膜法制糖膜濾濃縮液處理工藝及裝置
技術(shù)領(lǐng)域 [0001] 本發(fā)明涉及甘蔗制糖領(lǐng)域，具體是一種膜法制糖膜濾濃縮液處理工藝及裝置。 背景技術(shù) [0002] 廣西是我國(guó)食糖的主產(chǎn)區(qū)，產(chǎn)量占全國(guó)的60%以上，目前廣西甘蔗糖廠主要采用 亞硫酸法生產(chǎn)白砂糖，這種工藝需要硫磺燃燒產(chǎn)生的二氧化硫氣體作澄清助劑，故白砂糖 產(chǎn)品中殘留一定量二氧化硫。GB317-2006 (白砂糖)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，優(yōu)級(jí)白砂糖殘留二氧化硫< 15mg/kg。因此，這些白砂糖制品中的硫的殘留很大程度上影響了白砂糖的品質(zhì)提尚以及應(yīng) 用范圍拓展。 [0003] 膜分離技術(shù)是一種高效分離提純技術(shù)，分離過程無相變，可使被處理物質(zhì)中的各 組分得到分離、提純或濃縮，可提高產(chǎn)品品質(zhì)和節(jié)約能耗。近年來，膜應(yīng)用得到飛速發(fā)展，將 膜法澄清技術(shù)應(yīng)用于甘蔗制糖工藝過程也逐漸進(jìn)入人們的視野。大量研究表明采用膜過濾 甘蔗清汁，能夠得到較高品質(zhì)的甘蔗清液。但是早期主要研究集中在應(yīng)用膜過濾甘蔗澄清 汁，沒有能夠?qū)崿F(xiàn)膜分離技術(shù)完全替代傳統(tǒng)的化學(xué)澄清技術(shù)。近年來本課題組致力于將膜 澄清技術(shù)應(yīng)用到甘蔗制糖過程，采用不同孔徑的的陶瓷膜直接過濾甘蔗混合汁，生產(chǎn)高品 質(zhì)無硫蔗糖，解決了傳統(tǒng)制糖工藝存在的白砂糖產(chǎn)品二氧化硫、聚丙烯酰胺單體殘留的食 品安全問題。 [0004] 膜濾濃縮液，是指膜過濾澄清甘蔗混合汁時(shí)，混合汁中的細(xì)碎蔗渣、泥土、淀粉、多 糖、蛋白質(zhì)以及大分子致病菌等影響甘蔗生產(chǎn)白糖的有害物質(zhì)無法透過膜層，被截留的殘 液。為保證膜通量的穩(wěn)定，在采用陶瓷膜澄清甘蔗混合汁的工藝過程中，一般控制膜過濾的 體積濃縮倍數(shù)在10~12之間；而采用有機(jī)膜處理甘蔗混合汁的工藝過程中，一般控制體積 濃縮倍數(shù)在5~6之間。因此在生產(chǎn)膜濾高品質(zhì)清汁的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生10 %~20 %的膜濾濃縮 液。膜濾濃縮液中除了含有細(xì)碎蔗渣、泥土、淀粉、多糖、蛋白質(zhì)以及大分子致病菌等影響甘 蔗生產(chǎn)白糖的有害物質(zhì)以外，還含有較多的蔗糖分，如若將濃縮液直接排放，不僅會(huì)大大降 低糖廠經(jīng)濟(jì)效益，還將引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。因此，怎樣合理處理膜濾濃縮液、有效的 回收其中的蔗糖分是膜分離澄清技術(shù)應(yīng)用于甘蔗制糖過程首要解決的問題。 發(fā)明內(nèi)容 [0005] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種膜法制糖膜濾濃縮液處理工藝及裝置。 [0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案： [0007] 膜法制糖膜濾濃縮液處理工藝，包括如下步驟： [0008] 向膜濾濃縮液中第一次加入石灰乳調(diào)節(jié)pH至7.0~7.5,然后第一次加熱至45~55 °C，再第二次加入石灰乳調(diào)節(jié)pH至10.5~11.4;第一次通入二氧化碳?xì)怏w直至pH = 8.2~ 8.4 ;第三次加入石灰乳調(diào)節(jié)pH至10.5~11.4;第二次通入二氧化碳?xì)怏w直至pH = 8.2~ 8.4;第二次加熱至70~80°C，加入助濾劑，攪拌均勻，送至壓濾機(jī)過濾，獲得濾液和濾餅。 [0009] 所述石灰乳儲(chǔ)存容器中儲(chǔ)存的石灰乳濃度為5~30° Be。 [0010]所述助濾劑的加入量為所述膜濾濃縮液重量的1.3~4%。 [0011]所述助濾劑為糖廠蔗渣、硅藻土或者糖廠蔗渣和硅藻土的混合物。 [0012]若采用糖廠蔗渣和硅藻土的混合物作為助濾劑，蔗渣與硅藻土的重量份之比為任 意比例。 [0013] 膜法制糖膜濾濃縮液處理裝置，包括依次連接的石灰乳初步混合容器、第一加熱 設(shè)備、第一氣液反應(yīng)罐、第二氣液反應(yīng)罐、第二加熱設(shè)備、攪拌儲(chǔ)汁容器以及壓濾機(jī)， [0014] 還包括石灰乳儲(chǔ)存容器、二氧化碳供氣源和助濾劑儲(chǔ)存容器，石灰乳儲(chǔ)存容器同 時(shí)連接至石灰乳初步混合容器、第一氣液反應(yīng)罐和第二氣液反應(yīng)罐，二氧化碳供氣源連接 至第一氣液反應(yīng)罐和第二氣液反應(yīng)罐，助濾劑儲(chǔ)存容器連接至攪拌儲(chǔ)汁容器。 [0015] 所述石灰乳初步混合容器的入料口與膜法制糖澄清工段的膜濾濃縮液出口連接。 [0016] 所述壓濾機(jī)的濾液出口連接至濾液儲(chǔ)存箱，濾餅出口連接到濾餅堆放場(chǎng)。 [0017] 所述二氧化碳供氣源為除塵凈化后的糖廠煙道氣。 [0018] 本發(fā)明具備的有益效果： [0019] 本發(fā)明所述方法得到的濾液錘度在14~18°BX之間，濁度在8~40NTU之間，純度在 65%~85%之間，色值在600~1000IU之間，可以直接用于制糖生產(chǎn)，蔗糖回收率高達(dá)96% 以上，有效回收了膜濾濃縮液中的糖分，從而提高了膜法澄清制糖的經(jīng)濟(jì)效益;該方法所獲 濾餅含水分在60%~65%之間，對(duì)蔗比為1.4%~1.71%，有機(jī)質(zhì)含量豐富，可以作為有機(jī) 肥原料。本發(fā)明具有工藝過程簡(jiǎn)單、易于操作、設(shè)備投入少、能耗低、助濾劑成本低以及不會(huì) 污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。 附圖說明 [0020] 圖1為本發(fā)明所述膜法制糖膜濾濃縮液處理裝置的示意圖。 具體實(shí)施方式 [0021] 下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述。 [0022] 實(shí)施例1 [0023] 一種膜法制糖膜濾濃縮液的處理工藝，包括如下步驟： [0024] 取體積濃縮倍數(shù)為10的膜濾濃縮液lm3，向膜濾濃縮液中第一次加入10° Be的石灰 乳調(diào)節(jié)pH至7.0，然后第一次加熱至45°C，再第二次加入10° Be的石灰乳調(diào)節(jié)pH至11.2;第一 次通入二氧化碳?xì)怏w直至pH=8.3;再第三次加入石灰乳調(diào)節(jié)pH至11.2;再第二次通入二氧 化碳?xì)怏w直至pH=8.3;第二加熱至70°C，加入20kg糖廠蔗渣作為助濾劑，攪拌均勻，栗送至 壓濾機(jī)過濾，獲得濾液和濾餅。本實(shí)施例中，石灰乳的總加入量為所述膜濾濃縮液重量的 1.6%〇 [0025] 板框壓濾過程的具體操作為：將加入助濾劑的飽充汁栗送至板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓 濾，為實(shí)現(xiàn)糖分的*大收回，壓濾結(jié)束以后打水洗脫濾餅中的糖分，打水溫度55 °C，打水量 為2 3.2 5 k g。壓濾過程結(jié)束后剝離濾餅，得到濾液和濾餅。濾液濁度為8.7 5 N T U，色值為 639IU;濾餅量為15.5kg，對(duì)濃縮液比為15.5 %，濾餅含水分為60 %，濾餅含糖分為1.5 %。壓 濾過程料液的過濾性能較好，過濾速度較快，能夠較好的形成濾餅層，起到助濾的作用，濾 餅含水分低，易于剝離濾布。物料處理前后各項(xiàng)指標(biāo)如表1所示。 [0026]表1.物料處理前后的各項(xiàng)指標(biāo) [0028]另外，為了驗(yàn)證本發(fā)明所述處理方法核心工藝參數(shù)的效果，還進(jìn)行了兩組對(duì)比試 驗(yàn)。 [0029]對(duì)比例1的各次試驗(yàn)將實(shí)施例1所述第二次和第三次加石灰乳調(diào)節(jié)的pH分別降低 到10.4、10.2和10.0,其余處理工藝與實(shí)施例1完全相同，對(duì)比例1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，降低加 石灰乳調(diào)節(jié)的PH，物料過濾性能變差，在進(jìn)料量為總料液量的三分之一的時(shí)候，新進(jìn)料液不 能連續(xù)通過濾布，不能很好的形成濾餅層，濾餅上半部分形成較薄的泥層，下半部分料液堆 積，此時(shí)進(jìn)料栗自動(dòng)卸壓，不能形成完整的濾餅，過濾失敗。 [0030] 對(duì)比例2的各次試驗(yàn)將實(shí)施例1助濾劑的添加量降低到12、11、10kg，其余處理工藝 與實(shí)施例1完全相同。對(duì)比例2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，減少助濾劑糖廠蔗渣的添加量，蔗渣的架橋 助濾效果變差，導(dǎo)致物料的過濾性能變差，在進(jìn)料量為總物料量的三分之一的時(shí)候，、新進(jìn) 料液不能連續(xù)通過濾布，不能很好的形成濾餅層，濾餅上半部分形成較薄的泥層，下半部分 料液堆積，此時(shí)進(jìn)料栗自動(dòng)卸壓，不能形成完整的濾餅，過濾失敗。 [0031] 實(shí)施例2 [0032] 膜法制糖膜濾濃縮液處理工藝，包括如下步驟：向體積濃縮倍數(shù)為10的膜濾濃縮 液中第一次加入l〇°Be的石灰乳調(diào)節(jié)pH至7.0,然后第一次加熱至45°C，再第二次加入10°Be 的石灰乳調(diào)節(jié)pH至11.2;第一次通入二氧化碳?xì)怏w直至pH=8.3;第三次加入石灰乳調(diào)節(jié)pH 至11.2;第二次通入二氧化碳?xì)怏w直至pH=8.3;第二次加熱至70°C，加入1.5 %的糖廠蔗渣 作為助濾劑，攪拌均勻，栗送至壓濾機(jī)過濾，獲得濾液和濾餅。 [0033] 板框壓濾過程的具體操作為:將加入助濾劑后的加熱飽充物料栗送至板框壓濾機(jī) 進(jìn)行壓濾，壓濾結(jié)束后，為實(shí)現(xiàn)糖分的*大收回，壓濾結(jié)束以后打水洗脫濾餅糖分，打水溫 度為55°C，打水量為150%對(duì)泥量。壓濾過程結(jié)束后，剝離泥餅，得到濾液和濾餅。濾餅質(zhì)量 對(duì)濃縮液比為16.9%。處理前后前后物料的各項(xiàng)指標(biāo)如表2所示。 [0034]表2.處理前后物料的各項(xiàng)指標(biāo) [0037] 實(shí)施例3 [0038] 膜法制糖膜濾濃縮液處理工藝，包括如下步驟：向體積濃縮倍數(shù)為10的膜濾濃縮 液中第一次加入l〇°Be的石灰乳調(diào)節(jié)pH至7.0,然后第一次加熱至45°C，再第二次加入10°Be 的石灰乳調(diào)節(jié)pH至10.5;第一次通入二氧化碳?xì)怏w直至pH=8.3;第三次加入石灰乳調(diào)節(jié)pH 至10.5;第二次通入二氧化碳?xì)怏w直至pH=8.3;第二次加熱至70°C，加入2%的糖廠蔗渣作 為助濾劑，攪拌均勻，栗送至壓濾機(jī)過濾，獲得濾液和濾餅。 [0039] 所述石灰乳的總加入量為步驟(1)所述濃縮液重量的1.3%。 [0040] 板框壓濾過程的具體操作為:將加入助濾劑后的加熱飽充物料栗送至板框壓濾機(jī) 進(jìn)行壓濾，壓濾結(jié)束后，為實(shí)現(xiàn)糖分的*大收回，壓濾結(jié)束以后打水洗脫濾餅糖分，打水溫 度為55°C，打水量為150%對(duì)泥量。