專利名稱：原汁的堿化的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的對提取甜菜獲得的甜菜原汁進(jìn)行提純的方法，以及用于提純甜菜原汁的設(shè)備。本發(fā)明還涉及從甜菜原汁中生產(chǎn)蔗糖糖漿或蔗糖的方法。
背景技術(shù)：
糖(蔗糖)傳統(tǒng)上從甜菜(sugerbeets， v"/gon^)中獲得。首先從成熟的甜菜上除去大部分粘附的泥土和葉子殘留物。隨后，清洗甜菜并且用切割機(jī)將其刨成一般約為鉛筆大小的碎塊(甜菜絲)。將甜菜絲在約為65 75'C熱的提取液中進(jìn)行提取就能得到蔗糖。 一般而言，通過在提取塔中進(jìn)行逆流提取來實現(xiàn)。擴(kuò)散方法是常規(guī)的。提取液的隨后過濾和碎塊(甜菜絲)的壓榨性能因酸化甜菜原汁的提取液而加強。經(jīng)提取的甜菜原汁進(jìn)而進(jìn)入汁提純步驟，也稱為提取提純。從而除去原汁中含有的雜質(zhì)，又稱為非蔗糖物質(zhì)(非糖物質(zhì))。通常，汁提純是進(jìn)行石灰-碳酸-提取提純，包括預(yù)加灰和主加灰步驟。隨后進(jìn)行第一次，或許第二次或進(jìn)一步碳酸飽和，在碳酸飽和中形成的沉淀物經(jīng)過濾和澄清的原汁分離。
在汁提純步驟中提純過的原汁，又稱為稀糖汁，其含有大約12-18%，尤其是15-17%的蔗糖。該原汁的純度通常是90-92%。隨后通過脫水濃縮得到蔗糖含量大約為65-70%的濃縮汁。然后在結(jié)晶罐中進(jìn)一步濃縮直到得到粘稠的物質(zhì)，既所謂的厚糖汁，其含有大約85%的蔗糖。最后，離心除去糖蜜，就得到結(jié)晶狀白糖，其隨后還能根據(jù)需要進(jìn)行精煉。
在預(yù)加灰和主加灰中，甜菜原汁中含有的非糖物質(zhì)應(yīng)僅僅降解到通過適宜的分離方法能夠去除的程度。在已知的方法中，非糖物質(zhì)部分降解成小分子化合物，這些化合物再不能完全地從原汁中除去。由此產(chǎn)生了眾所周知的 問題，包括由汁提純獲得的稀糖汁的顏色發(fā)生不良的變化以及稀糖汁中的鈣 鹽含量很高。非糖物質(zhì)的存在降低了產(chǎn)品的級別，主要是晶體蔗糖或從原汁 經(jīng)濃縮，結(jié)晶和離心獲得的蔗糖糖漿。
從甜菜絲提取獲得的原汁通常的pH值約5.8-6.2，溫度約20-30。C。提 取之后，原汁可以根據(jù)需要被分離和/或處理以除去沙，并且如常規(guī)，加熱到 常規(guī)的預(yù)加灰溫度，約55-75"C。
在主加灰中，提取后的原汁直接傳送到預(yù)加灰容器或反應(yīng)器中，并在那 里進(jìn)行堿化，通常，通過在溫和的條件下逐步添加氧化鈣溶液，又稱石灰乳 進(jìn)行堿化。由此，預(yù)加灰反應(yīng)器中的原汁的pH值逐步上升到大約11.5。進(jìn) 一步加入常規(guī)的石灰乳直至濃度為大約0.1-0.3g氫氧化鈣/100ml原汁(g CaO/100 ml)。這使提取物中的有機(jī)酸和無機(jī)酸中和。在此過程中，與鈣形 成不溶或難溶鹽的陰離子化合物，如磷酸鹽、草酸鹽、梓檬酸鹽和硫酸鹽被 大量沉淀出來。此外，蛋白質(zhì)以及膠狀溶解的非糖物質(zhì)，如膠質(zhì)和蛋白質(zhì)類 物質(zhì)發(fā)生凝結(jié)。非糖物質(zhì)在特定的pH值范圍內(nèi)發(fā)生沉淀，這些pH值范圍 在逐步的堿化過程中被連續(xù)穿越。在此過程中，發(fā)生沉淀物的凝結(jié)或固結(jié)， 從而有利于將其去除。
在現(xiàn)有的主加灰方法中，溫度上升到大約85'C。通過進(jìn)一步添加石灰乳 再次提高原汁的堿度，通常濃度達(dá)到大約1 g CaO/100 ml。在此過程中發(fā)生 了酰胺，如谷氨酸鹽的化學(xué)降解。這些成分與不良的蔗糖水解形成的轉(zhuǎn)化糖 一樣，必須在蔗糖提取的早期階段被分離或降解。否則，在隨后進(jìn)行的原汁 濃縮中，會形成不利的酸和顏色變化。
