[发明专利]低温磷浮法糖汁清净处理新工艺及方法

说明书

本发明是涉及一种制糖工业中甘蔗压榨汁或甜菜浸出汁(以下称糖汁或蔗汁)清净处理工艺及方法。

现有糖厂生产白糖的糖汁清净处理是采用碳酸法或亚硫酸法工艺，它们都存在较大缺点，需要改进。

1.碳酸法生产的白糖质量较高，但产生大量强碱性的滤泥(对甘蔗的重量百分比为9～10％，对甜菜8～10％)，无法利用，只能倾倒于山沟或大海中，严重污染环境。这已成为世界糖业界的难题，有些糖厂被迫停产或改变工艺。

碳酸法的流程见附图1。糖汁预加石灰乳到中性，加热到约50℃，进入饱充罐大量加入石灰乳和通入二氧化碳，在强碱性下反应生成大量的碳酸钙沉淀，它可吸附糖汁中所含的多种有机非糖物如蛋白质、果胶、蔗蜡、淀粉及各种色素一起沉淀，并使糖汁中的硅、镁、铝、铁等无机物形成氢氧化物(或盐类)沉淀，用压滤机将这些沉淀物除去，就得到浅色的清汁。将它加热后再通入二氧化碳进行第二次饱充，使汁中过量的钙离子形成碳酸钙沉淀，过滤后再通入二氧化硫达到中性并稍为漂白，然后进入蒸发罐浓缩成糖浆，再在煮糖罐浓缩，使蔗糖成为晶体析出，用离心机排去母液和洗净，得到相当纯净的晶体(含蔗糖超过99.7％)，干燥后装包为成品。

碳酸法要除去较多的非糖物特别是色素，需要加入大量石灰。五十年代加灰量(以有效氧化钙计算)对甘蔗比约1.3％，而现在多数厂提高到约2.2％，既增加了成本，又使滤泥量大幅度增加。一个日榨糖料数千吨的糖厂，每年产生滤泥达数万吨。不少糖厂附近的山沟堆满滤泥。下雨时雨水将强碱性的滤泥冲到河里，又造成水体的严重污染。

碳酸法滤泥的主要成份是碳酸钙，但其中含有12～17％(以干固物计)的有机物，含氮量1～1.5％。多个糖厂曾试验将少量滤泥与水泥厂的原料混合烧制水泥，但滤泥中的含氮物在焙烧时生成恶臭的气体(类似烧动物尸体)，造成二次(大气)污染，无法实行。又因碳酸法要在强碱性下反应，滤泥为强碱性，它与土壤混合会使土壤严重碱化(除了极少数强酸性土壤外)，对土质十分有害。

曾经研究将这种滤泥改性，但因数量很大，处理费用巨大而无法实行。

2.亚硫酸法工艺的基本流程见附图2。糖汁预加石灰乳到中性及加磷酸，加热到60～65℃，进入硫熏器通入二氧化硫并加石灰乳中和，随后加热到102℃，反应生成亚硫酸钙和磷酸钙沉淀，并吸附糖汁中部分有机和无机非糖物一起凝聚沉淀，在沉降器中自然沉降，放出上层清汁，底部的泥汁则经过滤机回收其中的糖汁，滤泥则售给农民做肥料(它含较多的氮、磷及大量有机物)。

亚硫酸法加入石灰量对甘蔗的重量比例约0.2％，生成沉淀物量比碳酸法少很多，沉淀物对非糖物的吸附除去效果远不如碳酸法。虽然二氧化硫有一定的漂白作用，但清净效果特别是脱色效果都远低于碳酸法。因此，它生产的白糖质量不如碳酸法，产品价格也较低。多数亚硫酸法糖厂为提高产品质量，加入二氧化硫和磷酸量逐年增加。硫黄量对蔗比在五十年代约为0.05％，现已普遍提高到0.09～0.11％，磷酸用量也增加一倍以上。有些糖厂曾研究几种改进的流程，但基本状况变化不大。

3.七十年代以来，国内外糖业界都大力研究磷浮法，但均是用于处理糖浆(浓度约60％，其数量较小且其中杂质相当少)，并都是在70℃以上进行，基本流程见附图3。方法是在糖浆中加入工业磷酸0.04～0.06％，加石灰乳到中性，反应生成磷酸钙沉淀，可将糖浆中的悬浮微粒和一些色素吸附，再充入微细的空气泡和加入絮凝剂(聚丙烯酰胺)，进入浮清器。糖浆中的沉淀物凝聚并与气泡一起向上浮起，得到清淅的糖浆，浮渣则稀释过滤回收其中的糖份。我国加工进口的粗糖(如古巴糖)也有用此法，将粗糖回溶成糖浆后进行清净处理。这种处理一定要在较高温度下进行，以加速化学反应，并都是用于处理浓糖液，它的数量较小，便于应用上浮法。

八十年代以后广东研究开发了将磷浮法和亚硫酸法或碳酸法结合的方法，都是用于处理糖浆。也有个别糖厂试验将蔗汁在60～65℃通入二氧化硫和加石灰乳后进行充气上浮，以及将蔗汁过滤澄清后在80℃加磷酸和石灰乳再实行充气上浮。现行的所有的上浮处理都必须在较高温度下进行。

综上所述，糖汁的清净处理方法虽经过研究改进，但碳酸法的滤泥污染问题和亚硫酸法产品质量不理想的问题仍然存在，未能解决。

本发明的目的是解决现有生产工艺存在的滤泥污染环境或产品质量不理想等问题，使滤泥变成优质肥料或可再利用的材料。