甘蔗制糖原理与技术第二分册蔗汁清净课件重点.docx
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甘蔗制糖原理与技术第二分册蔗汁清净课件重点
第二分册蔗汁清净
第一章蔗汁成分及物化性质
1、还原糖在什么条件下发生分解?
分解后出现什么产物,对制糖有什么影响?
2、蔗汁非糖分中的胶体物质、含氮物、色素等主要包含哪些物质,它们对生产过程有什么影响?
1、
(1)在碱性条件下分解,最终形成各种复杂的色素,影响生成物的色泽,并影响混合汁和产品质量
(2)在中性和弱酸性条件下分解,生成酸性物,使糖汁PH下降,色值增大,产生CO2,使糖膏发胀,产生热量,使糖蜜中蔗糖加速分解
2、非糖分
胶体物质:
(1)果胶:
果胶产生果胶酸,与石灰作用得到粘性大且难过滤的钙盐沉淀
(2)树脂质:
成为一种造蜜物质而影响糖分的回收
(3)淀粉:
淀粉水解溶入蔗汁成为糊精及低聚糖,影响蔗糖结晶
(4)葡聚糖:
影响糖度
含氮物:
(1)蛋白质:
增大糖液的粘度,增加过滤的困难
(2)氨基酸:
一种对制糖有害的物质,影响糖分的收回
(3)酰胺:
产生氨气,使糖汁PH不稳定
色素:
(1)叶绿素、叶黄素:
叶绿素在蔗汁中形成乳浊液分散在蔗汁中,或水解或叶绿酸、叶绿醇及甲酸,与石灰生成叶绿酸钙沉淀。
叶黄素分散在糖汁中。
(2)多酚类:
易变成深色物质
(3)生产过成中形成的色素:
影响产物色度,影响产品质量
第二章蔗汁提净的胶体与表面化学
1.从胶体化学观点理解提净机理
蔗汁中的各种糖分及非糖分都以胶体状态分散存在,胶体溶液与真溶液有不同的特点,在进行澄清过程中的蔗汁中的各种成分既发生化学反应,也有以胶体为特征的各种物理化学变化。
糖厂提净蔗汁是利用絮凝汁及脱色剂,利用它们有某一定的PH对蔗汁中的胶体起混合、反应、凝聚、絮凝等几种作用,最后使蔗汁中的细小悬浮胶体杂质聚集成粗大的絮凝沉淀物,而得以从清汁中产生大量沉淀钙盐,这些沉淀具有良好的吸附作用,有助于澄清及除色。
此外,还发生一些酸碱中和、漂白及破坏色素的作用
2.糖厂常用的电解质及它们的特性
(1)石灰CaO:
微粒带正电,与负电胶体产生脱稳凝聚而电中和沉淀,生成蔗糖钙盐
作用:
中和有机酸、沉淀及凝聚非糖分、分解非糖分
(2)SO2:
生成CaSO3,吸附胶体非糖分
抑制色素生成
降低钙盐含量
降低粘度
(3)磷酸:
与钙离子反应生成Ca3(PO4)2
吸附大量可溶性钙盐
微粒与钙离子架桥作用形成絮状物
(4)CO2:
与石灰生产CaCO3,是良好的吸附剂和助滤剂
(5)聚合电解质:
有机高分子絮凝剂,起絮凝架桥胶体粒子的作用
无机高分子絮凝剂,聚合氧化铝
3.胶体稳定性的解除及凝聚可通过哪些途径?
