糖类加工中膜技术应用

中国是世界上主要的食糖生产国和消费国之一，目前仍采用传统的双碳酸法、亚硫酸法/磷酸法制糖工艺，而膜分离技术由于其节能、高效、工艺简单、易于操作等优点将逐步替代传统的分离工艺。GE卷式膜元件已被广泛应用于糖类的浓缩分离、脱色。对于糖类的浓缩，如采用传统的热浓缩工艺则有投资大、耗能高等弊端，而采用D系列纳滤膜来对糖类进行浓缩渗滤分离，由于其具有稳定的分子截留率，因此可保证在低压状态下对糖类具有极高的截留率，达到浓缩效果。D系列纳滤膜能够将糖度从12 Brix浓缩至30 Brix，同时让无机物从糖液中透出。在糖度为30Brix时，D系列纳滤膜对水的脱除率高达60%。G系列GM超滤膜和P系列PW超滤膜可被应用于糖液的净化，能够脱除糖液中色度，可取代传统的活性炭吸附工艺。在以上的应用中，所有的膜元件皆采用特殊的膜流道，以减少对糖液的预过滤要求。

原料液的组成包括葡萄糖、果糖、蔗糖、葡聚糖、盐及其他有机物（色度）和悬浮物，整个膜浓缩分离工艺为高温（55℃）低压操作，采用微滤—超滤—纳滤的组合工艺，最终产品的特性见表所示。采用膜分离工艺替代或改造传统制糖工艺将产生显著的效益：

• 更小的糖损失

• 生产更高质量的糖；

• 无化学药品使用，不存在二次污染问题；

• 无滤泥排放

• 更高的生产效率，采用传统的制糖工艺每吨甘蔗产125kg糖，而采用膜工艺每吨甘蔗产95-105kg精制糖。                                             

各膜单元可描述为：

（1）微滤

     • 0.3µm孔径，（JX8040C，PVDF材质）

     • 稳定滲透通量在140L/m²h

     • 切向错流通量20m³/h

     • 去除原料液浊度

超滤

     • 10,000 MWCO（PW8040，PES材质）

     • 去除葡聚糖，胶质，脂肪

（3）纳滤

     • 300-150 MWCO（DK8040C，DL8040C三层复合膜）

     • 在高温高浓度状态下，对蔗糖具有极高去除率