在隨后的碳酸飽和步驟中，向在主加灰過程中未消耗的石灰中通入作為 碳酸飽和氣體的二氧化碳，使之轉(zhuǎn)化成碳酸鈣。碳酸鈣對于溶解的非蔗糖物 質(zhì)是一種強吸附劑。碳酸鈣因此還作為吸附或過濾助劑。用于制造石灰乳的 二氧化碳和生石灰通常在制糖工廠的石灰窯內(nèi)，由石灰石和焦炭燃燒得到。在第一次，尤其是第二次以及根據(jù)需要進(jìn)行的更多次碳酸飽和步驟中通過過 濾得到濃縮的碳酸鈣槳(又稱碳酸飽和槳濃縮物)，將其進(jìn)行混合并且用隔 膜壓濾機(jī)壓搾。由此形成所謂的碳化石灰。該碳化石灰是一種耐貯存的產(chǎn)品， 其中干物質(zhì)含量通常超過70%并且部分作為肥料使用。通常，將一部分碳酸 飽和漿濃縮物重新加入到預(yù)加灰步驟中。
常規(guī)的石灰-碳酸-提取提純的一個缺陷主要在于達(dá)到的提純效果甚微，
僅有大約非蔗糖物質(zhì)總量的40%能從甜菜原汁中去除。
另一個缺陷在于，蔗糖水解形成了轉(zhuǎn)化糖，其降低了可獲得的稀糖汁的
質(zhì)量；尤其是對稀糖汁的顏色變化(稀糖汁顏色)產(chǎn)生不良影響。此外，值 得期待的是，通過原汁中非糖物質(zhì)的部分限制所得的稀糖汁中媽鹽的含量， 使其含量盡可能低。
在已知的石灰-碳酸-提取提純方法中，形成的碳酸鈣作為滲劑。如果石 灰乳的添加量減少，不僅使提純效果降低，還會損害碳酸飽和后的漿汁的過 濾性。評估過濾性的標(biāo)準(zhǔn)是過濾系數(shù)。該值越小，過濾性越好。因此，在第 一次碳酸飽和的澄清過程中，盡可能降低被加灰原汁(又稱碳酸飽和漿汁) 的過濾系數(shù)(FC值[s/cm2])，有利于提高過濾效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種可選擇的以及改進(jìn)的提純甜 菜原汁的方法。
本發(fā)明主要通過提供一種提純甜菜原汁的方法解決技術(shù)問題，其至少包 括下述步驟
步驟(a)對甜菜進(jìn)行提取，得到原汁；
步驟(b)提取后的原汁進(jìn)行第一次(或又稱早期)堿化，達(dá)到第一堿
度C;
步驟(c)將堿化后的原汁加熱到預(yù)加灰溫度r;和步驟(d)對被堿化的原汁進(jìn)行預(yù)加灰，該預(yù)加灰通過第二次堿化進(jìn)行， 達(dá)到第二堿度，從而使非糖物質(zhì)凝結(jié)。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了最優(yōu)的第一個堿度的經(jīng)驗關(guān)系(式I)，如下所示
c// //7=a 7T67+6 (I)
其中，因子"的適用范圍為0.07-0.12，加數(shù)6的適用范圍為2-4。因子 a較佳的約為O.l， 6較佳的約為3。溫度r較佳的為小于或等于80。C。
步驟(b)中的第一堿度c (較低pH值)始終低于步驟(d)中的第二 堿度(較高pH值)。事實表明，原汁的pH值(約5.8-6.2)和溫度(約20-30°C ) 有利于獲得的蔗糖和其它的非糖物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)、酶和微生物降解反應(yīng)，所述 的原汁是傳統(tǒng)的甜菜提取直接獲得的原汁和所述的在傳統(tǒng)的提取提純方法 的預(yù)加灰步驟直接獲得的的原汁。此外，占優(yōu)勢地位的酸性環(huán)境降低了原汁 的熱穩(wěn)定性，因此，在預(yù)加灰步驟前或期間當(dāng)原汁被加熱時，又形成了非糖 物質(zhì)，大部分是轉(zhuǎn)化糖。
事實證明，在預(yù)加灰前和期間，在原汁中形成的非糖物質(zhì)對稀糖汁或厚 糖漿的質(zhì)量有重大影響，主要在于影響顏色和鈣鹽含量。
事實還證明，酸性環(huán)境促進(jìn)了原汁中微生物的活性，導(dǎo)致形成了粘性物 質(zhì)，從而阻塞原汁加熱器(熱交換器)并且降低碳酸飽和槳汁尤其是漿汁1 的過濾性(FC值)。
