改性磷酸复合物用于糖汁澄清脱色的研究

摘要

本文探讨一种新型的澄清脱色助剂——改性磷酸复合物，它是磷酸与尿素在一定条件下反应，生成带有正电荷脱色基团的复合物。本文实验在亚硫酸法澄清和赤砂糖回溶糖浆气浮清净的处理中，使用改性磷酸复合物替代磷酸，复合物中的磷酸根与加入石灰后离解的钙离子生成磷酸钙，其正电荷脱色基团在磷酸钙沉降或上浮的同时强烈吸附带有负电荷的色素物质，达到糖汁澄清脱色的目的。
　　 本文对改性磷酸复合物的制备、澄清脱色效果及原理进行探讨。主要研究内容及结果如下：
　　 (1)制备改性磷酸复合物，以改性磷酸复合物氮磷摩尔比、制备温度和时间为因素。优化实验使用响应面Box-Behnken模型对改性磷酸复合物制备进行优化设计。结果表明回归模型极显著，模型拟合程度良好，最优条件为改性磷酸复合物氮磷摩尔比是4.05:1，温度是76.5℃，时间是50min。
　　 (2)改性磷酸复合物澄清处理混合汁，确定正交试验最优试验参数为改性磷酸复合物用量200mg/L，硫熏强度(S02)2.5g/L，絮凝剂用量2mg/L。改性磷酸复合物处理混合汁与普通方法处理的清汁相比较，色值降低17.43％，简纯度提高0.59AP，清净效率提高13.55％。
　　 (3)改性磷酸复合物用于赤砂糖回溶糖浆的气浮澄清处理，选择改性磷酸复合物用量、温度、制泡量和絮凝剂用量作为优化实验单因素。选定响应曲面Box-Behnken模型设计，得到较优参数为改性磷酸复合物用量285P20smg/L，温度是78℃，絮凝剂用量是4mg/L。改性磷酸复合物处理赤砂糖回溶糖浆比较普通方法处理的色值降低12.81％、混浊度降低27％，简纯度提高0.36AP。
　　 (4)测定改性磷酸复合物与磷酸处理混合汁、赤砂糖回溶糖浆过程的pH值及Zeta电位的变化情况。用改性磷酸复合物和磷酸分别进行混合汁预灰，前者蔗汁的Zeta电位从-40mV达到10mV，而后者的Zeta电位都在零电位点以下。赤砂糖回溶糖浆样品中，使用改性磷酸复合物的糖浆Zeta电位从-32mV升到-2.5mV，磷酸处理糖浆的Zeta电位从-32mV升到-10.8mV。说明，改性磷酸复合物处理混合汁、赤砂糖回溶糖浆时有较强凝聚负电荷的作用。
　　 (5)使用改性磷酸复合物与磷酸分别处理混合汁、赤砂糖回溶糖浆，检测糖汁处理前后酚类物质、氨基氮、铁、总氮和色值等指标。结果表明，改性磷酸复合物与磷酸处理后得到的清汁、清糖浆相比较，氨基氮含量略有增加，其它指标的量均明显降低。