2022年亞硫酸法工藝技術(shù)條件

1、亞硫酸法工藝技術(shù)條件亞硫酸法工藝技術(shù)條件亞硫酸法工藝技術(shù)條件硫熏強(qiáng)度預(yù)加灰與一次加熱二次加熱磷酸的使用中和 ph 與清汁 ph 值二次硫熏亞硫酸法所用的工藝技術(shù)條件對(duì)澄清成效有很大影響,因而始終 受到糖業(yè)界的高度重視和廣泛的討論；廣東糖業(yè)界在 20 世紀(jì)五六十 歲月曾經(jīng)進(jìn)行過具體的討論和在生產(chǎn)上驗(yàn)證,雖然不同地區(qū)、品種 的蔗汁的最相宜澄清技術(shù)條件有差異,但也有共通的規(guī)律；以后國(guó) 內(nèi)各地的糖廠實(shí)行的技術(shù)條件略有改進(jìn),主要是提高了硫熏和磷酸 的數(shù)量；1、硫熏強(qiáng)度硫熏強(qiáng)度是影響亞硫酸法澄清成效的最主要因素,并對(duì)生產(chǎn)成本 有重要影響；硫熏強(qiáng)度以蔗汁吸取的so2 量g/l表示,習(xí)慣上以 10ml 硫熏后

2、的蔗汁用碘液滴定所消耗的碘液mlcc 數(shù)表示；隨硫熏量增大,亞硫酸的脫色作用增強(qiáng),生成的亞硫酸鈣沉淀量 增大和吸附除去較多色素與其它雜質(zhì),清汁色澤變淺,清汁含鈣量 和灰分減低,膠體含量亦有所削減；例如在廣東順德糖廠進(jìn)行的多 組試驗(yàn),不同的硫熏強(qiáng)度時(shí)清汁質(zhì)量的平均值如下表；印度的討論證明,亞硫酸法在加入 去率較高,清汁色澤較淺；so2 量較多時(shí),對(duì)酚類物的除硫熏強(qiáng)度對(duì)生成的沉淀物的形狀有很大影響；在硫熏量較低如 0.4 0.6g/l 時(shí),由于亞硫酸形成鈣鹽沉淀的比率較低,生成的 caso3 粒子不多；討論發(fā)覺,當(dāng)蔗汁硫熏量低于so21g/l時(shí),加灰加熱后生成的凝聚物主要是磷酸鈣沉淀,亞硫酸鈣不多

3、；他認(rèn)為蔗汁中的膠體對(duì)亞 硫酸鈣有愛護(hù)作用,故雖然此時(shí)汁中亞硫酸量為磷酸的兩三倍,但亞硫酸鈣沉淀不多；在加入so2 量超過 1.5g/l時(shí),情形有很大不同,此時(shí)亞硫酸鈣晶體分布較廣,晶體與團(tuán)塊緊密連接,沉淀物比較粗 大而緊密牢固,這就改善了蔗汁的沉降和過濾性；在硫熏強(qiáng)度較低 如約 5ml 時(shí),亞硫酸鈣的沉淀率相當(dāng)?shù)?清汁 含鈣量和灰分較高,清汁純度降低,簡(jiǎn)潔顯現(xiàn)純度差為負(fù)數(shù)的現(xiàn)象；當(dāng)硫熏量超過 11.2g/l時(shí),亞硫酸鈣沉淀率較高,清汁純度一般有明顯的上升,純度差一般都是正數(shù) 除非操作治理很差 ；澄清性能不良的蔗汁用高硫熏亦有較好的成效；據(jù)福建度峰糖廠的室內(nèi)試驗(yàn),霜凍甘蔗的蔗汁用較高的硫熏強(qiáng)度

