CN115161416A - 一种糖蜜化学除钙***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及糖蜜预处理技术领域，公开了一种糖蜜化学除钙***，包括糖蜜储罐，用于储存经过稀释加热后的糖蜜；Na2CO3储罐，用于配制并储存Na2CO3溶液；软化罐，软化罐的输入端分别与糖蜜储罐、Na2CO3储罐连通；自循环***，自循环***包括自循环管道和钙离子检测模块，钙离子检测模块与软化罐的输出端连通，用于检测糖蜜中钙离子含量；且钙离子检测模块通过自循环管道与糖蜜储罐和/或软化罐的输入端连通，以将含有过量钙离子的糖蜜回送至糖蜜储罐和/或软化罐继续进行化学除钙处理。本发明通过在软化罐出口管路设置钙离子检测模块来检测钙离子浓度，若未反应完全则打回继续反应，经过多次循环反应可以有效降低糖蜜中钙含量。
Description
技术领域
本发明涉及糖蜜预处理技术领域，特别是涉及一种糖蜜化学除钙***及方法。
背景技术
糖蜜是制糖工业的副产品，组成因制糖原料、加工条件的不同而有差异，其中主要含有大量蔗糖等可发酵糖，因而是很好的发酵原料，可用作酵母、味精、有机酸等发酵制品的底物或基料，可用作某些食品的原料和动物饲料。糖蜜产量较大的有甜菜糖蜜、甘蔗糖蜜、葡萄糖蜜、玉米糖蜜，产量较小的有转化糖蜜和精制糖蜜，糖蜜除含糖份外，还含有较多的杂质，其中有些是有用的，但是许多都会对发酵产生不利的影响，需要进行预处理。
糖蜜的处理程序一般包括稀释加热、化学除钙、过滤、层析、浓缩等过程，其中化学除钙过程是极为重要的降低糖蜜中钙含量的程序，为了降低钙含量，目前通常采用的方式是，加入碳酸钠与糖蜜溶液中的钙离子反应生成碳酸钙沉淀，但是此过程不能保证钙离子反应完全且配制得到的碳酸钠溶液浓度波动较大进而影响糖蜜溶液除钙效果。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种糖蜜化学除钙***及除钙方法，可以有效解决钙离子反应不充分的问题，提高除钙效果且能够增强反应过程的稳定性。
本发明的第一目的在于，提供了一种糖蜜化学除钙***，包括
糖蜜储罐，用于储存经过稀释加热后的糖蜜；
Na2CO3储罐，用于配制并储存Na2CO3溶液；
软化罐，所述软化罐的输入端分别与所述糖蜜储罐、所述Na2CO3储罐连通；
自循环***，所述自循环***包括自循环管道和钙离子检测模块，所述钙离子检测模块与所述软化罐的输出端连通，用于检测糖蜜中钙离子含量；且所述钙离子检测模块通过自循环管道与所述糖蜜储罐和/或所述软化罐的输入端连通，以将含有过量钙离子的糖蜜回送至所述糖蜜储罐和/或所述软化罐继续进行化学除钙处理。
优选的，在上述糖蜜化学除钙***中，所述糖蜜储罐连接有NaOH储罐，用于调节所述糖蜜储罐中糖蜜的pH值。
优选的，在上述糖蜜化学除钙***中，所述糖蜜储罐与所述Na2CO3储罐均连接有流量调节装置，以限定所述糖蜜储罐中糖蜜与所述Na2CO3储罐中Na2CO3溶液的混合比例。
优选的，在上述糖蜜化学除钙***中，所述Na2CO3储罐连通糖蜜过滤***，以将除钙后的糖蜜作为溶剂与Na2CO3固体混合制备Na2CO3溶液。
优选的，在上述糖蜜化学除钙***中，所述软化罐设置有多个，多个所述软化罐之间为串联设置，且所述软化罐的底端设置有溶液入口、顶端设置有溶液出口。
优选的，在上述糖蜜化学除钙***中，所述软化罐底部与顶部均设置有取样口，用于检测进入和排出所述软化罐的糖蜜溶液中钙离子浓度。
优选的，在上述糖蜜化学除钙***中，还包括混合器，所述混合器的输入端分别与所述糖蜜储罐、所述Na2CO3储罐连通，所述混合器的输出端连通至所述软化罐。
