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Industry news
膜法绿色制糖新技术的开发及产业化拉开示范工程序幕
广西科技情报研究所《产业最新情报》 李跃朋 / 时间:2017-09-25 10:39:48

  据广西科技文献平台2017年9月22日讯 制糖是从甘蔗或甜菜等含糖植物中提取蔗糖的生产过程,产品有白砂糖、赤砂糖、绵白糖、方糖和冰糖等,统称食糖。制糖过程就是利用渗浸或压榨提出糖汁,然后除去非糖成分,再经蒸发、浓缩和煮糖结晶,最后用离心分蜜机分去母液而得白砂糖成品,含有不能结晶的部分蔗糖和大部分非糖的母液即废糖蜜。膜法制糖就是在制糖过程中采用膜过滤的一种制糖方法,膜过滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以膜为过滤介质,在一定的压力下,当原液流过膜表面时,膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液,而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧,成为浓缩液,因而实现对原液的分离和浓缩的目的。
  1. 膜法制糖膜滤处理工艺
  广西大学开展了膜过滤法从废糖蜜中分离蔗糖的初步研究,首先研究废糖蜜的净化条件,研究了稀释度、pH值、磷酸量、絮凝剂量、温度等因素对废糖蜜溶液净化处理效果的影响,并应用正交实验法对处理条件进行优化;为进一步除去废糖蜜溶液中的大分子杂质,分别选用截留分子量为10KDa、5KDa、3KDa的超滤膜对预处理后的料液进行多级膜过滤;同时基于纳滤细孔模型建立了分子量截留细孔模型,并得到纳滤膜分离蔗糖的相关参数。结合糖厂的实际情况,对废糖蜜的预处理条件和用膜过滤法分离糖分进行了初步实验研究,可分离出65%以上的蔗糖。
  广西大学提出了一种膜法澄清制糖膜滤浓缩液的处理方法,包括如下步骤:向膜滤浓缩液中第一次加入石灰乳调节pH至7.0~7.5,然后第一次加热至45~55℃,再第二次加入石灰乳调节pH至11.5~13.0;通入二氧化碳气体直至pH=8.2~8.4;第二次加热至70~80℃,加入助滤剂,搅拌均匀,送至压滤机过滤,获得滤液和滤饼。广西大学还提出了一种制糖澄清工艺,步骤如下:往甘蔗混合汁中加入石灰乳至pH=7.5~7.8后得加灰甘蔗汁;加灰甘蔗汁经卧螺式离心机过滤后得到粗滤甘蔗汁;将粗滤甘蔗汁加热至55~65℃后得到第一次加热甘蔗汁;第一次加热甘蔗汁经SO2硫熏至硫熏强度为4~6mL后得到硫熏甘蔗汁;将硫熏甘蔗汁加热至80~90℃后得到第二次加热甘蔗汁;第二次加热甘蔗汁经陶瓷膜超滤澄清后即可得到甘蔗澄清汁及膜浓缩液;膜浓缩液经板框压滤机过滤后回到粗滤甘蔗汁储存箱。
  凯能高科技工程(上海)有限企业开展了利用膜分离技术进行甘蔗制糖方法的研究,用于解决现有技术中存在的工艺过程复杂,生产效率低,糖分收率低,糖浆的澄清度低,糖浆清汁的色度高,环境污染重、经济效果差等问题;其采用微滤或超滤的膜分离系统对甘蔗制糖中的混合汁进行微滤或超滤澄清,除去蔗汁中的非糖杂质、胶体和色素等,得到高度澄清的糖浆清汁;应用膜分离系统进行甘蔗制糖,糖浆清汁的澄清度高,色度低,灰份低,糖分收率高,经济效益明显,且大幅度减少废水、废渣的排放。
  广西尚唐高科技有限企业提出了一套膜法制糖膜滤浓缩液处理工艺,包括如下步骤:向膜滤浓缩液中第一次加入石灰乳调节pH至7.0~7.5,然后第一次加热至45~55℃,再第二次加入石灰乳调节pH至10.5~11.4;第一次通入二氧化碳气体直至pH=8.2~8.4;第三次加入石灰乳调节pH至10.5~11.4;第二次通入二氧化碳气体直至pH=8.2~8.4;第二次加热至70~80℃,加入助滤剂,搅拌均匀,送至压滤机过滤,获得滤液和滤饼。
  2. 膜法制糖膜滤处理设备
  广西大学研发有一种膜法澄清制糖膜滤浓缩液的处理装置,包括依次连接的石灰乳初步混合容器、第一加热设备、气液反应罐、第二加热设备、搅拌储汁容器以及压滤机,还包括石灰乳储存容器、二氧化碳供气源和助滤剂储存容器,石灰乳储存容器同时连接至石灰乳初步混合容器和气液反应罐,二氧化碳供气源连接至气液反应罐,助滤剂储存容器连接至搅拌储汁容器。