壓濾過程結(jié)束后，剝離泥餅，得到濾液和濾餅。濾餅質(zhì)量 對(duì)濃縮液比為16.5%。處理前后物料的各項(xiàng)指標(biāo)如表3所示。 [00411表3.處理前后物料的各項(xiàng)指標(biāo) [0044] 實(shí)施例4 [0045] 膜法制糖膜濾濃縮液處理工藝，包括如下步驟： [0046]向膜濾濃縮液中第一次加入石灰乳調(diào)節(jié)pH至7.5,然后第一次加熱至55°C，再第二 次加入石灰乳調(diào)節(jié)pH至11.4;第一次通入二氧化碳?xì)怏w直至pH=8.4;第三次加入石灰乳調(diào) 節(jié)pH至11.4;第二次通入二氧化碳?xì)怏w直至pH=8.4;第二次加熱至80°C，加入助濾劑，攪拌 均勻，送至壓濾機(jī)過濾，獲得濾液和濾餅。 [0047] 所述石灰乳為30° Be。 [0048] 所述助濾劑的加入量為所述膜濾濃縮液重量的4%。 [0049] 實(shí)施例5 [0050] 膜法制糖膜濾濃縮液處理工藝，包括如下步驟： [0051] 向膜濾濃縮液中第一次加入石灰乳調(diào)節(jié)pH至7.0,然后第一次加熱至45°C，再第二 次加入石灰乳調(diào)節(jié)pH至10.5;第一次通入二氧化碳?xì)怏w直至pH=8.2;第三次加入石灰乳調(diào) 節(jié)pH至10.5;第二次通入二氧化碳?xì)怏w直至pH=8.2;第二次加熱至70°C，加入助濾劑，攪拌 均勻，送至壓濾機(jī)過濾，獲得濾液和濾餅。 [0052] 所述石灰乳為5。Be。 [0053] 所述助濾劑的加入量為所述膜濾濃縮液重量的1.3%。 [0054] 實(shí)施例6 [0055] 膜法制糖膜濾濃縮液處理工藝，包括如下步驟： [0056] 從膜法制糖澄清工段1獲得膜濾濃縮液，向膜濾濃縮液中第一次加入石灰乳調(diào)節(jié) pH至7.2，該步驟在石灰乳初步混合容器2中進(jìn)行； [0057] 然后利用第一加熱設(shè)備3進(jìn)行第一次加熱至50°C， [0058] 再第二次加入石灰乳調(diào)節(jié)pH至11，第一次通入二氧化碳?xì)怏w直至pH=8.2，該步驟 在第一氣液反應(yīng)罐4中進(jìn)行;所述石灰乳為20° Be，石灰乳來自石灰乳儲(chǔ)存容器13，二氧化碳 氣體來自二氧化碳供氣源6; [0059] 第三次加入石灰乳調(diào)節(jié)pH至11.0，第二次通入二氧化碳?xì)怏w直至pH=8.2，該步驟 在第二氣液反應(yīng)罐5中進(jìn)行； [0060]利用第二加熱設(shè)備7進(jìn)行第二次加熱至75°C， [0061 ]加入助濾劑，助濾劑來自助濾劑儲(chǔ)存容器10，在攪拌儲(chǔ)汁容器8中攪拌均勻， [0062] 送至壓濾機(jī)9過濾，獲得濾液和濾餅。 [0063] 實(shí)施例7 [0064] 膜法制糖膜濾濃縮液處理裝置，包括依次連接的石灰乳初步混合容器2、第一加熱 設(shè)備3、第一氣液反應(yīng)罐4、第二氣液反應(yīng)罐5、第二加熱設(shè)備7、攪拌儲(chǔ)汁容器8以及壓濾機(jī)9， [0065] 還包括石灰乳儲(chǔ)存容器13、二氧化碳供氣源6和助濾劑儲(chǔ)存容器10,石灰乳儲(chǔ)存容 器13同時(shí)連接至石灰乳初步混合容器2、第一氣液反應(yīng)罐4和第二氣液反應(yīng)罐5,二氧化碳供 氣源6連接至第一氣液反應(yīng)罐4和第二氣液反應(yīng)罐5,助濾劑儲(chǔ)存容器10連接至攪拌儲(chǔ)汁容 器8〇 [0066] 所述石灰乳初步混合容器2的入料口與膜法制糖澄清工段1的膜濾濃縮液出口連 接。 [0067] 所述壓濾機(jī)3的濾液出口連接至濾液儲(chǔ)存箱12,濾餅出口連接到濾餅堆放場(chǎng)11。 [0068] 所述二氧化碳供氣源為除塵凈化后的糖廠煙道氣。 [0069] 實(shí)施例1~6為利用本實(shí)施例所述膜法制糖膜濾濃縮液處理裝置進(jìn)行生產(chǎn)的實(shí)例。
