一种改进的亚硫酸法制糖澄清工艺

摘要

本发明提供了一种改进的亚硫酸法制糖澄清工艺，包括在现有制糖澄清生产线的硫熏工序增加红外气体分析仪，在线实时监测硫气管道中二氧化硫气体的浓度，通过对硫气管道中的二氧化硫气体浓度的预先调整，控制中和汁硫熏强度的高低。采用本发明的改进方法，与人工测定硫熏强度的方法来控制相应的生产流程相比，可及时有效地得出准确的硫熏强度数值，避免人为操作的不准确性；同时在线实时监测，可及时快速地掌握二氧化硫与硫熏强度之间的适应关系，能对实际生产起到指导与预知的作用。

说明书

技术领域

本发明涉及亚硫酸法制糖技术领域，具体涉及一种改进的亚硫酸法制糖澄清 工艺。

背景技术

目前广西糖厂主要采用亚硫酸法工艺进行甘蔗制糖，影响亚硫酸法生产的白 砂糖品质的主要问题是色值和含硫量的有效控制。色值与含硫量的高低与硫熏强 度有着重要的联系。在亚硫酸法生产工艺中二氧化硫是不可或缺的原料，二氧化 硫在澄清与脱色过程中起着重要的作用。国内亚硫酸法的糖厂在实际生产白砂糖 时必须使用二氧化硫作为生产过程的澄清剂，二氧化硫不仅可以起到对蔗汁进行 漂白的作用，还可以有效的减少在储藏过程时白砂糖中新的色素的形成，对白砂 糖色值的稳定起到了举足轻重的作用。二氧化硫浓度过高，会导致硫熏强度的上 升，从而造成白糖产品中的含硫量超标，二氧化硫浓度过低，会造成硫熏强度的 下降，脱色与澄清的效果都无法到达预期。所以，二氧化硫浓度的高低直接决定 了硫熏强度的高低，影响着最终白糖的品质。

目前国内大多数亚硫酸法糖厂在生产中并不直接测定硫气管道中二氧化硫 气体的浓度，主要通过人工测定硫熏强度的方法来控制相应的生产流程。这种方 式不仅存在着人为操作的不准确性，同时也无法及时快速的掌握二氧化硫与硫熏 强度之间的适应关系，更因为操作的滞后性，无法对实际生产起到指导与预知的 作用。少部分亚硫酸法糖厂采用仪器测定中和汁的硫熏强度，但由于仪器的操作 复杂和不稳定性，也无法及时、有效的得出准确的硫熏强度数值。

现有技术的教条使得本领域技术人员仅想到根据最终的硫熏强度来评价制 得白糖的品质，而没有想到通过间接地检测硫气管道中的二氧化硫气体浓度， 可建立二氧化硫浓度与硫熏强度之间的关联，从而也可评价白糖的品质。

本发明的发明人通过大量的检测表征与数据比对，研究建立了硫气管道 中的二氧化硫气体浓度与硫熏强度之间的关联图形，从而可以利用现有的红 外气体分析仪非常方便、快捷、准确地检测到二氧化硫浓度的实时数据，间 接地掌握了制糖工艺的硫熏强度，能及时地指导、调整生产，保障生产的白 糖品质，从而完成了本发明。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的教条与不足，提供一种改进的亚硫酸法制 糖澄清工艺，通过红外气体分析仪，在线实时监测硫气管道中二氧化硫气体 的浓度，通过对硫气管道中的二氧化硫气体浓度的预先调整，控制中和汁硫 熏强度的高低。

为实现以上本发明的目的，本发明采用如下的技术方案：

一种改进的亚硫酸法制糖澄清工艺，包括在现有制糖澄清生产线的硫熏 工序增加红外气体分析仪，在线实时监测硫气管道中二氧化硫气体的浓度， 通过对硫气管道中的二氧化硫气体浓度的预先调整，控制中和汁硫熏强度的 高低。

在一个优选的实施方案中，还包括控制系统，所述控制系统分别与红外 气体分析仪和二氧化硫进料机构相连，根据监测数据信号反馈，连锁调节硫 气管道中的二氧化硫气体浓度。

其中，所述红外气体分析仪为新型非分光红外气体分析仪。

其中，所述红外气体分析仪使用前先进行氮气零点标定。

其中，所述红外气体分析仪零点标定后，再对已知浓度标准二氧化硫气体 进行回标，检测仪器的准确性。

其中，所述回标在60℃条件下进行，检测6%浓度的二氧化硫气体，最佳 流量为0.4L/min～0.5L/min；检测12%浓度的二氧化硫气体，最佳流量为0.5L/min； 检测18%浓度的二氧化硫气体，最佳流量为0.6L/min。

