一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法技术

本发明专利技术属于膜分离技术领域，涉及一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，所述方法包括如下步骤：(1)依次使用去离子水、氢氧化钠溶液、氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液以及去离子水清洗澄清膜；(2)依次使用去离子水、葡聚糖酶溶液以及氢氧化钠溶液清洗脱色膜；(3)依次使用去离子水、氢氧化钠溶液以及去离子水清洗浓缩膜；所述步骤(1)‑(3)不分先后顺序。本发明专利技术所述膜法制糖工艺中膜清洗的方法是针对澄清膜、脱色膜和浓缩膜的不同污染机理定制，可有效去除膜污染，恢复各级膜通量，保持膜法甘蔗制糖系统的稳定运行，对各级膜清洗废液的回用可减少耗水量、污水排放量和化学试剂消耗量。

【技术实现步骤摘要】
一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法
本专利技术属于膜分离
，涉及一种膜法制糖工艺，尤其涉及一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法。
技术介绍
目前，甘蔗制糖工艺中的甘蔗混合汁清净工段主要采用亚硫酸法或碳酸法，需要添加大量化学物质以去除甘蔗混合汁中的非糖杂质，但亚硫酸法与碳酸法存在工艺复杂，脱色率低，成品糖质量不稳定以及产品中含硫影响食品安全等问题。CN103725802A公开了一种蔗糖精制的工艺，具体步骤包括蔗糖榨汁，预处理，膜微滤，预浓缩，离子交换脱色、除盐，MVR(机械蒸汽再压缩技术)蒸发浓缩，结晶，离心分离，干燥等步骤，得到蔗糖结晶。该方法使用陶瓷微滤替换了板框和石灰沉淀步骤；用膜浓缩减少了蒸发浓缩设备的蒸发量，降低了能耗；使用离子交换脱色除杂工艺代替了硫熏工艺，解决了蔗糖中硫的残留问题；用离子交换脱盐，有效地脱除了蔗糖汁中的盐分；采用MVR蒸发浓缩，降低了能耗；但上述工艺采用了离子交换脱色除盐，需酸碱再生离子交换树脂，将产生大量难处理的高盐废水，带来严重的环保问题。CN105063247A公开了一种利用多级膜过滤技术精制甘蔗混合汁的制糖工艺，该工艺首先将甘蔗混合汁加热后加入碱性物质调节pH值，然后通过预处理去除甘蔗混合汁中的悬浮杂质，然后滤液逐级通过超滤膜和纳滤膜进行去除悬浮物、去除色素以及浓缩蔗糖的操作，最后纳滤浓缩液进入蒸发浓缩系统结晶生产白砂糖。CN105603130A公开了一种利用渗滤操作回收脱色膜截留液中蔗糖的方法，该方法使用大量的去离子水将残留在截留液中的蔗糖洗脱透过脱色膜得以回收。CN105063247A与CN105603130A公开的两种方法联用，可以提高蔗糖的回收率。但是，甘蔗混合汁的成分复杂，含有大量变性蛋白、果胶、石蜡、色素、细菌、葡聚糖、纤维素、半纤维素和木质素等杂质，对各级膜过滤系统产生严重的膜污染，造成膜通量衰减，且各级膜的污染机理相异，难以采用统一的清洗方法进行污染物去除。而且，清洗会产生大量的膜清洗废液，直接排放不仅会对污水处理系统产生负面影响，也会浪费大量的化学药剂，增加了蔗糖生产的成本。因此，提供一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，对膜法制糖工艺中的澄清膜、脱色膜以及浓缩膜进行清洗，减少膜法制糖工艺中膜清洗液的用量，减少耗碱量和次氯酸钠用量，降低清洗废水排放同时降低膜法制糖工艺的运行成本，具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，使用该方法对膜法制糖工艺中的澄清膜、脱色膜以及浓缩膜进行清洗，能够减少膜法制糖工艺中膜清洗液的用量，减少耗碱量和次氯酸钠用量，降低清洗废水排放同时降低膜法制糖工艺的运行成本，具有重要意义。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，所述方法包括如下步骤：(1)依次使用去离子水、氢氧化钠溶液、氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液以及去离子水清洗澄清膜；(2)依次使用去离子水、葡聚糖酶溶液以及氢氧化钠溶液清洗脱色膜；(3)依次使用去离子水、氢氧化钠溶液以及去离子水清洗浓缩膜；所述步骤(1)-(3)不分先后顺序。本专利技术通过依次使用去离子水、氢氧化钠溶液、氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液以及去离子水清洗澄清膜，依次使用去离子水、葡聚糖酶溶液以及氢氧化钠溶液清洗脱色膜以及依次使用去离子水、氢氧化钠溶液以及去离子水清洗浓缩膜的方法，克服了因为澄清膜、脱色膜以及浓缩膜的污染机理相异带来的不能同时清洗的问题，且通过对膜清洗废液的回用使得清洗所用药剂较少，减少了耗碱量和次氯酸钠用量，降低清洗废水排放同时降低膜法制糖工艺的运行成本。其中，膜法制糖工艺中的澄清膜为微滤膜，用于去除甘蔗混合汁中的悬浮杂质、大分子物质以及胶体；脱色膜为截留分子量大于蔗糖的超滤膜或纳滤膜，用于脱除色素以及分子量大于蔗糖的非糖物质；浓缩膜为截留分子量小于蔗糖分子的纳滤膜，用于浓缩蔗糖分子，脱除分子量小于蔗糖的无机盐、单糖等物质。优选地，步骤(1)-(3)所述氢氧化钠溶液的pH为10-12，例如可以是10、10.5、11、11.5或12，优选为11.5。优选地，步骤(1)所述氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液的pH为10-12，例如可以是10、10.5、11、11.5或12，优选为11.5。优选地，所述氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液中次氯酸钠的浓度为100-500ppm，例如可以是100ppm、150ppm、200ppm、250ppm、300ppm、350ppm、400ppm、450ppm或500ppm，优选为150-250ppm。优选地，步骤(2)所述葡聚糖酶溶液中葡聚糖酶的浓度为10-100ppm，例如可以是10ppm、20ppm、30ppm、40ppm、50ppm、60ppm、70ppm、80ppm、90ppm或100ppm，优选为30-70ppm。优选地，步骤(1)-(3)所述清洗的温度为30-50℃，例如可以是30℃、32℃、34℃、36℃、38℃、40℃、42℃、44℃、46℃、48℃或50℃，优选为32-38℃。优选地，步骤(1)所述使用去离子水、氢氧化钠溶液、氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液以及去离子水清洗澄清膜的时间分别为20-40min，例如可以是20min、25min、30min、35min或40min，优选为25-35min，即步骤(1)中去离子水两次清洗澄清膜的时间分别为20-40min，氢氧化钠溶液清洗澄清膜的时间为20-40min，氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液清洗澄清膜的时间为20-40min。优选地，步骤(2)所述使用去离子水、葡聚糖酶溶液以及氢氧化钠溶液清洗脱色膜的时间分别为20-40min，例如可以是20min、25min、30min、35min或40min，优选为25-35min，即步骤(2)中去离子水清洗脱色膜的时间为20-40min，葡聚糖酶溶液清洗脱色膜的时间为20-40min，氢氧化钠溶液清洗脱色膜的时间为20-40min。优选地，步骤(3)所述使用去离子水、氢氧化钠溶液以及去离子水清洗浓缩膜的时间分别为20-40min，例如可以是20min、25min、30min、35min或40min，优选为25-35min，即步骤(3)中两次去离子水清洗浓缩膜的时间分别为20-40min，氢氧化钠溶液清洗浓缩膜的时间为20-40min。本专利技术步骤(1)-(3)中所述清洗的流量根据膜法制糖工艺系统的不同而变化，即在相同的设备条件下使用去离子水、氢氧化钠溶液、氢氧化钠与次氯酸钠的混合溶液、葡聚糖酶溶液对系统中的澄清膜、脱色膜以及浓缩膜进行清洗。本领域的技术人员可以根据不同的膜法制糖工艺系统合理地选择清洗的流量。优选地，所述方法还包括清洗澄清膜产生的澄清膜清洗废液回用的步骤：澄清膜清洗废液经超滤膜处理后，得到超滤膜透过液，在超滤膜透过液中投加氢氧化钠和/或次氯酸钠用于清洗澄清膜。本专利技术所述超滤膜透过液中可以投加氢氧化钠，调节pH至10-12后用于清洗澄清膜；也可在超滤膜透过液中投加氢氧化钠和次氯酸钠，调节pH至10-12且次氯酸钠的浓度为100-500ppm后用于清洗澄清膜。优选地，所述方法还包括清洗脱色膜产生的脱色膜清洗废液以及清洗浓缩膜产生的浓缩膜清洗废液回用的步骤：混合脱色膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)依次使用去离子水、氢氧化钠溶液、氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液以及去离子水清洗澄清膜；(2)依次使用去离子水、葡聚糖酶溶液以及氢氧化钠溶液清洗脱色膜；(3)依次使用去离子水、氢氧化钠溶液以及去离子水清洗浓缩膜；所述步骤(1)‑(3)不分先后顺序。

