（制糖工程专业论文）dsa电极反应对蔗汁脱色及抑菌作用的研究.pdf

i j i i iri r l l1 1 11 1 1r il lj y 17 3 7 8 5 7 广西大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下完成的，研究工作所取得 的成果和相关知识产权属广西大学所有。除已注明部分外，论文中不包含其 他人已经发表过的研究成果，也不包含本人为获得其它学位而使用过的内 容。对本文的研究工作提供过重要帮助的个人和集体，均已在论文中明确说 明并致谢。 论文作者签名：彰粉汐，汐年6 月占日 学位论文使用授权说明 本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即： 本人保证不以其它单位为第一署名单位发表或使用本论文的研究内容； 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本； 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务； 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文： 在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 请选择发布时间： 函即时发布口解密后发布 ( 保密论文需注明，并在解密后遵守此规定) 论文作者签名：争糊导师签名：磅断户，睥 仂月r 6 日 d s a 电极反应对蔗汁脱色及抑菌作用的研究 摘要 传统甘蔗制糖生产过程存在脱色成本高、由微生物繁殖引起蔗糖 消耗严重等问题，被称为“环境友好”技术的电化学法己在印染废水 脱色和食品杀菌上应用的成功经验引起研究者们关注。对比现有常用 的净化处理方法，电化学法具有设备简单、使用范围广、不需投加大 量澄清剂等多项独特的优势，在绿色工艺方面极具潜力。钛基涂层电 极的发现与发展推动了电化学在水处理行业的发展，一般将这类电极 体系称为形稳阳极( d i m e n s i o n a l l ys t a b l ea n o d e ) ，意为电极的损耗很 小而能保持尺寸稳定。 本研究基于电解脱色抑菌过程机理的特点，利用钛基催化电极 ( d s a 电极) 对甘蔗糖厂蔗汁进行电解脱色抑菌作用研究，通过考 察脱色率、杂质去除率、抑菌情况等变化，评价电极反应对不同的糖 厂中间汁处理效果及其影响因素，以期对电催化氧化技术在糖厂的实 际应用进行必要的探索，并提供基础数据与实践指导。主要研究内容 与相关结论有以下四点： 1 、探索在不同电压下d s a 电极电解作用对新鲜混合汁不同成分 影响及其规律。实验数据显示，相关指标几乎都呈现缓慢增加后减少 的趋势。在电流密度为1 6 7 h 2 ，电位梯度为1 5 v c m 时电解除杂效 果最好，此时，可除去约6 的总酚及5 的还原糖，简纯度升高l ， 蔗糖转化率很低，脱色率可达7 0 ，由此可知，电解对混合汁有一定 脱色提纯作用。 2 、以处理前后蔗汁的脱色率为评价指标，探索不同电解时间、 温度、极间距和p h 值下电解脱色效果的变化规律。基于单因素实验 结果，并考虑到生产实际，利用响应面法对电解脱色工艺参数进行优 化，获得3 0 0 m l 混合汁的最佳电解脱色条件为：电压1 6 v ，电解时 间3 8 r a i n ，初始p h 值为6 9 ，电极间距为l c m ，此时脱色率的理论值 可达4 8 。该蔗汁结合亚法工艺处理得到清汁质量优于常规亚硫酸法 清汁，此方法可作为电解方法在亚硫酸法糖厂应用的技术路线参考。 3 、研究发现，蔗糖在中性情况下几乎不发生转化。在一定范围 内，蔗糖分随着电流密度增加而微量减少，电解进行后蔗糖分基本不 随电位梯度增加而变化。脱色率随着蔗汁简纯度增加而降低。蔗汁经 电解后添加聚合氯化铝的脱色率较添加有聚合氯化铝的蔗汁电解脱 色率高。此外，电极反应对预灰后蔗汁有较好脱色效果，且几乎不会 造成糖分损失；电解清汁脱色率为11 ，简纯度升高1 ，电解前后 清汁钙盐含量基本不变；电解1 5 - - 6 5 的赤砂糖回溶糖浆脱色率呈 现先快后慢的升高趋势。 4 、研究分别添加n a c l 、c a c l 2 、a 1 c 1 3 对电极反应抑菌作用的影 响，结果发现，上述盐类在电解过程中生成次氯酸是电解法具有长效 抑菌效果的主要原因。制糖助剂无电解抑菌作用。0 0 1 9 l 的e d t a 电解前后都有短时抑菌作用。氯化钠的自来水溶液具有电解持续抑菌 作用的最小浓度为o 1 0 。海水盐溶液具有电解持续抑菌作用的最小 浓度为0 2 0 。 