4、處理時(shí),清汁色值較低、泥汁較緊密牢固,過濾阻力系數(shù)降低；現(xiàn)在國(guó)內(nèi)通用的設(shè)備,蔗汁硫熏后迅即加灰中和,蔗汁在酸性下經(jīng)過時(shí)間很短,蔗糖很少轉(zhuǎn)化；但假如硫熏后較長(zhǎng)時(shí)間才加灰 如在某些設(shè)備和在室內(nèi)試驗(yàn)中 ,強(qiáng)硫熏可能造成較大的轉(zhuǎn)化缺失；在 20 世紀(jì) 50 歲月,廣東各糖廠因設(shè)備限制,硫熏強(qiáng)度只約 8ml左右,純度差不時(shí)顯現(xiàn)負(fù)數(shù)；后來改進(jìn)設(shè)備特殊是在 70 歲月采納立式硫熏中和管道以后,硫熏強(qiáng)度普遍提高到 高了澄清成效；而對(duì)于難處理的蔗汁,提高至不過,應(yīng)當(dāng)同時(shí)親密留意清汁中的殘留1012ml 以上,相應(yīng)提 15ml 亦有作用；so2 量,如殘留量偏高,應(yīng)找出緣由加以解決；不應(yīng)當(dāng)單方面無限制地提高硫熏強(qiáng)

5、度,這不 但增大生產(chǎn)成本,仍會(huì)帶來積垢多和灰份高等問題；2、磷酸的使用用石灰法澄清時(shí),蔗汁含p2o5 量需要達(dá)到 300mg/l 時(shí)才能取得較好的成效；亞硫酸法澄清增加了亞硫酸鈣作澄清劑,但實(shí)踐證明,它并不能取代磷酸鈣的作用,一般仍舊需要蔗汁含有 p2o5 約 300mg/l 才能得到較好的澄清成效；磷酸鈣是絮狀的沉淀物,能形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將各種不同性質(zhì)的微粒 捕集起來而一起沉淀,從而有效地提高了清汁的清度,這種性能是 亞硫酸鈣不能代替的；實(shí)踐證明,磷酸和亞硫酸的功能有相近之處,但亦略有不同；亞硫酸多可使沉淀物緊密牢固,沉降過濾速度快,磷酸量足夠可使沉淀物凝結(jié)狀態(tài)好,沉降形狀勻稱,清汁清度高；兩者

6、都有脫色作用,可以相互補(bǔ)充,但不能以一種完全取代另一種；據(jù)順德糖廠多次室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果,在中和汁中加入 p2o550150mg/l ,清汁純度可提高0.2 0.7 比不增加磷酸者 ,清汁色值降低 1030%,但泥汁體積有所增大；蔗汁中的磷酸通常有少量殘留在清汁中,正常情形下為 3060mg/l ,與原有的總磷酸量關(guān)系不大；但如澄清技術(shù)條件不正常,這個(gè)數(shù)字會(huì)明顯增大；國(guó)內(nèi)不少甘蔗老產(chǎn)區(qū)由于少施用磷肥,甘蔗含磷酸量偏低,一些 廠混合汁含 p2o5 量低于 100mg/l 或以下；假如不增加磷酸,沉淀物 常難團(tuán)圓良好,微細(xì)的 . 懸浮粒子多,沉降速度慢,甚至有較多微粒 不沉淀,造成清汁混濁；磷酸量不足時(shí)

7、清汁色澤亦較紅；現(xiàn)在多數(shù)亞硫酸法糖廠都加入磷酸使蔗汁含p2o5 達(dá)到約300mg/l ,沉淀物結(jié)構(gòu)形狀改善,清汁清度提高,色澤變淺；但假如加入磷酸過多,如超過 體積增大；350400mg/l ,有時(shí)會(huì)使沉淀物變得較疏松,磷酸加入的位置一般在硫熏中和處或混合汁預(yù)灰處；在前面加可 使磷酸鈣提早析出,提高預(yù)灰與一次加熱的“ 預(yù)凈” 成效；有一些 廠在加磷酸量大時(shí),分別在預(yù)灰和中和兩處加入；關(guān)鍵問題是要控 制勻稱穩(wěn)固；糖廠過去常使用過磷酸鈣,它是由磷灰石加硫酸制成,含有效p2o5 較低,一般為 1216%有些質(zhì)量差者低于10%,相當(dāng)于純過磷酸鈣 cah2po4220 26%,其余大部分為硫酸鈣,硫酸鈣

