[發明專利]一種基于膜法澄清多元聯產的制糖工藝

有效

• 申請號: 202110884243.6
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN113462822B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 李凱;陸文德;謝彩鋒;杭方學;鄧立高;陸海勤;潘莉莉;李文;周昊;梁漢柱;劉文青;李明星
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: C13B10/02
• 分類號: C13B10/02;C13B10/00;C13B20/00;C13B25/00;C13B30/00;C13B30/02;C13B50/00
• 代理公司: 南寧市來來專利代理事務所(普通合伙) 45118
• 代理人: 來臨

本發明公開一種基于膜法澄清多元聯產的制糖工藝，混合汁經物理除雜后，先進行第一次濃縮至18～20^oBx，濃縮后的混合汁再經陶瓷膜進行物理澄清，膜法清汁經第二次濃縮至55～65^oBx的糖漿，按照常規白砂糖煮制工藝生產白砂糖和低蔗糖液體糖；第一次和第二次濃縮過程得到的甘蔗原水經活性炭和反滲透膜過濾，制成甘蔗植物水；陶瓷膜過濾后含雜質的濃液經離心澄清，與糖蜜混合生產紅糖。本基于無化學助劑添加的膜法澄清工藝，將附產物高值化利用，延長產品鏈，增加經濟效益，第一次濃縮減少了后續進行膜法澄清的混合汁量，從而減少膜法澄清設備的投資，降低生產成本，大大提高甘蔗制糖企業的經濟效益。

技術領域

本發明涉及甘蔗制糖的技術領域，具體是一種基于膜法澄清多元聯產的制糖工藝。

背景技術

甘蔗，(學名：Saccharumofficinarum)甘蔗屬，多年生高大實心草本。根狀莖粗壯發達。稈高3-6米。蔗適合栽種于土壤肥沃、陽光充足、冬夏溫差大的地方。甘蔗是溫帶和熱帶農作物，是制造蔗糖的原料，且可提煉乙醇作為能源替代品。甘蔗是我國重要的糖料作物，是食糖的主要來源，食糖是關系國計民生的重要產品，既是食品、飲料、醫藥等產業不可或缺的基礎原料，又是城鄉居民的生活必需品，和糧、棉、油同屬國家戰略物資。甘蔗也是廣西種植面積最大的經濟作物，據國家統計局2018年數據，廣西甘蔗種植面積88.64萬公頃（約1330萬畝），占全國種植面積的63.05%；甘蔗產量7292.76萬噸，占全國甘蔗總產量的67.46%；產糖590萬噸，占全國產糖量67.23%。

甘蔗作為大宗農產品加工原料，目前甘蔗制糖主要的生產工藝為亞硫酸法和碳酸法。亞硫酸法工藝流程短、設備簡單，國內95%以上甘蔗糖廠采用此工藝，澄清過程中需要添加大量的化學助劑如石灰、磷酸、SO₂和聚丙烯酰胺（絮凝劑）等，經絮凝、沉淀和過濾除去混合汁中的色素和雜質，但該工藝存在產品品質低、產品殘硫量高及食糖安全隱患等問題。碳酸法產品品質較高、色澤較低，但該法生產流程較長、設備投入大、生產成本高，澄清過程需要添加大量的石灰、CO₂及少量的SO₂，并存在堿性濾泥量大、污染環境等難以解決的問題。而甘蔗制糖主要以生產白砂糖為主，產品單一，附加值低；其附產品糖蜜僅作為生產酒精或酵母的原料進行銷售，價格低廉。如何增加甘蔗制糖企業的利潤增長點，改變近幾年全行業處于虧損的困境，是當前急需解決的主要問題。

甘蔗中含有70％左右的水分，在甘蔗制糖生產濃縮過程中會產生大量的水分，無論是采用亞硫酸法生產工藝還是采用碳酸法生產工藝，都存在化學助劑殘留的可能，現行的處理方法是經過生化處理達標后直接排放江河。這些水是甘蔗植物中的原水，如果充分利用這些水加工成飲用水，將會提高甘蔗的附加值，提高制糖企業的經濟效益。以我國年入榨糖料蔗約8000萬噸估算，每年可產甘蔗植物水4000萬噸，約1200億瓶，產值超千億元；將甘蔗水變為生活飲用水，為我國每年新增4000萬噸的生活飲用水，必將改變我國水資源匱乏的局面，為全球淡水資源創造可持續性的貢獻。

甘蔗中含有人體需要的營養物質，而亞硫酸法和碳酸法生產工藝主要是從甘蔗中提取蔗糖，由于澄清過程中添加了大量的化學助劑，部分未完全反應的化學助劑殘留在最終糖蜜（俗稱“廢蜜”）中，因此糖蜜僅作為生產酒精及酵母的原料，糖蜜價格非常低廉。傳統制糖工藝加工過程中最終糖蜜約占加工甘蔗量的3%左右，糖蜜中的糖分主要是蔗糖、葡萄糖、果糖和葡聚糖，而且甘蔗中含有的微量元素及氨基酸等營養物質在加工過程被大多殘留在最終糖蜜中，未能得到有效利用。