一种由甜菜制取高品质白砂糖和黄腐酸干粉的工艺
阅读说明：本技术 一种由甜菜制取高品质白砂糖和黄腐酸干粉的工艺 (Process for preparing high-quality white granulated sugar and fulvic acid dry powder from beet ) 是由 刘中海 肖莉 张国玉 王陈强 王贯 张兵 柴娟 陈龙 陶飞 王军宏 杨传甲 李 于 2020-12-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种由甜菜制取高品质白砂糖和黄腐酸干粉的工艺,其具体步骤如下：1)碳酸法处理糖汁：利用碳酸法,以除去甜菜糖汁中的悬浮杂质及金属离子,经两次过滤得到二清汁；2)脱钙处理：采用阳离子Na型树脂,采用单柱处理；3)层析分离：糖汁经脱钙处理,可降低溶液中的钙含量,通过层析分离系统分离得到纯化糖分和非糖分；4)浓缩、结晶：采用四段结晶纯化工艺,降低糖浆色值；经浓缩、干燥后可得到高纯度的白砂糖；非糖分经过浓缩后、干燥后可得到黄腐酸干粉；5)包装：成品包装售出。本发明基于糖汁清净工序过程中的清汁阶段,采用强阳离子树脂交换工艺,稀汁作再生液,糖汁不会被稀释,没有糖份损失,可循环使用。(The invention discloses a process for preparing high-quality white granulated sugar and fulvic acid dry powder from beet, which comprises the following specific steps: 1) treating sugar juice by a carbonic acid method: removing suspended impurities and metal ions in the beet sugar juice by a carbonic acid method, and filtering twice to obtain second clear juice; 2) decalcification treatment: adopting cation Na type resin and adopting single column treatment; 3) chromatographic separation: the sugar juice is decalcified to reduce the calcium content in the solution, and purified sugar and non-sugar are obtained by separation through a chromatographic separation system; 4) concentration and crystallization: a four-stage crystallization purification process is adopted to reduce the color value of the syrup; the white granulated sugar with high purity can be obtained after concentration and drying; concentrating the non-sugar components, and drying to obtain fulvic acid dry powder; 5) packaging: and packaging and selling the finished product. Based on the juice cleaning stage in the sugar juice cleaning process, the invention adopts a strong cation resin exchange process, and dilute juice is used as regeneration liquid, so that the sugar juice is not diluted, has no sugar loss, and can be recycled.)
