甘蔗每年需数 十公斤)，还可增强土壤透水性，减少板结。得良好效果，否则会出现多种问题， 如澄清效果不高、还原糖分解严重等。涉及到的主要高效设备是-
1、 碳酸饱充前加灰使用渐进式加灰器，使糖汁pH值逐渐稳定地上升。
2、 碳酸饱充使用喷射饱充器，自行吸入二氧化碳，吸收率高，反应快，容 易控制，糖汁经过时间很短。
3、 碳酸饱充汁用平流式沉降器快速地分离出沉淀物，得到质量良好的清汁 (杂质少、纯度高、还原糖分解少)和形成较浓的泥汁，后者便于用真空吸滤机
过滤。这种分离方法比传统碳酸法的"全汁过滤"流程短很多，无副作用。
4、 酒精发酵产生的二氧化碳，用浮筒式贮气罐暂贮，二氧化碳中夹带的杂 质在罐中被水洗涤除去。罐内气压恒定，利于碳酸饱充操作稳定。
糖厂现有酒精车间的，应用本发明方法最为有利，生产成本可大幅度降低。 没有酒精车间的可以使用发酵制品厂(啤酒厂、味精厂等)生产的液体二氧化碳。
原来用碳酸法的糖厂，也可以改用本发明方法，降低消耗，消除污染。后两类糖 厂改用本发明方法的生产成本大体持平或略为降低。
本发明方法吸取了碳酸法和亚硫酸法的原理和精髓，通过大量的试验研究、 优选工艺条件，使各种药剂在其最适合工艺条件下发挥最大的澄清效果，因而可 大幅度减少药剂的用量所用的石灰量只约为常规碳酸法的四分之一，硫磺量只 约为常规亚硫酸法的四分之一；而白糖质量显著高于亚硫酸法，生成的滤泥量远 远少于碳酸法，而且可用作肥料，返回农田，无污染问题，还可以使用酒精厂(糖 厂附属的酒精车间)产生的二氧化碳，减少后者的排放。
具体实施例方式
实施例1
本发明实施例提供的低碳低硫糖汁澄清方法是首先将糖汁预加石灰乳至
pH值为6.5，泵送到加热器加热至温度为7(TC，流入渐进式加灰器，加石灰乳 至pH值为10.5，其加入量按CaO计算为糖汁重量的0.05X，使大量杂质凝聚析 出，再次加石灰乳，其加入量按CaO计算为糖汁重量的0.45%，随即泵入碳酸 饱充器，吸入二氧化碳产生化学反应形成碳酸钙沉淀物，吸附除去大量杂质，并 使pH值达到8.8，进入平流式快速沉降器分离出清汁，再泵到硫熏中和器，吸 入二氧化硫中和至pH值为7.3， 二氧化硫的吸收量为0.5 g/L,经二次加热达到 103'C后进入沉淀池，分离出高质量的清汁送往后工序，上述两次沉淀得到的泥汁混合过滤分离为清汁和滤泥。
一个日榨甘蔗5000吨的亚硫酸法糖厂，本身附有酒精车间，采用上述工艺 需增加如下设备:二氧化碳贮气罐1座(浮筒直径4m);渐进式加灰器1台(5m"; 喷射式饱充器1组；饱充反应罐1台(13m";平流式快速沉降器1台(直径7m); 以及罗茨鼓风机、蔗汁泵、石灰乳泵、絮凝剂泵、蔗汁箱等。并配套一些控制仪 表。需增加厂房一跨，6mx6m， 二层半，室外简易上盖7tnxl0m。全部工程费 用约160万元。
糖厂每年压榨甘蔗60万吨，用本发明方法后减少使用硫磺500吨，少用磷 酸150吨，降低成本100多万元；还减少二氧化碳排放约2000吨。每年产糖约 7.5万吨，产品质量提高(产品残留二氧化硫低于10mg/kg,色值低于120IU)， 每吨糖售价提高20元，价值150万元。澄清效果提高还可提高煮炼收回率和产 糖率。这些得益减除使用本法需增加的人工、用电和其它材料费用每年数十万元， 每年的实际经济得益远远超过投入的工程费用，所需投资不到一年就可以收回。 实施例2
本发明实施例提供的低碳低硫糖汁澄清方法是首先将糖汁预加石灰乳至 pH值为7.0,泵送到加热器加热至温度为65°C，流入渐进式加灰器，加石灰乳 至pH值为10.5，其加入量按CaO计算为糖汁重量的0.04X，使大量杂质凝聚析 出，再次加石灰乳，其加入量按CaO计算为糖汁重量的0.4%，随即泵入碳酸饱 充器，吸入二氧化碳产生化学反应形成碳酸钙沉淀物，吸附除去大量杂质，并使 pH值达到8.5，进入平流式快速沉降器分离出清汁，再泵到硫熏中和器，吸入二 氧化硫中和至pH值为7.2， 二氧化硫的吸收量为0.4 g/L，经二次加热达到103 。C后进入沉淀池，分离出高质量的清汁送往后工序，上述两次沉淀得到的泥汁混 合过滤分离为清汁和滤泥。