关键词：d s a 电极电解蔗汁脱色抑菌 m s t u d yo ne l e c t r o l y t i cd e c o l o u r i z a t i o na n d b a c t e r i o s t a s i so f t h em i x e dj u i c ew i t ht h ee l e c t r o d eo fd s a a b s t r a c t t h ee x p e n d i t u r eo fd e c o l o u r i z a t i o ni sh i g ha n ds u c r o s ei s u s u a l l y i n v e r s e db yp r o p a g a t eo fm i c r o b ei nt r a d i t i o n a lp r o c e s so f s u g a rr e f m e r y t h e e l e c t r o c h e m i s t r y t r a n s f o r m a t i o n t e c h n o l o g y ，w h i c h i sc a l l e d e n v i r o n m e n t a l l yf r i e n d l yt e c h n o l o g y ，h a sg r e a tp r o g r e s s i n d e c o l o r i z a t i o no fp r i n t i n ga n dd y i n gw a s t ea n dd i s i n f e c t i o no ff o o d ，t o w h i c ht h ed o m e s t i ca n df o r e i g ns u g a rf i e l d t o g e t h e rp a y sa t t e n t i o n c o n t r a s t i n gw i t ht h et r a d i t i o n a lp u r i f i c a t i o n ，t h ee l e c t r o c h e m i c a lm e t h o d h a sm a n ya d v a n t a g e s t h ee q u i p m e n ti ss i m p l ea n de f f i c i e n tt ot r e a t m e n t o fs e w a g e ，w a s t eg a s ，v i r u l e n tw a s t e ；i td o e s n tn e e dl a r g eq u a n t i t yo f a d d i t i v e s t h e s ec h a r a c t e r i s t i c so ft h ee l e c t r o c h e m i c a lm e t h o d d e m o n s t r a t eu n i q u es u p e r i o r i t yi nt h ew a t e rt r e a t m e n tt e c h n o l o g i e s t h e d e v e l o p m e n to ft h e t i t a n i u mb a s e c o a t i n ge l e c t r o d ei m p r o v et h e a p p l i c a t i o no ft h ee l e c t r o c h e m i c a lm e t h o di nt h ew a t e rt r e a t m e n t t h e y a r ec a l l e dd i m e n s i o n a l l ys t a b l ea n o d e ( d s a ) ，t h el o s so fw h i c hi ss o s m a l lt h a tc a l lm a i n t a i nt h es i z es t a b l y t h i sr e s e a r c hb a s e do i lt h e e l e c t r o l y s i sp r o c e s s m e c h a n i s m s i v c h a r a c t e r i s t i co fd e c o l o r i z a t i o na n db a c t e r i o s t a s i s ，( t h ed s ae