[发明专利]一种臭氧预氧化处理甘蔗植物水的深度纯化方法

说明书

一种臭氧预氧化处理甘蔗植物水的深度纯化方法，涉及一种甘蔗植物水臭氧预处理技术，甘蔗经压榨后得到甘蔗混合汁，甘蔗混合汁经过陶瓷膜过滤澄清后得到甘蔗清汁和甘蔗汁浓缩液，甘蔗清汁经过有机纳滤膜处理得到甘蔗植物水原水及纳滤浓缩液，经过臭氧预处理和活性炭吸附，得到甘蔗植物水二级水，用有机纳滤膜进行第二次处理得到甘蔗植物水三级水，最后用臭氧处理得到最终甘蔗植物水产品。本发明基于多级膜过程分离、浓缩、杀菌及吸附等水处理工艺的集成，适用于甘蔗植物水的深度纯化处理，处理方法简单、效率高，适合小规模化应用。

技术领域

本发明属于甘蔗制糖技术领域，具体是一种臭氧预氧化处理甘蔗植物水的深度纯化方法。

背景技术

甘蔗植物水来源于甘蔗，是一种天然植物水，采用多级膜集成工艺所制。甘蔗汁成分复杂，既有蔗糠、泥沙等颗粒物，也有淀粉、果胶、蛋白质等多种胶体和糖、多酚、氨基酸、有机酸及无机离子等。这些物质分子量、带电性、极性等及其分离特性差异显著，同时也随着甘蔗品种、成熟程度、种植环境及收获方式变化而变化。甘蔗汁经多级膜处理后，仍会保留一部分营养、活性及微量元素等成分，在多级膜物理过滤中会绝大部分保留在甘蔗汁中，可能会有部分进入甘蔗植物水，从而会使甘蔗植物水具有一定活性功能及独特风味。而当前多级膜对复杂蔗汁体系分离效能适应性有限，导致甘蔗植物水品质存在不稳定现象，会出现微生物生长、絮凝及沉淀等不良情况。因此，在甘蔗植物水生产过程中，须进行对甘蔗植物水进行深度纯化以保证其品质并延长货架期。因此，对常规甘蔗植物水生产工艺进行优化，进行深度纯化，减少水中溶解性有机物、矿物质等含量，延长货架期成为当前研究重点。

传统饮用水处理工艺包括混凝、沉淀、过滤和消毒，主要以去除水中的悬浮物、浊度、色度和细菌为主，但对溶解性的有机物去除相对不足。近年，高级氧化过程(AOP)逐渐兴起，其涉及羟基自由基(·OH)氧化，也被称为高级氧化技术(AOT)。AOP技术可将可生化性差、不同相对分子质量的、难处理的有机物直接矿化或通过氧化提高污染物的可生化性。因其具有的特殊优势，各种不同的AOP给水处理技术在水处理领域得到广泛研究，其中以臭氧为核心工艺的高级氧化技术的研究较多。因此，将臭氧氧化技术应用于甘蔗植物水生产过程中，以去除甘蔗汁中的有机物、无机物等物质，是保证甘蔗植物水品质稳定的一个有效解决办法。

发明内容

本发明的目的是提供一种臭氧预氧化处理甘蔗植物水的深度纯化方法，其采用臭氧氧化技术进行预处理并结合活性炭吸附技术，对甘蔗植物水进行深度纯化，以弥补多级膜效能不稳定的短板，从而保证甘蔗植物水品质稳定性，对甘蔗植物水的工业化生产具有重要指导意义。

本发明是采用以下技术方案实现的：一种臭氧预氧化处理甘蔗植物水的深度纯化方法，使用臭氧对甘蔗植物水原水进行预氧化。

所述预氧化后的甘蔗植物水原水再经活性炭吸附、有机纳滤膜处理及臭氧杀菌，得到甘蔗植物水。

所述臭氧预氧化处理甘蔗植物水的深度纯化方法包括以下步骤：

E、臭氧预氧化：用臭氧发生器制备臭氧，将臭氧通入甘蔗植物水原水中；

F、活性炭吸附：用椰子壳为原料的活性炭对经步骤E得到的甘蔗植物水进行吸附，得到甘蔗植物水二级水；

G、有机纳滤膜处理：以膜孔径为以截留分子量为100Da的有机纳滤膜对经步骤F得到的甘蔗植物水二级水进行过滤得到甘蔗植物水三级水；

H、臭氧杀菌：用臭氧发生器制备臭氧，将臭氧通入经步骤G得到的甘蔗植物水三级水中，得到甘蔗植物水。

所述甘蔗植物水原水按以下步骤制备：

A、甘蔗提汁：对甘蔗进行压榨，得到锤度为13～15°Bx的混合汁；

B、预灰：混合汁中加入蔗糖钙，调节pH值至6.8～7.2；

C、陶瓷膜过滤：将混合汁通过陶瓷膜进行物理分离，得到甘蔗清汁和甘蔗浓缩汁；