基于zeta电位值调节硫熏中和汁中添加絮凝剂的方法

摘要

一种基于zeta电位值调节硫熏中和汁中添加絮凝剂的方法，该方法以硫熏中和汁的zeta初始电位值或硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁（以下简称清汁）的zeta电位值作为向硫熏中和汁添加絮凝剂种类或种类和用量的依据，并指导不同絮凝剂的复配构成复合絮凝剂；当硫熏中和汁的初始zeta电位值或清汁的zeta电位值为负值时，选用阳离子型絮凝剂，将清汁的zeta电位值§1保持在-2.1≤§1≤-1.9；当硫熏中和汁的初始zeta电位值或清汁的zeta电位值为正值时，则选用阴离子型絮凝剂，清汁的zeta电位值§2保持在-2.7≤§2≤-2.4。本方法既确保硫熏中和汁取得最佳的絮凝澄清效果，又能节约材料，提高蔗糖质量。

说明书

技术领域

本发明涉及一种制糖工艺方法，尤其涉及一种改进的蔗汁澄清工艺方法。

背景技术

澄清工序是亚法制糖工艺的关键工序，硫熏中和汁絮凝澄清的效果直接关系到清汁的质量，包括色值、浊度及糖纯度等，进而影响白砂糖产品的质量。在制糖澄清工序中，通过添加聚丙烯酰胺絮凝剂对硫熏中和汁进行絮凝澄清除杂，絮凝剂的加入量为一般3-10ppm，絮凝剂用量偏高或偏低都将影响絮凝澄清的效果。在实际生产过程中, 由于原料蔗及相关工艺的波动，导致硫熏中和汁不稳定，絮凝剂的最佳用量也必须随之调整，因此，应根据硫熏中和汁的情况及时调节絮凝剂的最佳用量，确保最佳的絮凝澄清效果。目前，糖厂主要依据生产经验控制絮凝剂的最佳添加量，同时结合清汁的质量，进行事后的调控；这样，絮凝剂的用量往往不是最佳用量，达不到理想的絮凝澄清效果，从而导致清汁质量低，进而影响白砂糖产品的质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于zeta电位值调节硫熏中和汁中添加絮凝剂的方法，采用该方法可以根据硫熏中和汁的初始zeta电位值或硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值来选用絮凝剂的种类以及及时调节絮凝剂的最佳用量，确保最佳的絮凝澄清效果；较好地解决了已有技术存在的上述不足。

解决上述技术问题的技术方案是：一种基于zeta电位值调节硫熏中和汁中添加絮凝剂的方法，其特征在于：该方法是以硫熏中和汁的初始zeta电位值作为向硫熏中和汁添加絮凝剂种类的依据或以硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值作为向硫熏中和汁添加絮凝剂种类以及用量的依据，该方法包括以下内容：

A．絮凝剂种类的选择：

①当硫熏中和汁的初始zeta电位值或硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值为负值时，选用阳离子型絮凝剂；

②当硫熏中和汁的初始zeta电位值或硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值为正值时，选用阴离子型絮凝剂；

B．絮凝剂用量的选择：

以硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值作为向硫熏中和汁添加絮凝剂用量的依据，当硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值的绝对值较小时，絮凝剂用量为最佳用量。

其进一步技术方案是：在实施B．絮凝剂用量的选择中，其具体步骤是：

在现有的制糖工艺的澄清工序中，每隔一段时间测定硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值；

对于采用阳离子型絮凝剂的硫熏中和汁而言，若硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值§1为：-2.0左右时，表明絮凝剂的用量最佳，否则，应加大絮凝剂用量直到硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值§1为：-2.1≤§1≤-1.9；

对于采用阴离子型絮凝剂的硫熏中和汁而言，若硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值§2为：-2.5左右时，表明絮凝剂的用量最佳，否则，应加大絮凝剂用量直到硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值§2为：-2.7≤§2≤-2.4。

其进一步技术方案是：所述的阳离子型絮凝剂包括：阳离子型聚丙烯胺、阳离子型聚丙烯酸、聚合氯化铝或脱乙酰壳聚糖。

所述的阴离子型絮凝剂包括：阴离子型聚丙烯胺、阴离子型聚丙烯酸或蛋白质。

其更进一步技术方案是：该方法还包括以硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值为依据，指导不同絮凝剂的复配构成复合絮凝剂，其中容易压缩双电层、能迅速通过电中和、吸附等方式使硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值迅速减小的复合絮凝剂为最优复配；