l e c t r o d e ) c o n d u c t st h ee l e c t r o l y s i sd e c o l o r i z a t i o na n dd i s i n f e c t i o nr e s e a r c hu s i n g t h et i t a n i u mb a s ec a t a l y s i se l e c t r o d et ot h es u g a rc a n ej u i c ei ns u g a r r e f i n e r y d e c o l o r i z a t i o nr a t e ，t h ei m p u r i t ye l i m i n a t i o nr a t ea n dt h ec h a n g e o fb a c t e r i o s t a s i ss i t u a t i o na r ei n s p e c t e d a n dt h ep r o c e s s i n ge f f e c ta n d i n f l u e n c i n gf a c t o rb yu s eo ft h ee l e c t r o d ei nt h es p e c i f i co r g a n i cm a t t e r s y s t e ma r ee v a l u a t e d t h ep r o c e s s i n gp r a c t i c a la p p l i c a t i o ni se x p e c t e dt o p r o v i d et h ee s s e n t i a ld a t u ma n dp r a c t i c a lg u i d et ou s et h ee l e c t r o c a t a l y s i s o x i d a t i o nt e c h n o l o g yi nt h es u g a rr e f i n e r yo r g a n i cw a t e rs y s t e m t h e m a i ns t u d yc o n t e n t sa n dr e l a t e dc o n c l u s i o n sw e r ea sf o l l o w s ： 1 d i f f e r e n ti n g r e d i e n tr u l e so fe l e c t r o l y s i se f f e c to n 舭s hm i x e d j u i c ew e r ee x p l o r e du n d e rd i f f e r e n tv o l t a g e sb yd s ae l e c t r o d e t h e t e n d e n c i e sa l m o s tw e r et h a tt h e yi n c r e a s e ds l o w l y a tf l r s ta n dt h e nr e d u c e d w h e nt h ec u r r e n td e n s i t yw a s16 7a m 2 ，t h ee l e c t r i cp o t e n t i a lg r a d i e n t w a s15 v c m ，t h ee l e c t r o l y s i sr e m o v a le f f e c tw a sb e s t a tt h es a m et i m e ， a p p r o x i m a t e l y6 t o t a lp h e n o lm a yb er e m o v e d ，5 r e d u c i n gs u g a r s w e r ed e s t r u c t e d ，1 p u r i t yw a se l e v a t e d ，a n ds u c r o s ei n v e r s i o nw a sl i t t l e ， t h ed e c o l o r i z a t i o nr a t em a yr e a c h7 0 o b v i o u s l y , t h ee l e c t r o l y s i sh a d c e r t a i nd e c o l o r i z a t i o na n d p u r i f i c a t i o ne f f e c to nt h em i x