一種生產高安全性白砂糖的工藝的制作方法
【專利摘要】一種生產高安全性白砂糖的工藝，包括如下步驟：甘蔗壓榨得到混合汁、預灰至pH6.5、一次加熱至60—65℃、加入石灰乳至pH11、并加入磷酸和聚丙烯酰胺絮凝劑得清汁、超濾膜系統分離、納濾膜系統濃縮、陰離子交換樹脂脫色、陽離子交換樹脂脫鹽、蒸發得成品；本發明利用低溫強堿工藝結合膜分離、膜濃縮及離子交換技術生產無硫有機糖，解決了現有技術中存在的產品含硫、工藝過程復雜、生產效率低、糖得率低、清汁澄清度低、環境污染嚴重和經濟效益低等問題。
【專利說明】—種生產高安全性白砂糖的工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種甘蔗制糖的方法，尤其是一種生產高安全性白砂糖的工藝。
【背景技術】
[0002]提高農產品的質量和安全性。可增強農產品的附加值，滿足廣大消費者對健康食品的需求，同時也是保護農業資源環境實現人與自然和諧發展的重要舉措。目前我國廣西、云南等局部地區食糖供給的安全隱患仍然存在，甘蔗產量的提高仍然依靠農藥和化肥，食糖的生產工藝尚需改進。依靠科學加大力度改進種植方式和生產工藝是保障食糖原料及食糖安全的有效途徑。同時在條件較好、污染較小的區域發展高品質糖，將成為制糖行業發展的一種新趨勢。
[0003]目前，隨著我國消費者收入和生活水平的不斷提高.越來越多的消費者逐漸認識到食品安全的重要性，近年來我國消費者對食糖消費呈持續上升的趨勢，食糖的安全也將會受到越來越多消費者的重視。發達國家現行消費的糖品幾乎都是精制糖，發展中國家主要消費一級白糖，我國主要生產和消費以亞硫酸法生產的質量較差的一級白糖，不斷提高食糖的質量才能更好地維護消費者的利益。安全優質的有機糖將會受到消費者的青睞，因此有機糖發展的潛力巨大。
[0004]目前阻礙制糖產品質量提高的主要問題是糖汁的脫色和提純。我國制糖生產主要采用亞硫酸法和碳酸法對糖汁進行脫色和提純，碳酸法的效果比亞硫酸法好，碳酸法對糖汁的脫色率和清凈效率大致為70% -80%和25% -45%，亞硫酸法則大致為60% -70%和5% -1 2 %，兩種方法主要都生產一級糖，這兩種脫色工藝不僅工藝復雜，設備投資高，固體廢棄物量大，生產環境差，熱能消耗大，糖分收回率低，石灰消耗量大，濾泥污染嚴重，而且成品儲存過程中顏色容易發黃，時間越長變質越嚴重，質量較差且不穩定，亞硫酸法白糖更甚。我國實行的一級白 糖質量主要指標有:色值< 150IU，渾濁度< 160IU，不溶于水雜質大于40mg/kg, 二氧化硫 30mg/kgo當下許多飲料公司如可口可樂公司在國內購買的白糖，一般要求色值大于100IU，渾濁度大于60IU，不溶于水雜質大于20mg/kg，不含硫或二氧化硫(5mg/kg，還特別要求沒有酸性絮凝物，國內通常將這種糖稱之為飲料糖，而傳統的亞硫酸法生產的糖不能達到要求，利用低溫強堿工藝結合膜分離、膜濃縮及離子交換技術開發生產高安全性白砂糖的工藝，取代傳統的“亞硫酸法”和“碳酸法”生產白砂糖工藝，可減少設備投資、降低單位產品能耗并解決目前阻礙制糖產品質量提高的糖汁脫色和提純問題，生產出的無硫高品質糖，前景廣泛。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是針對上述現有技術中的不足，提出一種生產高安全性白砂糖的工藝，利用低溫強堿工藝結合膜分離、膜濃縮及離子交換技術生產無硫有機糖，用以解決現有技術中存在的產品含硫、工藝過程復雜、生產效率低、糖得率低、清汁澄清度低、環境污染嚴重、經濟效益低等問題。[0006]本發明的目的通過如下技術方案來實現:
一種生產高安全性白砂糖的工藝，包括如下步驟:
