一种生产高安全性白砂糖的工艺的制作方法
【专利摘要】一种生产高安全性白砂糖的工艺，包括如下步骤：甘蔗压榨得到混合汁、预灰至pH6.5、一次加热至60—65℃、加入石灰乳至pH11、并加入磷酸和聚丙烯酰胺絮凝剂得清汁、超滤膜系统分离、纳滤膜系统浓缩、阴离子交换树脂脱色、阳离子交换树脂脱盐、蒸发得成品；本发明利用低温强碱工艺结合膜分离、膜浓缩及离子交换技术生产无硫有机糖，解决了现有技术中存在的产品含硫、工艺过程复杂、生产效率低、糖得率低、清汁澄清度低、环境污染严重和经济效益低等问题。
【专利说明】—种生产高安全性白砂糖的工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种甘蔗制糖的方法，尤其是一种生产高安全性白砂糖的工艺。
【背景技术】
[0002]提高农产品的质量和安全性。可增强农产品的附加值，满足广大消费者对健康食品的需求，同时也是保护农业资源环境实现人与自然和谐发展的重要举措。目前我国广西、云南等局部地区食糖供给的安全隐患仍然存在，甘蔗产量的提高仍然依靠农药和化肥，食糖的生产工艺尚需改进。依靠科学加大力度改进种植方式和生产工艺是保障食糖原料及食糖安全的有效途径。同时在条件较好、污染较小的区域发展高品质糖，将成为制糖行业发展的一种新趋势。
[0003]目前，随着我国消费者收入和生活水平的不断提高.越来越多的消费者逐渐认识到食品安全的重要性，近年来我国消费者对食糖消费呈持续上升的趋势，食糖的安全也将会受到越来越多消费者的重视。发达国家现行消费的糖品几乎都是精制糖，发展中国家主要消费一级白糖，我国主要生产和消费以亚硫酸法生产的质量较差的一级白糖，不断提高食糖的质量才能更好地维护消费者的利益。安全优质的有机糖将会受到消费者的青睐，因此有机糖发展的潜力巨大。
[0004]目前阻碍制糖产品质量提高的主要问题是糖汁的脱色和提纯。我国制糖生产主要采用亚硫酸法和碳酸法对糖汁进行脱色和提纯，碳酸法的效果比亚硫酸法好，碳酸法对糖汁的脱色率和清净效率大致为70% -80%和25% -45%，亚硫酸法则大致为60% -70%和5% -1 2 %，两种方法主要都生产一级糖，这两种脱色工艺不仅工艺复杂，设备投资高，固体废弃物量大，生产环境差，热能消耗大，糖分收回率低，石灰消耗量大，滤泥污染严重，而且成品储存过程中颜色容易发黄，时间越长变质越严重，质量较差且不稳定，亚硫酸法白糖更甚。我国实行的一级白 糖质量主要指标有:色值< 150IU，浑浊度< 160IU，不溶于水杂质大于40mg/kg, 二氧化硫 30mg/kgo当下许多饮料公司如可口可乐公司在国内购买的白糖，一般要求色值大于100IU，浑浊度大于60IU，不溶于水杂质大于20mg/kg，不含硫或二氧化硫(5mg/kg，还特别要求没有酸性絮凝物，国内通常将这种糖称之为饮料糖，而传统的亚硫酸法生产的糖不能达到要求，利用低温强碱工艺结合膜分离、膜浓缩及离子交换技术开发生产高安全性白砂糖的工艺，取代传统的“亚硫酸法”和“碳酸法”生产白砂糖工艺，可减少设备投资、降低单位产品能耗并解决目前阻碍制糖产品质量提高的糖汁脱色和提纯问题，生产出的无硫高品质糖，前景广泛。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对上述现有技术中的不足，提出一种生产高安全性白砂糖的工艺，利用低温强碱工艺结合膜分离、膜浓缩及离子交换技术生产无硫有机糖，用以解决现有技术中存在的产品含硫、工艺过程复杂、生产效率低、糖得率低、清汁澄清度低、环境污染严重、经济效益低等问题。[0006]本发明的目的通过如下技术方案来实现:
一种生产高安全性白砂糖的工艺，包括如下步骤:
(a)将甘蔗压榨得到的混合汁预灰至pH6.5，一次加热至60— 65°C，之后加入石灰乳至pHll,并加入100-300ppm磷酸和l_3ppm聚丙烯酰胺絮凝剂,在浮沉器中充分反应和浮洛分离，得到清汁和泥汁；
(b)采用超滤膜分离系统对甘蔗制糖中的清汁进行澄清，除去清汁中的非糖物质、大分子色素、胶体及蛋白等杂质，得到超滤汁；
(c)采用纳滤的膜浓缩系统对超滤汁进行浓缩,连续膜浓缩可将锤度为14-18%的超滤汁浓缩至25% — 45%，同时脱除50— 80%的水，减少蒸发设备的蒸汽消耗和电耗；
(d)将浓缩后的糖液进入大孔型强碱性阴离子交换树脂，糖液中的色素及灰分被强碱性阴离子交换树脂进行交换吸附，吸附饱和后通过氯化钠浓度5-15%和氢氧化钠浓度1-6%混合液洗涤再生；
(e)将经过大孔型强碱性阴离子交换树脂脱色后的糖液进入大孔型弱酸性阳离子交换树脂，糖液中的钙盐及镁盐被弱酸性阳离子交换树脂进行交换吸附，吸附饱和后通过浓度为3-6%盐酸洗涤液再生；
(f)经上述处理后的浓度介于清净汁和糖浆之间的高纯度中间汁，通过蒸发浓缩及结晶分蜜工序，制得高安全性白砂糖。
[0007]步骤(c )所述膜浓缩的同时还脱除无机盐灰分，提高产品品质，减轻后续浓缩液进入离子交换树脂脱色及脱盐的负荷。
[0008]步骤(b)所述超滤膜分离系统为:超滤膜孔径0.01-1微米，膜材质为无机材质，操作压力0.1-1.5兆帕，操作温度10-95°c。
[0009]步骤(c)所述纳滤膜分离系统为:纳滤膜孔径1-2纳米，膜材质为无机材质，操作压力0.1-3兆帕，操作温度10-95°C。
[0010]步骤(d)所述阴离子交换树脂供应类型为氯型，聚合物类型为交联聚丙烯酸胺，官能团为季胺型，结构为大孔型白色不透明状。
[0011]步骤(e)所述阳离子交换树脂供应类型为钠型，聚合物类型为交联聚苯乙烯，官能团为磺酸，结构为大孔型米黄色不透明状。
[0012]所述超滤膜过滤3-20分钟，纳滤膜过滤3-15分钟。
[0013]应用本发明生产高安全性白砂糖的工艺与传统“亚硫酸法”和“碳酸法”工艺比较有以下特点:
a.有机甘蔗压榨混合汁通过“低温强碱”工艺达到高碱除杂和磷酸辅助澄清的效果。
[0014]b.膜分离技术是一种分子级别的过滤，对蔗汁中的蛋白、胶体、色素有很高的截留率。
[0015]C.连续膜浓缩将糖度14一 18%的糖液浓缩至25% — 45%，同时脱除50— 80%的水，减少蒸发设备的蒸汽消耗和电耗；
d.连续膜浓缩脱除水的同时也脱除盐分，提高产品品质和降低离交树脂负荷；
e.取消硫熏工序，降低成品中硫的残留，提闻广品品质；
f.采用离子交换工艺对糖液进行脱色脱盐，使得色值与其他指标能符合高品质糖要
求；g.自动化程度高，操作简单，劳动强度低，减少人工成本，占地面积小，投资小，节省成本大。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明一种生产高安全性白砂糖的工艺的步骤示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图1及实施例对本发明做进一步描述。
[0018]取有机甘蔗通过撕解压榨后得到混合汁，将混合汁预灰至pH6.5，一次加热至60—65°C,之后加入石灰乳调至pHll,并加入100-300ppm磷酸和l_3ppm聚丙烯酰胺絮凝剂，在浮沉器中充分反应和浮渣分离，得到清汁和泥汁，清汁中胶体有机物去除50%以上，浑浊度从2800IU降低至870IU，清汁重力纯度相比混合汁提高2.4GP。取50kg清汁采用超滤膜实验设备循环10分钟，升压至0.4MPa经由超滤膜过滤后得浅黄色澄清透明滤液38.33kg,浅棕色浓液11.67kg。随着实验的进行循环料桶中杂质浓度的增加,膜透过液通量逐步衰减，衰减较缓慢，符合膜通量与截留物浓度增加成反比规律，透过液显浅黄色透明状，透光度在50%以上，料液中的色素被拦截，所使用超滤膜对糖液过滤的平均通量为600mL/min。将所得到黄色澄清透明滤液38.33采用纳滤膜实验设备循环IOmin后升压至