本發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)原汁被提取后或在預(yù)加灰步驟開始前，在另外 一個堿化步驟中用一種或多種堿，如石灰乳、主加灰汁、氫氧化鈉和/或蘇打 進(jìn)行堿化，就能消除上述的不良影響。特別意外地發(fā)現(xiàn)，如果在本發(fā)明原汁 堿化中獲得的pH值的選擇依賴于隨后的預(yù)加灰溫度，就能達(dá)到最好的效果。 就是說，原汁的第一 (或早期)堿化的程度依賴于所選擇的預(yù)加灰溫度。
相應(yīng)地，提供了本發(fā)明的一較佳實施例，在步驟(b)中原汁的堿化時， 選擇一個依賴于步驟(d)中的預(yù)加灰溫度r的第一堿度c。有效的是取c 值為大約7-11。 c值較佳的為pH小于或等于9。較佳地，步驟(c)和/或步驟(d)中的預(yù)加灰溫度r為小于或等于8(TC， 或小于或等于75。C，較佳的為50-75。C。
較佳地，步驟(b)中的第一次堿化在提取后，尤其是在搗碎后立即進(jìn) 行。較佳地，步驟(b)中的第一次堿化通過添加主加灰汁和/或通過添加石 灰乳和/或通過添加氫氧化鈉和/或蘇打和/或它們的混合物來實現(xiàn)。所述的主 加灰汁較佳的是從提取提純步驟中回收的。
較佳地，步驟(d)中，隨后的(傳統(tǒng)的)第二次堿化通過添加石灰乳 以預(yù)加灰的形式進(jìn)行，直至總濃度為0.1-0.3gCaO/100ml。在另一較佳的方 法中，步驟(d)中的第二次堿化逐步進(jìn)行直到堿度為pH ll或以上。另一 較佳的方法中，步驟(d)中的第二次堿化逐步進(jìn)行直到達(dá)到最優(yōu)的凝結(jié)點， 在該點上，非蔗糖物質(zhì)凝結(jié)和/或沉淀。
特別的是，甜菜原汁的第一次堿化以及第二次堿化在預(yù)加灰期間進(jìn)行， 較佳地在回流下，利用回收的被堿化的原汁進(jìn)行，所述的被堿化的原汁例如 碳酸飽和步驟中的碳酸飽和漿汁濃縮物和/或主加灰中步驟中的加灰原汁(主 加灰汁)。
本發(fā)明中所述的"甜菜原汁"或"原汁"，較佳地是指通過回流提取從 甜菜絲中提取的汁。這種富含糖分的原汁除了含有糖外，還含有其他有機(jī)和 無機(jī)的甜菜成分，這些甜菜成分被稱為非糖物質(zhì)，或非糖。所述的"非糖" 主要是指高分子物質(zhì)如蛋白質(zhì)，多聚糖和細(xì)胞壁成分，以及低分子化合物如 無機(jī)或有機(jī)酸、氨基酸和無機(jī)鹽。所述的細(xì)胞壁成分尤其為果膠、木質(zhì)素、 纖維素和半纖維素。所述的物質(zhì)如同蛋白質(zhì)一樣，該蛋白質(zhì)除了蛋白質(zhì)外， 還包括核酸蛋白，具有的形態(tài)是親水性高分子的膠狀分散形式。所述的有機(jī) 酸如乳酸、檸檬酸和草酸。所述的無機(jī)酸/鹽較佳的為硫酸鹽和磷酸鹽。
所述的"石灰乳"是指氫氧化鈣，其通過燒制過的消石灰(氧化鈣)與 水進(jìn)行劇烈的放熱反應(yīng)而制得；其在預(yù)加灰和主加灰中作為加灰劑使用。在 預(yù)加灰中向原汁中添加石灰乳使得非糖物質(zhì)以凝結(jié)物的形式沉淀或凝結(jié)。本發(fā)明中，向預(yù)加灰的原汁中添加石灰乳較佳的用逐級預(yù)加灰實現(xiàn)。所述的逐 級預(yù)加灰通過逐漸提高原汁的堿度或pH值來實現(xiàn)，尤其通過緩慢的加入石 灰乳和加灰劑或者少量、不連續(xù)的分次加入石灰乳實現(xiàn)，這樣就能逐^f經(jīng)過
最佳pH。所述的逐級堿化較佳地在回流下實現(xiàn)，使被回收的具有較高堿度
的糖汁盡快與較低堿度的漿汁混合，否則混合區(qū)內(nèi)就會形成不同的堿度梯 度。在預(yù)加灰裝置中注意使用合適的傳輸系統(tǒng)，以保證穩(wěn)定地朝主流動方向 供給必需量的回流物。
較佳地，在步驟(e)中緊隨其后地進(jìn)行至少一個主加灰步驟，該步驟 將預(yù)加灰后的原汁進(jìn)行主加灰。所獲得的預(yù)加灰汁再次被堿化。為此需要再 添加石灰乳，以使?jié)舛容^佳的為1.0gCaO/100ml。較佳地，所述的主加灰分 兩步進(jìn)行。