所述的复合絮凝剂包括聚合氯化铝和壳聚糖复合构成的复合絮凝剂或阳离子型聚丙烯胺和聚合氯化铝复合构成的复合絮凝剂；

聚合氯化铝和壳聚糖复合构成的复合絮凝剂中，聚合氯化铝和壳聚糖的比例为：1:1～10:1； 

阳离子型聚丙烯胺和聚合氯化铝复合构成的复合絮凝剂中，阳离子型聚丙烯胺和聚合氯化铝的比例为：1:1～1:10。

本发明之基于zeta电位值调节硫熏中和汁中添加絮凝剂的方法的原理以及有益效果是：

硫熏中和汁絮凝澄清的本质是添加的高分子絮凝剂与中和汁中的高分子色素、蛋白质以及亚硫酸钙等微粒通过静电中和、络合、架桥、网捕以及卷扫等机理引起中和汁中非糖成分的絮凝澄降；絮凝剂的用量直接影响到高分子色素、蛋白质以及胶粒的表面的zeta电位；只有当高分子及胶粒的表面电荷最小或为零时亦即zeta电位的绝对值最小时，才能实现最佳的絮凝澄清效果；因此，硫熏中和汁的初始zeta电位值或硫熏中和汁絮凝澄清后清汁的zeta电位值的监控是确定絮凝剂种类或种类和用量的重要依据，只有当硫熏中和汁絮凝澄清后清汁的zeta电位的绝对值最小时，絮凝剂的种类和用量才为最佳；为此，本发明将zeta电位引入到糖厂澄清工序中，通过实时监测硫熏中和汁的初始zeta电位值或硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值，据此选用絮凝剂的种类以及及时调节絮凝剂的最佳用量，既能确保最佳的絮凝澄清效果；又能达到节约材料，提高蔗糖质量的目的。

经过若干次实验与分析，本发明专利申请发明人发现， 对于采用阳离子型絮凝剂的硫熏中和汁而言，若硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值§1为-2.0左右时，表明絮凝剂的用量最佳，否则，应加大絮凝剂用量直到硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值§1为：-2.1≤§1≤-1.9；

对于采用阴离子型絮凝剂的硫熏中和汁而言，若硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值§2为-2.5左右时，表明絮凝剂的用量最佳，否则，应加大絮凝剂用量直到硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值§2为：-2.7≤§2≤-2.4。

附图说明：（无）

具体实施方式：

一种基于zeta电位值调节硫熏中和汁中添加絮凝剂的方法，该方法是以硫熏中和汁的初始zeta电位值作为向硫熏中和汁添加絮凝剂种类的依据或以硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值作为向硫熏中和汁添加絮凝剂的种类以及用量的依据，该方法包括以下内容：

A．絮凝剂种类的选择：以硫熏中和汁的初始zeta电位值或硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值作为向硫熏中和汁添加絮凝剂种类的依据:

①当硫熏中和汁的初始zeta电位值或硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值为负值时，选用阳离子型絮凝剂；

②当硫熏中和汁的初始zeta电位值或硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值为正值时，选用阴离子型絮凝剂；

B．絮凝剂用量的选择：

以硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值作为向硫熏中和汁添加絮凝剂用量的依据，当硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值的绝对值较小时，絮凝剂用量为最佳用量。

其进一步技术方案是：本发明基于zeta电位值调节硫熏中和汁中添加絮凝剂的方法在实施B．絮凝剂用量的选择中，其具体步骤是：

在现有的制糖工艺的澄清工序中，每隔一段时间测定硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值：

对于采用阳离子型絮凝剂的硫熏中和汁而言，若硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值§1为：-2.0左右时，表明絮凝剂的用量最佳，否则，应加大絮凝剂用量直到硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值§1为：-2.1≤§1≤-1.9；

对于采用阴离子型絮凝剂的硫熏中和汁而言，若硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值§2为：-2.5左右时，表明絮凝剂的用量最佳，否则，应加大絮凝剂用量直到硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值§2为：-2.7≤§2≤-2.4。

根据采用测定硫熏中和汁的zeta电位值还是测定硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值，有实施例一和实施例二两种实施方法。

