本发明涉及制糖技术领域，具体涉及环保型无硫低磷甘蔗制糖澄清的工艺。
背景技术：
目前国际上通用的生产耕地白砂糖的方法有亚硫酸法及碳酸法，无论是亚硫酸法或者碳酸法均存在或多或少不足之处：亚硫酸法中s02作为澄清剂的加入，导致成品糖中有硫的残留，对高端客户来说存在一定的使用局限性；而碳酸法需大量的石灰石，并且产生大量的强碱性滤泥难以处理，不利于生态环保；这也就导致目前国际上通常采用两步法生产高品质糖的原因。但两步法的生产流程过长，使用设备过多，能耗高。
传统的磷酸-亚硫酸法澄清工艺是将甘蔗混合汁经预灰→一次加热(55-65℃)→加磷酸、通二氧化硫气体→加石灰乳中和到ph＝6.8-7.2→二次加热(98-102℃)→沉降池→清汁与泥汁分离→清汁蒸发、浓缩、煮糖、结晶、分蜜后得到产品白砂糖。这种澄清工艺的缺点依赖于二氧化硫的脱色作用，当二氧化硫燃烧不稳定，甘蔗榨量不稳定，二氧化硫用量大，就会严重影响清汁质量和白砂糖质量。有时二氧化硫气体泄漏造成严重环境污染，危害工人身体健康。
现有技术中，中国专利cn103114156b，公开了一种低硫低磷甘蔗制糖澄清新工艺。该工艺是在甘蔗混合汁中分别加入无机盐脱色剂、聚季铵盐、磷酸二氢锌混凝剂，经一次加热、加石灰乳中和和二次加热后，混合汁进入沉降池或气浮池分离出清汁和泥汁。清汁经蒸发、浓缩、煮糖、结晶、分蜜得到成品糖。该工艺与现有的磷酸-亚硫酸澄清法工艺比较，工艺流程短，该工艺省去了硫熏工艺及设备，节约了石灰、硫磺、磷酸资源，缩短了工艺流程，但是仍然使用了硫，还是存在硫对环境的污染问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供环保型无硫低磷甘蔗制糖澄清的工艺，通过工艺改进，避免了糖中so2的残留，提高了白砂糖质量。
本发明通过以下技术方案实现。
环保型无硫低磷甘蔗制糖澄清的工艺，具体包括如下步骤：
1)甘蔗混合汁加入石灰乳预灰到ph在6.8-7.0之间；
2)甘蔗混合汁中加入阳离子聚季铵盐；
3)甘蔗混合汁进行加热，加热温度控制在60-70℃之间，加入磷酸，所述磷酸用量为每升甘蔗混合汁含有磷酸100-200mg，加石灰乳中和到ph在6.8-8.0；
4)通入反应器，反应器中装有填料，将反应器里的液体和填料加热至沸腾；
5)将加热沸腾后的液体充分散气，加入浓度为0.5-1.0％的聚丙烯酰胺溶液，用量控制为2-8mg/l，混合均匀，送往多层沉降器或快速沉降器进行分离获得泥汁和清汁，其中，清汁送至下一工序，泥汁回流至混合汁；
步骤4)所述填料采用以下制备方法得到：
①原料准备：准备纤维丝、羧甲基纤维素钠，按照90-95：5-10重量比；
②将纤维丝成束，使纤维束夹紧拉直；
③用超声波焊接头将纤维束间隔熔化形成熔结点，熔化的同时加入羧甲基纤维素钠，把熔结好的纤维束由传动装置输送；
④用刀片进行切割形成相同规格的纤维填料，以纤维填料的熔结点为束缚点展开纤维束形成不同形状的纤维球，得到填料。
本发明步骤1)所述的甘蔗混合汁，优选含糖量在15-19％，以甘蔗为原料通过压榨法或浸出法提汁获得，含有蔗糖、还原糖、有机酸、胶体、色素。
步骤1)所述的石灰乳的浓度为8-12°be。
步骤2)中，所述阳离子聚季铵盐是由二甲基二烯丙基氯化铵单体、丙烯酰胺单体经聚合反应得到的聚二甲基二烯丙基氯化铵或二种单体的共聚物，用量为0.25-0.5kg/吨甘蔗混合汁。
步骤4)所述的液体和填料加热至沸腾，优选液体和填料按照2-3:1的体积比。
步骤4)所述的纤维丝、羧甲基纤维素钠，优选95:5的重量比。
与现有技术相比，本发明的优点：