3.0MPa浓缩蔗糖溶液，得无色透明滤液20kg，浅黄色透明浓液18.33kg ;膜浓缩透析水无色透明，糖液折光检测为0，蔗糖在浓缩中没有透析出来，实现膜浓缩蔗糖的目的，浓缩倍数接近I倍。浓缩后的糖汁先过大孔型强碱性阴离子交换树脂脱色，然后过大孔型弱酸性阳离子交换树脂脱盐，将树脂填充进圆形塑料柱中，蒸发结晶按常规工艺处理。柱高1000mm，柱直径110mm，高径比7:1，脱色脱 盐前入汁为经膜浓缩后糖液，色值1486，糖纯度87.37%，ρΗ6.97，钙盐 0.81%Βχ,80Βν ;脱色脱盐后色值 132，糖纯度 88.37%，ρΗ6.95，钙盐 0.08%Βχ。
【权利要求】
1.一种生产高安全性白砂糖的工艺，其特征在于，包括如下步骤: (a)将甘蔗压榨得到的混合汁预灰至pH6.5，加热至60— 65°C，之后加入石灰乳调至pHll,并加入100-300ppm磷酸和l_3ppm聚丙烯酰胺絮凝剂,在浮沉器中充分反应和浮洛分离，得到清汁和泥汁； (b)采用超滤膜分离系统对清汁进行澄清，除去清汁中的非糖物质、大分子色素、胶体及蛋白等杂质，得到超滤汁； (c)采用纳滤膜浓缩系统对超滤汁进行浓缩，将锤度为14一18%的超滤汁浓缩至25%—45%，同时脱除50— 80%的水； (d)浓缩后的糖液进入大孔型强碱性阴离子交换树脂脱色，糖液中的色素及灰分被强碱性阴离子交换树脂进行交换吸附，吸附饱和后通过氯化钠浓度5-15%和氢氧化钠浓度：1-6%混合液洗涤再生； (e)将经过大孔型强碱性阴离子交换树脂脱色后的糖液进入大孔型弱酸性阳离子交换树脂脱盐，糖液中的钙盐及镁盐被弱酸性阳离子交换树脂进行交换吸附，吸附饱和后通过浓度为3-6%盐酸洗涤液再生； (f)经上述处理后的浓度介于清净汁和糖浆之间的高纯度中间汁，通过蒸发浓缩及结晶分蜜工序，制得高安全性白砂糖。
2.根据权利要求1所述的一种生产高安全性白砂糖的工艺，其特征在于，步骤(c)所述膜浓缩的同时还脱除无机盐灰分，减轻后续浓缩液进入离子交换树脂脱色及脱盐的负荷。
3.根据权利要求1所述的一种生产高安全性白砂糖的工艺，其特征在于，步骤(b)所述超滤膜分离系统为:超滤膜孔径0.01-1微米，膜材质为无机材质，操作压力0.1-1.5兆帕，操作温度10-95 °C。
4.根据权利要求1所述的一种生产高安全性白砂糖的工艺，其特征在于，步骤(c)所述纳滤膜分离系统为:纳滤膜孔径1-2纳米，膜材质为无机材质，操作压力0.1-3兆帕，操作温度 10-95 0C ο
5.根据权利要求1所述的一种生产高安全性白砂糖的工艺，其特征在于，步骤(d)所述阴离子交换树脂供应类型为氯型，聚合物类型为交联聚丙烯酸胺，官能团为季胺型，结构为大孔型白色不透明状。
6.根据权利要求1所述的一种生产高安全性白砂糖的工艺，其特征在于，步骤(e)所述阳离子交换树脂供应类型为钠型，聚合物类型为交联聚苯乙烯，官能团为磺酸，结构为大孔型米黄色不透明状。
7.根据权利要求1所述的一种生产高安全性白砂糖的工艺，其特征在于，所述超滤膜过滤3-20分钟。
8.根据权利要求1所述的一种生产高安全性白砂糖的工艺，其特征在于，所述纳滤膜过滤3-15分钟。
【文档编号】C13B30/00GK103468832SQ201310475008
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2013年10月12日
【发明者】高正卿, 陈勇, 何桂源, 王国梅, 何亮亮, 秦牧 申请人:云南省轻工业科学研究院