[发明专利]蔗糖液膜浓缩系统及该膜浓缩系统的清洗方法

说明书

本发明公开了蔗糖液膜浓缩系统及该膜浓缩系统的清洗方法，所述蔗糖液浓缩系统采用两级膜浓缩处理糖分质量分数≤40%的蔗糖液，且控制第一级纳滤卷式膜压力≤80bar、温度≤40℃，第二级纳滤卷式膜压力≤120bar、温度≤40℃；所述膜系统浓缩清洗方法主要采用质量分数为0.5～2.5%的一水柠檬酸溶液进行清洗。本发明提供的蔗糖液膜浓缩系统简单易于操作，温度压力易于控制；自动化程度较高，减少了人力成本的投入，从而缩减了运行成本且充分资源化利用资源；使用一水柠檬酸溶液进行清洗的方法充分利用了一水柠檬酸的弱酸无毒及可食用性进行膜系统的清洗，且清洗效果极佳。

技术领域

本发明属于物料分离和膜技术领域，具体涉及制糖工艺中蔗糖液膜浓缩系统以及该膜浓缩系统的清洗方法。

背景技术

目前，国内甘蔗精制生产工艺根据澄清工艺的不同主要有石灰法、亚硫酸法和碳酸法，上述方法中的澄清处理步骤主要有三个过程：加热蔗汁、添加澄清剂、分离沉淀。上述方法中利用澄清剂除去初始糖汁中非糖成分等杂质，同时降低糖汁的色度和浊度，但上述方法普遍存在工艺复杂、脱色率低、非糖成分去除率低、澄清剂消耗量大、影响口感等问题。经过澄清的糖汁一般经过多效蒸发步骤将糖汁进行高温浓缩，由于高温浓缩过程，使蔗糖发生转化和分解，产品色度增加，同时还存在蒸发相变的能耗比较高等问题。

因此，研究一种可替代传统生产工艺的技术是必要的。CN102659855B公开了一种节能环保的蔗糖生产工艺，具体步骤包括榨汁、板框过滤、预处理、膜过滤、膜浓缩、离子交换、浓缩、结晶、离心分离和干燥，其膜浓缩部分是蔗糖汁在2.0-4.0MPa的压力下通过截留分子量为150-300Da的纳滤膜进行初步预浓缩，使得到的蔗糖汁浓度达到25%-30%，该纳滤膜材质为聚酰胺。CN105063247A公开了一种利用多级膜过滤技术精制甘蔗混合汁的制糖工艺，在该工艺中依次利用微滤膜技术进行二次过滤、超滤膜进行再过滤、纳滤膜技术再过滤、浓缩器继续浓缩；其中：微滤膜技术处理操作温度为60-95℃、操作压力0.01-0.4MPa，超滤过程中操作压力60-95℃、操作压力1.0-1.5MPa。其采用微滤-超滤-纳滤的多级膜集成过滤技术，虽然大幅度的降低糖汁的色度和浊度及非糖大分子物质的含量进而提高了蔗糖的纯度和收率，但是其膜过滤系统较为复杂。

就膜系统清洗技术而言，常用的是使用清水或盐酸或氢氧化钠洗的方式，用热水循环冲洗对膜通量恢复具有一定效果，但是没有达到彻底清洗的程度；使用氢氧化钠或盐酸冲洗对膜通量恢复具有一定效果，但是其容易给后续进行膜浓缩的蔗糖造成污染，得到的蔗糖品质不好且不便于食用。

针对以上问题，我司进行了大量的试验论证，以期解决。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，在制糖工艺中提供一种新的蔗糖液膜浓缩系统，简化膜浓缩过程，提高浓缩倍数，减少浓缩液的外排。

蔗糖液膜浓缩系统，将浓水糖分质量分数≤40%的蔗糖液依次经过两级纳滤卷式膜浓缩，其中：

第一级纳滤卷式膜压力≤80bar,温度≤40℃；

第二级纳滤卷式膜压力≤120bar，温度≤40℃。

进一步，选用的第一级纳滤卷式膜为80bar纳滤卷式膜。

进一步地，选用的第二级纳滤卷式膜为120bar纳滤卷式膜。

更进一步地，所述第一级纳滤卷式膜操作条件：压力70-72bar，温度≤40℃。

更进一步地，所述第二级纳滤卷式膜操作条件：压力100-120bar，温度≤40℃。

本发明的另一目的在于提供一种使用可用于食用的溶液清洗蔗糖液膜浓缩系统，在不引入新的污染物的前提下进行膜浓缩系统的有效清洗，有利于膜通量的恢复。