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蔗渣澄清剂无硫澄清工艺研究

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第一章绪论

1.1澄清理论基础

1.1.1澄清基本原理

1.1.2澄清方法

1.1.3澄清助剂及其特性

1.1.4澄清工艺及设备

1.1.5阳离子蔗渣澄清剂的研制方法

1.2蔗汁的成分研究

1.2.1蔗汁中的天然色素物质分析

1.2.2工艺过程中产生的色素物质

1.3本课题的立题背景、研究现状和研究内容

1.3.1立题背景

1.3.2研究现状和意义

1.3.3本课题研究的主要内容

第二章试验材料与试验方法

2.1试验材料与主要试验仪器

2.2主要试剂及药品

2.3实验流程

2.4实验测定方法

2.4.1色值的测定方法

2.4.2简纯度的测定方法

第三章石灰法初步澄清混合汁的工艺研究

3.1石灰法三种分类方法的工艺流程及理论分析

3.1.1三种分类方法的工艺流程

3.1.2三种分类方法的优、缺点

3.2最佳初步澄清方法的确定

3.2.1加灰过程中pH的确定

3.2.2最佳初步澄清方法的确定

3.3本章小结

第四章蔗渣澄清剂的最佳澄清工艺参数研究

4.1阳离子蔗渣澄清剂的制备

4.1.1天然蔗渣预处理

4.1.2阳离子蔗渣澄清剂的精制

4.2实验流程图

4.3单因素试验

4.3.1阳离子蔗渣澄清剂加入量对纯度、色值的影响

4.3.2接触时间对纯度、色值的影响

4.3.3反应温度对纯度、色值的影响

4.3.4 pH值对纯度、色值的影响

4.4结果与讨论

4.5正交试验

4.5.1正交试验设计方法

4.5.2试验因素的选择和各因素水平的确定

4.5.3正交表格的选择及结果分析方法

4.5.4正交试验设计及分析

4.6结果与讨论

4.7本章小结

第五章蔗渣澄清剂的动力学研究

5.1 固液吸附澄清原理概述

5.1.1固液界面吸附的特点

5.1.2表观吸附量

5.1.3吸附剂的用量和吸附能力

5.1.4温度对吸附杂质的影响

5.1.5 pH值对吸附剂吸附作用的影响

5.2有机阳离子型澄清剂的澄清原理

5.3吸附动力学试验

5.3.1静念吸附试验方法

5.3.2静态吸附性能试验

5.3.3动态吸附试验方法

5.3.4动态吸附试验

5.4阳离子蔗渣澄清剂吸附机理初探

5.5本章小结

第六章蔗渣澄清剂的再生及清汁热稳定性研究

6.1不同再生剂的再生效果比较

6.2温度对再生效果的影响

6.3清汁热稳定性研究

6.4色素废水的处理

6.5本章小结

第七章结论、创新点与展望

7.1结论

7.2创新点

7.3研究展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

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摘要

传统亚硫酸法制得白砂糖含硫量高,质量不够理想,而且随着新的白砂糖国家标准的出台,其弊端显得更加突出。为了加入国际市场的竞争行列,应谋求改进亚硫酸法工艺,生产出高质量的白砂糖,提高现有糖厂产品的产值,增加收益。根据我国国情,可以尝试一些过渡的新型澄清工艺,设备和方法来改善当前现状。 本课题探索研究了一项制糖澄清过程的新型无硫澄清工艺,该工艺采用传统石灰法和新型阳离子蔗渣澄清剂相结合的方法,对甘蔗混合汁进行两步澄清应用研究。除此之外,还就该蔗渣澄清剂的吸附动力学、再生及澄清后糖汁的稳定性等方面进行了系统试验研究。由于此工艺不添加SO2,成品糖中无残硫,并且成本较低,这将在糖液脱色和提纯方面取得全新突破。论文的主要研究内容和结果如下: 1.依据单因素试验,设计了包括阳离子蔗渣澄清剂加入量、反应温度、接触时间和pH值四个重要因素以确定它们对澄清作用的影响情况。然后,在单因素试验的基础上,该论文又设计了正交试验并进行了结果分析。最优澄清条件如下:阳离子蔗渣澄清剂加入量0.4g/100mL清汁、反应温度80℃、接触时间40min及pH8。 2.通过静态吸附试验,得出:表明脱色反应是以液膜扩散为主控步骤,即交换速率大小控制了在固-液界面上交换质的滞留时间,交换反应速率常数k=5.57×10-3s-1,并且该阳离子蔗渣澄清剂的脱色过程遵循Freundish等温式。通过动态吸附试验,得出:随着待脱色清汁样品流速的增大,脱色率降低;增加离子交换柱高径比,可提高脱色效果。 3.最佳再生条件的研究:质量分数1%HCl+质量分数10%NaCl的组合再生剂,再生后澄清剂的交换容量损失少;在80℃时再生效果较好,解吸为吸热过程,提高温度利于解吸,但是温度太高时,可能由于澄清剂纤维在高温下发生化学降解和结构变化,导致脱色效果下降。 4.清汁热稳定性研究及色素废水的处理:未经蔗渣澄清剂脱色处理的清汁热稳定性差,随温度升高色值上升很快。而脱色后的清汁在高温下较稳定,说明阳离子蔗渣澄清剂对色素的清除彻底,高温条件下不再产生新的色素物质。解吸出来的色素废水中不含蔗糖成分。因此色素废水可以用来冲锅炉煤灰,没有废液排出,符合环保要求。

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