(a)將甘蔗壓榨得到的混合汁預灰至pH6.5，一次加熱至60— 65°C，之后加入石灰乳至pHll,并加入100-300ppm磷酸和l_3ppm聚丙烯酰胺絮凝劑,在浮沉器中充分反應和浮洛分離，得到清汁和泥汁；
(b)采用超濾膜分離系統對甘蔗制糖中的清汁進行澄清，除去清汁中的非糖物質、大分子色素、膠體及蛋白等雜質，得到超濾汁；
(c)采用納濾的膜濃縮系統對超濾汁進行濃縮,連續膜濃縮可將錘度為14-18%的超濾汁濃縮至25% — 45%，同時脫除50— 80%的水，減少蒸發設備的蒸汽消耗和電耗；
(d)將濃縮后的糖液進入大孔型強堿性陰離子交換樹脂，糖液中的色素及灰分被強堿性陰離子交換樹脂進行交換吸附，吸附飽和后通過氯化鈉濃度5-15%和氫氧化鈉濃度1-6%混合液洗滌再生；
(e)將經過大孔型強堿性陰離子交換樹脂脫色后的糖液進入大孔型弱酸性陽離子交換樹脂，糖液中的鈣鹽及鎂鹽被弱酸性陽離子交換樹脂進行交換吸附，吸附飽和后通過濃度為3-6%鹽酸洗滌液再生；
(f)經上述處理后的濃度介于清凈汁和糖漿之間的高純度中間汁，通過蒸發濃縮及結晶分蜜工序，制得高安全性白砂糖。
[0007]步驟(c )所述膜濃縮的同時還脫除無機鹽灰分，提高產品品質，減輕后續濃縮液進入離子交換樹脂脫色及脫鹽的負荷。
[0008]步驟(b)所述超濾膜分離系統為:超濾膜孔徑0.01-1微米，膜材質為無機材質，操作壓力0.1-1.5兆帕，操作溫度10-95°c。
[0009]步驟(c)所述納濾膜分離系統為:納濾膜孔徑1-2納米，膜材質為無機材質，操作壓力0.1-3兆帕，操作溫度10-95°C。
[0010]步驟(d)所述陰離子交換樹脂供應類型為氯型，聚合物類型為交聯聚丙烯酸胺，官能團為季胺型，結構為大孔型白色不透明狀。
[0011]步驟(e)所述陽離子交換樹脂供應類型為鈉型，聚合物類型為交聯聚苯乙烯，官能團為磺酸，結構為大孔型米黃色不透明狀。
[0012]所述超濾膜過濾3-20分鐘，納濾膜過濾3-15分鐘。
[0013]應用本發明生產高安全性白砂糖的工藝與傳統“亞硫酸法”和“碳酸法”工藝比較有以下特點:
a.有機甘蔗壓榨混合汁通過“低溫強堿”工藝達到高堿除雜和磷酸輔助澄清的效果。
[0014]b.膜分離技術是一種分子級別的過濾，對蔗汁中的蛋白、膠體、色素有很高的截留率。
[0015]C.連續膜濃縮將糖度14一 18%的糖液濃縮至25% — 45%，同時脫除50— 80%的水，減少蒸發設備的蒸汽消耗和電耗；
d.連續膜濃縮脫除水的同時也脫除鹽分，提高產品品質和降低離交樹脂負荷；
e.取消硫熏工序，降低成品中硫的殘留，提聞廣品品質；
f.采用離子交換工藝對糖液進行脫色脫鹽，使得色值與其他指標能符合高品質糖要
求；g.自動化程度高，操作簡單，勞動強度低，減少人工成本，占地面積小，投資小，節省成本大。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發明一種生產高安全性白砂糖的工藝的步驟示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖1及實施例對本發明做進一步描述。
[0018]取有機甘蔗通過撕解壓榨后得到混合汁，將混合汁預灰至pH6.5，一次加熱至60—65°C,之后加入石灰乳調至pHll,并加入100-300ppm磷酸和l_3ppm聚丙烯酰胺絮凝劑，在浮沉器中充分反應和浮渣分離，得到清汁和泥汁，清汁中膠體有機物去除50%以上，渾濁度從2800IU降低至870IU，清汁重力純度相比混合汁提高2.4GP。取50kg清汁采用超濾膜實驗設備循環10分鐘，升壓至0.4MPa經由超濾膜過濾后得淺黃色澄清透明濾液38.33kg,淺棕色濃液11.67kg。隨著實驗的進行循環料桶中雜質濃度的增加,膜透過液通量逐步衰減，衰減較緩慢，符合膜通量與截留物濃度增加成反比規律，透過液顯淺黃色透明狀，透光度在50%以上，料液中的色素被攔截，所使用超濾膜對糖液過濾的平均通量為600mL/min。將所得到黃色澄清透明濾液38.33采用納濾膜實驗設備循環IOmin后升壓至