本发明的第二目的在于，提供了一种糖蜜化学除钙方法，包括以下步骤：
（1）将经过稀释加热的糖蜜溶液与Na2CO3溶液混合后通入软化罐中进行化学除钙反应；
（2）通过钙离子检测模块检测从软化罐排出的糖蜜中钙离子浓度，若钙离子浓度高于预设值，则将糖蜜通过自循环管道回送至糖蜜储罐和/或软化罐中继续进行化学除钙反应；若钙离子浓度低于预设值，则将糖蜜输送至后续的糖蜜过滤***。
优选的，在上述糖蜜化学除钙方法中，步骤（1）中所述糖蜜溶液与Na2CO3溶液混合前，调节糖蜜溶液的pH值至10。
优选的，在上述糖蜜化学除钙方法中，步骤（2）中所述钙离子为游离钙离子，且所述钙离子的浓度预设值为500ppm。
本发明提供了一种糖蜜化学除钙***及除钙方法，与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明通过在软化罐出口管路设置钙离子检测模块来检测钙离子浓度，若未反应完全则打回继续反应，经过多次循环反应可以有效降低糖蜜中钙含量；本发明使用除钙后的糖蜜回流配制碳酸钠溶液，避免水的加入可以防止碳酸钠溶液浓度的波动，使反应稳定进行；本发明通过设置自循环管道，将软化后的反应液部分回流至软化罐中做种晶以诱导碳酸钙结晶，使得化学除钙反应更加完全且彻底。
附图说明
图1是本发明实施例糖蜜化学除钙***的示意图。
在图中，
1为糖蜜储罐、2为Na2CO3储罐、3为软化罐、4为钙离子检测模块、5为自循环管道、6为NaOH储罐、7为混合器、8为固体碳酸钠储罐、9为碳酸钠配制罐、10为回流罐、11为溢流罐。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照附图1，本发明实施例提供了一种糖蜜化学除钙***，包括糖蜜储罐1，Na2CO3储罐2，软化罐3、钙离子检测模块4和自循环管道5；
其中糖蜜储罐1用于储存经过稀释加热后的糖蜜；Na2CO3储罐2用于配制并储存Na2CO3溶液；所述软化罐3的输入端分别与所述糖蜜储罐1、所述Na2CO3储罐2连通；钙离子检测模块4与所述软化罐3的输出端连通，用于检测糖蜜中钙离子含量；且所述钙离子检测模块4与所述糖蜜储罐1和/或所述软化罐3的输入端通过自循环管道5连通，以将含有过量钙离子的糖蜜通过自循环管道5回送至所述糖蜜储罐1和/或所述软化罐3中继续进行化学除钙处理。
在本发明一些实施例中，所述糖蜜储罐1内设置有搅拌器，所述糖蜜储罐1连接有NaOH储罐6，NaOH储罐6通过体积流量为50-120L/h的泵将50%的NaOH溶液泵送至糖蜜储罐1，用于调节所述糖蜜储罐1中糖蜜的pH值至10，糖蜜的pH值由连接在糖蜜储罐1上的pH计测量得到。
在本发明一些实施例中，所述糖蜜储罐1与所述Na2CO3储罐2均连接有流量调节装置，以限定所述糖蜜储罐1中糖蜜与所述Na2CO3储罐2中Na2CO3溶液的混合比例；
所述流量调节装置为流量计和变频泵，通过流量计和变频泵的共同作用以控制糖蜜和Na2CO3溶液的混合比例。
在本发明一些实施例中，还包括混合器7，所述混合器7的输入端分别与所述糖蜜储罐1、所述Na2CO3储罐2连通，所述混合器7的输出端连通至所述软化罐3；且所述糖蜜储罐1与所述混合器7之间设置有止回阀，防止糖蜜回流至糖蜜储罐1；
糖蜜储罐1通过体积流量为10m3/h的变频泵将糖蜜泵送至混合器7，Na2CO3储罐2通过体积流量为0.6-2.4m3/h的变频泵将Na2CO3溶液泵送至混合器7。
在本发明一些实施例中，还包括固体碳酸钠储罐8和碳酸钠配制罐9，所述碳酸钠配制罐9输入端连通有固体碳酸钠储罐8、输出端连通有Na2CO3储罐2，且Na2CO3储罐2中设置有搅拌器，Na2CO3储罐2中是浓度为10%的Na2CO3溶液。