本發(fā)明驚喜的發(fā)現(xiàn)，通過一個第一次冷主加灰和一個相連接的的第二次 熱主加灰，能提高主加灰步驟中非糖物質(zhì)的分解和分離效率。由此還能夠降 低主加灰中石灰乳的添加量。
因此，在第一步驟(el)中進(jìn)行第一次主加灰，并且步驟(e2)中進(jìn)行 第二次主加灰，步驟(e2)較佳地緊隨步驟(el)之后。較佳的，在步驟(el) 中向預(yù)加灰糖汁中再次添加石灰乳，直至濃度達(dá)到0.8-1.2 gCao/100ml，較 佳的為1.0gCao/100ml。這樣就得到了主加灰的原汁。較佳地，所述的第一 次主加灰為溫度較低的"冷主加灰"，其加熱溫度為小于或等于75"C，較佳 的為7(TC，更佳的為小于或等于65"C，特別佳的溫度范圍是35-65°。。
在較佳的步驟(e2)中進(jìn)行主加灰原汁的第二次主加灰，必要時再加入 石灰乳直至達(dá)到一較佳濃度l.O Cao/100ml。較佳地，第二次主加灰為溫度 較高的"熱主加灰"，其加熱溫度高于75°C，較佳的為高于或等于80°C，更 佳的為高于或等于85'C，特別佳的溫度范圍為85-95"C。較佳的，在第二次 主加灰中通過主加灰糖汁流過熱交換器或瞬時加熱器提高溫度。
綜上，通過更有效的提取提純能夠得到高質(zhì)量的澄清原汁，并且必要時可丟棄經(jīng)過第一次碳酸飽和步驟后又加灰處理后的原汁。本發(fā)明的方法還有 一個好處就是其能夠加工質(zhì)量差的甜菜原料，特別是老化損傷的甜菜。這尤 其意味著能夠延長季節(jié)性生產(chǎn)的時間，也就是糖廠進(jìn)行甜菜的收割及中間儲 藏的時間。
在已知的提取提純方法中，另外因為過濾性的退化而使石灰消耗量的下 降受到限制。令人驚喜的是，本發(fā)明的方法能夠克服該限制。
較佳地，在主加灰(尤其是第一次主加灰)后以及使加灰后的原汁澄清 之前，泥汁加入至少一種凝結(jié)助劑，以促進(jìn)非糖物質(zhì)部分的沉淀。較佳地，
凝結(jié)劑添加至濃度1-8 ppm。較佳地，所述的凝結(jié)劑選自陰離子高聚物，尤 其選自聚丙烯酰胺以及丙烯酰胺與丙烯酸鈉的共聚物。所述的凝結(jié)劑的平均 分子量較佳的為大約5xl06-22xl06g/mol。
較佳的，分離的非糖物質(zhì)或者含有非糖物質(zhì)的部分，被進(jìn)一步濃縮成所 謂的稀泥汁由此，在至少一個的下一步驟中，含有蔗糖的部分在一個或多個 分離設(shè)備中被分離，從而使含有非糖物質(zhì)的部分進(jìn)一步濃縮。較佳地采用離 心機(jī)作為分離設(shè)備。所述的離心分離機(jī)較佳地選自碟式離心機(jī)，或者碟式分 離器和潷析離心機(jī)。所述的分離設(shè)備較佳的可以連續(xù)一個接一個地連接在一 起；并且第一分離裝置的泥汁出口通過一個混合容器或一個類似的設(shè)備和第 二分離設(shè)備的進(jìn)口相連接。較佳的，從第二和下一分離裝置中分離的含有蔗 糖的澄清液或者糖汁，被回收至提取提純步驟中。
在一較佳的實施例中，總灰化后的原汁在主灰化后進(jìn)行碳酸飽和步驟。 更進(jìn)一步地，在一最好是緊隨其后的步驟中，通過將二氧化碳加入到總灰化 汁中進(jìn)行至少一個碳酸飽和過程。碳酸飽和過程后對形成的泥汁進(jìn)行過濾。 從而得到澄清的蔗糖糖槳。所述的碳酸飽和基本采用已知的方法進(jìn)行。所述 的碳酸飽和較佳地為兩步驟或更多步驟的碳酸飽和。較佳地，第一次碳酸飽 和以及第一次過濾在同一步驟中進(jìn)行，并且較佳的緊隨其后進(jìn)行第二次碳酸 飽和第二次過濾。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域和實用性，在第二次碳酸飽和后還可進(jìn)行第三次和更多次碳酸飽和以及過濾。
本發(fā)明還提供了一種用從甜菜原汁中生產(chǎn)蔗糖糖漿的方法。所述的方法 包括在第一步驟，獲得甜菜原汁，該甜菜原汁較佳地通過回流提取甜菜碎片