8、進(jìn)入蔗 汁中就增加清汁灰分,并會(huì)在蒸發(fā)罐中析出成為積垢,是很有害的；因此,使用過磷酸鈣要留意盡量少帶入硫酸鈣；應(yīng)當(dāng)用高溫?zé)崴_ 制過磷酸鈣溶液（硫酸鈣在高溫下的溶解度較低）,經(jīng)過沉淀取其上層清液而棄去沉渣；過磷酸鈣雖然價(jià)格較低,但使用麻煩并有副 作用,近年來已很少使用；使用重過磷酸鈣的成效較好,它的主要成份是純過磷酸鈣,水溶性 p2o5 含量為 3645%,不含硫酸鈣；它易溶于水,使用便利,且 雜質(zhì)少,雖然價(jià)格稍高,亦受糖廠歡迎；近年來很多糖廠使用工業(yè)磷酸,它含純磷酸約 85%,折合 p2o5 約 61.5%；它的雜質(zhì)更少,使用更便利,使用成效亦好,但價(jià)格較高；應(yīng)當(dāng)留意,市面上仍有一種稀的工業(yè)

9、磷酸產(chǎn)品,它的質(zhì) 量較差 含有不少硫酸 ,不宜用于糖廠；3、預(yù)加灰與一次加熱亞硫酸法糖廠澄清使用預(yù)加灰,是廣東糖業(yè)界在 20 世紀(jì) 50 歲月 初第一討論實(shí)施的；預(yù)加灰和一次加熱起著對(duì)蔗汁 預(yù)凈 的作用,使汁中的蛋白質(zhì)、磷酸及部分其他非糖分凝結(jié)析出,為下一步加入亞硫酸與石灰反應(yīng)形成caso3 沉淀,并吸附其他非糖分制造了有利條件；由于削減了膠體的愛護(hù)作用,caso3 沉淀反應(yīng)較完全；大量的試驗(yàn)結(jié)果和生產(chǎn)實(shí)踐說明,適當(dāng)?shù)念A(yù)灰預(yù)熱可以提高最終清汁的純度、降低其色值和含鈣量；現(xiàn)在國(guó)內(nèi)多數(shù)甘蔗糖廠,蔗汁在壓榨間加灰至中性鄰近,再泵到制煉間進(jìn)行一次加熱,立即泵送到硫熏器；設(shè)備簡(jiǎn)潔流程短,但效果并未達(dá)到正

10、確狀態(tài),仍可作較大的改進(jìn)；第一,將混合汁先加灰中和可以防止蔗糖轉(zhuǎn)化,但冷汁加灰用灰量較大（以相同的 ph 值對(duì)比）,清汁含鈣量相應(yīng)增加,而且不利于一些有機(jī)膠體的凝結(jié)；假如先加熱到6070后加灰,加灰量和清汁含鈣量都較低,對(duì)膠體的凝結(jié)亦較為有利,但蔗汁在酸性下加熱 會(huì)有一些蔗糖轉(zhuǎn)化；不過兩者相比,前者的好處大于其缺點(diǎn)（由于 這段時(shí)間很短,轉(zhuǎn)化缺失很小）；將蔗汁加熱后加灰并攪拌一段時(shí) 間,可使膠體物質(zhì)凝結(jié)得更為穩(wěn)固,不易因硫熏時(shí) ph 下降而復(fù)溶,成效更好；這樣做需要在制煉間增加一個(gè)攪拌箱,但明顯的好處是 加灰 ph 值能掌握得更適當(dāng)和穩(wěn)固,克服目前在壓榨車間加灰波動(dòng)大 的缺點(diǎn)；國(guó)外甜菜糖廠澄清處