e dj u i c e 2 d e c o l o r i z a t i o nr a t ew a st a k e na st h e e v a l u a t i n gi n d i c a t o rt o e x a m i n ee l e c t r o l y s i sd e c o l o r i z a t i o ns i t u a t i o na td i f f e r e n te l e c t r o l y s i st i m e ， t e m p e r a t u r e ，p o l ep i t c ha n dp hv a l u e a c c o r d i n gt ot h es i n g l ef a c t o r v e x p e r i m e n t a lr e s u l t sa n dp r o d u c t i o nr e a l i t y , m a k eu s eo fr e s p o n s es u r f a c e m e t h o d o l o g yt oo p t i m i z ee l e c t r o l y s i sd e c o l o r i z a t i o nc o n d i t i o n t h e nt h e o p t i m a lc o n d i t i o nf o re l e c t r o l y t i cd e c o l o u r i z a t i o no f30 0 m lm i x e dj u i c e w a sf o l l o w i n g ： v o l t a g ew a s16 ve l e c t r o l y s i st i m ew a s38 m i n ，p hw a s 6 9 ，p o l a rd i s t a n c ew a slc m i nt h ec o n d i t i o n ，t h er a t i oo fe l e c t r o l y t i c d e c o l o u r i z a t i o nf o rt h em i x e dj u i c ew a s4 8 t h eq u a l i t yo fp u r i f i e d j u i c eo b t a i n e d f r o me l e c t r o l y s i s p r o c e s s i n gs u r p a s s e dt h e o n e so f c o n v e n t i o n a ls u l f i t a t i o np r o c e s s ，w h i c hc a nb eu s e di nt h es u g a rr e f m e r y f o ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g i c a ll i n er e f e r e n c e 3 t h es u c r o s ei ns o l u t i o na l m o s td i dn o ti n v e r s ei nt h en e u t r a l s i t u a t i o n w h e nt h ec u r r e n td e n s i t yi n c r e a s e d ，t h ea m o u n to fs u c r o s e d e c r e a s e ds l i g h t l yi nc e r t a i nr a n g e a f t e rs t a r t i n gt h ee l e c t r o l y s i s ，t h e s u c r o s em i n u t eb a s i cd i dn o ti n c r e a s ea st h ee l e c t r i cp o t e n t i a lg r a d i e n td i d w h e nt h ec a n ej u i c ep u r i t yi n c r e a s e d ，t h ed e c o l o r i z a t i o nr a t ea l s o i n c r e a s e d a d d i n gt h ep o l y a l u m i n u mc h l o r i d et ot h ee l e c t r o l y s i sj u i c ec a n p r