得到。因此，本發(fā)明的提取提純方法的實施至少是如前所述的步驟(a)到 步驟(d)，較佳地是步驟(a)到步驟(e)。然后，在下一步驟中得到除去 非蔗糖物質(zhì)的澄清的蔗糖糖漿。必要時還可采用己知的方法進(jìn)行下一結(jié)晶步 驟，由此得到結(jié)晶的蔗糖。
本發(fā)明還提供了一種實施本發(fā)明所述的提取提純方法的設(shè)備。所述的設(shè) 備具有至少如下元件 一個第一堿化裝置(10)， 一個預(yù)加灰裝置(30)和 一個位于中間的將它們連接在一起的第一熱交換器(20)(參見圖1和圖2)。
所述的第一堿化裝置(10)用于原汁的堿化，其具有至少一個原汁的進(jìn) 口 (11)，至少一個用于定量輸送堿的定量輸送裝置(13)以及至少一個被 堿化的原汁的出口 (12)。較佳地將第一堿化裝置設(shè)計成固定的攪拌器。在 一較佳的實施例中，第一堿化裝置(10)的進(jìn)口 (11)與一個甜菜提取步驟 中的搗碎容器直接流體相連。
所述的預(yù)加灰裝置(30)用于被堿化的原汁的預(yù)加灰，并且其具有至少 一個被堿化的原汁進(jìn)口 (21)，至少一個用于定量輸送石灰乳的定量輸送裝 置(23)以及至少一個被預(yù)加灰的原汁的出口 (22)。
所述的第一個熱交換器(20)用于加熱在第一堿化裝置(10)中被堿化 的原汁，并且其具有至少一個被堿化的原汁的進(jìn)口 (21)，以及至少一個被 加熱、被加灰的原汁的出口 (22)。所述的進(jìn)口 (21)與第一堿化裝置(10) 的出口 (12)流體連接，所述的出口 (52)與預(yù)加灰裝置(30)的進(jìn)口 (31) 流體連接。
在本發(fā)明一較佳實施例中，所述的設(shè)備至少還具有如下元件 一個第一 主加灰裝置(40); —個第二主加灰裝置以及一個位于中間的將它們連接在 一起的第二熱交換器(50)。所述的第一主加灰裝置(40)用于被加灰原汁的第一次主加灰，尤其是 冷主加灰，并且其具有至少一個原汁的進(jìn)口 (41)，至少一個用于定量輸送 石灰乳的定量輸送裝置(43)以及至少一個被主加灰的原汁的出口 (42)。
所述的第二主加灰裝置(60)用于被主加灰原汁的第二次主加灰，尤其 是熱主加灰，并且其具有至少一個原汁的進(jìn)口 (61)，必要時還具有至少一 個用于定量輸送石灰乳的定量輸送裝置(63)，以及至少一個被主加灰的原 汁的出口 (62)。
所述的第二熱交換器(50)用于加熱在第一主加灰裝置(40)中的被主 加灰的原汁，并且其具有至少一個被主加灰的原汁的進(jìn)口 (51)，以及至少 一個被加熱、被主加灰的原汁的出口 (52)。所述的進(jìn)口 (51)與第一主加 灰裝置(40)的出口 (42)流體連接，所述的出口 (52)與第二主加灰裝置 (60)的進(jìn)口 (61)流體連接。


本發(fā)明通過下述實施例和附圖作進(jìn)一步解釋，但本發(fā)明并不僅限于此。 圖1顯示了本發(fā)明一較佳設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。所述的設(shè)備具有一第一堿 化裝置(10)， 一預(yù)加灰裝置(30)和一個位于中間的將它們連接在一起的 第一熱交換器(20)，所述的第一堿化裝置(10)具有一個原汁的進(jìn)口 (11); 一個定量輸送裝置(13)以及一個被堿化的原汁的出口 (12)。所述的預(yù)加 灰裝置(30)具有一個被堿化的原汁的進(jìn)口 (31)， 一個定量輸送裝置(33) 以及一個被預(yù)加灰的原汁的出口 (32)。所述的(第一個)熱交換器(20) 具有一個被堿化的原汁的進(jìn)口 (21)，以及至少一個被加熱、被加灰的原汁 的出口 (22)。所述的進(jìn)口 (21)與第一堿化裝置(10)的出口 (12)流體 連接，所述的出口 (22)與預(yù)加灰裝置(30)的進(jìn)口 (31)流體連接。
