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絮凝澄清工艺是制糖工业中的关键工序,澄清效果直接决定了最终产品的质量,澄清速度的快慢则直接影响着生产效率。为了提高糖汁澄清效果和效率,人们对传统的制糖澄清技术及工艺进行了大量的研究和改进工作。本文结合微(纳)米技术及材料,对糖汁的絮凝澄清过程进行强化,同时对磷酸石灰法进行改进和强化处理,取得了一定的研究成果。主要研究内容与结果如下:1.研究了纳米CaCO3对赤砂糖回溶糖浆澄清过程的强化作用及影响因素。以简纯度为指标,考察了纳米CaCO3用量、纳米CaCO3加入前的p H、反应温度、反应时间四个因素对提高赤砂糖回溶浆纯度的影响,并通过正交试验优化工艺条件。结果表明:纳米碳酸钙用量为5 mg/m L(10%赤砂糖溶液)、纳米碳酸钙加入前p H值为7.00、反应温度90℃、反应时间10 min,试验结果最佳,简纯度提高了1.79%。对相关机理进行了探讨。2.在磷酸石灰法的基础上,以赤砂糖回溶糖浆为研究对象,通过改变磷酸和石灰乳的先后添加顺序,考察磷酸钙絮凝物及沉降结果的不同,并对其机理进行了解释。并在最优添加顺序下研究了磷酸用量、反应p H、反应温度以及反应时间等四个因素对赤砂糖回溶糖浆脱色率和除浊率的影响。结果表明,在选用同时加入磷酸和氢氧化钙的前提下,当磷酸用量为210 mg/kg Bx、反应p H为7.10、反应温度85℃、反应时间5 min的条件下达到最佳效果,在此条件下脱色率可达70.1%、除浊率为97.7%。同时,磷酸钙絮凝物的结构密实,沉降速度有很大的提高。对相关的机理进行了探讨。3.因氢氧化镁在糖汁中易生成粘稠状密实的沉淀物,可加速絮凝物沉降,缩短沉降时间,研究利用氢氧化镁强化絮凝,以解决磷酸钙絮凝物结构蓬松难以沉降分离的问题。以脱色率、除浊率和絮凝物沉降时间为指标,考察了反应p H值、Mg(OH)2用量、阴离子聚丙烯酰胺(APAM)用量和反应时间等四个因素对糖汁澄清和沉降速度的影响,并通过正交试验优化工艺条件。最佳工艺条件为:p H值6.50、Mg(OH)2用量3 mg/m L、反应时间5 min、APAM用量4 mg/kg,在此条件下赤砂糖回溶糖浆脱色率为75.9%,除浊率达95.2%,沉降时间13 s。与未加氢氧化镁相比,脱色率提高了4%~5%,同时絮凝物结构密实,沉降时间缩短了23%左右。并对相关机理进行了探讨。4.制备不同形貌结构的亚硫酸钙,在磷酸石灰法的基础上,通过加入不同形貌结构的CaSO3,实现异相成核,强化絮凝沉降过程。以脱色率、除浊率和絮凝沉降时间为指标,考察了不同形貌和粒径的CaSO3对絮凝沉降过程的强化效果及其影响因素,结果表明,对响应值影响显著的因素依次是:PAM用量>CaSO3形貌>CaSO3用量,最佳工艺条件为:PAM用量5 mg/kg、花瓣状CaSO3、CaSO3用量0.4 mg/m L。