11、理的各個(gè)階段都很講究,其成效遠(yuǎn)優(yōu)于甘蔗 糖廠；其中一項(xiàng)重要措施是努力提高預(yù)加灰的成效；它們普遍使用漸進(jìn)式預(yù)加灰設(shè)備（通常是長(zhǎng)槽式）,使糖汁ph 值逐步緩慢地上升,使汁中的各種雜質(zhì)逐步凝結(jié)析出和形成穩(wěn)固牢固的沉淀物；甘蔗糖 廠應(yīng)當(dāng)推廣這個(gè)體會(huì)；仍可以將部分預(yù)灰后的蔗汁回流入預(yù)灰前的 蔗汁,利用前者的沉淀物作為預(yù)灰過程新析出膠體物質(zhì)的核心；回 流預(yù)灰的方法也是甜菜糖廠普遍應(yīng)用的；在這種條件下,可以應(yīng)用較高的預(yù)加灰ph 值；廣東順德糖廠在20 世紀(jì) 50 歲月曾討論多種預(yù)灰方法,發(fā)覺加灰至強(qiáng)堿性可使更多 的膠體和非糖分凝結(jié)析出,雖然它們有部分在硫熏中和時(shí)會(huì)復(fù)溶,但亦有相當(dāng)部分不再溶,因而除去非糖分總

12、量較多,清汁純度提高 幅度較大；強(qiáng)堿預(yù)灰后沉淀物體積較大,主要是由于沉淀的非糖分 較多,在現(xiàn)行硫熏強(qiáng)度較高的情形下,這個(gè)問題不大；加灰到強(qiáng)堿 性如 ph10.5 是更好的,但必需掌握穩(wěn)固；當(dāng)時(shí)在生產(chǎn)上進(jìn)行了多天 的試驗(yàn),清汁純度較高,色澤較好；但由于設(shè)備不配套而未長(zhǎng)期使 用；這個(gè)方法更適合用于處理生長(zhǎng)條件不良（如干旱或近海地區(qū)）而新奇度較高的蔗汁；對(duì)現(xiàn)行的系統(tǒng),掌握預(yù)加灰ph 值穩(wěn)固很重要,特殊是仍原糖或酚類物含量較高的蔗汁,ph 值不宜偏高；關(guān)于一次加熱溫度,蛋白質(zhì)在60以上開頭變性凝結(jié),隨溫度上升而加強(qiáng)；提高溫度亦可促進(jìn)磷酸和亞硫酸與鈣的反應(yīng),對(duì)澄清 成效有利,特殊是對(duì)一些澄清困難但仍原糖

13、不多的蔗汁,溫度提高 到 7580也有好處；但假如加灰到強(qiáng)堿性,溫度就不宜高,如不超過 60；仍要考慮溫度高時(shí)so2 的吸取比較困難；對(duì)現(xiàn)在通用的流程和設(shè)備, 6070較適中；假如在室內(nèi)試驗(yàn)中將蔗汁先硫后灰,在高溫酸性下蔗糖轉(zhuǎn)化較快；4、中和 ph 與清汁 ph 值亞硫酸法的中和與清汁 大的影響；ph 值是很重要的指標(biāo),對(duì)澄清成效有很在正常情形下,亞硫酸法清汁ph 比中和 ph 低 0.1 0.2 ；這主要是由于二次加熱和沉淀過程中磷酸鈣和亞硫酸鈣的進(jìn)一步反應(yīng)；不過,假如石灰乳的質(zhì)量不好 未乳化的粗粒多 ,就清汁 ph 會(huì)高于中和 ph；應(yīng)當(dāng)以清汁 ph 作掌握的標(biāo)準(zhǔn),而以中和 ph 作為操作

