甘蔗糖蜜酒精废液
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Development and Innovation | 发展与创新 |·247·2019年第17期甘蔗糖蜜酒精废液处理技术及其应用研究赵常红(中国轻工业广州工程有限公司,广东 广州 511447)摘 要:甘蔗糖蜜酒精废液是一种工业废水,同时也是一种成分复杂多样、富含营养物质的混合物。
近些年,广大科研人员、工程师、生产人员围绕其处理技术进行了多次研究、实验和生产实践,形成了诸多技术成果。
文章在汲取这些技术成果的基础上,结合笔者自身在工程设计、生产的经验,对甘蔗糖蜜酒精废液的主要处理技术进行了综述。
关键词:酒精废液;蒸发浓缩;喷雾干燥;适用区域中图分类号:X7 文献标志码:A 文章编号:2096-2789(2019)17-0247-02 作者简介:赵常红(1985—),男,本科,工程师,研究方向:轻工行业建设工程项目工艺研究。
甘蔗糖蜜是甘蔗糖的副产物,是压榨出的甘蔗混合汁经过加热、中和、澄清、蒸发浓缩、结晶、离心分离等生产工序后所剩余的浓稠液体,其锤度为85~88°Bx ,可发酵性糖含量为42%~48%。
由于甘蔗糖蜜中含有大量的可发酵性糖,因此,在我国大部分糖蜜被用作生产酒精的原料。
甘蔗糖蜜经加水稀释,添加营养盐,调整pH 以及添加酵母后进行酒精发酵,将其中的可发酵性糖转化为CO 2和酒精。
发酵成熟后的醪液送往蒸馏间的粗馏塔进行蒸馏。
在粗馏塔内,醪液最终被一分为二,塔顶为酒精浓度为42%(w )的粗酒酒汽,塔底为不含酒精的废液。
废液属于高浓度有机酸性废水,颜色多为棕色或棕黑色,其化学需氧量(COD )为80000~l20000mg/L ,生化需氧量(BOD )为40000~60000mg/L ,pH 为4.0~5.5。
由于含有大量的有机物,废液一旦流入自然水体,能在极短的时间内使水生动物死亡,破坏水体的生态平衡,造成土壤和水环境恶化,甚至危及人类身体健康。
按照目前国内的酒精生产技术水平,每生产1t 酒精会产生8.5~11.0t 的废液。
糖蜜废水的处理及发展摘要:糖蜜废水是甘蔗糖厂典型的三大废弃产物之一,也是糖厂综合利用和循环发展的对象。
随着国家不断的注重环境保护,糖厂更加的注重节能减排、清洁生产、废弃物的循环利用。
注重糖蜜酒精废水生产的副产物的利用,并取得了显著的成果。
本文基于糖厂糖蜜废水的组成及理化性质,综述了近年来国内外甘蔗糖厂废水的资源化利用的最新报告,为我国糖业发展研究提供产考。
关键词:糖蜜废水综合利用及发展一.糖蜜废水源及现状1.糖蜜的来源食品糖是天然营养食品, 可提供 1 400 kJ /kg 的热量, 它是直接消费品, 又是食品、医药工业的原料。
在食糖的生产过程中产生很多的糖蜜废水。
糖蜜是制糖过程中不能再结晶糖的残余糖浆, 其主要成分是糖, 大约占干物质的 78%, 另外还有蛋白质、天然矿物质和维生素等多种营养成分。
它是一种深褐色的、粘稠状, 具有较高可溶性的碳水化合物。
2.糖蜜废水特性糖蜜废水的一个突出特点是污染物浓度高,其成分有以下几个特点:2.1糖蜜废水的化学耗氧量 COD 8~12 万mg• L- 1, 生化耗氧量 BOD5 4~6 万 mg•L- 1, SS 值1 163 mg•L- 1 左右[1]1 个日产 20 t 厂每日排放污水相当于 50 万城市人口生活污水污染的程度。
2.2糖蜜废水中的固形物70%为有机质.其中有糖分、蛋白质、氨基酸, 维生素等。
剩余 30%为灰分, 含有氮、磷、钾、钙、镁等无机盐,钾含量高达0.51-1.31[2],重金属痕量,无毒的、无害的。
这些都是动、植物营养元素,是宝贵的资源。
2.3糖蜜废水色度高, 大多呈棕黑色, 其中所含色素为类黑色素、棕色素, 其主要成分为焦糖色素、酚类色素、多糖分解产物和与氨基酸的浓聚产物等色素, 难以被微生物所降解, 耐温、耐光照, 放置时间延长其色值不减。
3.糖蜜废水的现状甘蔗糖蜜废水是以糖厂制糖副产品———糖蜜为原料,在发酵生产酒精过程中产生的高浓度有机废水。
循环经济下的糖蜜酒精废液生产有机肥摘要:对目前糖蜜酒精废液的加工利用工艺进行研究,在此基础上,介绍了一种不需先经蒸发浓缩而直接利用糖蜜酒精废液生产有机肥的方法,其产品在甘蔗等经济作物的种植中使用,具有显著的增产、增糖和提高农产品的品质作用,为建设制糖产业循环经济探索了一条新路径。