1、现有技术的磷酸-亚硫酸法澄清工艺，需要在加入磷酸的同时通入二氧化硫气体，对蔗汁进行澄清脱色处理，而本发明生产过程中不使用通过二氧化硫气体，而是通过改性后的纤维球填料的吸附以达到澄清脱色的效果。
2、相比现有经过改进的低硫低磷甘蔗制糖澄清工艺，本发明通过引入改性后的纤维球填料，减少了加热的次数，同时，避免了由重硫氧、亚硫酸氢钠的使用导致的环境污染问题。
3、过滤用的纤维球或者改性后的纤维球的特点可以过滤水中的各种杂质，达到干净水的目的，但是在蔗糖的生产中未见报道，主要原因在于，不同的纤维球或者改性后的纤维球针对不同的液体，其过滤得效果差别很大，本发明使用的改性纤维球是从大量的实验筛选后得到的结果，使用羧甲基纤维素钠对纤维球改性，具有满意的效果，反洗时能将粘附在其表面的杂质清洗干净，反洗再生性能特别好。
4、现有技术针对的甘蔗混合汁含糖量一般在15-17％，而本发明针对甘蔗混合汁含糖量在15-19％都有很好的效果。
具体实施方式
下面以实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1：
环保型无硫低磷甘蔗制糖澄清的工艺，具体包括如下步骤：
1)甘蔗混合汁加入石灰乳预灰到ph在6.8之间，石灰乳的浓度为12°be，甘蔗混合汁含糖量15％；
2)甘蔗混合汁中加入阳离子聚季铵盐，用量为0.25kg/吨甘蔗混合汁；
3)甘蔗混合汁进行加热，加热温度控制在60℃之间，加入磷酸，所述磷酸用量为每升甘蔗混合汁含有磷酸100mg，加石灰乳中和到ph在6.8；
4)通入反应器，反应器中装有填料，将反应器里的液体和填料加热至沸腾，液体和填料按照2:1的体积比；
5)将加热沸腾后的液体充分散气，加入浓度为0.5％的聚丙烯酰胺溶液，用量控制为2mg/l，混合均匀，送往多层沉降器或快速沉降器进行分离获得泥汁和清汁，其中，清汁送至下一工序，泥汁回流至混合汁；
步骤4)所述填料采用以下制备方法得到：
①原料准备：准备纤维丝、羧甲基纤维素钠，按照90：10重量比；
②将纤维丝成束，使纤维束夹紧拉直；
③用超声波焊接头将纤维束间隔熔化形成熔结点，熔化的同时加入羧甲基纤维素钠，把熔结好的纤维束由传动装置输送；
④用刀片进行切割形成相同规格的纤维填料，以纤维填料的熔结点为束缚点展开纤维束形成不同形状的纤维球，得到填料。
实施例2：
环保型无硫低磷甘蔗制糖澄清的工艺，具体包括如下步骤：
1)甘蔗混合汁加入石灰乳预灰到ph在6.9之间，石灰乳的浓度为8°be，甘蔗混合汁含糖量17％；
2)甘蔗混合汁中加入阳离子聚季铵盐，用量为0.5kg/吨甘蔗混合汁；
3)甘蔗混合汁进行加热，加热温度控制在70℃之间，加入磷酸，所述磷酸用量为每升甘蔗混合汁含有磷酸200mg，加石灰乳中和到ph在8.0；
4)通入反应器，反应器中装有填料，将反应器里的液体和填料加热至沸腾，液体和填料按照3:1的体积比；
5)将加热沸腾后的液体充分散气，加入浓度为1.0％的聚丙烯酰胺溶液，用量控制为6mg/l，混合均匀，送往多层沉降器或快速沉降器进行分离获得泥汁和清汁，其中，清汁送至下一工序，泥汁回流至混合汁；
步骤4)所述填料采用以下制备方法得到：
①原料准备：准备纤维丝、羧甲基纤维素钠，按照93：7重量比；
②将纤维丝成束，使纤维束夹紧拉直；
③用超声波焊接头将纤维束间隔熔化形成熔结点，熔化的同时加入羧甲基纤维素钠，把熔结好的纤维束由传动装置输送；
④用刀片进行切割形成相同规格的纤维填料，以纤维填料的熔结点为束缚点展开纤维束形成不同形状的纤维球，得到填料。
实施例3：
环保型无硫低磷甘蔗制糖澄清的工艺，具体包括如下步骤：
