一种甘蔗制糖过程中残糖的回收装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于制糖技术领域，设及一种甘薦制糖过程中残糖的回收装置及方法，尤 其设及一种采用多级逆流洗滤方式回收甘薦制糖过程中残糖的装置及方法。
【背景技术】
[0002] 现有的甘薦制糖工艺，包括甘薦的预处理、提汁、薦汁澄清、煮炼等工段。薦汁的澄 清效果，直接决定了成品糖的质量，为了得到澄清的糖浆清汁，传统的工艺是在混合汁中添 加大量的石灰和二氧化硫(亚硫酸法），或者添加石灰和碳酸气等(碳酸法），之后分离沉淀 除去混合汁中的非糖杂质，W降低色度和浊度。因此，在制糖工艺中会产生大量的废水和固 体废弃物，并且存在工艺复杂，脱色率低，成品糖的质量不稳定等问题。目前国内甘薦糖厂 尤其是亚硫酸法糖厂，常因色值、浑浊度两项指标超标而影响产品质量，甚至造成产品降级 或成为等外糖。
[0003] 由于现有的甘薦制糖工艺存在W上问题，许多新的方法如离子交换法、电渗析法 W及膜法等也逐渐得到关注和研究。CN 103194545B公开了一种膜法处理甘薦混清汁的处 理方法，所述方法包括如下步骤：（1)混合清汁进入第一级超滤膜过滤，过滤得到的清液再 进入第二级超滤膜过滤，第一级超滤膜过滤后的浓液去蒸发制糖，第二级超滤膜过滤后的 浓液与混合清汁合并进入第一级超滤膜过滤；（2)步骤(1)中第二级超滤膜过滤后得到的淡 液进入膜浓缩装置进行浓缩，得到浓缩液和淡水;所述的第一级超滤膜的截留分子量为 50000~100000道尔顿，所述的第二级超滤膜的截留分子量为1000~20000道尔顿。此法包 括两级超滤澄清脱色和一级反渗透浓缩脱水，但是，由于超滤对薦糖有一定的截留效果，使 得两级超滤的浓缩液中含有高浓度的薦糖，薦糖的回收率一般只有60-70%，从而造成大量 残糖损失。CN102659855A和CN103710470A均公开了膜分离与离子交换相结合实现糖汁脱色 的方法，但都未提及对浓缩液或洗脱浓液中残糖的回收问题。CN 201510486534.4采用添加 石灰或二氧化硫等化学品对脱色工段中的浓缩液进行处理后返回澄清工段，但此工艺仍然 没有摆脱传统的化学法，造成糖蜜的污染使其附加值下降。
[0004] 洗滤操作是膜分离过程中的一项关键技术，主要用于脱盐和提高产品纯度。洗滤 操作包括等体积连续洗滤和稀释-浓缩的变体积间歇洗滤。前者洗滤效率高，且易于连续操 作;后者洗滤通量大，但耗水量大且需要额外的缓冲料液罐。
[000引采用连续洗滤回收甘薦制糖过程中的残糖仍需要进一步研究。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种甘薦制糖过程中残糖的回 收装置及方法，所述装置不仅能回收薦糖精制过程中的大部分残糖，还能降低洗滤耗水量， 并且所述装置操作简单安全，易于连续生产，得到的含糖浓缩液中无化学添加剂。
[0007] 为达此目的，本发明采用W下技术方案：
[0008] 本发明的目的之一在于提供一种甘薦制糖过程中残糖的回收装置，所述装置包括 多级逆流洗滤单元和纳滤浓缩单元，所述多级逆流洗滤单元包括至少2级超滤膜组件，所述 纳滤浓缩单元包括纳滤膜组件；
[0009] 所述多级逆流洗滤单元的前一级超滤膜组件的截留侧出口与后一级超滤膜组件 的截留侧进口相连，前一级超滤膜组件的截留侧进口与后一级超滤膜组件的透过侧出口相 连；
[0010] 所述多级逆流洗滤单元的第一级超滤膜组件的透过侧出口与纳滤膜组件的截留 侧进口相连；