14、的依 據(jù)；亞硫酸法清汁 ph 的可變范疇并不大,但它的影響仍是很明顯；第一它影響到亞硫酸的離解、與鈣的反應(yīng)以及清汁殘留亞硫酸量和 鈣量；廣東曾多次試驗(yàn),以同一的硫熏汁加灰至不同的 ph,二次加 熱沉淀后的清汁的 so2 和 cao 含量的平均值與 ph 的關(guān)系如下表；這些數(shù)據(jù)說明,在清汁ph 較低時(shí),清汁中 so2 和 cao 的殘留量都較高,即有較多溶解的 cahso32 ；亞硫酸需在較高 ph 下才能較完全地離解和形成 caso3 沉淀；另一方面,很多種非糖分和鈣結(jié)合沉淀的作用亦是在堿性下較強(qiáng),酸性下較弱；因此,亞硫酸法清汁含鈣量通常是在微堿性下較低；90 歲月在廣西進(jìn)行的多次試驗(yàn),得到相

15、像的結(jié)果；應(yīng)當(dāng)留意,亞硫酸法中清汁ph 對(duì)清汁含鈣量的影響和石灰法有很大的不同；石灰法的清汁含鈣量總是隨清汁 ph 上升而增加的,這種關(guān)系在不少制糖書籍和資料中都有介紹,但它們往往沒有說明這是石灰法中的情形；以至常常引起誤會(huì),以為亞硫酸法也是這樣；必需將它們區(qū)分清晰,正確把握它們的規(guī)律；國(guó)外的討論有類似的結(jié)果；大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)都說明,當(dāng)清汁 ph 低于 7.0 時(shí),它的含鈣量明顯增加；中和 ph 和清汁 ph 仍有一個(gè)極重要的影響,即它是打算蔗糖轉(zhuǎn)化和仍原糖的 maillard反應(yīng)速度的最主要因素之一；由于蔗汁要在100高溫下在沉淀器中停留較長(zhǎng)時(shí)間 數(shù)非常鐘或以上 ,并隨后在更高溫度下進(jìn)行蒸發(fā),時(shí)

16、間亦較長(zhǎng),不同ph 的影響由于高溫長(zhǎng)時(shí)間而變得很明顯；如ph 低于 7.0 ,蔗糖的轉(zhuǎn)化較快；又如ph 過高,仍原糖的分解反應(yīng)又會(huì)較強(qiáng)；這些都是不利的；通常,在蔗汁中仍原糖含量不高的情形下,采納稍高 ph 的澄清成效較好；依據(jù)很多試驗(yàn)資料,對(duì)于多數(shù)成熟甘蔗的新奇正常的蔗汁,采納微堿性的清汁ph 值可使較多的非糖分與鈣結(jié)合沉淀,澄清成效較好,沉淀物較牢固,沉淀與過濾較快,清汁較清亮透亮,色澤好,純度亦較高；廣東順德糖廠從1950 歲月以來,通過大量室內(nèi)試驗(yàn)后即采納了微堿性的清汁 ph,一般為 7.1 7.3 ；廣東一些糖廠初期曾采納微酸性的清汁 ph,但后來多數(shù)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槲A性；80 年代后廣東

17、各大糖廠及多數(shù)生產(chǎn)成果較好的中小糖廠,清汁 ph 均在7.0 以上,對(duì)提高澄清成效、提高白糖質(zhì)量和煮煉收回率都有良好的作用；無疑,清汁 ph 的打算應(yīng)考慮到甘蔗原料的情形,假如蔗汁中仍原糖或酚類物含量較高或本身酸度較大 如未成熟或受霜害或不新奇的甘蔗 ,清汁 ph 不宜過高,但也不要低于 7.0 ；在生產(chǎn)上仍要注意蔗汁中仍原糖對(duì)蔗糖比在澄清后的增減,不應(yīng)當(dāng)增加,但削減量也不應(yīng)過大,一般不超過 物質(zhì) ；510%其中包括了仍原糖以外的仍原性應(yīng)當(dāng)留意,蔗汁中色素的色澤隨 ph 上升而變深,低 ph 時(shí)顏色較 淺；這是一種類似指示劑的變色效應(yīng),是可逆的,這種變化在中性 鄰近特殊明顯；亞硫酸法澄清除去色