一个日榨甘蔗5000吨的亚硫酸法糖厂，本身没有酒精车间，需要外购液体 二氧化碳(如发酵制品厂产生的二氧化碳或石灰窑产生的二氧化碳)使用。采用 上述生产工艺，所需增加的设备基本同实施例l，但不需要二氧化碳贮气罐，工 程费用略少于实施例1。经济方面，每年要购买液体二氧化碳约2000吨，价值 100多万元，与减少使用硫磺与磷酸的费用接近，即是将原来用于购买硫磺和磷 酸的费用大部分转用于购买二氧化碳，生产成本变化不大，但提高产品质量和社 会、环保效益显著。实施例3
本发明实施例提供的低碳低硫糖汁澄清方法是首先将糖汁预加石灰乳至
pH值为7.5，泵送到加热器加热至温度为75°C，流入渐迸式加灰器，加石灰乳 至pH值为10.5，其加入量按CaO计算为糖汁重量的0.05X，使大量杂质凝聚析 出，再次加石灰乳，其加入量按CaO计算为糖汁重量的0.6%，随即泵入碳酸饱 充器，吸入二氧化碳产生化学反应形成碳酸钙沉淀物，吸附除去大量杂质，并使 pH值达到8.6,进入平流式快速沉降器分离出清汁，再泵到硫熏中和器，吸入二 氧化硫中和至pH值为7.3， 二氧化硫的吸收量为0.3 g/L，经二次加热达到104 x:后进入沉淀池，分离出高质量的清汁送往后工序，上述两次沉淀得到的泥汁混 合过滤分离为清汁和滤泥。
一个日榨甘蔗5000吨的碳酸法糖厂，本身附有酒精车间，采用上述生产工
艺，需增加的设备如实施例l，此外还要增加亚硫酸法工艺所用的硫熏中和器和 连续沉降器，以及相应的厂房，总工程费用约300万元。生产成本稍低于原用的 碳酸法(减少石灰用量和石灰窑的费用)。碳酸法糖厂可以采用本发明方法来彻 底解决滤泥污染和环保问题，其加灰量可控制稍高水平以提高澄清效果。
总之，本发明例举了上述优选实施方式，但是应该说明，本领域的技术人员 可以进行各种变化和改型。因此，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围， 否则都应该包括在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种低碳低硫糖汁澄清方法，其特征在于，首先将糖汁预加石灰乳至pH值为6.0～9.5，泵送到加热器加热至温度为50～80℃，流入渐进式加灰器，加石灰乳至pH值为10～11，其加入量按CaO计算为糖汁重量的0.03％～0.08％，使大量杂质凝聚析出，再次加石灰乳，其加入量按CaO计算为糖汁重量的0.3～0.8％，随即泵入碳酸饱充器，吸入二氧化碳产生化学反应形成碳酸钙沉淀物，吸附除去大量杂质，并使pH值达到8～9，进入平流式快速沉降器分离出清汁，再泵到硫熏中和器，吸入二氧化硫中和至pH值为7.2～7.8，二氧化硫的吸收量为0.2～0.6g/L，经二次加热达到102～105℃后进入沉淀池，分离出高质量的清汁送往后工序，上述两次沉淀得到的泥汁混合过滤分离为清汁和滤泥。
2. 根据权利要求1所述的低碳低硫糖汁澄清方法，其特征在于，所述糖汁 为甘蔗汁或甜菜汁。
3. 根据权利要求1所述的低碳低硫糖汁澄清方法，其特征在于，所述二氧 化碳来源于糖厂现有的酒精车间产生的二氧化碳或发酵制品厂产生的二氧化碳 或石灰窑产生的二氧化碳。
4. 根据权利要求1所述的低碳低硫糖汁澄清方法，其特征在于，所述滤泥 的pH值为7.2 7.6，可作为肥料。
全文摘要
本发明公开了一种低碳低硫糖汁澄清方法，该方法先将糖汁加石灰乳至pH6.0～9.5，泵送到加热器加热至50～80℃，流入渐进式加灰器，加石灰乳至pH10～11，使大量杂质凝聚析出，再次加石灰乳，随即泵入碳酸饱充器，吸入二氧化碳产生化学反应形成碳酸钙沉淀物，吸附除去大量杂质，并使pH达到8～9，进入平流式快速沉降器分离出清汁，再泵到硫熏中和器，吸入二氧化硫中和至pH7.2～7.8，经二次加热达到102～105℃后进入沉淀池，分离出高质量的清汁送往后工序，上述两次沉淀得到的泥汁混合过滤分离为清汁和滤泥。本发明方法所用的石灰量只约为常规碳酸法的四分之一，硫磺量只约为常规亚硫酸法的四分之一，白糖质量显著高于亚硫酸法，生成的滤泥量远远少于碳酸法，而且可用作肥料，无污染问题。
文档编号C13B20/06GK101660007SQ20091019205
公开日2010年3月3日 申请日期2009年9月7日 优先权日2009年9月7日
发明者霍汉镇 申请人:霍汉镇