圖2顯示了本發(fā)明設(shè)備的另一較佳地安排。所述的設(shè)備具有一個第一堿 化裝置(10)， 一個預(yù)加灰裝置(30)， 一個位于中間的將它們連接在一起的第一熱交換器(20)以及一個第一新主加灰裝置(40); —個第二主加灰裝
置(60)和一個位于中間的將它們連接在一起的第二熱交換器(50)。所述 的第一堿化裝置(10)具有一個進(jìn)口 (11)， 一個定量輸送裝置(13)以及 一個出口 (12)。所述的預(yù)加灰裝置(30)具有一個進(jìn)口 (31)， 一個定量輸 送裝置(33)以及一個出口 (32)。所述的(第一個)熱交換器(20)具有 一個進(jìn)口 (21)和一個出口 (22)。所述的進(jìn)口 (21)與第一堿化裝置(10) 的出口 (12)流體連接，所述的出口 (22)與預(yù)加灰裝置(30)的進(jìn)口 (31) 流體連接。所述的第一主加灰裝置(40)具有一個原汁的進(jìn)口 (41)， 一個 定量輸送裝置(43)以及一個被主加灰的原汁的出口 (42)。所述的第二主 加灰裝置(60)具有一個原汁的進(jìn)口(61)和一個被主加灰的原汁的出口(62)。 所述的第二熱交換器(50)具有一個被主加灰的原汁的進(jìn)口 (51)，以及一 個被加熱、被主加灰的原汁的出口 (52)。所述的進(jìn)口 (51)與第一主加灰 裝置(40)的出口 (42)流體連接，所述的出口 (52)與第二主加灰裝置(60) 的進(jìn)口 (61)流體連接。
圖3是在本發(fā)明的第一 (初期)原汁堿化過程中，稀糖汁的顏色依賴于 所選擇的堿度的曲線圖。
圖4是在本發(fā)明的第一 (初期)原汁堿化過程中，稀糖汁的石灰鹽含量 依賴于所選擇的堿度的曲線圖。
圖5是在本發(fā)明的第一 (初期)原汁堿化過程中，原汁中轉(zhuǎn)化糖的增長 依賴于預(yù)加灰溫度和所選擇的堿度的曲線圖。
圖6是在本發(fā)明的第一 (初期)原汁堿化過程中，漿汁l的FK-值依賴 于預(yù)加灰溫度和所選擇的堿度的曲線圖。
具體實施例方式
實施例1甜菜的提取
將新鮮采摘或貯存一定時間的甜菜洗凈并隨后于一個切割機(jī)中用切削刀具切成碎片。被切碎后的甜菜絲通過一個搗碎容器輸送到一個回流提取裝
置中，并在該裝置中進(jìn)行提取。所述的提取的溫度大約為75。C。安裝一個塔 式提取器作為提取器，在該提取器中用加熱的清水進(jìn)行回流提取。通過提取 獲得所謂的甜菜原汁。
實施例2甜菜原汁的提純
2.1原汁堿化
在第一步驟中，所述的技術(shù)級的原汁在一獨立的堿化容器中，通過添加 石灰乳，達(dá)到pH6.0-11.0，從而被堿化；這就是所謂的"原汁預(yù)堿化"。所述 的堿化容器是一個具有攪拌器、C02輸入管和pH電極的可加熱容器。在原 汁預(yù)堿化中，原汁被加熱到預(yù)加灰所需的溫度，大約為55-85。C。
2.2預(yù)加灰
逐步(本案例中使用了7步)向原汁中添加石灰乳直到達(dá)到最優(yōu)凝 結(jié)點的pH值(11.40)。所述的添加進(jìn)行了20多分鐘，并且時間pH值。接 著保持pH恒定5分鐘。
在預(yù)加灰中，通過非糖物質(zhì)相互間的凝結(jié)和通過加入的石灰乳的沉淀從 而發(fā)生非糖物質(zhì)的凝聚。
2.3主加灰
預(yù)加灰完成后，經(jīng)預(yù)加灰的原汁在下游的另一個堿化容器中進(jìn)行第一次 冷主加灰。通過再次添加石灰乳使其堿度到達(dá)1.0 g Ca0/ 100 ml。所述的熱 主加灰的溫度大約為85°C 。這一過程大約維持20 min。
2.4第一次碳酸飽和
在85。C輸入C02進(jìn)行第一次碳酸飽和。C02輸入期間的pH值如前所述。 所述的碳酸飽和在15min內(nèi)進(jìn)行，pH值達(dá)到11.2。 2.5第二次碳酸飽和