【技术特征摘要】
1.一种膜法制糖工艺中膜清洗的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)依次使用去离子水、氢氧化钠溶液、氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液以及去离子水清洗澄清膜；(2)依次使用去离子水、葡聚糖酶溶液以及氢氧化钠溶液清洗脱色膜；(3)依次使用去离子水、氢氧化钠溶液以及去离子水清洗浓缩膜；所述步骤(1)-(3)不分先后顺序。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)-(3)所述氢氧化钠溶液的pH值为10-12，优选为11.5。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液的pH值为10-12，优选为11.5；优选地，所述氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液中次氯酸钠的浓度为100-500ppm，优选为150-250ppm。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述葡聚糖酶溶液中葡聚糖酶的浓度为10-100ppm，优选为30-70ppm。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)-(3)所述清洗的温度为30-50℃，优选为32-38℃；优选地，步骤(1)所述依次使用去离子水、氢氧化钠溶液、氢氧化钠和次氯酸钠的混合溶液以及去离子水清洗澄清膜的时间分别为20-40min，优选为25-35min；优选地，步骤(2)所述依次使用去离子水、葡聚糖酶溶液以及氢氧化钠溶液清洗脱色膜的时间分别为20-40min，优选为25-35min；优选地，步骤(3)所述依次使用去离子水、氢氧化钠溶液以及去离子水清洗浓缩膜的时间分别为20-40min，优选为25-35min。6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将清洗澄清膜产生的澄清膜清洗废液回用的步骤；优选地，所述回用的步骤包括：澄清膜清洗废液经超滤膜处理后，得到超滤膜透过液，在超滤膜透过液中投加氢氧化钠和/或次氯酸钠用于清洗澄清膜；优选地，所述方法还包括将清洗脱色膜产生的脱色膜清洗废液以及清洗浓缩膜产生的浓缩膜清洗废液回用的步骤；优选地，所述回用的步骤包括：混合脱色膜清洗废液以及浓缩膜清洗废液，产生的混合废液用于调节甘蔗混合汁的pH值或经过超滤膜处理并调节pH值后用于脱色膜的渗滤用水。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述超滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗建泉，万印华，刘威，杭晓风，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11