制糖企业如何在工艺革新中异军突起

脱色是糖工业生产中的一个重要工艺。由于传统脱色系统的高成本和糖工业内部的激烈竞争，将重点放在该项工艺的产品质量和操作成本上无疑是明智的。

国初科技的连续移动床系统是一种采用圆盘传送式的连续逆流吸附体系，该系统是一种新兴的分离工艺技术，不同于传统意义上的固定床、模拟移动床等分离系统。该系统可用于分离、提纯以及回收工业料液中的有效组分或脱出杂质等传统分离领域。该系统连续运行，将传统固定床离子交换工艺中的吸附、水洗、解吸、再生等各个工序集成在一套系统中，不需要烦琐的操作，重复性强，能够保证产品具有稳定的纯度与浓度。

连续移动床系统在离子交换、吸附和为蔗糖、甜菜和玉米糖浆脱色提供zui强灵活性的色谱分离上均得到了另人满意的验证。经证明，连续移动床系统大大减少了树脂用量、化学品成本、水量消耗、废水体积以及系统的占地面积。此外，连续移动床系统还具有控制简单和生产稳定连续的优势。在连续移动床系统中，用户可在任何可行的配置中（如：上流、下流、极尖调整、多级吸附、再生和洗涤），使用任何脱色介质（如：离子交换树脂、吸附剂和碳）。

在系统中，连续移动床阀门连续的分配进料流、洗涤水流、再生物流和淋洗水流，使它们连续的通过旋转的树脂柱，这样就使所有的树脂保持在积极的工作状态。树脂床以圆周轨道移动经过每个操作区，每个步骤停留一段时间。连续移动床的旋转速度是与所需的脱色吸附速度相匹配的。

在过去，含碳物质如骨碳或活性炭，是用于甘蔗汁脱色的材料。然而，这些工艺的资金成本和操作成本都很高。由于这个因素，以及强碱阴离子树脂（丙稀酸树脂和大孔树脂）性能的提高，使得在工业上使用离子交换树脂进行脱色的工艺得到越来越多的认可。离子交换树脂（特别是用在连续移动床的系统中）的优势总结如下：

• 更快的动力学 — 减少接触时间意味着消耗少量树脂
• 化学品再生是比热量再生更重要的成本降低的因素
• 减少洗涤、淋洗和废水体积
• 稳定的产品及质量和废水成分
• 减少人力（一般<1个操作员/班次）和减少占地面积

使用离子交换树脂进行甘蔗汁的脱色的原理就是，大多数的着色剂对强碱阴离子（SBA）树脂显示出很好的选择性。此外，使用盐溶液（一般为10%的NaCl）从树脂中去除这些成分十分简单方便。可使用的SBA树脂有两种—丙稀酸树脂和苯乙烯树脂。丙稀酸树脂较耐杂质，通常用于“较脏”的果汁，一般可完成60-70%的脱色。而苯乙烯树脂的脱色率较高（70-80%），但对长时间杂质污染的抵抗力较差，因此通常用于“较干净”的果汁。经过碳酸化和过滤的甘蔗汁在精炼厂进行脱色。与甜菜/玉米脱色部分相同，由于原浆的色负荷较高，进行糖汁脱色可考虑使用吸附剂类型的树脂。使用离子交换脱色系统的另几点可行性策略如下：

• 经碳或骨碳吸附后，再用树脂做抛光器（一般为苯乙烯）
• 先用树脂作为含杂质较多的糖浆的脱色器（一般为丙稀酸），再用碳抛光
• *脱色（去除率>80%，一般先用丙稀酸，再用苯乙烯）

近年来，由于对具有大表面面积和一些特殊功能的吸附剂型树脂（一般为弱碱阴离子）的成功开发，这种类型的树脂已被用于甜味剂生产中的大量工业装置上。经证明，这些吸附剂型树脂对甜菜和玉米糖浆的脱色，以及处理高色值甘蔗糖浆方面及其有效。在玉米甜味剂生产中，它们可以有效的从多种不同的糖溶液中——葡萄糖、果糖、麦芽糖、玉米糖浆、麦芽糊精等，生产高质量的产品。在甜菜糖工艺中，它可以从糖浆脱糖工艺（MDS）中的蔗糖去除步骤中完成高色值去除。

使用吸附剂型树脂处理糖溶液的原理就在于：无极性、疏水性的有机杂质可被苯乙烯二乙烯基苯结构的表面力吸引并牢牢抓住。因此，与传统的离子交换树脂相比，这种吸附剂型树脂应具有多孔性和极大的表面面积。其吸引极和离子杂质的特殊效果更进一步的提高了吸附效率。

与其它方法相比，使用连续移动床系统和这些吸附剂型树脂的主要优势与蔗糖脱色中的相似，包括：减少树脂体积、水量、化学品消耗和废水体积；减少人力；占地面积小；稳定的产品质量和废水成分。

由于强碱阴离子树脂和吸附剂型树脂的较强的实用性，目前在甘蔗、甜菜和玉米糖浆的脱色工艺上具备了比以往更诱人的选择。在蔗糖、甜菜和玉米脱色的应用中使用的连续移动床系统，与传统的固定床系统相比，提供了更大的简洁性和灵活性，同时也便于优化树脂脱色系统。

在甘蔗脱色中，强碱阴离子树脂可单独使用，也可结合碳或骨碳来处理碳吸附和过滤后的精致果汁。处理该物流的连续移动床系统可只使用一种树脂，丙稀酸或苯乙烯树脂，也可在同一个连续移动床系统中使用这两种树脂。连续移动床需要的树脂体积约为一个普通的固定床系统的1/3，而水、盐再生及废水体积还不到其1/2。

在甜菜和玉米糖浆的脱色中，具有大表面面积和多孔性的吸附剂型树脂可用于抛光相对较干净的糖浆，或用于处理高色值的糖溶液。这类吸附剂型树脂还可用来处理高色值的甘蔗糖浆。

在各种应用中，连续移动床系统的灵活性使得它可以回收再利用淋洗排出液中的再生化学品，可从物料顶替水的再生排出液水流中回收水，可进行在线物流、pH值和交叉再生的调整，这样就可提高产品质量，同时又降低了操作成本。

国初科技（厦门）有限公司是专门从事分离纯化技术应用的高科技企业，以服务中国产业升级、增强市场竞争能力为己任。长期与国外企业合作，在国内进行连续移动床（连续式离子交换/工业色谱分离系统）的工业应用推广工作。通过试验验证新工艺的可行性和效益预测，辅助企业或者高校进行工业改造和技术革新。连续移动床（连续式离子交换/工业色谱分离系统）已成功应用于氨基酸、有机酸、*等的生产工艺中，还可广泛的应用于制药行业、食品行业、制糖行业，化学工业等。国初科技（厦门）有限公司注重科研合作，针对工艺过程的过滤、分离、提取、精制等环节提供专业化的研发辅助，可针对各个行业中的流体分离、纯化及浓缩进行工艺开发和试验，为工业化放大提供真实可信的基础数据，帮助高校、研究所、企业实现科研成果转化。