在本发明一些实施例中，所述碳酸钠配制罐9连通糖蜜过滤***，以将除钙后的糖蜜回流作为溶剂与固体碳酸钠混合制备Na2CO3溶液；除钙后的回流糖蜜存储于回流罐10中。
在本发明一些实施例中，所述软化罐3设置有多个，多个所述软化罐3之间为串联设置，且所述软化罐3的底端设置有溶液入口、顶端设置有溶液出口。
在本发明一些实施例中，软化罐3设置有三个，且三个软化罐3的型号等完全相同，按照从高到低的顺序依次排列，通过多个软化罐3之间的高度位差变化以及混合溶液下进上出的方式增加反应时间，使得软化反应更加充分完全，提高反应效率。
在本发明一些实施例中，所述软化罐3底部与顶部均设置有取样口，用于检测进入和排出所述软化罐3的糖蜜溶液中钙离子浓度。
需要说明的是，软化反应前期碳酸钙的反应较慢，通过自循环管道5将小粒径碳酸钙打回软化罐3进行循环，打回的小粒径碳酸钙可作为种晶诱导碳酸钙溶液结晶完全。
在本发明一些实施例中，还包括溢流罐11，与软化罐3输出端连通，用于接收软化后的反应液，并将软化后的反应液输送至钙离子检测模块4。
在本发明一些实施例中，钙离子检测模块4为钙离子浓度自动检测仪器或者人工定时检测钙离子浓度。
在本发明一些实施例中，软化罐3、溢流罐11、回流罐10中均设置有搅拌器。
另外，本发明实施例还提供了一种糖蜜化学除钙方法，以具体实施例的方式进行说明。
实施例1
一种糖蜜化学除钙方法，包括以下步骤：
（1）调节经过稀释加热的糖蜜溶液的pH值至10，备用；配制浓度为10%的碳酸钠溶液，备用；
（2）将pH值为10的稀释糖蜜与10%的碳酸钠溶液在混合器中混合后依次通入三个具有高低位差的软化罐中进行化学除钙反应；
（3）通过钙离子检测模块检测从软化罐排出的糖蜜中钙离子浓度为100ppm，直接将糖蜜输送至后续的糖蜜过滤***。
实施例2
一种糖蜜化学除钙方法，包括以下步骤：
（1）调节经过稀释加热的糖蜜溶液的pH值至9，备用；配制浓度为10%的碳酸钠溶液，备用；
（2）将pH值为9的稀释糖蜜与10%的碳酸钠溶液在混合器中混合后依次通入三个具有高低位差的软化罐中进行化学除钙反应；
（3）通过钙离子检测模块检测从软化罐排出的糖蜜中钙离子浓度为300ppm，直接将糖蜜输送至后续的糖蜜过滤***。
实施例3
一种糖蜜化学除钙方法，包括以下步骤：
（1）调节经过稀释加热的糖蜜溶液的pH值至8，备用；配制浓度为10%的碳酸钠溶液，备用；
（2）将pH值为8的稀释糖蜜与10%的碳酸钠溶液在混合器中混合后依次通入三个具有高低位差的软化罐中进行化学除钙反应；
（3）通过钙离子检测模块检测从软化罐排出的糖蜜中钙离子浓度为600ppm，由于检测的钙离子浓度高于预设值500ppm，因此将糖蜜回送至软化罐中继续进行化学除钙反应，在第二次软化过程中，糖蜜仅经过第一个软化罐后钙离子浓度即达到200ppm，由第一个软化罐直接输送至后续的糖蜜过滤***。
对比例1
一种糖蜜化学除钙方法，包括以下步骤：
（1）调节经过稀释加热的糖蜜溶液的pH值至7，备用；配制浓度为10%的碳酸钠溶液，备用；
（2）将pH值为7的稀释糖蜜与10%的碳酸钠溶液在混合器中混合后依次通入三个具有高低位差的软化罐中进行化学除钙反应；
（3）通过钙离子检测模块检测从软化罐排出的糖蜜中钙离子浓度为1000ppm，由于检测的钙离子浓度高于预设值500ppm，因此将糖蜜回送至糖蜜储罐中继续进行化学除钙循环反应，在经过第二次循环反应后通过钙离子检测模块检测从软化罐排出的糖蜜中钙离子浓度为600ppm，继续将糖蜜回送至软化罐中进行化学除钙反应，依次经过三个软化罐后钙离子浓度即达到200ppm，输送至后续的糖蜜过滤***。