1)甘蔗混合汁加入石灰乳预灰到ph在6.8之间，石灰乳的浓度为10°be，甘蔗混合汁含糖量19％；
2)甘蔗混合汁中加入阳离子聚季铵盐，用量为0.3kg/吨甘蔗混合汁；
3)甘蔗混合汁进行加热，加热温度控制在65℃之间，加入磷酸，所述磷酸用量为每升甘蔗混合汁含有磷酸150mg，加石灰乳中和到ph在7.5；
4)通入反应器，反应器中装有填料，将反应器里的液体和填料加热至沸腾，液体和填料按照2:1的体积比；
5)将加热沸腾后的液体充分散气，加入浓度为0.8％的聚丙烯酰胺溶液，用量控制为8mg/l，混合均匀，送往多层沉降器或快速沉降器进行分离获得泥汁和清汁，其中，清汁送至下一工序，泥汁回流至混合汁；
步骤4)所述填料采用以下制备方法得到：
①原料准备：准备纤维丝、羧甲基纤维素钠，按照95：5重量比；
②将纤维丝成束，使纤维束夹紧拉直；
③用超声波焊接头将纤维束间隔熔化形成熔结点，熔化的同时加入羧甲基纤维素钠，把熔结好的纤维束由传动装置输送；
④用刀片进行切割形成相同规格的纤维填料，以纤维填料的熔结点为束缚点展开纤维束形成不同形状的纤维球，得到填料。
对比例1：
步骤4)所述填料采用以下制备方法得到：
①原料准备：准备纤维丝；
②将纤维丝成束，使纤维束夹紧拉直；
③用超声波焊接头将纤维束间隔熔化形成熔结点，把熔结好的纤维束由传动装置输送；
④用刀片进行切割形成相同规格的纤维填料，以纤维填料的熔结点为束缚点展开纤维束形成不同形状的纤维球，得到填料。
其余同实施例3。
对比例2：
步骤4)所述填料采用以下制备方法得到：
1)原料准备：准备纤维丝95kg、荔枝皮5kg；
2)荔枝皮的处理：
①酶解处理：粉碎或打碎后加入相当于荔枝皮2-3重量的纯净水，加热至55℃维持10分钟，得到膏状浆液，调ph为4-5，加入膏状浆液0.1％重量份的果胶-纤维素复合酶和0.001重量份的甘露醇进行酶解60分钟，温度维持40-45℃，得到酶解液；
②加压处理：将步骤①得到的物料，放入高压罐中，加压至35mpa，使其压力均匀，并保持15min，在1-3s恢复常压；
③煎煮：将步骤②得到的物料加入等重的纯净水煎煮2次，每次1小时，得到提取液，过滤，合并提取液，滤液浓缩至70℃时测相对密度为1.30的浸膏，干燥，过80目筛，得粉末；
3)将纤维丝成束，使纤维束夹紧拉直；
4)用超声波焊接头将纤维束间隔熔化形成熔结点，熔化的同时加入步骤2)得到的荔枝皮粉末，把熔结好的纤维束由传动装置输送；
5)用刀片进行切割形成相同规格的纤维填料，以纤维填料的熔结点为束缚点展开纤维束形成不同形状的纤维球，得到填料。
其余同实施例3。
对比例3：
a.甘蔗混合汁加入石灰乳预灰到ph在6.9之间，甘蔗混合汁含糖量19％；
b.甘蔗混合汁中加入聚季铵盐，用量为0.25kg/吨甘蔗混合汁；
c.甘蔗混合汁进行一次加热，加热温度控制在65℃之间；
d.加热以后再分别向甘蔗混合汁中加入无机盐脱色剂、磷酸二氢锌混凝剂；重硫氧固体0.5kg/吨甘蔗混合汁，加入10％磷酸二氢锌混凝剂0.1kg/吨甘蔗混合汁；
e.甘蔗混合汁加石灰乳中和到ph在7.5之间；
f.再进行二次加热，加热温度控制在100℃之间；
g.甘蔗混合汁加入聚丙烯酰胺进入沉降池或气浮池分离出清汁和泥汁，其中，清汁送至下一工序，泥汁回流至混合汁。
结果：
步骤5)得到的清汁经分析：
实施例相比对比例，无论是简纯度差提高的百分点还是脱色率、除浊率，都优于对比例。
在前期的实验中，针对对比例2，还使用了超微粉碎处理荔枝皮、蒸汽爆破处理荔枝皮等，得到的改性纤维球，效果和实施例相比，还是有明显差距。