由第一次碳酸飽和獲得的碳酸飽和漿汁1用一個連有布氏漏斗的過濾瓶 進(jìn)行過濾。使用無灰(12pm)的圓形黑帶過濾器(Schleicher & Schuell公司598/1)作為過濾材料。第一次碳酸飽和的濾出液被輸回到干凈的反應(yīng)器 中，并再次加熱到大約88。C。隨后，再次添加C02直到原汁的pH值為9.25 為止(IO分鐘內(nèi))。接著停止配料。反應(yīng)結(jié)束10分鐘后，在第二次碳酸飽和 中得到的碳酸飽和漿汁2,同樣進(jìn)行過濾(圓形過濾器，Schleicher & Schudl 公司5893，布朗過濾器，藍(lán)帶，無灰，2,)。得到稀糖汁。稀糖汁的顏色 和鈣鹽含量被確定。
沉淀的碳酸鈣在第一次碳酸飽和后在第一次過濾中或者在第二次碳酸 飽和后在第二次過濾中被除去，由此獲得澄清的經(jīng)提純過的原汁。將第一次 過濾和第二次過濾獲得的滯留物收集在一個泥漿容器中，隨后通過一個碳酸 鈣壓力機(jī)脫水。
3.效果
實驗結(jié)果在圖3 5中顯示。
可以看到，原汁堿化對稀糖汁的質(zhì)量(顏色和石灰鹽含量)有很大影響。 稀糖汁的顏色隨預(yù)加灰溫度的升高而下降。稀糖汁的顏色通過原汁的堿化而 降低。原汁堿化對稀糖汁顏色減少的影響與預(yù)加灰溫度有關(guān)預(yù)加灰溫度為 50°C,稀糖汁顏色下降大約200 IU，預(yù)加灰溫度為8(TC，稀糖汁顏色下降 大約500 IU。
稀糖汁的鈣鹽含量隨預(yù)加灰溫度的升高而增加。稀糖汁中石灰鹽的含量 隨原汁堿化而降低，直到到達(dá)最佳pH值。加熱原汁以取得稀糖汁最低石灰 鹽含量所需的原汁pH值與產(chǎn)生最優(yōu)稀糖汁顏色所需的原汁pH值是相同的。
通過添加堿性劑而建立的最優(yōu)原汁pH值是溫度依賴性的，并且能夠用
下述經(jīng)驗方程確定c(7^c^/^/戶" WC7+6， (r為預(yù)加灰溫度)。
權(quán)利要求
1、一種對甜菜提取得到的原汁進(jìn)行提純的方法，其含有下述步驟(a)通過提取甜菜得到原汁；(b)提取后對原汁進(jìn)行第一次堿化，直至達(dá)到第一堿度c(H3O+)；(c)將被堿化的原汁加熱到預(yù)加灰溫度T；(d)對被堿化的原汁進(jìn)行預(yù)加灰，該預(yù)加灰通過第二次堿化進(jìn)行，達(dá)到第二個堿度，從而使非糖物質(zhì)凝結(jié)。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于:步驟(b)中的第一堿度C( /^0的選擇依賴于預(yù)加灰溫度r。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于應(yīng)用下式其中"=0.07 0.12; 6=2~4。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于"=0.1。
5、 如權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于6=3。
6、 如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于步驟(b)中的第一堿度一直比步驟(d)中的第二堿度小。
7、 如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于步驟(b)中的第一堿度為pH7 pH11。
8、 如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于步驟(b)中的第一堿度小于pH9。
9、 如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于步驟(b)中提取后的第一次堿化在搗碎之后立即進(jìn)行。
10、 如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于步驟(b)中的第一次堿化通過添加主加灰汁進(jìn)行。
11、 如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于步驟(b)中的第一次堿化通過添加石灰乳進(jìn)行。