投加化学药剂,如高价电解质和高分子电解质等
加入相反电荷的胶体
加入强电解质
调节PH
加热,加速胶体粒子碰撞而凝聚
4.名词解释:
胶体的凝聚、等电点、盐析作用、高分子化合物、溶液、溶胶、美拉德反应、蔗糖的转化、电动电位、絮凝作用、絮凝剂
胶体的凝聚:
外界加入某些因素使微粒消除带点现象或清除稳定剂作用使胶体体系遭到破坏,分散的微粒聚集沉淀
等电点:
当溶液处于某PH时,可使正负电荷相等,胶体呈现电中性,该PH为等电点
盐析作用:
在高分子溶液中加入大量电解质,高分子物质析出
高分子化合物:
由多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子质量在万以上的化合物
溶液:
由至少两种物质组成的同一稳定的混合物,被分散的物质分散于另一物质中
溶胶:
把分散介质为胶体的胶体分散体系称为溶胶,介质为固体则称为固溶胶
美拉德反应:
在碱性条件下,氨基酸与还原糖的分解产物发生反应生成胶体物质,色素类黑精
电动电位:
吸附层和扩散层分界面处的电位
絮凝作用:
未达到完全脱稳的微粒,在远距离处实现的聚集
絮凝剂:
可使液体中分散的细粒固体形成絮凝物的高分子聚合物
第五章亚硫酸法澄清技术
1.试述几种不同亚硫酸法的工艺流程、工艺参数及其特点
(1)碱性亚硫酸法(先灰后硫)
特点:
优点:
非糖分沉淀比较完全,清净效率高,蒸发罐积垢少
缺点:
碱性条件下,沉淀物易发生水化作用,沉淀颗粒不结实,泥汁体积庞大,沉降过滤速度慢,增加钙盐含量和色值。
避免同时高温高碱
(2)酸性亚硫酸法(先硫后灰法)
特点:
优点:
沉淀颗粒结实,沉降速度较快,泥汁体积较小,过滤性能较好
缺点:
蔗糖容易转化,硫熏装备易腐蚀
在亚硫酸法诸法中,此法较好
此法尤其适用于处理未成熟的甘蔗
(3)中性亚硫酸法(灰硫同步法)
优点:
在同一设备中,灰硫同步,使糖汁保持PH7.0-7.1,既能克服蔗糖转化又能防止还原糖水解
缺点:
PH很难保持在中性且不能充分利用蔗汁中某些胶体物质凝聚点的聚沉作用
(4)磷酸亚硫酸法
优点:
澄清效率高,清汁清澈透明,可通过改变工艺条件来适应不同性质的蔗汁
(5)中间汁亚硫酸法
优点:
用浓度高、非糖分集中的中间汁进行硫熏中和处理,既节省澄清剂且可使硫熏发挥更大清净效能,积垢少,总灰分在处理前后基本不增加,产糖效率高
缺点:
混合汁中含有较多蔗糖易引起堵塞,高温蔗糖水解使蔗汁色值增大和非糖分增多,中间汁粘度大不易过滤,PH难控制
2.从亚硫酸钙的性质阐述硫熏中和过程、硫熏中和pH的确定及其对生产过程的影响。
过程:
中和PH的确定,PH主要有三个方面的重要影响
(1)对钙盐和沉淀及非糖分除去的影响。
(2)对糖分损失的影响
(3)对氨基酸分解反应的影响
亚硫酸法中,PH控制在7.1左右最为理想
采用自动控制系统,对加灰量进行自动控制,是PH比人工控制时稳定
3.亚硫酸法存在的问题及其改进措施
存在问题
(1)白糖含色素和有机物偏高,贮存时易变黄和吸湿
(2)清汁钙盐含量高,灰分高,蒸发积垢严重
(3)清净效率不理想,除去非糖分不多
改进方法:
(1)直接白糖法
(2)Talofloc法
(3)糖浆磷浮法
(4)炼糖气浮澄清工艺
4.亚硫酸法糖厂如何确定清净效果?
清净效率的计算方法
衡量清净效果的标准:
混合汁清汁纯度差,清浊度,色值变化,还原糖含量变化,钙盐含量变化,沉降及过滤速度
清净效率的计算:
清净效率=经澄清后除去非糖分%对蔗糖/混合汁中含有非糖分%对蔗糖*100%
设P1为混合汁重力纯度,P2为清汁纯度
清净效率=(P2-P1)/P2(100-P1)*100%
5.顽性蔗汁如何处理?
