[发明专利]一种硬水软化方法和高钙甜菜粕及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以制糖工业副产物——甜菜粕为原料的硬水软化方法，具体地说是一种甜菜粕的高钙化和适于中国西北盐碱地区生活用水或制糖生产用水的硬水软化方法，属于制糖工程领域或农副产品加工领域。

背景技术

高硬度的水不仅影响工业生产，譬如导致制糖车间蒸发罐或煮糖罐结垢而影响传热或危及生产安全；高硬度水也不利于人类健康：硬水在加热的情况下，会沉淀出碳酸钙和碳酸镁，由于碳酸钙、碳酸镁不溶于水，长期饮用就会危及人类健康，如导致结石。

目前，软化硬水的方法主要有以下五种：⑴离子交换法：采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。这种方法虽是目前最常用的标准方式，但需要经常做树脂的再生，化料使用量大，排出大量的含盐废水易引起管道腐蚀，同时带来再生废水的处理问题；⑵膜分离法：纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度，但是对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高，一般较少用于专门的软化处理；⑶石灰法：向水中加入石灰，主要是用于处理大流量的高硬水，只能将硬度降到一定的范围，不能确保达到国家饮用水标准；⑷电磁法：采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性，从而改变碳酸钙(碳酸镁)沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成，但是效果不够稳定，没有统一的衡量标准，而且由于主要功能仅是影响一定范围内的水垢的物理性能，所以处理后的水的使用时间、距离都有一定局限，不能应用于工业生产及锅炉补给水的处理(同时由于该种设备的机理并未得到真正的理论证实)；⑸加药法：向水中加入专用的阻垢剂，可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性，从而使水垢不能析出、沉积，但水量较大时运行成本偏高，由于加入了化学物质，所以水的应用受到很大限制，一般情况下不能应用于饮用、食品加工、工业生产等方面。

综上所述，以上方法虽能在一定程度上达到软化硬水的效果，但成本高，不环保，应用范围比较狭窄。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新疆盐碱地区硬水软化的新方法，既软化硬水，又副产高有机钙的甜菜粕饲料。本发明首先对甜菜粕进行预处理，如粉碎、过筛、洗涤和吸水膨胀等，得含水量大于83％的甜菜湿粕，再以湿粕在一定湿度、温度和pH条件下吸附处理硬水，得到高有机钙的甜菜湿粕和软化水：甜菜湿粕因其钙含量大大提高可作动物的有机钙饲料，促进动物的钙吸收；软化水因其钙含量降低可用作制糖生产用水避免蒸发罐结垢或生活用水避免结石。可见，本发明不仅可以软化硬水，还产高钙甜菜粕，提高甜菜粕的利用效率。

本发明的具体技术方案如下：

一种硬水软化方法，包括下述步骤：

⑴甜菜粕预处理：将甜菜干粕或甜菜颗粒粕经挑拣，粉碎或绞碎，过筛，洗涤后沥干至不滴水，备用；

⑵预处理甜菜粕软化硬水：将沥干后的甜菜湿粕与待处理的硬水混合，调节pH值；在4℃～80℃下水浴1～3h，得到甜菜粕渣水；

⑶渣水分离：将甜菜粕渣水过滤或离心分离得软化水和高钙甜菜粕。

步骤⑴甜菜粕的洗涤方法：先用蒸馏水浸泡(5-20min)；再用自来水快速洗涤；最后用蒸馏水冲洗，沥干。

步骤⑴所述的甜菜粕为干粕或颗粒粕，蒸馏水浸泡时间为5～20min，筛孔径为60～400目。

步骤⑵所述甜菜湿粕与待处理的硬水按照0.2～0.4g/mL的比例混合。

步骤⑵所述pH值为6.0～9.0。

步骤⑵所述硬水的硬度为927mg/L～1127mg/L。

上述方法制备的高钙甜菜粕，以对干基重量百分数计，所述的高钙甜菜粕的含水量为85～92％，灰分为3.26～4.3％。

步骤⑵所述的硬水为井水或自来水，硬度为927mg/L～1127mg/L。

步骤⑶所述的硬水软化后硬度379.6～498.2mgCaO/L,达到或接近生活用水GB5749-2006的硬度＜450mgCaO/L要求。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

⑴降低了干旱、盐碱地区井水或自来水的硬度，能达到生活用水GB5749-2006的标准(≤450mg/L)，利于民生，解决或部分解决制糖生产或生活用水的问题，能减少制糖生产蒸发罐或锅炉结垢或人畜饮用后出现结石的问题。