[发明专利]一种膨润土法甘蔗汁无硫澄清工艺

说明书

本发明涉及一种膨润土法甘蔗汁无硫澄清工艺，甘蔗初压汁采用碱性白土进行预灰，在搅拌的情况下调节pH至所需条件；然后依次添加适量的过氧化氢、维C改性膨润土；搅拌一定时间，使氧化脱色及吸附充分进行，对甘蔗汁混合液进行过滤，所得滤液即为甘蔗清汁，得到的清汁采用壳聚糖/膨润土复合物进行二次脱色并过滤得到最终清汁；过滤得到的滤饼为富含有机质的膨润土，去有机肥车间制备成有机肥料。该工艺可实现较低温度下甘蔗汁的澄清和脱色，克服了传统高温澄清法的不良作用，副反应物少，能耗低，且过程无硫，澄清效果好，成本较低，所用添加剂为天然矿物改性复合得，天然无毒，过氧化氢被维C改性膨润土彻底分解而无残留。

技术领域

本发明涉及一种膨润土法甘蔗汁无硫澄清工艺，属于糖汁澄清脱色领域。

背景技术

甘蔗经过压榨提汁后得到了甘蔗汁（简称蔗汁），它是一种多元组分组成的典型胶体溶液，其成分和性质十分复杂。除了蔗糖以外，蔗汁中还含有还原糖、各种多糖、蛋白质、各种氨基酸和酰胺、有机酸、果胶和其它胶体、蔗脂和蔗腊、各种色素，以及混杂的蔗屑和泥沫等。传统甘蔗制糖过程包括提汁、澄清、蒸发、结晶、分蜜和干燥等工序。其中澄清工序是制糖过程最关键的环节，其目的是将蔗汁中的胶体、色素等非糖份除去。蔗汁澄清效果直接影响着蔗糖产品的质量和糖份回收率，同时澄清工序的消耗也在整个制糖工艺中占了很大的比例，因此蔗汁的澄清一直是制糖行业关注的焦点，也是制糖行业的难点。我国是世界上第三大产糖大国，年产白糖已在1000万吨左右，全国有甘蔗制糖企业几百家。目前，国内甘蔗制糖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。国内绝大多甘蔗糖厂采用亚硫酸法澄清工艺，该工艺是通过添加二氧化硫（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、色素吸附而除去，亚硫酸钙和磷酸钙沉淀对胶体色素的吸附能力直接影响到澄清脱色效果。然而，传统亚硫酸法的硫熏中和过程存在SO₂吸收不完全、积垢多、逸出的SO₂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、亚硫酸钙析出不充分导致清汁中的SO₂残留量偏高，未形成亚硫酸钙的SO₂会不可避免地残留在清汁中，在后续煮制过程中，会被蔗糖晶体吸附、包裹进入到白砂糖晶体内部，导致食糖含SO₂，影响白砂糖安全。此外，亚硫酸法澄清工艺中，糖汁进入沉降池前需要进行二次加热（约100℃），使磷酸、亚硫酸或蔗汁中的游离酸与钙充分反应形成较密实的钙盐，并使蛋白质等各种非糖分凝结得更紧密结实，以保证澄清效果。然而该过程的高温带来了诸多副作用，特别是增加了糖汁中的胶体色和色素等多种非糖份，直接影响白糖的质量，造成后序处理的困难。因此，目前亟需一种具有更多安全性的清汁制糖工艺。因此，研究或开发一种不使用二氧化硫，并在较低温度下或常温下进行澄清的技术，是未来甘蔗制糖行业的发展趋势。

吸附法用于澄清脱色工艺中具有操作简便、安全、设备简单等优点，如选取天然无毒材料（如多孔粘土、硅藻土等）作为吸附剂，更有利于食品安全。膨润土又叫蒙脱土或斑脱岩，是一种天然的层状型矿产材料，在各个领域里都有着广泛的应用前景。膨润土具有阳离子交换性、吸水性、膨胀性、触变性、吸附性等一系列很有价值的特性。膨润土储量丰富、价格低廉、无毒无污染。我国膨润土储量非常大，其中广西宁明膨润土矿床为国内特大型矿之一，储量6.1亿吨，占全国总储量的1/4。为了提高膨润土对有机物、金属离子等的吸附能力，常常对其进行改性处理，常用的改性方法有酸活化改性、物理包覆改性、天然高分子改性等，改性后的蒙脱土层间距变大，能有效增强膨润土对金属离子和有机物的吸附能力。中国发明专利CN200710027154.X公开了有机酸膨润土及其制备方法，采用不同种类的有机酸（如硬脂酸、苯甲酸、葡萄糖酸等）和碱性基膨润土（简称碱性白土，参照中国专利200510101332.X方法制备）原料，在有机脱水溶剂中碱性钙基膨润土与有机酸反应并分水制备得到一系列功能不同的有机酸膨润土。该有机酸膨润土其结构仍为膨润土材料的层状结构，其层间的钙离子与有机酸根以离子键方式结合。