膜过滤法从废糖蜜中分离蔗糖的初步研究

摘要

废糖蜜是制糖工业的副产物，其中所含蔗糖量约为35％，相当于甘蔗含糖量的5。5％～6.0％。以往由于其中所含杂质过多，这部分蔗糖提取困难，最终只能放弃，是甘蔗制糖过程的几项蔗糖损失中最大的一项。若将这部分糖分加以回收利用，可以提高糖产量，提高糖厂的经济效益。 本论文研究采用膜过滤方法从废糖蜜中分离蔗糖，首先研究废糖蜜的净化条件，研究了稀释度、pH值、磷酸量、絮凝剂量、温度等因素对废糖蜜溶液净化处理效果的影响，并应用正交实验法对处理条件进行优化。从实验结果得到，其最优条件是稀释度1：6，磷酸添加量450mg/L，pH值8.0，絮凝剂添加量4mg/L，温度85℃，处理后样液的杂质大幅减少，总糖损失为12.47％。 为进一步除去废糖蜜溶液中的大分子杂质，分别选用截留分子量为10KDa、5KDa、3KDa的超滤膜对预处理后的料液进行多级膜过滤，实验结果显示，通过多级膜过滤后料液的色值4239IU，降低了约60％，糖分损失约为12.02％，蔗糖含量40.80mg/mL，还原糖7.96mg/mL。同时，超滤膜通过水洗—化学清洗—水洗三级清洗后，恢复率都达到90％以上，超滤膜得到再生。 采用纳滤膜理论上可以实现混合溶液中糖的分离，本论文选用截留分子量为200的纳滤膜对超滤后的废糖蜜溶液进行分离，研究纳滤膜对废糖蜜溶液中蔗糖的分离效果。试验结果表明，采用纳滤膜过滤后，对蔗糖的截留率在86％以上，对膜的污染小，通过清洗后，恢复率达97％以上，同时基于纳滤细孔模型建立了分子量截留细孔模型，并得到纳滤膜分离蔗糖的相关参数。 本文采用膜过滤处理方法，结合糖厂的实际情况，对废糖蜜的预处理条件和用膜过滤法分离糖分进行了初步实验研究，其方法简便，可分离出65％以上的蔗糖，膜污染小，易于清洗再生，为糖厂废糖蜜的综合开发利用提供参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1膜分离技术简介

1.1.1膜分离技术发展简史

1.1.2膜分离技术的特点

1.1.3膜分离原理

1.1.4膜分离过程中的主要传递机制

1.1.5膜污染机理

1.1.6膜污染的影响因素

1.1.7膜污染的控制方法

1.2废糖蜜的开发利用现状

1.2.1初级利用

1.2.2回收有效成分

1.2.3发酵制品

1.2.4生物制品

1.3本课题研究的意义与内容

1.3.1本课题研究的意义

1.3.2本课题研究的内容

第二章废糖蜜成分分析方法

2.1实验原料

2.2主要试剂

2.3主要设备

2.4分析项目

2.4.1蔗糖

2.4.2还原糖

2.4.3色值

2.4.4 OD值

第三章废糖蜜的预处理

3.1引言

3.2材料和方法

3.2.1原料

3.2.2试剂

3.2.3主要设备

3.2.4实验方法

3.2.5分析方法

3.3结果与讨论

3.3.1单因素实验

3.3.2正交实验

3.3.3本章小结

第四章超滤分级过滤

4.1引言

4.2分级超滤技术

4.2.1分级超滤流程

4.2.2装置与工艺参数

4.3材料和方法

4.3.1材料

4.3.2实验仪器

4.3.3预处理

4.3.4实验方法

4.4结果与讨论

4.4.1 10kDa膜分离结果

4.4.2 5kDa膜分离结果

4.4.3 3kDa膜分离结果

4.5膜污染与清洗

4.5.1膜污染

4.5.2膜清洗

4.6本章小结

第五章纳滤分离蔗糖及相关膜参数

5.1引言

5.2材料和方法

5.2.1材料

5.2.2实验仪器

5.2.3实验装置

5.2.4处理流程

5.2.5实验方法

5.3实验结果与讨论

5.3.1不同条件对通量的影响

5.3.2不同条件对蔗糖截留率的影响

5.3.3不同条件对还原糖透过率的影响

5.4膜污染与清洗

5.4.1膜污染

5.4.2膜清洗

5.5纳滤膜分离蔗糖的相关膜参数

5.5.1纳滤分离理论

5.5.2纳滤膜细孔半径的估算

5.5.3纳滤膜的结构参数

5.6本章小结

第六章结论与研究展望

6.1结论

6.2创新点

6.3研究展望

参考文献

致谢

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