关键词:制糖;糖蜜;废液;有机肥;循环经济引言目前许多研究及生产实践证明糖蜜酒精废液、炉灰、滤泥、蔗渣(髓)、蔗叶等糖厂废弃物都是具有很好肥效和土壤改良潜力的材料,利用这些材料可以生产优质有机肥,其作为基肥或追肥返施于甘蔗等多种经济作物的种植中,除了达到甘蔗种植增产增糖、提高多种农产品的单产和品质以外,还有助于保持地力不变和改良土壤,在建设可持续发展循环经济体系中具有巨大的潜力[1],目前有关利用糖蜜酒精废液等原料生产各种有机(生物有机)肥料的研究已很多[2-3],但关于不需先经蒸发浓缩而直接利用糖蜜酒精废液生产有机肥的研究鲜见报道。
近年来随着一系列新技术的成功研发和使用,糖蜜酒精废液在制作有机肥前必须先经过多效蒸发浓缩的传统工艺得到改进,省去了投资大、能耗高、操作复杂的多效蒸发浓缩系统,同时也解决了有机肥在生产过程中臭气排放和有机质损失严重等一系列问题[4]。
本项目提出了直接利用糖蜜酒精废液等原料生产有机肥的新方法,对现有的糖蜜酒精生产技术进行改进,使糖蜜酒精生产排出的废液浓度明显提高,达到废液不需先经蒸发浓缩而直接生产有机肥的效果。
1技术改进方案在糖蜜酒精生产中使用了废液复用发酵新技术和耐高渗透压酒精生产酵母菌种,在不影响原酒精生产能力、发酵产酒、主(辅)原料单耗等生产指标的情况下,将粗塔排出的废液浓度提高至25~26°Bx(常压蒸馏法)或28~29°Bx(差压蒸馏法),此浓度刚好能满足生产有机肥的浓度要求,省去了传统工艺中的多效蒸发浓缩工段,大幅度降低了糖蜜酒精废液生产有机肥的投资和运行成本,达到节能减排和明显增效的效果。
甘蔗糖厂酒精废液成分分析及科学施用刀静梅;李复琴;高欣欣;樊仙;刘少春;邓军;张跃彬;思鸿保;张春平【摘要】对4家甘蔗糖厂将施用于甘蔗地的酒精废液进行取样检测,废液密度均大于1 kg/L,作物生长所需的营养成分:全氮4.09~5.29 g/L、总钾4.30~11.60 g/L 和总磷0.32~0.66 g/L等,废液中含有少量固形物和灰分,氯离子浓度3.44~6.88g/L;实验室模拟甘蔗酒精废液浇灌蔗地,用气袋收集气体,气体中检测到含有甲烷、乙烷、丙烷、乙炔、一氧化碳、硫化氢等气体,以甲烷含量最高,其次是乙烷、乙炔、一氧化碳、硫化氢.【期刊名称】《中国糖料》【年(卷),期】2018(040)003【总页数】3页(P26-28)【关键词】甘蔗糖厂;酒精废液;成分分析【作者】刀静梅;李复琴;高欣欣;樊仙;刘少春;邓军;张跃彬;思鸿保;张春平【作者单位】云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室,云南开远661699;云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室,云南开远661699;云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室,云南开远661699;云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室,云南开远661699;云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室,云南开远661699;云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室,云南开远661699;云南省农业科学院甘蔗研究所/云南省甘蔗遗传改良重点实验室,云南开远661699;云南德宏英茂糖业有限公司弄璋糖厂,云南盈江679300;云南西双版纳英茂糖业有限公司景真糖厂,云南勐海666200【正文语种】中文【中图分类】S566.1;TS249我国南方有着丰富的甘蔗资源,甘蔗糖厂100多家,蔗糖产量占我国食糖总量的85%以上。
甘蔗制糖过程中产生的糖蜜可生产食用酒精,每产1 t酒精就产生13~15 t废液。
加工技术-甘蔗制糖的副产品怎么利用
甘蔗全身都是宝,甘蔗我们用来制糖之后,会产生很多副产品,这些副产品直接扔掉的话不仅不环保,而且浪费。
那么,这些甘蔗制糖产生的副产品我们能够重新利用吗?下面就让我们一起来看一下。
甘蔗副产物主要是蔗渣、滤泥、糖蜜、酒精废液、甘蔗叶、蔗尾等。
酒精废液是指以甘蔗糖蜜为原料,经发酵后的醪液在酒精粗馏塔中蒸馏,在蒸出酒精后经粗馏塔底部排出的废液。
甘蔗糖蜜为棕黄色至黑褐色的均匀浓稠液体,也是甘蔗制糖的一种副产品。