o m o t e t h ed e c o l o r i z a t i o nr a t e t h ee l e c t r o l y s i sh a dg o o dd e c o l o r i z a t i o n e f f e c to nt h ep r e - a s hj u i c e ，a n da l m o s tw o u l dn o tc a u s et h es u g a rt o i n v e r s e ；t h ed e c o l o r i z a t i o nr a t eo fe l e c t r o l y s i sp u r i f i e dj u i c ew a s11 ， 1 p u r i t y w a se l e v a t e da n dt h ec a l c i u ms a l tc o n t e n tw a sa l m o s t u n c h a n g e d ；i ne l e c t r o l y s i s o f15 - v 6 5 r e m e l t s y r u p o fb r o w n g r a n u l a t e ds u g a r , t h ed e c o l o r i z a t i o nr a t ei n c r e a s e dq u i c k l ya tf i r s t ，a n d t h e ni n c r e a s e ds l o w l y v i 4 s t u d i e so fn a c l ，c a c l 2a n da 1 c 1 3e l e c t r o l y s i sd e l a yb a c t e r i o s t a s i s s h o w e dt h a tt h ec 1 w a se l e c t r o l y z e dt op r o d u c eh y p o c h l o r o u sa c i dw h i c h i st h ep r i m a r yc a u s ew h ym i c r oe l e c t r o l y t i cp r o c e s sh a dt h et i m ed e l a y b a c t e r i o s t a s i se f f e c t s u g a rp r o c e s sa d d i t i v e sd i d n th a v et h ee l e c t r o l y s i s b a c t e r i o s t a s i se f f e c t t h eo olg le d t ah a dt h es h o r t - t i m et i m ed e l a y b a c t e r i o s t a s i se f f e c tb e f o r ea n da f t e r e l e c t r o l y s i s t h e s m a l l e s t c o n c e n t r a t i o no fs o d i u mc h l o r i d et a pw a t e rs o l u t i o ne l e c t r o l y z e dw h i c h h a dt h et i m e d e l a yb a c t e r i o s t a s i s e f f e c tw a so 10 t h es m a l l e s t c o n c e n t r a t i o no fs e as a l ts o l u t i o ne l e c t r o l y z e dw h i c hh a dt h et i m ed e l a y b a c t e r i o s t a s i se f f e c tw a s0 2 0 k e yw o r d s ：t h ed s a e l e c t r o d e ；e l e c t r o l y s i s ；j u i c e ；d e c o l o u r i z a t i o n ； b a c t e r i o s t a s i s 目录 摘善要i a b s t r a c t 一 第一章绪论1 1 1蔗汁色素问题研究概况1 1 1 1 蔗汁中色素物质1 1 1 2 蔗汁脱色澄清方法2 1 2 蔗汁杀菌研究概况。7 1 2 1 明串珠菌8 1 2 2 明串珠菌对制糖工业的影响8 1 3 微生物控制的主要方法以及基本原理。