专利名称：利用高梯度磁分离技术澄清甘蔗糖厂清汁的方法
技术领域：
本发明属利用高梯度磁分离技术澄清甘蔗糖厂清汁的方法.
背景技术：
从甘蔗中提取的蔗汁具有非常复杂的成分，其中除含量较多的蔗糖外，还有各种无机和有机非糖杂质。而这些非糖分的含量和种类随着甘蔗品种、耕种方式、气候、土壤等情况及压榨提汁条件的不同而不同。总体来说，这些非糖分的存在，最终将影响到蔗糖分的提取和产品的质量。因此甘蔗糖厂澄清工段的任务是对来自压榨工段的蔗汁进行提纯澄清处理，澄清的目的是除去非糖分，提高糖汁纯度，并努力降低色值和粘度，为后续煮糖工段提供高品质原料糖浆，蔗汁澄清过程其实就是一个胶体化学的过程。蔗汁澄清的方法很多，例如离子交换法、电渗析法、糖浆上浮法、薄膜分离法、离子排斥法等。离子交换法是利用离子交换原理进行稀汁的脱盐、脱色处理，在国外多用于生产精糖。电渗析法以选择性离子交换膜为分离介质，以直流电场作为驱动力，可将电解质离子组分从水溶液和其他不带电组分中分离出来。糖浆上浮法是利用打泡机将含泡糖浆打成碎泡进行浮升，各种悬浮杂质与气泡附着一起被带到液面上被撇除，底部的糖浆成为清净的糖浆。薄膜分离法中又有超滤法和反渗透法。超滤法提纯糖汁所用的半透膜，能放过水和蔗糖等小分子，但不让色素、蛋白质和胶体粒子通过。反渗透法相当于渗透法的反过程，在制糖工业中可以用来代替糖汁提纯和蒸发。当前应用超滤法和反渗透法提纯和浓缩糖汁的关键在于能否制备性能良好的半透膜，该技术除了要求膜有很高的选择性外，还要求膜具有化学稳定性，使用寿命要长而且不易污染，机械强度要大等。离子排斥法是以溶质在液相和固相上的分配差别为基础，利用离子交换树脂将离子型溶质和非离子型溶质互相分离的方法。上述技术虽然具有很多优点，但是由于蔗糖产品价格较低而新技术澄清提纯的成本一般较高，很难在制糖工业上大规模推广使用，因此本领域技术人员都在努力寻求物美价廉的澄清方法。磁分离技术即利用外加磁场的作用改变物质的物理化学性质，使物质内能发生变化，使具备磁性的物质得到分离。磁分离法按装置原理可分为磁凝聚分离、磁盘分离和高梯度磁分离法三种。磁分离技术作为物理分离技术最早应用于矿石的筛选、高岭土的脱色增白，并成功地应用于城市工业废水处理。高梯度磁分离技术(HGMS)是采用能产生高磁场梯度的聚磁介质，获得高磁力来实现对微细粒弱磁性物料的捕收，达到去除微细粒弱磁性物料的目的。高梯度磁分离技术可以应用于工业烟气除尘和废水处理领域，应用于废水处理则要先投加“磁种，，和混凝剂，增强吸附杂质的能力，但利用磁分离技术澄清甘蔗糖厂清汁方面却未见有报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在后续处理中不添加化学澄清剂、分离效果明显的利用高梯度磁分离技术澄清甘蔗糖厂清汁的方法。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题本发明方法的工艺步骤为一种利用磁分离技术澄清处理甘蔗清汁的方法，其特征是工艺步骤为(1)添加四氧化三铁磁性粉末到甘蔗清汁中，磁性粉末添加量为0. 1
0.3g/150ml 清汁；(2)勻速搅拌加入磁种后的料液1 5min ；(3)搅拌反应后的料液在60 90°C的条件下保温3 5min ；(4)保温处理的料液以75 225mL/min流速迅速通过磁场，磁场强度为0. 5