膜法绿色制糖新技术的开发及产业化拉开示范工程序幕


  广西尚唐高科技有限企业研发了一种膜法澄清制糖膜滤浓缩液的处理装置,包括依次连接的石灰乳初步混合容器、第一加热设备、第一气液反应罐、第二气液反应罐、第二加热设备、搅拌储汁容器以及压滤机,还包括石灰乳储存容器、二氧化碳供气源和助滤剂储存容器,石灰乳储存容器同时连接至石灰乳初步混合容器、第一气液反应罐和第二气液反应罐,二氧化碳供气源连接至第一气液反应罐和第二气液反应罐,助滤剂储存容器连接至搅拌储汁容器。滤液可直接用于制糖生产。
  成都连接流体分离科技有限企业开发了一套制糖高效浓缩复合装置系统,该制糖高效浓缩复合装置系统包括初滤装置系统、膜装置系统、控制装置系统、动力装置系统、清洗装置系统、加热装置系统;所述初滤装置系统、膜装置系统、动力装置系统、清洗装置系统、加热装置系统之间分别用卫生级不锈钢管道连接,所述卫生级不锈钢管道上装有阀门、电器件;所述控制装置系统与动力装置系统、清洗装置系统、加热装置系统之间电连接。制糖高效浓缩复合装置系统对制糖原液进行分离和浓缩,可以高效去除大分子蛋白、胶体物质以及部分色素,同时脱出多余的水分等溶剂。


膜分离设备示意图

膜分离设备示意图


  3. 行业动态
  广西贵糖(集团)股份有限企业在2016年8月审议通过了《关于甘蔗混合汁膜法澄清工艺技改项目的议案》,制糖厂膜法澄清工艺技改工程是企业今年的重点项目之一,于2016年8月30日拉开工作序幕。该项目新增生产线在制糖厂原清净工序60平方米压滤机旧址,需将原60平方米闲置的旧压滤机及原糖洄溶间旧设备全部拆除。膜法制糖工艺可完全取代传统蔗汁澄清工艺,以纯物理过滤方法,实现生产绿色、安全、高质的白糖产品。膜澄清技术能完全解决机械化收割后难澄清的难题,降低白糖生产成本的同时,膜澄清后的清汁可根据实际需求,生产食用原糖、原生态红糖、食用糖浆、甘蔗汁饮料、甘蔗天然饮用水等一系列绿色产品。在改进传统工艺,提升产品品质的同时,极大丰富了制糖企业的产品结构,延长产业链,提高产品的附加值,增加企业的经济效益。
  2016年9月28日下午,广东广垦糖业集团有限企业与广州中糖生物科技有限企业、中国科学院过程工程研究所三方,在广垦糖业大厦举行膜法制糖新工艺项目合同签约仪式。膜法制糖新工艺项目落户湛江农垦调丰糖厂,合作期为5年。此项目得到广东省经信委、湛江市经信委、湛江农垦集团企业(农垦局)的高度重视和大力支撑,由广东广垦糖业集团有限企业和广州中糖生物科技企业双方共同开展“膜法制糖新工艺项目”合作,中科院过程所负责提供膜法技术支撑。12月29日,湛江农垦局长、党组书记蔡亦农到调丰糖厂调研引导膜法制糖新工艺项目运行推进工作,要求广垦糖业集团、调丰糖厂要充分谋划,攻坚克难,争取按时按质推动项目在调丰糖厂落户运行。
  4. 展望
  膜法制糖是一种新型制糖工艺,以纯物理过滤方法,实现生产绿色、安全、高质的白糖产品,改进了传统工艺,提升产品品质,同时极大丰富了制糖企业的产品结构,延长产业链,提高产品的附加值,增加企业的经济效益。然而,膜法制糖还处于探索阶段,技术及设备尚不成熟,但相信通过不断地研究,膜法制糖有望大规模推广应用,改变传统制糖模式。

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