其中，所述红外气体分析仪还连接有冷凝系统、空气压缩泵；硫气管道中 二氧化硫气体经冷凝系统冷凝后，测定冷凝后硫气的温度，通过空气压缩泵， 调节流量控制阀至该温度下对应的适宜硫气流量，并通过红外气体分析仪实时监 测硫气浓度。

采用本发明的改进工艺，采用新型非分光红外气体分析仪实时、快速、准确 地测定亚硫酸法糖厂的硫气管道中二氧化硫气体的浓度，通过对硫气管道中的二 氧化硫气体浓度的预先调整，控制中和汁的硫熏强度的高低。

采用本发明的改进工艺，采用新型非分光红外气体分析仪能实时测定糖厂二 氧化硫气体的浓度，为糖厂控制白砂糖色值，降低白砂糖含硫量提供一个平衡点。 在控制含硫量的同时，也能提高一级糖的产率，同时，二氧化硫气体浓度的准确 了解，合理控制，能有效的降低糖厂在硫磺原材料上的浪费，节约成本，取代传 统人工测定硫熏强度的方式，为生产调度提供准确的数据支持，从而在糖厂管理 水平上达到一个新的高度。

采用本发明的改进工艺，新型非分光红外气体分析仪的使用与推广能为亚硫 酸法糖厂提高白砂糖品质，减少生产消耗，及时的反应当前生产状态，对实际生 产起到积极有益的贡献，为亚硫酸法糖厂带来更大的经济效益，环境效益与社会 效益。

附图说明

图1为本发明改进的亚硫酸法制糖澄清工艺流程示意图。

图2为本发明改进的亚硫酸法制糖澄清工艺另一实施方式流程示意图。

图3为自溶式硫磺炉中硫气浓度与硫熏强度数值波动对照图。

图4为成氏硫磺炉中硫气浓度与硫熏强度数值波动对照图。

图5为易氏硫磺炉中硫气浓度与硫熏强度数值波动对照图。

具体实施方式

下面结合更具体的实施方式对本发明做进一步展开说明，但需要指出的 是，本发明的改进的亚硫酸法制糖澄清工艺并不限于这种特定的工艺流程。 对于本领域技术人员显然可以理解的是，以下的说明内容即使不做任何调整 或修正，也可以直接适用于在此未指明的其他工艺流程。

如图1所示，烟硫酸法制糖澄清工艺流程为将蔗糖混合汁依次经过预灰、一 次加热、硫熏中和、二次加热、二次硫熏中和、沉降步骤。本发明在此基础上做 出改进，通过在现有制糖澄清生产线的硫熏工序增加红外气体分析仪，在线 实时监测硫气管道中二氧化硫气体的浓度，通过对硫气管道中的二氧化硫气 体浓度的预先调整，控制中和汁硫熏强度的高低，为糖厂控制白砂糖色值， 降低白砂糖含硫量提供一个平衡点。本发明的改进在于增加在线二氧化硫红外 气体分析仪，其他的预灰、一次加热、硫熏中和、二次加热、二次硫熏中和、 沉降工序均为现有技术，现有技术的相应操作和工艺条件均可纳入本发明，这也 是本领域技术人员所熟知的，在此不予赘述。

相反地，现有技术中仅想到通过检测硫熏强度来指导生产，控制白糖的品质， 但硫熏强度一般通过碘量法滴定，具体参考《甘蔗制糖化学管理统一分析方法》 中硫熏强度的测定方法。硫熏强度的测定没有简便快捷的方法，仅能人工操作测 定，操作繁琐且容易产生误差，同时检测结果带有很大的滞后性，往往不能及时 地指导生产、调节硫熏强度，从而生产的白糖品质无法保障，影响生产效益。现 有技术的教条，使得亚硫酸法制糖澄清工艺存在很大的不足，但根据本发明的改 进工艺，通过检测二氧化硫浓度，可以建立起二氧化硫浓度与硫熏强度的关联， 从而通过常见的红外气体分析仪，很轻松地得到检测结果，使得可以实时地调整 生产、指导生产。

如图2所示，通过在制糖澄清生产线的硫熏工序增加红外气体分析仪和 控制系统，所述控制系统分别与红外气体分析仪和二氧化硫进料机构相连， 在线实时监测硫气管道中二氧化硫气体的浓度，并根据监测数据信号反馈， 连锁调节硫气管道中的二氧化硫气体浓度控制中和汁硫熏强度的高低，为糖 厂控制白砂糖色值，降低白砂糖含硫量提供一个平衡点。所述控制系统可通过 PLC连锁控制实现，根据该改进工艺，可非常简单、实时调整二氧化硫浓度， 控制硫熏强度在较佳的范围，从而科学地指导生产，保障白糖的品质。