(1)沿海地区,用咸水灌溉生长的甘蔗,干旱的甘蔗
提高硫熏强度,提高加灰量及加磷酸量,在沉降器中加少量絮凝剂或增施磷肥
(2)霜冻蔗,风折蔗及不新鲜的甘蔗
加速处理以减少非糖分抽出
加强杀菌消毒
定时分析混合汁的酸度,可用亚硫酸钠中和,生成的醋酸钠不会使糖液胶粘
采用高硫熏、高磷酸用量,预灰PH控制在中性不能偏碱
二次加热温度不宜偏高,100摄氏度为宜
6.名词:
硫熏中和、清净效率、顽性蔗汁、预灰
硫熏中和:
把浑浊不清的预灰汁,经硫熏中和,加热所生成沉淀物
清净效率:
经澄清后除去非糖分%对蔗糖/混合汁中含有非糖分%对蔗糖*100%
顽性蔗汁:
澄清性低劣,不能使用常规清净方法处理的蔗汁,其蔗汁成分异常,某些非糖分过多或不足
预灰:
首先在混合汁中加入少量石灰,同时加入磷酸,调整PH至微酸性或中性
第六章碳酸法清净技术
1.掌握几种典型的碳酸法工艺流程及其工艺参数,优缺点。
(1)全汁过滤法
优点:
清汁透明度高,色值低,悬浮物极少,可减少减少蒸发罐积垢
缺点:
板恒压滤机工人劳动强度大,滤布耗用量大
(2)沉降过滤法
优点:
节省劳动力
缺点:
清汁过滤质量比全汁过滤稍差
(3)与全汁过滤和沉降过滤不同在于,用一碳回流代替预灰,回流量高达100%-300%
优点:
回流汁中的碳酸钙沉淀颗粒易长大,有利于过滤
缺点:
有一部分蔗汁长期反复回流,使其停留时间过长从而影响糖汁质量
(4)中间汁碳酸法
优点:
非糖分去除率高,中间清汁的钙含量低,清糖浆色值低,石灰消耗量较少
缺点:
中间汁浓度较高,滤泥中糖分洗涤困难,损失大。
对操作管理要求高
二次蒸发和中间冷却时人能消耗大
2.阐述一碳饱充过程及其工艺条件的控制。
(1)为防止还原糖大量破坏,加灰和饱充不在同一设备同时进行
(2)加灰量1.5-1.8%,碱度:
PH10.5-11,CaO:
0.3-0.4mol/L,温度:
不超过55摄氏度,一般预灰汁温度在45摄氏度,时间:
10-12min
3.一碳饱充与二碳饱充的作用和工艺条件的区别
(1)使蔗汁的可溶性钙盐全部以碳酸钙形式沉淀
(2)PH:
8.2-8.6,温度:
65-75摄氏度,时间:
5-10min
4.碳酸法澄清过程加灰量上与亚硫酸法有何区别?
亚硫酸法中耗用有效CaO总量为0.16%对蔗,预灰为0.05%对蔗,碳酸法为1.5-1.8%
5.碳酸法与亚硫酸法澄清效果的比较
碳酸法的脱色,除胶体都比亚硫酸法好,前者白糖蔗糖分高,色值低,不溶于水的杂质少,但电导灰分不理想。
碳酸法的缺点是流程长,设备投资大,澄清剂用量多,高碱过程一旦操作不好,导致还原糖破坏增加就显示不出优点,另一个缺点是碱性滤泥无法处理,不利于环保
6.名词:
碳酸饱充、全汁过滤
碳酸饱充:
即CO2饱充,使加入的石灰与CO2生产大量的碳酸钙,并发挥其吸附作用,吸附胶体以及色素,然后沉降过滤以出去沉淀物
全汁过滤:
将一碳饱充汁全部用压滤机过滤,所得滤清汁糖分损失少,质量稳定
第八、九章
1.国内外几种主要生产精糖的方法
国外:
英国泰晤士炼糖厂方法
芬兰波卡拉厂方法
国内:
亚硫酸磷酸二次上浮法生产优级白糖(以原糖为原料)
亚磷碳双浮清净法生产优级白糖(以赤砂糖为原料)
离子交换法生产精糖(白砂糖为原料)
2.名词:
交换容量、离子交换平衡常数、分配系数
交换容量:
指一定数量的离子交换树脂带有的交换基团或可交换离子的数量。
由于树脂量及可交换离子数量的表示方法不同,容量的表示方法也不同。
离子交换平衡常数:
反映离子交换的一个实用参数
分配系数:
衡量离子交换能力的大小,即吸附在交换树脂上的物质的浓度对溶液中该物质的浓度的比值。
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