[發明專利]一種用于膜法甘蔗制糖系統的抗菌裝置、抗菌方法、膜法甘蔗制糖系統及處理方法

在審

• 申請號: 201810473527.4
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108588289A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 羅建泉;萬印華;劉威
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C13B20/00
• 分類號: C13B20/00;C13B20/16
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種用于膜法甘蔗制糖系統的抗菌裝置、抗菌方法、膜法甘蔗制糖系統及處理方法，所述裝置包括加堿單元、換熱單元、紫外殺菌單元和膜組件納米銀殺菌單元；加堿單元包括至少兩個加堿裝置，加堿裝置分別位于預處理單元進料口和出料口；換熱單元位于預處理單元與澄清膜之間；紫外殺菌單元包括紫外線殺菌燈，紫外線殺菌燈設置于脫色原料儲存容器和濃縮原料儲存容器中；膜組件納米銀殺菌單元包括載銀隔網，載銀隔網設置于脫色膜和濃縮膜中。本發明所述裝置及方法能夠避免細菌生長和繁殖引起的預處理設備損壞、膜通量的下降和膜組件壓降的增加以及甘蔗清汁的酸化，從而提高蔗糖回收率，降低膜法甘蔗制糖工藝的運行成本。

技術領域

本發明屬于制糖技術領域，涉及一種用于膜法甘蔗制糖系統的抗菌裝置、抗菌方法、膜法甘蔗制糖系統及處理方法，尤其涉及一種利用高溫和紫外線殺菌技術抑制膜分離系統中生物污染的抗菌裝置、抗菌方法、膜法甘蔗制糖系統及處理方法。

背景技術

目前，甘蔗制糖工藝中的甘蔗混合汁清凈工段主要采用亞硫酸法或碳酸法，需要添加大量化學物質和絮凝劑以去除混合汁中的非糖雜質。這種化學清凈工藝存在工藝復雜，脫色率低，成品糖質量不穩定以及產品中含硫影響食品安全等問題。針對這些問題，CN105063247A公開了一種利用多級膜過濾技術精制甘蔗混合汁的制糖工藝，所述方法包括如下步驟：將甘蔗混合汁加熱后加入堿性物質調節pH值，通過預處理去除甘蔗混合汁中懸浮雜質后，濾液逐級通過微濾和超濾進行澄清和脫色，最后甘蔗清汁經納濾濃縮同時去除部分還原糖和無機鹽進入后續蒸發結晶工段。這種純物理分離的甘蔗混合汁清凈技術(膜法甘蔗制糖技術)具有綠色無害、脫色率高、產品質量穩定和易自動化生產等優點。

但是，由于甘蔗表面裂縫以及砍斷口處容易被腸膜明串珠菌感染，這類細菌在甘蔗混合汁中以蔗糖為主要碳源，發酵生成有機酸和葡聚糖，在膜法制糖工藝的預處理工段形成“蔗飯”，導致預處理設備的損壞；腸膜明串珠菌在葡聚糖的包裹下，可耐受80℃～85℃高溫，極易進入后續的膜分離系統，并在膜表面和膜組件隔網上快速繁殖，產生的葡聚糖又會進一步產生膜污染并堵塞膜組件內流道，造成膜通量下降和膜組件壓降增大，同時導致甘蔗清汁的酸化，給膜法甘蔗制糖工藝的長期穩定運行帶來極大的阻礙。CN 105063247A、CN 107937628A和CN 107937625A采用在預處理工段升溫和加堿調節pH值的方法抑制腸膜明串珠菌的生長和繁殖，但該細菌會釋放出有機酸不斷中和加入的堿，并且預處理工段加熱溫度最高僅為70℃，并不能完全殺死在其胞外產物葡聚糖保護下的細菌。如果將預處理工段溫度提高至85℃以上進行殺菌，后續的膜分離工段又無法承受如此高溫；進一步提高pH會帶來混合汁色值上升以及甘蔗清汁中無機鹽含量增加。為了避免細菌在膜分離工段的繁殖，可采用游離氯洗膜殺菌，但超濾和納濾膜材料均不耐氯。

因此，抑制甘蔗混合汁預處理和膜分離過程中腸膜明串珠菌的生長和繁殖，是保證膜法制糖工藝長期穩定運行、降低蔗糖損失率和提高甘蔗清汁質量的關鍵。

發明內容

針對現有膜法甘蔗制糖工藝中存在的微生物污染問題，本發明提供了一種用于膜法甘蔗制糖系統的抗菌裝置、抗菌方法、膜法甘蔗制糖系統及處理方法。本發明所述裝置、系統及方法是基于分段調節pH抑菌、高溫殺菌、紫外線殺菌和納米銀抑菌進行微生物污染防控。本發明所述裝置及方法能夠避免細菌生長和繁殖引起的預處理設備損壞、膜通量的下降和膜組件壓降的增加以及甘蔗清汁的酸化，從而提高蔗糖回收率，降低膜法甘蔗制糖工藝的運行成本。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種用于膜法甘蔗制糖系統的抗菌裝置，所述裝置包括加堿單元、換熱單元、紫外殺菌單元和膜組件納米銀殺菌單元；

所述加堿單元包括至少兩個加堿裝置，加堿裝置分別位于膜法甘蔗制糖系統中的預處理單元進料口和出料口；

所述換熱單元位于膜法甘蔗制糖系統中的預處理單元與澄清膜之間；