專利名稱：利用高梯度磁分離技術(shù)澄清甘蔗糖廠清汁的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬利用高梯度磁分離技術(shù)澄清甘蔗糖廠清汁的方法.
背景技術(shù)：
從甘蔗中提取的蔗汁具有非常復(fù)雜的成分，其中除含量較多的蔗糖外，還有各種無機和有機非糖雜質(zhì)。而這些非糖分的含量和種類隨著甘蔗品種、耕種方式、氣候、土壤等情況及壓榨提汁條件的不同而不同。總體來說，這些非糖分的存在，最終將影響到蔗糖分的提取和產(chǎn)品的質(zhì)量。因此甘蔗糖廠澄清工段的任務(wù)是對來自壓榨工段的蔗汁進行提純澄清處理，澄清的目的是除去非糖分，提高糖汁純度，并努力降低色值和粘度，為后續(xù)煮糖工段提供高品質(zhì)原料糖漿，蔗汁澄清過程其實就是一個膠體化學(xué)的過程。蔗汁澄清的方法很多，例如離子交換法、電滲析法、糖漿上浮法、薄膜分離法、離子排斥法等。離子交換法是利用離子交換原理進行稀汁的脫鹽、脫色處理，在國外多用于生產(chǎn)精糖。電滲析法以選擇性離子交換膜為分離介質(zhì)，以直流電場作為驅(qū)動力，可將電解質(zhì)離子組分從水溶液和其他不帶電組分中分離出來。糖漿上浮法是利用打泡機將含泡糖漿打成碎泡進行浮升，各種懸浮雜質(zhì)與氣泡附著一起被帶到液面上被撇除，底部的糖漿成為清凈的糖漿。薄膜分離法中又有超濾法和反滲透法。超濾法提純糖汁所用的半透膜，能放過水和蔗糖等小分子，但不讓色素、蛋白質(zhì)和膠體粒子通過。反滲透法相當(dāng)于滲透法的反過程，在制糖工業(yè)中可以用來代替糖汁提純和蒸發(fā)。當(dāng)前應(yīng)用超濾法和反滲透法提純和濃縮糖汁的關(guān)鍵在于能否制備性能良好的半透膜，該技術(shù)除了要求膜有很高的選擇性外，還要求膜具有化學(xué)穩(wěn)定性，使用壽命要長而且不易污染，機械強度要大等。離子排斥法是以溶質(zhì)在液相和固相上的分配差別為基礎(chǔ)，利用離子交換樹脂將離子型溶質(zhì)和非離子型溶質(zhì)互相分離的方法。上述技術(shù)雖然具有很多優(yōu)點，但是由于蔗糖產(chǎn)品價格較低而新技術(shù)澄清提純的成本一般較高，很難在制糖工業(yè)上大規(guī)模推廣使用，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員都在努力尋求物美價廉的澄清方法。磁分離技術(shù)即利用外加磁場的作用改變物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)，使物質(zhì)內(nèi)能發(fā)生變化，使具備磁性的物質(zhì)得到分離。磁分離法按裝置原理可分為磁凝聚分離、磁盤分離和高梯度磁分離法三種。磁分離技術(shù)作為物理分離技術(shù)最早應(yīng)用于礦石的篩選、高嶺土的脫色增白，并成功地應(yīng)用于城市工業(yè)廢水處理。高梯度磁分離技術(shù)(HGMS)是采用能產(chǎn)生高磁場梯度的聚磁介質(zhì)，獲得高磁力來實現(xiàn)對微細粒弱磁性物料的捕收，達到去除微細粒弱磁性物料的目的。高梯度磁分離技術(shù)可以應(yīng)用于工業(yè)煙氣除塵和廢水處理領(lǐng)域，應(yīng)用于廢水處理則要先投加“磁種，，和混凝劑，增強吸附雜質(zhì)的能力，但利用磁分離技術(shù)澄清甘蔗糖廠清汁方面卻未見有報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種在后續(xù)處理中不添加化學(xué)澄清劑、分離效果明顯的利用高梯度磁分離技術(shù)澄清甘蔗糖廠清汁的方法。
本發(fā)明以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題本發(fā)明方法的工藝步驟為一種利用磁分離技術(shù)澄清處理甘蔗清汁的方法，其特征是工藝步驟為(1)添加四氧化三鐵磁性粉末到甘蔗清汁中，磁性粉末添加量為0. 1
0.3g/150ml 清汁；(2)勻速攪拌加入磁種后的料液1 5min ；(3)攪拌反應(yīng)后的料液在60 90°C的條件下保溫3 5min ；(4)保溫處理的料液以75 225mL/min流速迅速通過磁場，磁場強度為0. 5