1.5T ；(5)趁热将料液快速通过磁粉分离器，收集处理后的料液。四氧化三铁粉末为分析纯纳米颗粒。搅拌机搅拌速为100 300pm。磁分离技术进一步澄清亚法糖厂清汁的最佳反应条件为磁铁粉加入量 0. lg/150mL清汁，搅拌速度为lOOrpm，磁化搅拌时间3min，磁场强度为1. 5T。磁分离技术进一步澄清石灰法处理的清汁最佳反应条件为磁铁粉加入量为 0. lg/150mL清汁，搅拌速度为lOOrpm，磁化搅拌时间3min，磁场强度为1T。本发明在物理澄清工艺——磁分离技术分离澄清杂质的基础上，提供了一项甘蔗制糖二次澄清的物理澄清工艺，该工艺在后续处理中不添加化学澄清剂，分离效果明显，清汁及其后续糖浆热稳定性好，试验结果表明该技术可以用于糖汁的澄清除杂过程，而且该设备占地面积小、节能，可以降低企业生产成本，在制糖业会有良好的发展前景。
图1为本发明利用磁分离技术澄清处理甘蔗清汁的方法流程图。
具体实施例方式(1)处理亚硫酸法糖厂清汁实施例1 每份清汁样品取150mL进行试验，在室温下加入磁种四氧化三铁粉末0. lg，在搅拌机速度为IOOrpm下搅拌5min，在恒温水浴锅温度90°C下保温5min，借助蠕动泵使糖汁流速为75mL/min下趁热通过磁场强度为1. 5T的磁场，过滤磁化后的清汁除去吸附有杂质的磁粉，取滤清汁样液进行分析检测，检测结果相对原汁空白对照组纯度差为0. 64，色值指标降低 15. 56%。实施例2 每份清汁样品取150mL进行试验，在室温下加入磁种四氧化三铁粉末0. lg，在搅拌机速度为200rpm下搅拌3min，在恒温水浴锅温度60°C下保温5min，借助蠕动泵使糖汁流速为150mL/min下趁热通过磁场强度为1. OT的磁场，过滤磁化后的清汁除去吸附有杂质的磁粉，取滤清汁样液进行分析检测，检测结果相对原汁空白对照组纯度差为0. 67，色值指标降低9. 46% ο实施例3
每份清汁样品取150mL进行试验，在室温下加入磁种四氧化三铁粉末0.2g，在搅拌机速度为300rpm下搅拌lmin，在恒温水浴锅温度90°C下保温:3min，借助蠕动泵使糖汁流速为75mL/min下趁热通过磁场强度为1. OT的磁场，过滤磁化后的清汁除去吸附有杂质的磁粉，取滤清汁样液进行分析检测，检测结果相对原汁空白对照组纯度差为0. 56，色值指标降低8. 67%。实施例4 每份清汁样品取150mL进行试验，在室温下加入磁种四氧化三铁粉末0.3g，在搅拌机速度为200rpm下搅拌3min，在恒温水浴锅温度90°C下保温5min，借助蠕动泵使糖汁流速为75mL/min下趁热通过磁场强度为0. 5T的磁场，过滤磁化后的清汁除去吸附有杂质的磁粉，取滤清汁样液进行分析检测，检测结果相对原汁空白对照组纯度差为2. 03，色值指标降低-6. 72%。实施例5 每份清汁样品取150mL进行试验，在室温下加入磁种四氧化三铁粉末0.3g，在搅拌机速度为IOOrpm下搅拌2min，在恒温水浴锅温度60°C下保温3min，借助蠕动泵使糖汁流速为225mL/min下趁热通过磁场强度为1. OT的磁场，过滤磁化后的清汁除去吸附有杂质的磁粉，取滤清汁样液进行分析检测，检测结果相对原汁空白对照组纯度差为-0. 82，色值指标降低9. 86%。(2)处理石灰法清汁实施例1 每份清汁样品取150mL进行试验，在室温下加入磁种四氧化三铁粉末0. lg，在搅拌机速度为300rpm下搅拌5min，在恒温水浴锅温度60°C下保温5min，借助蠕动泵使糖汁流速为225mL/min下趁热通过磁场强度为0. 5T的磁场，过滤磁化后的清汁除去吸附有杂质的磁粉，取滤清汁样液进行分析检测，检测结果相对原汁空白对照组纯度差为0. 16，色值指标降低-6. 54%。实施例2 每份清汁样品取150mL进行试验，在室温下加入磁种四氧化三铁粉末0. lg，在搅拌机速度为200rpm下搅拌lmin，在恒温水浴锅温度90°C下保温:3min，借助蠕动泵使糖汁流速为225mL/min下趁热通过磁场强度为1. OT的磁场，过滤磁化后的清汁除去吸附有杂质的磁粉，取滤清汁样液进行分析检测，检测结果相对原汁空白对照组纯度差为0. 