[发明专利]超声-射流强化蔗汁澄清的方法

说明书

本发明涉及一种超声‑射流强化蔗汁澄清的方法，在传统的亚硫酸法澄清工艺（可以是酸性亚硫酸法、碱性亚硫酸法、中性亚硫酸法或者是磷酸亚硫酸法等）中，将硫熏中和后的蔗汁通入超声‑射流强化装置，对硫熏中和反应进行强化；所述的超声‑射流强化装置或是设置在硫熏中和反应之后、二次加热之前；或是设置在二次加热之后、进入沉降器之前。本发明一方面使得糖汁中残留的SO₂、Ca²⁺降低，提高成品白砂糖的质量；另一方面又使糖汁的色值显著降低。相比于传统的工艺，通过超声‑射流强化蔗汁澄清，取得如下效果：（1）糖汁中残留的SO₂、Ca²⁺降低30%以上；（2）清汁纯度提高1.5%以上；（3）脱色率提高60%以上。

技术领域

本发明涉及一种蔗汁澄清的方法，特别涉及一种超声-射流强化蔗汁澄清的方法。

背景技术

澄清工序是制糖过程最关键的环节，澄清的目的是将混合汁中的胶体、色素等非糖份除去。在传统的亚硫酸法澄清工艺中，澄清是通过添加SO₂、石灰乳和磷酸，形成亚硫酸钙沉淀和磷酸钙沉淀从而将糖汁中的胶体、色素等杂质吸附而除去，亚硫酸钙沉淀和磷酸钙沉淀对胶体色素的吸附能力直接影响到澄清效果。目前白砂糖质量相关的标准要求越来越高，而目前的硫熏中和过程存在硫熏强度过高、二氧化硫吸收不完全、积垢多、适应生产能力差、逸出的二氧化硫气体污染大气环境等缺点，最重要的是由于中和反应不完全、CaSO₃析出不充分导致清汁中的二氧化硫残留量偏高，最终导致白砂糖成品二氧化硫偏高而使产品降级。

澄清效果受到亚硫酸钙沉淀的吸附性能及沉淀颗粒密度即致密程度的影响，而SO₂残留则是未参与反应的SO₂或H₂SO₃，实质上是由中和反应程度和速度决定的，因而，若能够在特定的条件下，加快中和反应速度和加大反应程度，并使沉淀颗粒结实致密，就能够达到提高脱色率、降低糖汁中SO₂残留量的双重效果。此外，蔗汁的色值高低一方面和澄清效果密切相关；另一方面与蔗汁残留非糖分中有色物的含量有关。如何提高中和反应速度和反应程度，是提高澄清和脱色效果、降低残硫量的关键。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种超声-射流强化蔗汁澄清的方法，该方法通过超声-水力协同空化产生强烈空化效应，对蔗汁（中和汁或石灰汁）进行作用，从而达到强化澄清的效果。

解决上述技术问题的技术方案是：一种超声-射流强化蔗汁澄清的方法，在传统的亚硫酸法澄清工艺中，将硫熏中和后的蔗汁通入超声-射流强化装置，对硫熏中和反应进行强化，所述的超声-射流强化装置包括超声波换能器和射流装置，超声波换能器延伸入射流装置中。

所述的超声-射流强化装置入口压力为0.2～0.6MPa，出口压力为环境压力。

所述的超声-射流强化装置或是设置在硫熏中和反应之后、二次加热之前；或是设置在二次加热之后、进入沉降器之前。

本发明的进一步技术方案是：所述的射流装置是由文丘里管，沿物料的流动方向，文丘里管依次为入口段、收缩段、喉道、扩散段和出口段，所述的超声波换能器延伸入文丘里管的入口段或是出口段内产生超声波。

文丘里管收缩段角度α与扩散段角度β的比例为0.5～2，喉道长度L与喉道直径d的比例范围为1.6～3.2。

超声波换能器端面与文丘里管喉道之间的距离H1为10～45mm。

本发明的另一进一步技术方案是：所述的射流装置是由外壳和孔板构成，孔板安装在外壳内将外壳分隔为反应前段和反应后段，所述的超声波换能器延伸入外壳的反应前段或反应后段内产生超声波，反应前段开有物料入口，反应后段开有物料出口。