1.5T ；(5)趁熱將料液快速通過磁粉分離器，收集處理后的料液。四氧化三鐵粉末為分析純納米顆粒。攪拌機攪拌速為100 300pm。磁分離技術(shù)進一步澄清亞法糖廠清汁的最佳反應(yīng)條件為磁鐵粉加入量 0. lg/150mL清汁，攪拌速度為lOOrpm，磁化攪拌時間3min，磁場強度為1. 5T。磁分離技術(shù)進一步澄清石灰法處理的清汁最佳反應(yīng)條件為磁鐵粉加入量為 0. lg/150mL清汁，攪拌速度為lOOrpm，磁化攪拌時間3min，磁場強度為1T。本發(fā)明在物理澄清工藝——磁分離技術(shù)分離澄清雜質(zhì)的基礎(chǔ)上，提供了一項甘蔗制糖二次澄清的物理澄清工藝，該工藝在后續(xù)處理中不添加化學(xué)澄清劑，分離效果明顯，清汁及其后續(xù)糖漿熱穩(wěn)定性好，試驗結(jié)果表明該技術(shù)可以用于糖汁的澄清除雜過程，而且該設(shè)備占地面積小、節(jié)能，可以降低企業(yè)生產(chǎn)成本，在制糖業(yè)會有良好的發(fā)展前景。


圖1為本發(fā)明利用磁分離技術(shù)澄清處理甘蔗清汁的方法流程圖。
具體實施例方式(1)處理亞硫酸法糖廠清汁實施例1 每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0. lg，在攪拌機速度為IOOrpm下攪拌5min，在恒溫水浴鍋溫度90°C下保溫5min，借助蠕動泵使糖汁流速為75mL/min下趁熱通過磁場強度為1. 5T的磁場，過濾磁化后的清汁除去吸附有雜質(zhì)的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結(jié)果相對原汁空白對照組純度差為0. 64，色值指標(biāo)降低 15. 56%。實施例2 每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0. lg，在攪拌機速度為200rpm下攪拌3min，在恒溫水浴鍋溫度60°C下保溫5min，借助蠕動泵使糖汁流速為150mL/min下趁熱通過磁場強度為1. OT的磁場，過濾磁化后的清汁除去吸附有雜質(zhì)的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結(jié)果相對原汁空白對照組純度差為0. 67，色值指標(biāo)降低9. 46% ο實施例3
每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0.2g，在攪拌機速度為300rpm下攪拌lmin，在恒溫水浴鍋溫度90°C下保溫:3min，借助蠕動泵使糖汁流速為75mL/min下趁熱通過磁場強度為1. OT的磁場，過濾磁化后的清汁除去吸附有雜質(zhì)的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結(jié)果相對原汁空白對照組純度差為0. 56，色值指標(biāo)降低8. 67%。實施例4 每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0.3g，在攪拌機速度為200rpm下攪拌3min，在恒溫水浴鍋溫度90°C下保溫5min，借助蠕動泵使糖汁流速為75mL/min下趁熱通過磁場強度為0. 5T的磁場，過濾磁化后的清汁除去吸附有雜質(zhì)的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結(jié)果相對原汁空白對照組純度差為2. 03，色值指標(biāo)降低-6. 72%。實施例5 每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0.3g，在攪拌機速度為IOOrpm下攪拌2min，在恒溫水浴鍋溫度60°C下保溫3min，借助蠕動泵使糖汁流速為225mL/min下趁熱通過磁場強度為1. OT的磁場，過濾磁化后的清汁除去吸附有雜質(zhì)的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結(jié)果相對原汁空白對照組純度差為-0. 82，色值指標(biāo)降低9. 86%。(2)處理石灰法清汁實施例1 每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0. lg，在攪拌機速度為300rpm下攪拌5min，在恒溫水浴鍋溫度60°C下保溫5min，借助蠕動泵使糖汁流速為225mL/min下趁熱通過磁場強度為0. 5T的磁場，過濾磁化后的清汁除去吸附有雜質(zhì)的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結(jié)果相對原汁空白對照組純度差為0. 16，色值指標(biāo)降低-6. 54%。