实施例一：

一种基于硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值调节硫熏中和汁中添加絮凝剂的方法

在现有的制糖工艺的澄清工序中，首先进行步骤A.絮凝剂种类的选择：

①当硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值为负值时，选用阳离子型絮凝剂；

②当硫熏中和汁絮凝澄清后清汁的zeta电位值为正值时，选用阴离子型絮凝剂。

其次进行B．絮凝剂用量的选择，每间隔30分种，对硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁采样一次，测定硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值：

对于采用阳离子型絮凝剂的硫熏中和汁而言，若硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值§1等于-2.0或接近-2.0时，表明絮凝剂的用量最佳，否则，应加大絮凝剂用量直到清汁的zeta电位值§1等于-2.0，或将清汁的zeta电位值§1保持在-2.1≤§1≤-1.9的范围中，（参见附表一：《采用阳离子型絮凝剂的清汁的zeta电位值§1与清汁质量关系一览表》）。

对于采用阴离子型絮凝剂的硫熏中和汁而言，若硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值§2等于-2.5或接近-2.5时，表明絮凝剂的用量最佳，否则，应加大絮凝剂用量直到硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值§2等于-2.5，或让硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值§2保持在-2.7≤§2≤-2.4的范围中，（参见附表二：采用阴离子型絮凝剂的清汁的zeta电位值§2与清汁质量关系一览表）。

实施例二：

一种基于zeta电位值调节硫熏中和汁中添加絮凝剂的方法，该方法是以硫熏中和汁的初始zeta电位值作为向硫熏中和汁添加絮凝剂种类的依据：

该方法的基本步骤同实施例一的步骤A．絮凝剂种类的选择，作法是在现有制糖工艺的澄清工序中，从沉降池的入口孔插入一根胶管，每间隔30分钟，抽取硫熏中和汁一次，测量其初始zeta电位值：

①当硫熏中和汁的初始zeta电位值为负值时，选用阳离子型絮凝剂；

②当硫熏中和汁的初始zeta电位值为正值时，选用阴离子型絮凝剂。

本发明实施例一和实施例二中，所述阳离子型絮凝剂是指：阳离子型聚丙烯胺、阳离子型聚丙烯酸、聚合氯化铝以及脱乙酰壳聚糖等。

所述阴离子型絮凝剂是指： 阴离子型聚丙烯胺、阴离子型聚丙烯酸以及蛋白质等。

实施例三：

一种基于硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值调节硫熏中和汁中添加絮凝剂的配比方法，该方法是以硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位值为依据，指导不同絮凝剂的复配构成复合絮凝剂，其中容易压缩双电层、能迅速通过电中和、吸附等方式使硫熏中和汁絮凝澄清后的清汁的zeta电位迅速减小的复合絮凝剂为最优复配；

所述的复合絮凝剂包括聚合氯化铝和壳聚糖复合构成的复合絮凝剂或阳离子型聚丙烯胺和聚合氯化铝复合构成的复合絮凝剂；

聚合氯化铝和壳聚糖复合构成的复合絮凝剂中，聚合氯化铝和壳聚糖的比例为：1:1、1.5:1、 2.0:1、2.5:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或10:1，其添加的总用量以zeta电位值§3迅速减小为最好。

阳离子型聚丙烯胺和聚合氯化铝复合构成的复合絮凝剂中，阳离子型聚丙烯胺和聚合氯化铝的比例为：1:1、1:1.5、1:2.0、1:2.5、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10，其添加的总用量以zeta电位值§3迅速减小为最好。

附表一：采用阳离子型絮凝剂絮凝澄清后的清汁的zeta电位值§1与清汁质量关系一览表

上述数据为赤砂糖回溶糖浆硫熏中和过程添加不同浓度阳离子型絮凝剂絮凝澄清后所得清汁的zeta电位值及其色值、浊度；当清汁的zeta电位值为-2.03时，其清汁色值647.9、浊度值462.1最低，清汁质量最好，实际操作中，可以将清汁的zeta电位值§保持在-2.1≤§1≤-1.9的范围之中的任意数据值。

附表二：采用阴离子型絮凝剂絮凝澄清后的清汁的zeta电位值§2与清汁质量关系一览表

上述数据为赤砂糖回溶糖浆硫熏中和过程添加不同浓度的阴离子型絮凝剂絮凝澄清后所得清汁的zeta电位值§2及其色值、浊度；当清汁的zeta电位值§2为-2.46时，其清汁色值661.6、浊度值835.7最低，清汁质量最好，实际操作中，可以将清汁的zeta电位值§2保持在-2.7≤§2≤-2.4的范围之中的任意数据值。