3.0MPa濃縮蔗糖溶液，得無色透明濾液20kg，淺黃色透明濃液18.33kg ;膜濃縮透析水無色透明，糖液折光檢測為0，蔗糖在濃縮中沒有透析出來，實現膜濃縮蔗糖的目的，濃縮倍數接近I倍。濃縮后的糖汁先過大孔型強堿性陰離子交換樹脂脫色，然后過大孔型弱酸性陽離子交換樹脂脫鹽，將樹脂填充進圓形塑料柱中，蒸發結晶按常規工藝處理。柱高1000mm，柱直徑110mm，高徑比7:1，脫色脫 鹽前入汁為經膜濃縮后糖液，色值1486，糖純度87.37%，ρΗ6.97，鈣鹽 0.81%Βχ,80Βν ;脫色脫鹽后色值 132，糖純度 88.37%，ρΗ6.95，鈣鹽 0.08%Βχ。
【權利要求】
1.一種生產高安全性白砂糖的工藝，其特征在于，包括如下步驟: (a)將甘蔗壓榨得到的混合汁預灰至pH6.5，加熱至60— 65°C，之后加入石灰乳調至pHll,并加入100-300ppm磷酸和l_3ppm聚丙烯酰胺絮凝劑,在浮沉器中充分反應和浮洛分離，得到清汁和泥汁； (b)采用超濾膜分離系統對清汁進行澄清，除去清汁中的非糖物質、大分子色素、膠體及蛋白等雜質，得到超濾汁； (c)采用納濾膜濃縮系統對超濾汁進行濃縮，將錘度為14一18%的超濾汁濃縮至25%—45%，同時脫除50— 80%的水； (d)濃縮后的糖液進入大孔型強堿性陰離子交換樹脂脫色，糖液中的色素及灰分被強堿性陰離子交換樹脂進行交換吸附，吸附飽和后通過氯化鈉濃度5-15%和氫氧化鈉濃度：1-6%混合液洗滌再生； (e)將經過大孔型強堿性陰離子交換樹脂脫色后的糖液進入大孔型弱酸性陽離子交換樹脂脫鹽，糖液中的鈣鹽及鎂鹽被弱酸性陽離子交換樹脂進行交換吸附，吸附飽和后通過濃度為3-6%鹽酸洗滌液再生； (f)經上述處理后的濃度介于清凈汁和糖漿之間的高純度中間汁，通過蒸發濃縮及結晶分蜜工序，制得高安全性白砂糖。
2.根據權利要求1所述的一種生產高安全性白砂糖的工藝，其特征在于，步驟(c)所述膜濃縮的同時還脫除無機鹽灰分，減輕后續濃縮液進入離子交換樹脂脫色及脫鹽的負荷。
3.根據權利要求1所述的一種生產高安全性白砂糖的工藝，其特征在于，步驟(b)所述超濾膜分離系統為:超濾膜孔徑0.01-1微米，膜材質為無機材質，操作壓力0.1-1.5兆帕，操作溫度10-95 °C。
4.根據權利要求1所述的一種生產高安全性白砂糖的工藝，其特征在于，步驟(c)所述納濾膜分離系統為:納濾膜孔徑1-2納米，膜材質為無機材質，操作壓力0.1-3兆帕，操作溫度 10-95 0C ο
5.根據權利要求1所述的一種生產高安全性白砂糖的工藝，其特征在于，步驟(d)所述陰離子交換樹脂供應類型為氯型，聚合物類型為交聯聚丙烯酸胺，官能團為季胺型，結構為大孔型白色不透明狀。
6.根據權利要求1所述的一種生產高安全性白砂糖的工藝，其特征在于，步驟(e)所述陽離子交換樹脂供應類型為鈉型，聚合物類型為交聯聚苯乙烯，官能團為磺酸，結構為大孔型米黃色不透明狀。
7.根據權利要求1所述的一種生產高安全性白砂糖的工藝，其特征在于，所述超濾膜過濾3-20分鐘。
8.根據權利要求1所述的一種生產高安全性白砂糖的工藝，其特征在于，所述納濾膜過濾3-15分鐘。
【文檔編號】C13B30/00GK103468832SQ201310475008
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年10月12日 優先權日:2013年10月12日
【發明者】高正卿, 陳勇, 何桂源, 王國梅, 何亮亮, 秦牧 申請人:云南省輕工業科學研究院