[发明专利]一种用于膜法甘蔗制糖系统的抗菌装置、抗菌方法、膜法甘蔗制糖系统及处理方法

说明书

本发明提供了一种用于膜法甘蔗制糖系统的抗菌装置、抗菌方法、膜法甘蔗制糖系统及处理方法，所述装置包括加碱单元、换热单元、紫外杀菌单元和膜组件纳米银杀菌单元；加碱单元包括至少两个加碱装置，加碱装置分别位于预处理单元进料口和出料口；换热单元位于预处理单元与澄清膜之间；紫外杀菌单元包括紫外线杀菌灯，紫外线杀菌灯设置于脱色原料储存容器和浓缩原料储存容器中；膜组件纳米银杀菌单元包括载银隔网，载银隔网设置于脱色膜和浓缩膜中。本发明所述装置及方法能够避免细菌生长和繁殖引起的预处理设备损坏、膜通量的下降和膜组件压降的增加以及甘蔗清汁的酸化，从而提高蔗糖回收率，降低膜法甘蔗制糖工艺的运行成本。

技术领域

本发明属于制糖技术领域，涉及一种用于膜法甘蔗制糖系统的抗菌装置、抗菌方法、膜法甘蔗制糖系统及处理方法，尤其涉及一种利用高温和紫外线杀菌技术抑制膜分离系统中生物污染的抗菌装置、抗菌方法、膜法甘蔗制糖系统及处理方法。

背景技术

目前，甘蔗制糖工艺中的甘蔗混合汁清净工段主要采用亚硫酸法或碳酸法，需要添加大量化学物质和絮凝剂以去除混合汁中的非糖杂质。这种化学清净工艺存在工艺复杂，脱色率低，成品糖质量不稳定以及产品中含硫影响食品安全等问题。针对这些问题，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，所述方法包括如下步骤：将甘蔗混合汁加热后加入碱性物质调节pH值，通过预处理去除甘蔗混合汁中悬浮杂质后，滤液逐级通过微滤和超滤进行澄清和脱色，最后甘蔗清汁经纳滤浓缩同时去除部分还原糖和无机盐进入后续蒸发结晶工段。这种纯物理分离的甘蔗混合汁清净技术(膜法甘蔗制糖技术)具有绿色无害、脱色率高、产品质量稳定和易自动化生产等优点。

但是，由于甘蔗表面裂缝以及砍断口处容易被肠膜明串珠菌感染，这类细菌在甘蔗混合汁中以蔗糖为主要碳源，发酵生成有机酸和葡聚糖，在膜法制糖工艺的预处理工段形成“蔗饭”，导致预处理设备的损坏；肠膜明串珠菌在葡聚糖的包裹下，可耐受80℃～85℃高温，极易进入后续的膜分离系统，并在膜表面和膜组件隔网上快速繁殖，产生的葡聚糖又会进一步产生膜污染并堵塞膜组件内流道，造成膜通量下降和膜组件压降增大，同时导致甘蔗清汁的酸化，给膜法甘蔗制糖工艺的长期稳定运行带来极大的阻碍。CN 105063247A、CN 107937628A和CN 107937625A采用在预处理工段升温和加碱调节pH值的方法抑制肠膜明串珠菌的生长和繁殖，但该细菌会释放出有机酸不断中和加入的碱，并且预处理工段加热温度最高仅为70℃，并不能完全杀死在其胞外产物葡聚糖保护下的细菌。如果将预处理工段温度提高至85℃以上进行杀菌，后续的膜分离工段又无法承受如此高温；进一步提高pH会带来混合汁色值上升以及甘蔗清汁中无机盐含量增加。为了避免细菌在膜分离工段的繁殖，可采用游离氯洗膜杀菌，但超滤和纳滤膜材料均不耐氯。

因此，抑制甘蔗混合汁预处理和膜分离过程中肠膜明串珠菌的生长和繁殖，是保证膜法制糖工艺长期稳定运行、降低蔗糖损失率和提高甘蔗清汁质量的关键。

发明内容

针对现有膜法甘蔗制糖工艺中存在的微生物污染问题，本发明提供了一种用于膜法甘蔗制糖系统的抗菌装置、抗菌方法、膜法甘蔗制糖系统及处理方法。本发明所述装置、系统及方法是基于分段调节pH抑菌、高温杀菌、紫外线杀菌和纳米银抑菌进行微生物污染防控。本发明所述装置及方法能够避免细菌生长和繁殖引起的预处理设备损坏、膜通量的下降和膜组件压降的增加以及甘蔗清汁的酸化，从而提高蔗糖回收率，降低膜法甘蔗制糖工艺的运行成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种用于膜法甘蔗制糖系统的抗菌装置，所述装置包括加碱单元、换热单元、紫外杀菌单元和膜组件纳米银杀菌单元；

所述加碱单元包括至少两个加碱装置，加碱装置分别位于膜法甘蔗制糖系统中的预处理单元进料口和出料口；

所述换热单元位于膜法甘蔗制糖系统中的预处理单元与澄清膜之间；