蔗渣的主要成分是纤维素和半纤维素,均属多糖,甘蔗渣的直接利用,可作为锅炉燃料和用于造纸纸板加工;滤泥的主要成分是碎纤维、脂肪质、蛋白质、矿物质及少量糖份,并含有氮磷钾等多种可作为作物吸收的营养成份,对其进行活化处理,使其中的有机物质进一步重组腐殖化,就成为高效、安全、优质的新型生物肥料,并符合有机、绿色农业生产需要。
总的来说,甘蔗的茎是制糖的主要原料,制糖的副产物蔗渣是造纸和加工其他产品的原料;糖蜜可以用来加工酒精和生产饲料;糖蜜经过发酵提取酒精后,酒精废液可以在甘蔗种植时作为肥料还田;而滤泥可以用来加工成很好的有机肥料;另外,甘蔗叶片、蔗尾是畜牧业、食用菌业发展的好原料。
甘蔗制糖在我国历史悠久,随着科学技术的不断发展,制糖所产生的一些副产品也逐渐被利用起来造福人类,可谓是变废为宝。
甘蔗糖蜜酒精废液中总黄酮含量的测定D eterm inati on of the to tal con ten t of flavono id s in w asteliqu id of alcoho l p roducti on from sugarcane m o lasses张 吉,周文红,刘慧霞Z hang J i,Z hou W enhong and L iu H u ix ia(广西大学轻工与食品工程学院,广西南宁市 530004)(L igh t Indu stry and Food Engineering In stitu te,Guangx iU n iversity,N ann ing,530004)摘 要:以芦丁为标准物质,用分光光度法测定了甘蔗糖蜜酒精废液中黄酮类化合物的含量。
此法排除了废液中其他物质的干扰,重现性好,平均回收率达97123%,是一种较为快速的测定废液中总黄酮含量的新方法。
为废液中黄酮类化合物的提取和开发利用提供了理论依据。
关键词:糖蜜酒精废液;黄酮类化合物;分光光度法中图分类号:T S26212Abstract:T he con ten t of flavono ids in w aste liqu id of alcoho l p roducti on from sugarcane m o lasses w as determ ined by sp ectrop ho tom etry u sing ru tin as standard sub stance.T h is is a new m ethod fo r relatively rap id determ inati on of the to tal con ten t of flavono ids in w aste liqu id since it can eli m inate the in terfere of o ther com pounds,it has h igh rep etiti on rate,and the average recovery w as97. 23%.It p rovides the theo retical basis fo r the ex tracti on and exp lo itati on of flavono ids in w aste liqu id.Key words:W aste liqu id of alcoho l p roducti on from sugarcane m o lasses,F lavono ids,Sp ectrop ho tom e2 try1 引言 甘蔗糖蜜酒精废液中的色素一般是大分子有机化合物,在溶液中呈现胶体状态。
难以被微生物所降解,耐温、耐光照,放置时间延长其色值不减[1]。
目前对甘蔗糖蜜酒精废液中色素的研究报导较少。
这些色素主要来自糖蜜原料本身,其中最重要的色素是多酚类色素,其主要成份即是黄酮类化合物。
黄酮类化合物是自然界存在的酚类化合物中最大的类别之一[2],有较强的抗氧化能力。
由于其几乎存在于所有的绿色植物中,因此在涉及到植物提取的所有工作中都会遇到它们。
甘蔗中含有大量黄酮类化合物,它们在澄清过程中有部分被除去,还有一部分仍留在糖汁中,并一直留存至最终产物废蜜和酒精废液中。
如果能从废液中将黄酮类化合物提取出来,必定可获取良好的经济效益。
据资料显示,对黄酮类化合物的化学分析测量研究,在水果,蔬菜的储藏和加工方面有广泛应用。