[0011] 所述纳滤膜组件的截留侧得到含糖浓缩液，所述多级逆流洗滤单元的最后一级超 滤膜组件的截留侧得到截留液。
[0012] 所述装置主要用于回收膜法制糖过程中残糖的回收，也可用于其他方法制糖过程 中残糖的回收。
[0013] 所述回收装置应用多级逆流洗滤技术实现残糖溶液中薦糖与非糖物质的分离，降 低膜法薦糖精制过程中的残糖损失，提高薦糖在整个澄清脱色工段中的回收率，从而降低 薦糖生产成本。
[0014] 所述纳滤膜组件的透过侧出口与多级逆流洗滤单元的最后一级超滤膜组件的截 留侧进口相连，从而实现水的循环使用，大大节约洗滤用水。
[0015] 优选地，所述多级逆流洗滤单元的洗滤方式为等体积逆流洗滤。所述等体积逆流 洗滤是不断向最后一级超滤膜组件中累入洗滤用水，控制加水速率与超滤膜组件的透过膜 通量相等，使各级洗滤残液的体积保持不变。
[0016] 所述多级逆流洗滤单元用于将含糖溶液中的大分子杂质去除，所述多级逆流洗滤 单元包括2-5级超滤膜组件，如包括2级超滤膜组件、3级超滤膜组件、4级超滤膜组件或5级 超滤膜组件。
[0017] 优选地，所述超滤膜组件的截留分子量为1000 -SOOODa，如ISOODa、2000Da、 2500Da、3000Da、3500Da、4000Da或4500Da等。
[001引优选地，所述超滤膜组件的操作溫度为25-95°C，如30°C、40°C、50°C、60°C、65°C、 70°C、80°C、90°C 或 95°C 等。
[0019] 优选地，所述超滤膜组件的操作压力为0.5-1.5M化，如0.6M化、0 . SM化、1.0 MPa、 1.21?日、1.31?日或1.4]\^曰等。
[0020] 优选地，所述超滤膜组件的形式为卷式、管式、平板式或中空纤维式。
[0021] 优选地，所述超滤膜组件的材料为聚讽、聚酸讽、横化聚酸讽或聚偏氣乙締。
[0022] 所述多级逆流洗滤单元的各级超滤膜组件可由1根或多根并联的超滤膜组件组 成，如由2根、3根、4根、6根或8根等并联的超滤膜组件组成，本领域的技术人员可根据实际 的流量选择合适的超滤膜组件的个数。
[0023] 所述纳滤浓缩单元用于将多级逆流洗滤单元得到的含糖溶液进一步浓缩，所述纳 滤膜组件的形式为卷式膜。
[0024] 所述纳滤膜组件可由1根或多根纳滤膜组件并联组成，如由2根、3根、4根、6根或8 根等并联的纳滤膜组件组成，本领域的技术人员可根据实际的流量选择合适的纳滤膜组件 的个数。
[00巧]优选地，所述纳滤膜组件的膜截留分子量为90-400Da，如100Da、120Da、150Da、 200Da、250Da、300Da 或 350Da 等，优选为 200Da。
[0026] 优选地，所述纳滤膜组件的操作溫度为25-95°C，如30°C、40°C、50°C、60°C、70°C、 80°C 或 90°C 等。
[0027] 优选地，所述纳滤膜组件的操作压力2.0-4. IMPa，如2.2M化、2.5MPa、2 . SM化、 3. OMPa、3.2MPa、3.5MPa、3. SMPa或 4. OMPa 等。
[0028] 本发明的目的之二在于提供一种利用如上所述的装置进行残糖回收的方法，所述 方法包括如下步骤：
[0029] (1)含糖溶液进行多级逆流超滤，得到第一级超滤透过液和最后一级超滤截留液， 最后一级超滤截留液排出；
[0030] (2)第一级超滤透过液进行纳滤浓缩，得到含糖浓缩液和纳滤透过液。
[0031] 本发明提供的残糖回收方法每一级洗滤产生的透过液又可W作为上一级的洗滤 用水，第一级洗滤透过液中含糖浓度较高，直接