浅谈精炼糖厂的碳酸法饱充

浅谈精炼糖厂的碳酸法饱充

施雄贵

广西糖业集团防城精制糖有限公司  广西防城港  538021

    摘要：如今人们食糖品质的要求越来越高，精制糖由于品质高，不含硫、杂质少、色值低，很受消费者的喜欢，将逐渐取代硫化白砂糖。精炼糖厂生产精制糖的关键是清除原糖中的杂质和色素，绝大部分杂质和色素都是在饱充过程中被碳酸钙吸附，经过板框压滤机过滤除去的，饱充是生产精制糖的关键技术和控制点，饱充效果的好坏直接影响产品的产量与质量。

    关键词：碳酸法饱充，精制糖，脱色率

双碳酸饱充原理。原糖溶解液经过一碳饱充、二碳饱充后，一碳饱充出口控制PH值为9.5～10.5，二碳饱充出口控制PH值为7.6～8.0。原糖汁经加热到一定温度，加入一定量的石灰乳后PH值高达10～11，高碱度的糖浆有利于非糖份的大量凝聚析出。一碳饱充主要是利用锅炉烟道气中的二氧化碳与过量的石灰乳作用，  Ca(OH) 2    +  CO2  =  CaCO3 ↓+  H2O在高碱度凝聚点的条件下，利用碳酸钙沉淀颗粒表面多孔性的吸附作用，吸附有色物质，凝聚胶体和沉淀无机非糖份[1]。二碳饱充的主要目的是使清汁钙盐含量减少到最低限度，碳酸钙继续吸附和色素杂质，从而进一步提高糖汁纯度，提高产品质量。

目前绝大部分精炼糖厂都是采用双碳饱充法生产精制糖，我们厂也是双碳饱充法。影响饱充效果的因素有[2]。1，原糖溶解液合适的锤度和流量的稳定，糖浆太稀不利于产量，太浓了糖液就过粘稠不利于二氧化碳与过量的石灰乳的反应和后段的过滤，锤度65为宜,必须根据原糖的品质来选择合适的原糖回溶锤度[3]，原糖质量差可调低点锤度，原糖质量好可调高点锤度。2，石灰的质量和石灰乳的浓度，石灰的有效氧化钙含量要到到90%以上，波美度16-18。3，加灰量[3]（石灰乳与糖液的比例）,实践表明，糖液加灰的最适与许多条件有关，必须根据原糖的品质来调节控制，通过不断试验获得最合适的加灰量。4，饱充温度，80-85度为宜。5，烟道气的质量，二氧化碳含量10%以上。6，饱充最终的PH值7.6-8.0，过高和过低都会加快糖的转化。PH值低于7.6, 转化速率提高较快。PH值7.6-8.0最稳定的，即转化速度最低。PH值高于8转化速率也增加, 但增长慢些, 不如PH值降低那样升高得快。7，饱充时间和静置时间,在炼糖过程中，饱充时间长短影响碳酸钙沉淀的分散度。合适的饱充时间有利于吸附作用，可使清汁的色值更低，钙盐含量更低。但饱充时间太短有可能碱度不够均匀使部分饱充不足或过饱充，这样对糖汁的质量也不利。饱充时间的长短与设备的结构有很大关系。

从2008年开始，本厂经过十年的生产实践和摸索，得到很多经验，影响饱充效果的因素都得到了有效的控制，饱充达到了比较好的效果，但是脱色率始终不太理想。也许是双碳饱充有它的局限性。1石灰乳和二氧化碳的反应时间不充足，存在滞后反应。2，生成的碳酸钙和杂质和色素的接触不够充分，时间也不是很够，导致吸附的杂质和色素不多，脱色率低。原糖色值1861IU，饱充后色值893，充脱色率偏低，只有52%。

2020年技改在二碳饱充后增加一个21立方的强化错流反应器，使碳酸钙和杂质色素等的快速均匀的接触，和增加它们的接触吸附时间，较大的增加了碳酸钙吸附除去杂质色素的效率效果。该强化错流反应器还可以加入活性炭,色素快速均匀被活性炭吸附，加入活性炭与糖之比为8：10000  ，明显降低糖浆的色值。原糖色值1972IU，饱充后色值750IU，脱色率52%升到62%。

2021年在前面的基础上，又技改增加一个85立方的饱充罐作为第一个罐。该饱充罐采用一种全新的反应工艺原理，结构上完全不同于传统的内容循环式饱充罐。新型饱充罐从强化反应和反应的微观混合反应效率方面进行布气和切割加速反应过程，提高反应效率，缩短反应时间，从而节约辅料的消耗和糖分的损失。保证一定的饱充反应时间，使二氧化碳与石灰乳充分完全反应，强化反应介质间的微观混合，促进各反应分子间的碰撞和接触，加速反应速率，缩短反应时间和减少滞后反应，保证反应完全，充分吸附非糖粉、色素和胶体，降低糖浆灰分、浊度和色值，提高糖浆质量。这样才能尽可能多的除去非糖分和色素胶体提高糖浆质量。

原来两个饱充罐，增加一个，现在是三个。通过控制PH值、测碱度，大部分生成碳酸钙的反应是在第一个罐发生的，大部分杂质和色素也是在这个时候被吸附。控制PH值和碱度，小部分碳酸钙在第二罐生成并吸附杂质色素。调节PH值和碱度，剩下极少的石灰在三碳反应生成碳酸钙，或已经没有石灰。相当与增加了二氧化碳和石灰乳的接触时间和空间，让反应更加完全，终点反应的PH值更加好控制、更加稳定，所有的石灰乳都能和二氧化碳反应。尽量避免不完全反应和过度反应，因为对后段危害不小。反应不完全，糖浆中会有不少钙离子；过度反应会生成碳酸氢钙，微溶于水且不稳定，糖浆中也会有不少钙离子，经过高温加热后，会生成碳酸钙沉淀，加热器会形成积垢，影响加热效率，积垢是很难清除。Ca(HCO

3)2  = CaCO3 ↓+  CO2  +H2O。

饱充效果很好，糖浆的色值和杂质得到极大的降低，增加了压滤机的过滤量，大大的降低树脂脱色的压力，延长树脂的使用寿命，提高产品的质量，节约成本提高效率。原糖色值1745IU，饱充后色值471IU,三碳饱充和活性炭的脱色效率高达73%。

技改前后饱充的脱色率

参考文献：

[1]南非精炼糖厂碳酸法工艺改革试验[南非] M. Moodlley等人

[2]喻佩.烟道气饱充糖浆过程的在线监测与精炼糖清净效果的研究.华南理工大学.2013

[3]赵寒平，何列容精炼糖清净工艺关键控制点分析广西轻工业.2010