12、 如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于步驟(b)中的第一次堿化通過添加氫氧化鈉或蘇打進(jìn)行。
13、 如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于步驟(c)和步驟(d)中預(yù)加灰溫度r小于或等于75T:。
14、 如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于步驟(C)和步驟(d)中預(yù)加灰溫度r為55 75。C。
15、 如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于步驟(d)中，第二次堿化通過添加石灰乳進(jìn)行，直到總濃度為0.1-0.3 g CaO/100 ml。
16、 如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于步驟(d)中第二次堿化逐步進(jìn)行，直到堿度為pH大于或等于ll。
17、 如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于步驟(d)中第二次堿化逐步進(jìn)行，直到達(dá)到最優(yōu)凝結(jié)點。
18、 如上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于所述的方法還包括步驟(e):對經(jīng)預(yù)加灰的原汁的進(jìn)行主加灰。
19、 如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于步驟(e)中的主加灰包括下述步驟(el)在小于或等于75"C的溫度下，進(jìn)行原汁的第一次主加灰；和(e2)在高于75。C的溫度下，進(jìn)行原汁的第二次主加灰。
20、 一種從甜菜中制造蔗糖糖漿的方法，其特征在于提取甜菜，隨后實施權(quán)利要求1~19中任一項的方法，澄清被堿化的原汁，隨后從澄清的原汁中得到蔗糖糖漿。
21、 一種用于實施上述任一項權(quán)利要求中的方法的設(shè)備，其含有一個用于堿化原汁的第一堿化裝置(10)，該裝置具有一個原汁進(jìn)口(11)， 一個用于定量輸送堿的定量輸送裝置(13)以及一個被堿化的原汁的出口 (12);一個用于預(yù)加灰被堿化的原汁的預(yù)加灰裝置(30)，該裝置具有一個被堿化的原汁的進(jìn)口 (21)， 一個用于定量輸送石灰乳的定量輸送裝置(23)以及一個被預(yù)加灰的原汁的出口 (22);以及一個用于加熱在第一堿化裝置(10)中被堿化的原汁的第一熱交換器(20)，該交換器具有一個被堿化的原汁的進(jìn)口 (21)和一個被加熱、被加灰的原汁的出口 (22)，其中所述的進(jìn)口 (21)與第一堿化裝置的出口 (12)流體連接，所述的出口 (52)與預(yù)加灰裝置(30)的進(jìn)口 (31)流體連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的對提取甜菜獲得的甜菜原汁進(jìn)行提純的方法和提純甜菜原汁的設(shè)備。本發(fā)明還涉及從甜菜原汁中制備蔗糖糖漿或蔗糖的方法。本發(fā)明的提純方法包括以下步驟a)提取甜菜得到原汁，b)原汁的第一次堿化，c)加熱被堿化的原汁，d)通過第二次堿化進(jìn)行被堿化原汁的預(yù)加灰。
文檔編號C13B20/02GK101636508SQ200880002892
公開日2010年1月27日 申請日期2008年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月24日
發(fā)明者斯特凡·弗倫策爾, 穆赫辛·艾達(dá)里拉德, 阿扎爾·沙希迪澤諾茲 申請人:甜糖(曼海姆/奧克森富特)股份公司