超聲強(qiáng)化亞硫酸與氫氧化鈣中和反應(yīng)及其在蔗汁澄清中應(yīng)用的研究.pdf

1、蔗汁的澄清是糖廠處理成本高、技術(shù)難度大的工序，其效果的好壞是白砂糖產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的主要決定因素，如何提高成品糖的質(zhì)量及簡(jiǎn)化流程一直是制糖界研究的熱點(diǎn)。蔗汁的澄清工藝主要有石灰法、碳酸法、亞硫酸法等，其中亞硫酸法是目前普遍采用的方法，該方法澄清效果較好，工藝流程簡(jiǎn)單，但也常常存在白砂糖二氧化硫殘留量偏高等問(wèn)題，影響成品糖質(zhì)量，降低了制糖企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。本文通過(guò)引入超聲波強(qiáng)化澄清硫熏過(guò)程，以期提高蔗汁的澄清效果，降低二氧化硫殘留量，主要研

2、究?jī)?nèi)容有： (1)研究超聲波功率、作用方式、作用時(shí)間等因素對(duì)水溶液中亞硫酸與氫氧化鈣中和反應(yīng)析出沉淀的影響。結(jié)果表明超聲作用的最佳方式是開(kāi)始滴加石灰乳中和之時(shí)，最適功率為200 W，在此條件下Ca2+殘留量和SO32-。殘留量與無(wú)超聲波作用相比分別相對(duì)降低9％和47％。 (2)通過(guò)記錄亞硫酸鈣沉淀過(guò)程溶液電導(dǎo)率變化，進(jìn)行一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程的擬合，并研究了超聲作用和無(wú)超聲作用下晶核生成以及晶體長(zhǎng)大過(guò)程的動(dòng)力學(xué)方程，得出最佳

3、超聲條件作用下晶核生成速率常數(shù)K=0.4115 s-1，無(wú)超聲條件作用下晶核生成速率常數(shù)K=0.1892 s-1．超聲作用下成核的速率常數(shù)遠(yuǎn)大于無(wú)超聲成核速率常數(shù)，超聲作用能縮短溶液中晶體的成核誘導(dǎo)期，加速晶核的生長(zhǎng)速度。超聲作用下晶體長(zhǎng)大的速率常數(shù)K=0.0024 s-1，雖然小于無(wú)超聲作用下晶粒長(zhǎng)大速率常數(shù)K=0.0141 s-1，但是晶核生成速率卻比無(wú)超聲成核速率大很多，兩者綜合作用的結(jié)果仍體現(xiàn)為結(jié)晶過(guò)程總速率的增加。 (

4、3)通過(guò)研究超聲波功率、作用方式、作用時(shí)間等因素對(duì)蔗汁硫熏中和反應(yīng)的影響，得出在反應(yīng)前期和反應(yīng)過(guò)程兩個(gè)階段外加超聲作用可以減少Ca2+、SO2含量，反應(yīng)后期外加超聲作用會(huì)增加含量。超聲作用最佳功率是300 W，最佳作用階段是在中和反應(yīng)過(guò)程中。在超聲最佳條件相對(duì)于沒(méi)有超聲作用下的Ca2+含量相對(duì)降低了4％，SO2含量相對(duì)降低21.4％。 (4)研究了在不同功率的超聲波作用下蔗汁的簡(jiǎn)純度、色值的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其中色值與無(wú)超聲條