超聲強化亞硫酸與氫氧化鈣中和反應及其在蔗汁澄清中應用的研究.pdf

1、蔗汁的澄清是糖廠處理成本高、技術難度大的工序，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)量及簡化流程一直是制糖界研究的熱點。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，工藝流程簡單，但也常常存在白砂糖二氧化硫殘留量偏高等問題，影響成品糖質(zhì)量，降低了制糖企業(yè)的市場競爭力。本文通過引入超聲波強化澄清硫熏過程，以期提高蔗汁的澄清效果，降低二氧化硫殘留量，主要研

2、究內(nèi)容有： (1)研究超聲波功率、作用方式、作用時間等因素對水溶液中亞硫酸與氫氧化鈣中和反應析出沉淀的影響。結果表明超聲作用的最佳方式是開始滴加石灰乳中和之時，最適功率為200 W，在此條件下Ca2+殘留量和SO32-。殘留量與無超聲波作用相比分別相對降低9％和47％。 (2)通過記錄亞硫酸鈣沉淀過程溶液電導率變化，進行一級反應動力學方程的擬合，并研究了超聲作用和無超聲作用下晶核生成以及晶體長大過程的動力學方程，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)遠大于無超聲成核速率常數(shù)，超聲作用能縮短溶液中晶體的成核誘導期，加速晶核的生長速度。超聲作用下晶體長大的速率常數(shù)K=0.0024 s-1，雖然小于無超聲作用下晶粒長大速率常數(shù)K=0.0141 s-1，但是晶核生成速率卻比無超聲成核速率大很多，兩者綜合作用的結果仍體現(xiàn)為結晶過程總速率的增加。 (

4、3)通過研究超聲波功率、作用方式、作用時間等因素對蔗汁硫熏中和反應的影響，得出在反應前期和反應過程兩個階段外加超聲作用可以減少Ca2+、SO2含量，反應后期外加超聲作用會增加含量。超聲作用最佳功率是300 W，最佳作用階段是在中和反應過程中。在超聲最佳條件相對于沒有超聲作用下的Ca2+含量相對降低了4％，SO2含量相對降低21.4％。 (4)研究了在不同功率的超聲波作用下蔗汁的簡純度、色值的變化。實驗結果表明，其中色值與無超聲條