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技术与应用

食品饮料

      糖用甜菜是制糖工业的主要原料之一,其块根中含糖量较高。中国甜菜主要种植 在北炜40°以北,包括西北、华北和东北三大产区。其中,西北产区因具有日照长的特点,甜菜单产和含糖量均较高。

甜菜制糖过程主要包括洗菜、切丝、提汁、澄清、蒸发浓缩、蒸发结晶、分离糖蜜、白砂糖装包等工序。因甜菜渗出汁中的非糖成分(包括悬浮颗粒、色素物质、盐类物质、还原糖、果胶、甜菜碱等)会影响糖品质量,并增加废蜜量和糖分损失,因此在进行糖汁浓缩和结晶之前,需要对渗出汁进行澄清,除去一部分非糖杂质,以得到更纯净的糖汁。甜菜制糖澄清工艺的目的是将非糖杂质尽可能多的去除,以使糖汁纯度提高、粘度和色值降低,为煮糖(结晶)制备优质的原料糖浆。糖汁澄清工序是制糖过程中最重要的工序,澄清效果的 好坏直接决定白砂糖的品质和得率。

膜分离技术提纯浓缩甜菜制糖清汁的方法,包括如下步骤:

        1.获得适于纳滤的甜菜制糖清汁;

        2.将所述清汁温度从90°C左右降低至不低于30°C;

        3.使用截留分子量220Da-500Da的纳滤膜,在10Bar-40Bar压力下对所述清汁进 行过滤浓缩,得到浓缩提纯后的甜菜制糖清汁。

其中,步骤1中,所述适于纳滤的甜菜制糖清汁中,鹿糖占10wt% -15wt%,水分占84wt% -89wt%,蔗糖纯度为85wt% -92wt% (其中,蔗糖纯度指清汁中蔗糖成分占可溶固形物的重量比)。如上文所述,经双碳饱充澄清和过滤工艺后,清汁中的水分和主要非糖成分(包括无机盐、含氮物质、还原糖)的分子量均明显低于蔗糖的分子量。因此,清汁体系的物料特性适于采用本发明的纳滤技术对其进行提纯浓缩。虽然,双碳饱充澄清法为现有技术,但为了制备得到适于纳滤的甜菜制糖清汁,使用双碳饱充澄清法是优选的步骤。经过双碳饱充澄清法处理后获得的甜菜制糖清汁是特别适于纳滤的甜菜制糖清汁,因而是特别优选的 获得本发明的甜菜制糖清汁的途径。

步骤2中,优选将所述清汁温度从90°C左右降低至不低于30°C,优选降低至 40°C_45°C。一方面,从工艺角度来说,为避免造成不必要的热损失,将温度降至过低并不优 选。另一方面,从纳滤膜的过滤特性和稳定性的角度考虑,适合的温度范围是40°C-90°C、 优选 40°C-60°C,特别优选 40°C-45°C。

步骤3中,在纳滤提纯浓缩处理时,需要使用截留分子量与蔗糖分子量相接近的纳滤膜分离技术,在截留蔗糖的同时,使水分子和小分子非糖成分杂质透过纳滤膜,从而实现清汁的提纯和浓缩。若选择的截留分子量过大,则会造成更多糖分透过纳滤膜进入到透过水中,使糖分损失增大;若截留分子量过小,则会降低非糖分的滤出比率,降低 提纯效果?;谏鲜隹悸?,所述纳滤膜的截留分子量优选为220Da-500Da,进一步优选为 350Da-450Da,进一步优选 400Da。对纳滤压力,可以使用适合于纳滤工艺的通常的压力范围,优选为10Bar-40Bar 之间。若压力过大,连接管件受力过大,会对设备造成损害。所述过滤压力优选为 10Bar_40Bar,进一步优选为 20Bar。

优选卷式有机纳滤膜或管式有机纳滤膜技术对清汁进行处理,一方面可将大量水分透过,从而实现清汁的预浓缩;另一方面,则可通过截留分子量的选择,使分子量比蔗糖小的小分子杂质(如还原糖、甜菜碱等)选择性透 过,从而实现对清汁的提纯。

纳滤过程中,膜过滤通量会逐渐下降。为了能重复使用纳滤膜,优选对纳滤膜进行清洗。具体而言,当膜过滤通量下降至初始通量的70%左右时,可以停止过滤,对膜进行清洗??梢圆捎孟钟屑际踔谐S玫哪で逑戳鞒探兴瞿で逑?。当清洗后的膜纯水透过通量 达到首次使用时纯水透过通量的80%以上时,即认为清洗完成。

 

 

 

 


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