糖浆脱色如何选择脱色工艺
制糖技术已有千年的历史，从我国西周开始就有糖的制作方法。随之岁月的变迁，人们对糖的需求度越来越大，糖的应用也更广泛，制糖的技术也逐渐成熟。而制糖脱色是糖业必不可少的流程和工艺，是企业长期应用的技术，食品、医药、工业等，对糖的色值色度要求各不相同，工艺运营成本成为企业选择工艺的重要参考条件之一。
不同工艺、材质的产品，在糖脱色中都不同的工艺原理。经过近几年的糖业的持续发展，活性炭与离子交换技术已经成为糖脱色最主流的产品。以下分析糖浆脱色中，活性炭与离子交换工艺优缺点全面对比，得出离子交换运营成本低于活性炭，同时离子交换满足不同糖液的色值要求，且设计更灵活、更高效，是制糖工业脱色主流工艺技术。
技术交流：活性炭
不同材质和形状的活性炭在市场应用广泛。常用于糖汁脱色的主要有粉末活性炭(PAC:PowderedActivatedCarbon)和颗粒活性炭(GAC:GranularActivatedCarbon)。
2.树脂
树脂主要包括有机合成类的离子交换树脂和吸附树脂。离子交换树脂厂商都有供应不同基体和官能团的脱色树脂，现市场上主要有3种基体类型的树脂(图1)。基于疏水性的差别，苯乙烯基体表现出更强的疏水性，而丙烯酸系和酚醛系基体则表现出较好的亲水性，这种亲、疏水性的特性对脱色效果有着非常重要的影响。除了化学结构，有机吸附剂还有一些非常重要的多孔结构。所有这些特性都是影响树脂在糖汁中脱色的重要因素。现在大孔吸附树脂(图2)也渐渐开始在工业脱色中得到应用，较大孔径的特性使其能够吸附有.机大分子色素。虽然现行市场上大部分的有机吸附剂和离子交换树脂都是球状，但颗粒状和粉末状有机材料也有相应的应用。
1.活性炭
2.典型的有机聚合物结构（树脂）
3.大孔树脂结构3.色素
根据色素自然属性，它们在结晶中或多或少会被脱除一部分。而糖液中的色素来源很广，种类复杂。大量的研究川旨在把这些色素分类，它们整体可分为2大类:来自于甘蔗的天然色素和糖汁生产过程中产生的色素。而大量色素是在洗糖步骤(50%质量分数)和澄清步骤(40%质量分数)中被脱除[2]。
色素主要特性是疏水性(无极性),其包括了较大的分子量范围(表1)，它们在高pH值下表现出阴离子形态。
技术交流：4.疏水效应（活性炭）
活性炭基本上是无极性表面，而有札吸附剂是有极性的(丙烯酸系与苯乙烯系相比有较强的极性)。而大部分色素是非极性分子，它们的疏水部分被吸附在吸附剂上。有机吸附树脂在脱色中能够发挥更好的作用(强疏水性、高比表面积)，不含官能团或少量官能团能够使其在高盐含量情况下应用，良好的渗透强度使其能够适应不同的溶液环境(温度、pH、浓度、氧化剂)。由于其对非极性色素分子的吸附效果较强，普通的化学再生比较困难，而且这种有机吸附剂的价格也比其他吸附介质要高，但其对非极性色素分子高效吸附性能使其在抛光阶段发挥重要作用，可以作为粉末活性炭的替代品。
5.离子交换（树脂）
色素分子在偏碱性的pH条件下以阴离子形态存在，可以通过取代CI离子而被树脂吸附，使色素阴离子与树脂中阳离子以离子键形式结合从而达到去除色素的目的，但这不是主要的脱色机理。
离子交换树脂(IER:Ion-exchangeResin)和颗粒活性炭(GAC)在工艺上大部分是相似的，但树脂系统设计更灵活，可以根据进料的色素情况和所要脱色的目标进行相应的调整、变化，从而得到更为优化的工艺方案。
6.活性炭脱色工艺
活性炭系统基本上有3种方式:固定床、脉动床和移动床，但日前主要应用的系统为固定床和脉动床。颗粒活性炭(GAC)和离子交换树脂(IER)有很多.相似的地方，例如操作程序:进糖-出糖-反洗都相同，也可以设计串联或并联操作方式。但别的方面还是有些明显区别，例如活性炭的运行流速很低，只有0.3~0.5BV/h，糖浆在脱色系统中有很长的停留时间，另外，活性炭的再生需要专门的活化炉再生装置或化学再生。颗粒活性炭(GAC)和离子交换树脂(IER)对某种特定色素的吸附是有区别的，不过，在合理设计下，活性炭(GAC)和离子交换系统(IER)都能够达到相同的脱色效果(离交复床系统能够达到80%~85%的脱色效果)。
7.离子交换工艺
脱色树脂的粒径一般在0.3-1.2mm之间，离子交流树脂是通过离子交流抵达脱色效果，大孔吸附树脂是通过比表面积和网孔孔容孔径吸附抵达脱色效果。如淀粉、蔗糖离交脱色用大孔弱碱树脂进行脱色，结尾也可以用精制脱色大孔树脂和去掉杂质异味。也可以选择大孔强碱阴树脂进行脱色。大孔树脂吸附原理：大孔吸附树脂是以苯乙烯和丙酸酯为单体,参与乙烯苯为交联剂,甲苯、二甲苯为致孔剂,它们彼此交联聚合形成了多孔骨架结构。树脂一般为白色的球状颗粒,粒度为20～60目,是一类含离子交流集团的交联聚合物,它的理化性质安稳,不溶于酸、碱及有机溶剂,不受无机盐类及强离子低分子化合物的影响。树脂吸附作用是依托它和被吸附的分子(吸附质)之间的范德华引力,通过它无量的比表面进行物理吸附而工作,使有机化合物根据有吸附力及其分子量大小可以经一定溶剂洗脱分隔而抵达分别、纯化、除杂、浓缩等不一样目的。脱色效果能达到85%以上。
技术交流：8.操作成本对比
因为世界各国的能源及基础化学品价格不同,从运行成本计算来看(表4)，各个地方的情况因此很难得到普适性的确切操作成本。但根据已发并不完全一样(新建、改造、环保要求等)，能源成表文献回的研究、评价、产品的供应，可以得到以本、基础材料成本也有较大差距，要根据每个工厂的实际情况，具体分析论证。
技术交流：9.活性炭与树脂（脱色）工艺结论
1、只可用批处理操作而已可以使用树脂柱操作。
2、活性炭再生是非常困难的，只有热再生是可能的，树脂可以轻易用廉价的再生剂再生。
3、过滤后的碳构成的处置问题，需要丢弃通过回收处理后的盐水，可以消除污水问题。
4、经过一定的接触时间，碳可能开始浸出颜色树脂不浸出吸附后的颜色很明显，与活性炭方法相比，树脂处理技术具有精度高、易再生、使用期长等优势。
10.总结
活性炭和离子交换树脂脱色在精制糖脱色工艺过程中都有大量应用，但过去20年中，离子交换树脂，树脂离子交换技术应用已经成为主流，并将得到更多的发展。
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