9 1 4 对明串珠菌的监测及控制一1 1 1 4 1 对明串珠菌的监测一1 1 1 4 2 对明串珠菌的控制一1 1 1 5 电化学技术l2 1 5 1 电极材料研究l2 1 5 2 电化学方法脱色杀菌研究1 4 1 6 本课题的研究意义l7 1 7 本课题研究内容l8 第二章电化学方法对混合汁脱色杀菌作用的基础研究1 9 2 1 引言19 2 2 材料与方法19 2 2 1 主要设备一l9 2 2 2 原料及分析方法1 9 2 2 3 实验步骤一2 0 2 3 实验结果与讨论2 0 2 3 1 石墨电极电解混合汁规律2 0 2 - 3 2 按照糖厂生产工艺添加不同澄清剂于蔗糖溶液中电解情况。2 2 2 3 3 不锈钢电极电解杀菌情况。2 3 2 4 本章小结2 4 第三章d s a 电极反应脱色混合汁研究2 5 3 1 引言2 5 3 2 材料与方法2 5 3 2 1 主要设备2 5 3 2 2 分析方法2 5 3 2 3 实验步骤2 6 3 2 4 响应曲面实验设计2 7 3 3 结果与讨论2 8 3 3 1 混合汁在不同电压下采用d s a 电极电解情况分析2 8 3 3 2 电解时间的影响3 l 3 3 3 温度对脱色率的影响。3 l 3 3 4 极板间距对脱色率的影响一3 2 3 3 5 初始p h 值的影响3 3 3 3 6 电解混合汁脱色的响应曲面分析。3 4 3 3 7 电解后续处理情况3 7 3 4 结论3 8 第四章电解不同糖液体系的研究3 9 4 1 引言3 9 4 2 材料和方法3 9 4 2 1 主要设备一3 9 4 2 2 原料及分析方法3 9 4 3 结果与讨论3 9 4 3 1 电解预灰汁3 9 4 3 2 电解清汁4 0 4 3 3d s a 电极电解回溶糖浆实验一4 0 4 3 4 混合汁中添加聚合氯化铝电解情况研究4 l 4 3 5 电解非糖分4 2 4 3 6d s a 电解蔗糖溶液规律4 3 4 4 本章小结。4 5 第五章d s a 电极反应对混合汁抑菌作用研究4 6 5 1 引言一4 6 5 2 试验材料与设备4 6 5 2 1 原料4 6 5 2 2 培养基4 6 5 2 3 试验方法4 6 5 3 结果与讨论4 7 5 3 1 肠膜明串珠菌生长曲线一4 7 5 3 2 抑菌剂作用试验4 8 5 3 3d s a 电极电解抑菌规律试验。4 9 5 4 本章小结5 2 第六章结论、创新点与展望5 3 6 1 结j 沧5 3 6 2 仓0 新点5 4 6 3 展望5 4 参考文献5 5 附录6 3 致谢6 4 攻读硕士学位期间论文发表情况6 5 广西大粤昀贴掌位觎瞄赶d s a 电档u 更应p 寸穗哼十脱色及抑菌作用的研究 第一章绪论 1 1蔗汁色素问题研究概况 白糖色值是白砂糖质量的重要指标，2 0 0 6 年1 0 月实行的新国标g b3 1 7 2 0 0 6 ) ) 要求一级白砂糖色值由1 7 0 i u 降到1 5 0 i u ，对二氧化硫等指标也作出了更严格的要求。 甘蔗制糖过程中色素物质成分复杂，有甘蔗本身带来的酚类色素，还有受温度、p h 值、时间等因素影响带来的还原糖碱性分解色素、美拉德反应色素、焦糖色素、铁酚络 合色素等，要生产高品质的白砂糖，必须在澄清工段将蔗汁中的色素物质尽可能除去。 为寻求可靠澄清脱色方法，制糖工作者进行过大量研究，并提出离子交换、膜分离、汽 浮清净等蔗汁脱色技术，在蔗汁脱色研究方面取得一定进展。 1 1 1 蔗汁中色素物质 蔗汁中有色物质种类多而复杂，主要有两部分：甘蔗原来所含的及甘蔗中原来无色 或淡色的色素或色素前身物质经过各种化学反应而形成深色的物质。 1 1 1 1 脂溶性色素 脂溶性色素不溶于水，可溶于乙醚、丙酮、苯和汽油等有机溶剂，脂溶性植物色素 包括叶绿素a 和b ，叶黄素类和胡萝卜素等。它们常与各种蔗脂、蔗腊、果胶等混合 存在于蔗汁中，并分散成悬浮微粒，随着蔗汁受热及蛋白质凝结而和各种悬浮物一起凝 结【l 】。在制糖生产中，如果澄清效果良好，它们绝大部分最终排入滤泥中；但澄清效果 不良时，它们会继续分散在蔗汁中，对后续工段生产产生不良影响。 1 1 1 2 酚类色素 有机化合物苯环上结合的一o h 基称为酚基，含有这种基团的化合物称为酚类，有机 物分子中含有两个或多个酚基，就是多酚，蔗汁中的水溶性色素主要是各种酚类物质， 它们种类多，变化复杂，在制糖过程常变成深色物质，对制糖生产有很大不良影响。 c a r p e n t e r 等【l 卅对甘蔗中存在的色素和酚类物质进行深入研究，发现三十多种成分都是 环状结构的含酚基的或并含其它基团的物质。c o o m b s 等【5 j 发现蔗汁中含有较多绿原酸， 经证明发现它被氧化是蔗汁呈现深褐色的重要原因。