技术领域
本发明涉及一种制取白砂糖的工艺，特别涉及一种由甜菜制取高品质白砂糖和黄腐酸干粉的工艺。
背景技术
甜菜是重要的糖料作物,糖用甜菜提供了全球40%左右的食糖，甜菜不仅可以制糖，还可以制燃料乙醇,提取甜菜碱、甜菜纤维，制果胶等,是目前全世界最受关注的优势能源作物之一。甜菜的综合利用,不仅降低甜菜制糖成本，变废为宝，还开辟了一条新的资源途径。甜菜的综合利用开发与研究,已经引起国内外研究者的广泛关注与探索。目前，国内糖厂通常采用碳酸法工艺来生产高品质的白砂糖，但该法处理会导致碳酸法滤泥的产生，造成环境污染；石灰的过量加入导致糖浆中的Cao的过量，这些影响糖的纯化和糖蜜下游工艺的增值过程。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种由甜菜制取高品质白砂糖和黄腐酸干粉的工艺，能有效解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：本发明的由甜菜制取高品质白砂糖和黄腐酸干粉的工艺，其具体步骤如下：
1）碳酸法处理糖汁：利用碳酸法，以除去甜菜糖汁中的悬浮杂质及金属离子，经两次过滤得到二清汁；
2）脱钙处理：采用阳离子Na型树脂，采用单柱处理，由2个柱组成，一柱生产，一柱再生，稀汁通过单柱而另外一套系统正在再生，顺流生产，逆流进行再生；
3）层析分离：甜菜糖汁经脱钙处理，可降低糖汁中的钙含量，通过层析分离系统分离得到纯化糖分和非糖分；
4）浓缩、结晶：糖浆采用四段结晶纯化工艺，降低糖浆色值；经浓缩、干燥后可得到高纯度的白砂糖；非糖液经过浓缩后、干燥后可得到黄腐酸干粉；
5）包装：成品包装售出。
作为优选，所述步骤1）中碳酸法处理如下，首先向甜菜渗出汁液中加入对甜菜重0.5-0.8%少量石灰，称为预灰，使得胶体凝聚和沉淀有机酸钙盐，预灰汁经加热后加入对甜菜重2.0-2.5%的石灰，为主灰，使得糖汁中的非糖分分解，为后期的二氧化碳饱充创造条件。
作为优选，所述步骤2）中采用阳离子Na型树脂进行稀汁脱钙处理，除去经碳酸法处理糖汁的多余钙离子。
作为优选，所述步骤2）中阳离子Na型树脂进料采用浸提液澄清并从第二次饱充过滤后的稀汁，糖浆温度80-90度，Cao含量100-250mg/L，悬浮物量40-60mg/L，蔗糖纯度85-95%。
作为优选，所述步骤2）中阳离子Na型树脂出料采用浸提液澄清并从第二次饱充过滤后的稀汁，糖浆温度85-97度，Cao含量0-20mg/L，悬浮物量40-60mg/L，蔗糖纯度85-95%。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明基于糖汁清净工序过程中的清汁阶段，采用强阳离子树脂交换工艺，稀汁作再生液，糖汁不会被稀释,没有糖份损失，可循环使用；本发明采用该工艺使得稀汁中钙离子去除率达到90%以上，为下游糖和糖蜜的生产提供质量好的软化糖汁，实现糖和糖蜜下游的工艺增值，且脱钙过程中不稀释糖汁，废水零排放。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的稀汁脱钙工艺流程。
图3为本发明的碳酸法处理糖汁工艺流程图；
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
参见图1、图2和图3，本发明的由甜菜制取高品质白砂糖和黄腐酸干粉的工艺，其具体步骤如下：
1）碳酸法处理糖汁：利用碳酸法，以除去甜菜糖汁中的悬浮杂质及金属离子，经两次过滤得到二清汁；
2）脱钙处理：采用阳离子Na型树脂，采用单柱处理，由2个柱组成，一柱生产，一柱再生，稀汁通过单柱而另外一套系统正在再生，顺流生产，逆流进行再生；
3）层析分离：甜菜糖汁经脱钙处理，可降低糖汁中的钙含量，通过层析分离系统分离得到纯化糖分和非糖分；
4）浓缩、结晶：糖浆采用四段结晶纯化工艺，降低糖浆色值；经浓缩、干燥后可得到高纯度的白砂糖；非糖液经过浓缩后、干燥后可得到黄腐酸干粉；
5）包装：成品包装售出。