对比例2
一种糖蜜化学除钙方法，包括以下步骤：
（1）调节经过稀释加热的糖蜜溶液的pH值至11，备用；配制浓度为10%的碳酸钠溶液，备用；
（2）将pH值为11的稀释糖蜜与10%的碳酸钠溶液在混合器中混合后依次通入三个具有高低位差的软化罐中进行化学除钙反应；
（3）通过钙离子检测模块检测从软化罐排出的糖蜜中钙离子浓度为850ppm，由于检测的钙离子浓度高于预设值500ppm，因此将一部分糖蜜回送至糖蜜罐、另一部分回送至软化罐中继续进行化学除钙循环反应，在经过第二次循环反应后通过钙离子检测模块检测从软化罐排出的糖蜜中钙离子浓度为400ppm，输送至后续的糖蜜过滤***。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方案而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种糖蜜化学除钙***，其特征在于，包括
糖蜜储罐，用于储存经过稀释加热后的糖蜜；
Na2CO3储罐，用于配制并储存Na2CO3溶液；
软化罐，所述软化罐的输入端分别与所述糖蜜储罐、所述Na2CO3储罐连通；
自循环***，所述自循环***包括自循环管道和钙离子检测模块，所述钙离子检测模块与所述软化罐的输出端连通，用于检测糖蜜中钙离子含量；且所述钙离子检测模块通过自循环管道与所述糖蜜储罐和/或所述软化罐的输入端连通，以将含有过量钙离子的糖蜜回送至所述糖蜜储罐和/或所述软化罐继续进行化学除钙处理。
2.根据权利要求1所述的糖蜜化学除钙***，其特征在于，所述糖蜜储罐连接有NaOH储罐，用于调节所述糖蜜储罐中糖蜜的pH值。
3.根据权利要求1所述的糖蜜化学除钙***，其特征在于，所述糖蜜储罐与所述Na2CO3储罐均连接有流量调节装置，以限定所述糖蜜储罐中糖蜜与所述Na2CO3储罐中Na2CO3溶液的混合比例。
4.根据权利要求1所述的糖蜜化学除钙***，其特征在于，所述Na2CO3储罐连通糖蜜过滤***，以将除钙后的糖蜜作为溶剂与Na2CO3固体混合制备Na2CO3溶液。
5.根据权利要求1所述的糖蜜化学除钙***，其特征在于，所述软化罐设置有多个，多个所述软化罐之间为串联设置，且所述软化罐的底端设置有溶液入口、顶端设置有溶液出口。
6.根据权利要求1所述的糖蜜化学除钙***，其特征在于，所述软化罐底部与顶部均设置有取样口，用于检测进入和排出所述软化罐的糖蜜溶液中钙离子浓度。
7.根据权利要求1-6任一项所述的糖蜜化学除钙***，其特征在于，还包括混合器，所述混合器的输入端分别与所述糖蜜储罐、所述Na2CO3储罐连通，所述混合器的输出端连通至所述软化罐。
8.一种采用权利要求1-7任一项所述***的糖蜜化学除钙方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将经过稀释加热的糖蜜溶液与Na2CO3溶液混合后通入软化罐中进行化学除钙反应；
（2）通过钙离子检测模块检测从软化罐排出的糖蜜中钙离子浓度，若钙离子浓度高于预设值，则将糖蜜通过自循环管道回送至糖蜜储罐和/或软化罐中继续进行化学除钙反应；若钙离子浓度低于或等于预设值，则将糖蜜输送至后续的糖蜜过滤***。
9.根据权利要求8所述的糖蜜化学除钙方法，其特征在于，步骤（1）中所述糖蜜溶液与Na2CO3溶液混合前，调节糖蜜溶液的pH值至8-10。
10.根据权利要求8所述的糖蜜化学除钙方法，其特征在于，步骤（2）中所述钙离子为游离钙离子，且所述钙离子的浓度预设值为500ppm。
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