花色素广泛存在于自然界中，是植 物显红、蓝、紫色的主要物质，在酸性下显红色，在碱性条件下呈蓝紫色，在中性条件 下为两性分子，色泽随之而变。黄酮类化合物是植物和花卉显现黄色的主要原因，它种 类繁多，p a t o n 6 1 研究发现，蔗汁中黄酮类化合物主要有a p i g e n i n 、l u t e o l i n 和t r i c i n 三 种，它们分别含有3 个、4 个和5 个o h 或o c h 3 基。蔗汁中还含有较多的高分子酚类 物鞣质，鞣质主要有水解性鞣质和缩合性鞣质两大类，前者受热时水解为较小的分 子，如单宁分解为单宁酸或没食子酸；后者则会缩聚成更大的分子，如儿茶素缩聚为二 聚以至八聚儿茶素。 o s a 电帮皈庙讨蔗井脱色及抑菌作用的研究 1 1 1 3 非酶促反应形成的色素 在制糖过程中，还原糖与甘蔗所含氨基酸在一定条件下可发生一系列复杂反应。还 原糖分解时生成的有色物质对制糖过程的危害是制糖工艺的一个重要问题。还原糖的化 学性质相当活泼，在不同条件下发生化学反应，生成多种有色物质。主要有两类反应： 第一，在碱性条件下特别是高温下，还原糖分解，中间产物再缩合或聚合成为大分子的 色素物质，胶体以及有机酸；第二，还原糖和氨基酸发生美拉德反应，形成棕色或黑色 的大分子的类黑精或拟黑色素物质。霍汉镇【7 】研究了还原糖分解与色素的生成的关系。 卢家炯等【8 】研究了影响蔗汁中美拉德反应的因素，结果表明，氨基酸如赖氨酸和还原糖 如果糖综合作用对色值的变化有显著的影响。b i n l 【l e v 【9 】的研究表明还原糖和氨基酸的缩 合反应的产物是棕色大分子物质。此外，还原糖分解物与三价铁盐反应形成深黄色至棕 色的物质【l 们。 此外，糖类在加热到熔点以上时，会产生黑褐色物质，此反应称为焦化，在碱性下 进行得更快。氨基酸不但加速还原糖的分解，而且能参与蔗糖的焦化反应，形成深棕色 的含氨基的焦糖。 1 1 1 4 微生物作用形成色素 甘蔗夹杂物携带的肠膜明串珠菌及醋酸菌等微生物会消耗蔗糖生成葡聚糖和乳酸、 醋酸等，同时产生大量代谢产物，使蔗汁颜色变深。 蔗糖晶体色值直接来源于煮糖原料中所含色素，而煮糖原料色素由甘蔗中色素在生 产过程中反应变化而来，并对制糖澄清、煮糖、分蜜等工序产生不良影响。因此对蔗汁 脱色提纯是糖厂澄清处理的主要目的。 1 1 2 蔗汁脱色澄清方法 制糖工作者在蔗汁脱色方面进行过大量探索和研究，先后提出离子交换、膜分离、 汽浮清净等技术，寻找高效脱色方法是制糖工业的技术进步的关键，才能提高我国糖业 在世界上的竞争力。以下是蔗汁澄清脱色技术方法的发展概况。 1 1 2 1 碳酸法、磷酸法和亚硫酸法的比较。 碳酸法。 优点：除去一部份s o ? 和灰分：能除去转化糖；可以除掉离子型和芳香型的色素 ( 碳酸法可能除去6 0 ，磷酸法大概可除去3 0 ，而活性炭对芳香型的色素可除去 9 0 ) ；p h 较高( 一碳饱充p h 值为1 0 0 1 1 0 ，二碳饱充p h 值为8 2 8 6 ) ，成品糖质 量比亚硫酸法好些。 缺点：滤泥碱性大，处理比较困难。 磷酸法。 优点：能除掉离子型和非离子型这两种色素，但除去量不大，只有碳酸法的一半左 右；可以和季胺盐( 它有氯离子，所以它可以除掉离子型的色素) 一起用，除色率可提 高至5 0 巧o ( 即达到碳酸法的水平) 。 缺点：它不能除去s 0 4 玉，也不能除去灰分；浮渣难处理，难过滤。 2 d s a 电橱反应对舞砖卜脱色及抑菌作用的研究 亚硫酸法( 只用于原糖厂或耕地白糖厂) 。 优点：投资和设备费用低；硫磺价格低，到处都可以找到；滤泥可以作肥料，或用 于养牛、养猪。 缺点：工艺过程中的p h 值保持得太低，容易使蔗糖转化继而变成有机酸，导致糖 分转化损失；积垢多，不仅蒸发罐，而且煮糖罐和加热器的积垢也多，从而使传热系数 减低，煮糖时间延长，转化增加，若罐垢在煮糖罐脱落，会增加不溶物，甚至导致成品 不合格；亚硫酸法除了在澄清阶段生成亚硫酸盐沉淀时吸附一部份色素外，它是不除去 色素的，而是把色素氧化成无色，但成品糖放在仓库里，长时间存放后色素又会重新显 色；除杂质( 即除非糖分) 能力差；成品糖中残硫高，不能用于饮料和罐头工业。 1 1 2 1 离子交换法 离子交换树脂除去糖液中各种色素和杂质的效果很好，是通用的制造精糖的方法。 国外精炼糖厂从2 0 世纪5 0 年代开始使用离子交换树脂对糖液进行高度脱色，初时是在 经过骨炭或活性炭脱色之后再通过树脂脱色，以后不少新建或改建的炼糖厂以使用树脂 脱色为主。 国外精炼糖厂早期使用苯乙烯系阴离子树脂脱色。