18、素的作用通常在微堿性下較好,酸性下較差；但由于色素的變色作用,清汁的外觀色澤不能反映這種差別,有時(shí)反而產(chǎn)生錯(cuò)覺；有些廠習(xí)慣于采納較 低的清汁 ph,以為此時(shí)清汁顏色淺是色素少,以為 ph 較高時(shí)外觀 顏色較深是產(chǎn)生了仍原糖分解作用,這在多數(shù)情形下只是誤會(huì)；清汁色值的分析要統(tǒng)一在ph7.0 進(jìn)行,才能正確地對(duì)比；中和與清汁 ph 值對(duì)清汁含鈣量和殘留亞硫酸量的影響是很重要 的,對(duì)清汁色值的影響也較大；各糖廠應(yīng)當(dāng)常常進(jìn)行試驗(yàn),討論不同時(shí)期和不同蔗汁的中和與清汁ph 值的影響及其正確值,把握其規(guī)律；仍要留意,室內(nèi)試驗(yàn)是和實(shí)際生產(chǎn)情形有差異的,特殊是生產(chǎn)上的蔗汁要在沉淀器和蒸發(fā)罐的高溫下經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間,

19、ph 偏低或偏高引起的不良反應(yīng)比在室內(nèi)試驗(yàn)大很多；制訂生產(chǎn)工藝技術(shù)條件,必需充分考慮這些因素,并要特殊強(qiáng)調(diào)掌握中和與清汁 ph 值穩(wěn)固；蔗汁在吸取二氧化硫和加灰中和后,宜在暫貯箱中緩慢攪拌 1520 分鐘進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),和使物料混合勻稱,削減 ph 值的瞬時(shí) 波動(dòng)；5、二次加熱在亞硫酸法中,將蔗汁加熱到100左右可加速磷酸和亞硫酸與鈣的反應(yīng),使它們較完全地生成鈣鹽沉淀,并使蛋白質(zhì)等各種非糖分凝結(jié)得更緊密牢固；加熱溫度一般掌握100102；實(shí)踐證明,溫度不足時(shí)沉淀物的凝結(jié)情形較差；亦曾經(jīng)試驗(yàn)使用較高的溫度,如 105110,發(fā)覺沉淀物的凝結(jié)情形變差,部分雜質(zhì)復(fù)溶,類脂 物較多分散出來,清汁較為乳濁

20、,成效不好；6、二次硫熏糖漿二次硫熏對(duì)提高白糖質(zhì)量有肯定的作用；不單亞硫酸法糖廠,碳酸法糖廠以及歐洲多數(shù)的清凈成效很好的甜菜糖廠,糖漿在煮煉 之前都經(jīng)過硫熏 硫漂 ；糖漿硫熏有肯定的脫色作用,這主要是亞硫酸與含雙鍵的有機(jī)物 結(jié)合削減了后者的雙鍵數(shù)量而減弱它的色澤,以及亞硫酸將高價(jià)鐵 仍原為低價(jià)鐵而使鐵化合物的色澤變淺；這些作用的大小與前面的處理情形有關(guān),假如糖汁原先未吸取過二氧化硫 或很少 ,就這些作用較大；而在蔗汁已經(jīng)過高硫熏時(shí),清汁和糖漿中仍含有少量亞 硫酸,這些作用就較小；不過,清汁中的亞硫酸在蒸發(fā)過程中部分 揮發(fā),部分被氧化,部分形成亞硫酸鈣沉淀,糖漿仍是需要再補(bǔ)充 一些；由于亞硫酸可以減弱煮糖過程中仍原糖與氨基酸的 maillard 反應(yīng),削減有色物的生成；長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐說明