所述红外气体分析仪可以是新型非分光红外气体分析仪，例如英国SIGNAL 公司的Model418双光束非分光红外气体分析仪，但不限于此。其工作原理是基 于目标气体对红外线具有选择性吸收，其吸收程度取决于被测气体的浓度。该分 析仪器能同时分析一种或多种气体成份。红外气体分析仪的主要部件有红外光 源、气室、切光轮、红外检测器、滤光片等。在使用前，通常要对新型非分光红 外气体分析仪的氮气零点标定，再利用新型非分光红外气体分析仪对已知浓度标 准二氧化硫气体的回标，检测仪器的准确性。零点标定要求大气环境为纯氮气， 根据仪器原理，通入仪器的氮气将不能激发红外光进行吸收，因此最后仪器上的 二氧化硫气体浓度数值显示为0.00%。回标在60℃条件下进行，经仪器检测体积 浓度6%标准二氧化硫气体，最佳流量为0.4L/min～0.5L/min，气体浓度测定值为 6.01%；经仪器检测体积浓度12%标准二氧化硫气体，最佳流量为0.5L/min，仪 器测定值为12.05%；检测体积浓度18%二氧化硫气体，最佳流量为0.6L/min， 气体浓度测定值为18.01%。

红外气体分析仪测定糖厂硫气浓度的操作步骤为硫气管道中的二氧化硫气 体经过冷凝系统冷凝后，测定经冷凝后硫气的大致温度，例如60℃，通过空气 压缩泵，调节流量控制阀，调制该温度下对应的适宜硫气流量，利用非分光红外 气体分析仪的实时数据，记录瞬时的硫气浓度，观测一段时间内的硫气浓度变化。

本发明的发明人利用新型非分光红外气体分析仪，对三种不用的硫磺炉燃烧 后的硫气管道中二氧化硫气体浓度进行检测，结合人工测定的硫熏强度数值进行 关联。发现硫熏强度数值的波动吻合仪器测定的二氧化硫气体浓度的波动，并建 立相关的关联图形。

实施例1自溶式硫磺炉中硫气浓度的测定

在亚硫酸法制糖澄清工艺中，采用GXH—3011N新型非分光红外气体分析 仪监测的自溶式硫磺炉中硫气浓度与人工测定的硫熏强度数值如表1所示。

表1硫气浓度与硫熏强度数值

表1中硫气浓度数据为平均值±波动值，其自溶式硫磺炉中硫气浓度与硫熏 强度数值波动对照图如图3所示，可见通过利用红外分析仪对自溶式硫磺炉中燃 烧后二氧化硫气体浓度的检测，结果与硫熏强度值波动吻合。

实施例2成氏硫磺炉中硫气浓度的测定

在亚硫酸法制糖澄清工艺中，采用GXH—3011N新型非分光红外气体分析 仪监测的成氏硫磺炉中硫气浓度与人工测定的硫熏强度数值如表2所示。

表2硫气浓度与硫熏强度数值

表2中硫气浓度数据为平均值±波动值，其成氏硫磺炉中硫气浓度与硫熏强 度数值波动对照图如图4所示，可见通过利用红外分析仪对成氏硫磺炉中燃烧后 二氧化硫气体浓度的检测，结果与硫熏强度值波动吻合。

实施例3易氏硫磺炉中硫气浓度的测定

在亚硫酸法制糖澄清工艺中，采用GXH—3011N新型非分光红外气体分析 仪监测的易氏硫磺炉中硫气浓度与人工测定的硫熏强度数值如表3所示。

表3硫气浓度与硫熏强度数值

表3中硫气浓度数据为平均值±波动值，其易氏硫磺炉中硫气浓度与硫熏强 度数值波动对照图如图5所示，可见通过利用红外分析仪对易氏硫磺炉中燃烧后 二氧化硫气体浓度的检测，结果与硫熏强度值波动吻合。

综上，通过利用红外分析仪对三种糖厂硫磺炉燃烧后二氧化硫气体浓度的检 测，结果与硫熏强度值波动吻合，由此可见，红外气体分析仪能应用于糖厂的二 氧化硫气体浓度检测，测定结果稳定准确。并通过二氧化硫气体浓度与熏硫强度 之间建立的关联，可通过预先调节二氧化硫气体浓度来控制熏硫强度在最佳水 平，从而实时调节生产工艺。采用本发明的改进亚硫酸法制糖澄清工艺，能科学 指导生产，实现最大生产效益。

尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的 是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所 产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范 围之内。