如日本一糖厂【l l 】回溶糖浆先经 过碳酸法清净，6 3 0 b x ，7 3 ，经颗粒活性炭处理后，用树脂处理使色值降低到约0 3 0 s t 。 澳大利亚【1 2 】的精炼糖厂用两组苯乙烯系树脂柱串联，新树脂用在后柱，使用一段时间后 转用在前柱，以充分利用其功能。葡萄牙一个精炼糖厂【1 3 1 回溶糖浆用碳酸法处理后色值 为7 0 0 i u ，用树脂柱处理后，脱色率约为6 6 。 1 9 8 0 年代后不少精炼糖厂用丙烯酸系阴离子树脂( 如a m b e r l i t ei r a - 9 5 8 ) 作前级脱 色，糖浆通过它以后再进入苯乙烯系树脂柱。丙烯酸树脂的脱色能力强，容量大，较耐 污染，并较易再生，使用盐水即可将它所吸附的杂质完全洗脱。将它用于第一柱，先除 去大部分有机色素( 作为粗脱色) ；第二柱的苯乙烯树脂则善于除去芳香族有机物，包 括一些丙烯酸树脂难以除去的不带电的有色物。这种组合方式的脱色作用比较彻底，并 可保护较难再生的苯乙烯系树脂。用旧的苯乙烯树脂亦可移往第一柱继续使用。芬兰 p o r k k a l a 精炼糖厂【1 4 16 】糖浆首先经活性炭过滤，色值约4 0 0 ，再连续顺序通过两个树 脂柱。两柱的总脱色率为7 8 - - - 8 0 ，最高可达8 8 ，高于用两个苯乙烯系树脂柱。树 脂的再生用碱性盐水，这种组合方法的树脂工作周期和工作寿命都较长。虽然丙烯酸树 脂的价格较高，但运行费用和总成本都较低，它亦易于管理。英国t h a m e s 精炼糖厂【l 7 】 ( 年加工原糖超过1 0 0 万吨，脱色率约6 0 ) 、碳酸法澄清和过滤( 脱色率5 0 - 6 0 ) ， 然后串联通过两级丙烯酸系树脂柱，再通过苯乙烯系树脂柱。三级树脂柱的总脱色率 8 0 8 2 ，其中丙烯酸系树脂柱的脱色率6 5 7 5 。第一级树脂柱的脱色负载率最高， 每周期为7 5 0 0 0 1 2 5 0 0 0 i u - b v ，其他两级约为它的1 3 , - - 1 2 。欧洲不少糖厂的糖液脱色 用树脂a s m i t 2 9 5 ( 丙烯酸系) 和a s m i t2 6 5 p ( 苯乙烯系) ，都是强碱性大孔树脂，氯型 运行，交换容量较高【埔叫u j 。 国内糖厂制精糖用白糖作原料，回溶后经过活性炭或树脂提纯。林乐新等【2 1 2 2 】对多 3 g - 西大掌硕士掌位论文d s a 电书皈蔑p 寸意砖t 脱色及抑菌作用的研究 种方法的效果和工艺条件进行了详细的研究，发现i r a - 9 0 0 、上树7 0 5 、南开d 2 9 0 树脂 的脱色效果最好。为达到较完全的脱色，宜将糖液串联通过两个脱色柱，可以用颗粒活 性炭与树脂组合，也可以用两种树脂组合。经过研究对比，在广东顺德糖厂 2 3 1 的方糖生 产线的树脂脱色系统，第一级采用丙烯酰胺系弱碱性阴离子树脂的上树7 0 5 ，脱色范围 广、脱色容量大、抗污染能力强( 也可以用丙烯酸系弱碱性阴离子树脂如上树d 3 1 1 ) ： 第二级用苯乙烯系强碱性阴离子树脂a m b e r l i t e i r a - 9 0 0 ( 或用南开d 2 9 0 ) 进一步脱色并 除去其他阴离子。它们均以氯型运行。两种树脂有不同的活性基和骨架结构，能较好地 吸附糖液中各种不同成份和结构的有色物，将具有较强抗污染能力的7 0 5 树脂放在前 面，对后面的i r a - 9 0 0 树脂起到保护作用。广州华侨糖厂 2 4 j 白糖回融糖浆经过压滤机过 滤后泵入离子交换树脂，脱色率达到7 5 以上，清糖浆色值0 6 0 s t 以下。赖风英【2 5 】用 四种强碱苯乙系阴离子交换树脂和两种弱碱丙稀酸系树脂对糖浆进行静态脱色试验，比 较树脂的脱色效能。实验结果表明，强碱苯乙烯系阴树脂比弱碱丙酸系阴树脂的脱色效 能好，尤以凝胶型的上海7 1 4 树脂较好。黄祥斌1 2 6 对d 2 0 1 、m ( 厂代号) 弱碱b 、西 安强碱a 及d 2 9 6 等几种树脂进行糖浆脱色比较研究，发现d 2 9 6 具有优异特性，适合 用于糖厂糖浆脱色处理。吴雪辉等1 2 7 j 探讨了阴离子交换树脂d 2 0 1 对焦糖色素、类黑色 素和葡萄糖碱性降解物等三种糖液色素的脱色规律。结果表明，d 2 0 1 脂的脱色能力是： 葡萄糖碱性降解物 类黑色素 焦糖色素。郭海犁2 8 j 采用阴离子交换树脂对澄清的甲原 蜜脱色作系统研究，并在实验室条件下，进行甲原蜜的煮糖试验，结果表明，大孔强碱 性树脂脱色效果良好，经脱色后的甲原蜜煮制的白砂糖色值、混浊度以及其它指标均达 到或超过国家规定的一级白砂糖质量标准。 1 1 2 2 膜分离技术 膜分离技术是近年新开发的一种高效分离技术，在很多个行业中的应用发展得很 快 2 9 j 。它使用