[发明专利]一种甘蔗制糖过程中残糖的回收装置及方法

说明书

本发明提供了一种甘蔗制糖过程中残糖的回收装置及方法，该装置包括多级逆流洗滤单元和纳滤浓缩单元，多级逆流洗滤单元包括至少2级超滤膜组件，纳滤浓缩单元包括纳滤膜组件；所述多级逆流洗滤单元的前一级超滤膜组件的截留侧出口与后一级超滤膜组件的截留侧进口相连，前一级超滤膜组件的截留侧进口与后一级超滤膜组件的透过侧出口相连；多级逆流洗滤单元的第一级超滤膜组件的透过侧出口与纳滤膜组件的截留侧进口相连。该装置能够保证蔗糖在脱色工段中的损失率小于2％，节约洗滤耗水50％以上，得到高糖浓度的洗滤透过液，操作简单安全，易于连续生产，得到的含糖浓缩液中无化学添加剂。

技术领域

本发明属于制糖技术领域，涉及一种甘蔗制糖过程中残糖的回收装置及方法，尤其涉及一种采用多级逆流洗滤方式回收甘蔗制糖过程中残糖的装置及方法。

背景技术

现有的甘蔗制糖工艺，包括甘蔗的预处理、提汁、蔗汁澄清、煮炼等工段。蔗汁的澄清效果，直接决定了成品糖的质量，为了得到澄清的糖浆清汁，传统的工艺是在混合汁中添加大量的石灰和二氧化硫(亚硫酸法)，或者添加石灰和碳酸气等(碳酸法)，之后分离沉淀除去混合汁中的非糖杂质，以降低色度和浊度。因此，在制糖工艺中会产生大量的废水和固体废弃物，并且存在工艺复杂，脱色率低，成品糖的质量不稳定等问题。目前国内甘蔗糖厂尤其是亚硫酸法糖厂，常因色值、浑浊度两项指标超标而影响产品质量，甚至造成产品降级或成为等外糖。

由于现有的甘蔗制糖工艺存在以上问题，许多新的方法如离子交换法、电渗析法以及膜法等也逐渐得到关注和研究。CN 103194545B公开了一种膜法处理甘蔗混清汁的处理方法，所述方法包括如下步骤：(1)混合清汁进入第一级超滤膜过滤，过滤得到的清液再进入第二级超滤膜过滤，第一级超滤膜过滤后的浓液去蒸发制糖，第二级超滤膜过滤后的浓液与混合清汁合并进入第一级超滤膜过滤；(2)步骤(1)中第二级超滤膜过滤后得到的淡液进入膜浓缩装置进行浓缩，得到浓缩液和淡水；所述的第一级超滤膜的截留分子量为50000～100000道尔顿，所述的第二级超滤膜的截留分子量为1000～20000道尔顿。此法包括两级超滤澄清脱色和一级反渗透浓缩脱水，但是，由于超滤对蔗糖有一定的截留效果，使得两级超滤的浓缩液中含有高浓度的蔗糖，蔗糖的回收率一般只有60-70％，从而造成大量残糖损失。CN102659855A和CN103710470A均公开了膜分离与离子交换相结合实现糖汁脱色的方法，但都未提及对浓缩液或洗脱浓液中残糖的回收问题。CN 201510486534.4采用添加石灰或二氧化硫等化学品对脱色工段中的浓缩液进行处理后返回澄清工段，但此工艺仍然没有摆脱传统的化学法，造成糖蜜的污染使其附加值下降。

洗滤操作是膜分离过程中的一项关键技术，主要用于脱盐和提高产品纯度。洗滤操作包括等体积连续洗滤和稀释-浓缩的变体积间歇洗滤。前者洗滤效率高，且易于连续操作；后者洗滤通量大，但耗水量大且需要额外的缓冲料液罐。

采用连续洗滤回收甘蔗制糖过程中的残糖仍需要进一步研究。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种甘蔗制糖过程中残糖的回收装置及方法，所述装置不仅能回收蔗糖精制过程中的大部分残糖，还能降低洗滤耗水量，并且所述装置操作简单安全，易于连续生产，得到的含糖浓缩液中无化学添加剂。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种甘蔗制糖过程中残糖的回收装置，所述装置包括多级逆流洗滤单元和纳滤浓缩单元，所述多级逆流洗滤单元包括至少2级超滤膜组件，所述纳滤浓缩单元包括纳滤膜组件；

所述多级逆流洗滤单元的前一级超滤膜组件的截留侧出口与后一级超滤膜组件的截留侧进口相连，前一级超滤膜组件的截留侧进口与后一级超滤膜组件的透过侧出口相连；

所述多级逆流洗滤单元的第一级超滤膜组件的透过侧出口与纳滤膜组件的截留侧进口相连；