55，色值指标降低0. 37%。实施例3 每份清汁样品取150mL进行试验，在室温下加入磁种四氧化三铁粉末0.2g，在搅拌机速度为300rpm下搅拌3min，在恒温水浴锅温度60°C下保温3min，借助蠕动泵使糖汁流速为75mL/min下趁热通过磁场强度为1. OT的磁场，过滤磁化后的清汁除去吸附有杂质的磁粉，取滤清汁样液进行分析检测，检测结果相对原汁空白对照组纯度差为0. 21，色值指标降低3. 23%。实施例4 每份清汁样品取150mL进行试验，在室温下加入磁种四氧化三铁粉末0.3g，在搅拌机速度为300rpm下搅拌lmin，在恒温水浴锅温度90°C下保温5min，借助蠕动泵使糖汁流速为75mL/min下趁热通过磁场强度为1. 5T的磁场，过滤磁化后的清汁除去吸附有杂质的磁粉，取滤清汁样液进行分析检测，检测结果相对原汁空白对照组纯度差为0. 3，色值指标降低 59. 71%。实施例5 每份清汁样品取150mL进行试验，在室温下加入磁种四氧化三铁粉末0.3g，在搅拌机速度为IOOrpm下搅拌2min，在恒温水浴锅温度60°C下保温5min，借助蠕动泵使糖汁流速为150mL/min下趁热通过磁场强度为1. OT的磁场，过滤磁化后的清汁除去吸附有杂质的磁粉，取滤清汁样液进行分析检测，检测结果相对原汁空白对照组纯度差为-0. 9，色值指标降低 45. 42%。
权利要求
1.一种利用高梯度磁分离技术澄清处理甘蔗清汁的方法，其特征是工艺步骤为(1)添加四氧化三铁磁性粉末到甘蔗清汁中，磁性粉末添加量为0.1 0. 3g/150ml清汁；(2)勻速搅拌加入磁种后的料液1 5min；(3)搅拌反应后的料液在60 90°C的条件下保温3 5min；(4)保温处理的料液以75 225mL/min流速迅速通过磁场，磁场强度为0.5 1. 5T ；(5)趁热将料液快速通过磁粉分离器，收集处理后的料液。
2.如权利要求1所述的利用高梯度磁分离技术澄清处理甘蔗清汁的方法，其特征是四氧化三铁粉末为分析纯纳米颗粒。
3.如权利要求1所述的利用高梯度磁分离技术澄清处理甘蔗清汁的方法，其特征是搅拌机搅拌速为100 300pm。
4.如权利要求1所述的利用高梯度磁分离技术澄清处理甘蔗清汁的方法，其特征是磁分离技术进一步澄清亚法糖厂清汁的最佳反应条件为磁铁粉加入量0. lg/150mL清汁，搅拌速度为lOOrpm，磁化搅拌时间3min，磁场强度为1. 5T。
5.如权利要求1所述的利用高梯度磁分离技术澄清处理甘蔗清汁的方法，其特征是磁分离技术进一步澄清石灰法处理的清汁最佳反应条件为磁铁粉加入量为0. lg/150mL清汁，搅拌速度为lOOrpm，磁化搅拌时间3min，磁场强度为1T。
全文摘要
一种利用高梯度磁分离技术澄清处理甘蔗清汁的方法，工艺步骤是添加四氧化三铁磁性粉末到甘蔗清汁中，匀速搅拌后在60～90℃下保温3～5min；再迅速通过磁场强度为0.5～1.5T的磁场，并趁热将料液快速通过磁粉分离器，收集处理后的料液。本发明在物理澄清工艺-磁分离技术分离澄清杂质的基础上，提供了一项甘蔗制糖二次澄清的物理澄清工艺，该工艺在后续处理中不添加化学澄清剂，分离效果明显，清汁及其后续糖浆热稳定性好，试验结果表明该技术可以用于糖汁的澄清除杂过程，而且该设备占地面积小、节能，可以降低企业生产成本，在制糖业会有良好的发展前景。
文档编号C13B20/00GK102517402SQ20111040616
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者倪小智, 唐艳琼, 孙卫东, 张娟, 朱蓉艳, 李军委, 牛丽, 谢伟 申请人:广西大学