實施例2 每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0. lg，在攪拌機速度為200rpm下攪拌lmin，在恒溫水浴鍋溫度90°C下保溫:3min，借助蠕動泵使糖汁流速為225mL/min下趁熱通過磁場強度為1. OT的磁場，過濾磁化后的清汁除去吸附有雜質(zhì)的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結(jié)果相對原汁空白對照組純度差為0. 55，色值指標(biāo)降低0. 37%。實施例3 每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0.2g，在攪拌機速度為300rpm下攪拌3min，在恒溫水浴鍋溫度60°C下保溫3min，借助蠕動泵使糖汁流速為75mL/min下趁熱通過磁場強度為1. OT的磁場，過濾磁化后的清汁除去吸附有雜質(zhì)的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結(jié)果相對原汁空白對照組純度差為0. 21，色值指標(biāo)降低3. 23%。實施例4 每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0.3g，在攪拌機速度為300rpm下攪拌lmin，在恒溫水浴鍋溫度90°C下保溫5min，借助蠕動泵使糖汁流速為75mL/min下趁熱通過磁場強度為1. 5T的磁場，過濾磁化后的清汁除去吸附有雜質(zhì)的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結(jié)果相對原汁空白對照組純度差為0. 3，色值指標(biāo)降低 59. 71%。實施例5 每份清汁樣品取150mL進行試驗，在室溫下加入磁種四氧化三鐵粉末0.3g，在攪拌機速度為IOOrpm下攪拌2min，在恒溫水浴鍋溫度60°C下保溫5min，借助蠕動泵使糖汁流速為150mL/min下趁熱通過磁場強度為1. OT的磁場，過濾磁化后的清汁除去吸附有雜質(zhì)的磁粉，取濾清汁樣液進行分析檢測，檢測結(jié)果相對原汁空白對照組純度差為-0. 9，色值指標(biāo)降低 45. 42%。
權(quán)利要求
1.一種利用高梯度磁分離技術(shù)澄清處理甘蔗清汁的方法，其特征是工藝步驟為(1)添加四氧化三鐵磁性粉末到甘蔗清汁中，磁性粉末添加量為0.1 0. 3g/150ml清汁；(2)勻速攪拌加入磁種后的料液1 5min；(3)攪拌反應(yīng)后的料液在60 90°C的條件下保溫3 5min；(4)保溫處理的料液以75 225mL/min流速迅速通過磁場，磁場強度為0.5 1. 5T ；(5)趁熱將料液快速通過磁粉分離器，收集處理后的料液。
2.如權(quán)利要求1所述的利用高梯度磁分離技術(shù)澄清處理甘蔗清汁的方法，其特征是四氧化三鐵粉末為分析純納米顆粒。
3.如權(quán)利要求1所述的利用高梯度磁分離技術(shù)澄清處理甘蔗清汁的方法，其特征是攪拌機攪拌速為100 300pm。
4.如權(quán)利要求1所述的利用高梯度磁分離技術(shù)澄清處理甘蔗清汁的方法，其特征是磁分離技術(shù)進一步澄清亞法糖廠清汁的最佳反應(yīng)條件為磁鐵粉加入量0. lg/150mL清汁，攪拌速度為lOOrpm，磁化攪拌時間3min，磁場強度為1. 5T。
5.如權(quán)利要求1所述的利用高梯度磁分離技術(shù)澄清處理甘蔗清汁的方法，其特征是磁分離技術(shù)進一步澄清石灰法處理的清汁最佳反應(yīng)條件為磁鐵粉加入量為0. lg/150mL清汁，攪拌速度為lOOrpm，磁化攪拌時間3min，磁場強度為1T。
全文摘要
一種利用高梯度磁分離技術(shù)澄清處理甘蔗清汁的方法，工藝步驟是添加四氧化三鐵磁性粉末到甘蔗清汁中，勻速攪拌后在60～90℃下保溫3～5min；再迅速通過磁場強度為0.5～1.5T的磁場，并趁熱將料液快速通過磁粉分離器，收集處理后的料液。本發(fā)明在物理澄清工藝-磁分離技術(shù)分離澄清雜質(zhì)的基礎(chǔ)上，提供了一項甘蔗制糖二次澄清的物理澄清工藝，該工藝在后續(xù)處理中不添加化學(xué)澄清劑，分離效果明顯，清汁及其后續(xù)糖漿熱穩(wěn)定性好，試驗結(jié)果表明該技術(shù)可以用于糖汁的澄清除雜過程，而且該設(shè)備占地面積小、節(jié)能，可以降低企業(yè)生產(chǎn)成本，在制糖業(yè)會有良好的發(fā)展前景。
文檔編號C13B20/00GK102517402SQ20111040616
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者倪小智, 唐艷瓊, 孫衛(wèi)東, 張娟, 朱蓉艷, 李軍委, 牛麗, 謝偉 申請人:廣西大學(xué)