所述步骤1）中碳酸法处理如下，首先向甜菜渗出汁液中加入甜菜重0.5-0.8%少量石灰，称为预灰，使得胶体凝聚和沉淀有机酸钙盐，预灰汁经加热后加入对甜菜重2.0-2.5%的石灰，为主灰，使得糖汁中的非糖分分解，为后期的二氧化碳饱充创造条件；利用碳酸法处理的白砂糖质量较高，生成的沉淀可以吸附糖汁中所含的多种有机非糖物及各种色素一起沉淀，经过滤即可得到清汁，但同时，需要加入大量的石灰进行处理，导致滤液残留有大量钙离子，会对甜菜糖生产工艺、生产效率，糖的纯度质量产生影响，同时对后期利用色谱层析技术提取甜菜糖蜜的糖分和非糖组分造成影响；而步骤2）中采用阳离子Na型树脂进行稀汁脱钙处理，可以除去经碳酸法处理糖汁的多余钙离子，达到彻底除杂、脱钙的目的。
所述碳酸法处理糖汁，利用碳酸法，以除去甜菜糖汁中的悬浮杂质及金属离子，经两次过滤得到二清汁；其中，也可采用亚硫酸法代替碳酸法。
所述步骤2）中采用阳离子Na型树脂进行稀汁脱钙处理，除去经碳酸法处理糖汁的多余钙离子，脱钙处理是一套基于离子的交换工艺，树脂中的钠离子替代钙离子而完成糖汁的软化，树脂的再生使用脱钙的稀汁和浓缩（50%）苛性碱制成，无需用酸再生，也没有糖的水解产生，无废水产生。
所述步骤2）中脱钙处理，是在对糖汁清净工序过程中，经碳酸法处理过滤得到二清汁后进行的：阳离子Na型树脂进料采用浸提液澄清并从第二次饱充过滤后的稀汁，糖浆温度80-90度，Cao含量100-250mg/L，悬浮物量40-60mg/L，蔗糖纯度85-95%。
所述步骤2）中脱钙处理，是在对糖汁清净工序过程中，经碳酸法处理过滤得到二清汁后进行的：阳离子Na型树脂出料采用浸提液澄清并从第二次饱充过滤后的稀汁，糖浆温度85-97度，Cao含量0-20mg/L，悬浮物量40-60mg/L，蔗糖纯度85-95%。
树脂再生都是用脱钙后的软化稀汁进行的，将其再循环到上游预灰或者主灰工艺阶段，因此再生过程既无水耗和糖分损失，又不产生污水。
若前期生产工艺中无稀汁脱钙系统，则甜菜糖蜜中钙含量达到100-250mg/L，无法直接进入层析分析系统，无法分离得到糖分和非糖，进而浓缩、干燥后得到甜菜碱、黄腐酸干粉等，糖蜜需要在进入层析分离系统前序新增一套化学除钙装置，耗时耗力，增加污染。
所述四段结晶纯化糖浆降低色值是指的将甜菜加工厂现有三段结晶工序中一砂结晶产生的原糖，回溶再进入一砂结晶罐结晶煮制，此时结晶出的白砂糖色值可降至30IU单位以内，符合国家标准要求，可有效降低产品色值，并且提高设备利用率。四段结晶脱色工艺，在技术上可行，通过四段结晶工艺有效降低纯化糖浆色值的方案，投资费用低，又不产生“三废”，可实现清洁生产；四段结晶工艺将现有三段结晶工序中一砂结晶产生的原糖，回溶再进入一砂结晶罐结晶煮制，此时结晶出的白砂糖色值可降至30IU单位以内，符合国家标准要求，达到合格产品指标。该工艺将现有三段结晶工序的工艺管道进行改造，即可实现四段结晶工艺要求，改造方便，可有效降低产品色值，并且提高设备利用率。
浓缩干燥：1）纯化糖浆：经MVR浓缩蒸发系统，物料进入降膜换热管后，由蒸汽提供热量将物料汽化，随后物料进入汽水分离器，物料蒸汽被压缩风机压缩升温后再返回换热器，液体经循环泵送入降膜管循环往复蒸发，当分离出的物料经密度计检测合格后，经出料泵送出系统，该过程物料锤度由30%浓缩至65%。
纯化糖浆MVR浓缩指标及运行消耗
蒸发量:8.08t/h；
耗汽量:0.06t/h，蒸汽压力0.3MPa；
冷却循环水量:10m3/h；
装机容量:230.5kw；
设备投资：512万元。
2）非糖残液：锤度4.5%，处理量为67吨/小时，先经MVR浓缩系统由4.5%浓缩至9.5%，蒸发水量35吨/小时，此时非糖残液量为31.60吨/小时，之后进入六效降膜蒸发系统，残液锤度由9.5%浓缩到60%，蒸发水量26.5吨/小时，此时非糖残液量为5吨/小时，浓缩的非糖残液进干燥系统。酒精废液进六效降膜蒸发系统，经浓缩物料锤度由7%浓缩至60%，浓缩后的酒精废液泵送至干燥系统。
非糖残液浓缩指标及消耗
蒸发量:61.5t/h；
耗汽量:6.7t/h，蒸汽压力0.3MPa；
冷却循环水量:816m3/h；
装机容量:1465.5kw；
设备投资：1769万元。
纯化糖浆浓缩系统采用MVR蒸发器，提糖残液先使用MVR蒸发器预浓缩，然后进多效降膜蒸发器浓缩。
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