但糖蜜酒精废液中黄酮类化合物的分析和分离方面的研究未见有报导,因此,探索研究用化学方法分析测定黄酮类化合物的含量,并试验研究将废液中的黄酮类提取出来,不仅有利于治理糖蜜酒精废液,还可以提高糖蜜酒精废液的资源利用附加值,具有重要的研究意义。
本研究采用分光光度法,对几种典型的糖蜜酒精废液中的黄酮类物质进行化学分析方法的探索比较实验,旨在找到简便的方法测定废液中的黄酮类物质的含量,为进一步的分离回收色素有价资源提供参考依据。
2 实验过程[3,4]211 实验原理 黄酮类化合物的母核由A、B两个芳香环组成,在母核某些位置上含有羟基时能与金属离子形成稳定络合物,在B环上任何有相邻的两个羟基存在时同样也能产生络合物。
利用三价铝离子与黄酮发生反应,生成黄色络合物。
该络合物在一定的吸收光波长下有一吸收峰值,不同浓度试样吸光度随浓度81广西轻工业 (2005年第2期 总第87期)G UAN GX I JOU RNAL O F L IGH T I N DU STR Y收稿日期:2005202228的增加而增加,通过准确的测定数据,作出标准曲线的回归方程,找出其一般规律,再以同样的方法处理样液,测得吸光度后,代入回归方程便可计算出废液中的黄酮含量。
通过加标实验可验证方法的可行性。
212 实验设备仪器及试剂配制 设备仪器:722型可见光光度计、电子天平; 药品:芦丁、无水乙醇、甲醇、硝酸铝; 芦丁标准溶液:将芦丁在100℃下,烘干1h,用电子天平准确称取10m g,用甲醇溶液定容至100m l,即011m g m l。
5%硝酸铝甲醇溶液(显色剂):用电子天平准确称取5g硝酸铝,用95g甲醇溶液将其溶解。
213 最大吸收光波长的确定 吸取芦丁标准溶液215m l,显色剂1m l,加入615m l甲醇,放置5m in,以甲醇及显色剂作空白,在400~500nm波长范围测定其吸光度,发现在434nm 处有最大吸收,因此选择434nm为测定波长。
214 标准曲线的绘制 吸取芦丁标准溶液0、015、110、115、210、215m l,分别加入10m l容量瓶中,加入显色剂1m l,用甲醇稀释到刻度,放置5m in,于434nm处测定吸光度,作得曲线如图1所示。
其回归方程为:y= 316274x-010031215 样品测定21511 步骤 (1)取样液2m l,加无水乙醇定容至20m l,离心分离10m in。
(2)取离心液215m l,加入显色剂1m l,加甲醇溶液定容至10m l,以甲醇及显色剂作空白,于434nm 处测定吸光度为A。
(3)取离心液215m l,加甲醇溶液定容至10m l,以甲醇及显色剂溶液作空白,于434nm处测定吸光度为B。
21512 测定干扰的排除 (1)由于废液中含有大量蛋白质,加入乙醇溶液将其沉淀,可消除蛋白质对样液吸光度测定的影响。
(2)因为废液本身为棕红色,在434nm下也有一定的吸光度,故必须排除废液本身颜色的影响。
通过设置空白样检测废液中黄酮类所产生的吸光度= A-B,代入回归方程便可计算出废液中的黄酮含量。
测定结果如表 所示。
216 加标回收实验 为了检验本分析方法的准确性,进行了回收试验。
在样液中加入一定量的芦丁标准溶液,再以同样的方法处理样液,然后测定其吸光度。
比较测得的量与实际加入量,便可确定该实验方法的可行性。
图1 标准曲线表 不同废液试样中黄酮含量的测定结果 项目 试样样液量(m l)取离心液量(m l)稀释倍数吸光度废液中黄酮含量(m g m l)废液色素浓液 22154010470105524提取色素后清液 2215401035010420废液色素浓液 2215401105011192提取色素后清液 2215401043010508废液色素浓浆121540128501603691广西轻工业 (2005年第2期 总第87期)G UAN GX I JOU RNAL O F L IGH T I N DU STR Y21611 测定步骤 (1)取样液2m l,加入芦丁标准溶液5m l,加无水乙醇定容至20m l,然后离心分离10m in。
(2)取离心液215m l,加入显色剂1m l,加甲醇溶液定容至10m l,以甲醇及显色剂溶液作空白,于434nm处测定吸光度为C。
加标部分产生的吸光度=C-A,代入回归方程便可计算出测定量,与实际加入量相比较,即可计算得加标回收率。
21612 测定结果 加标回收试验表明,本测定法结果准确可靠,平均回收率为971228%。
结果如表 所示。
表 回收试验结果汇总表 样液 项目加入量(m g)测得量(m g)回收率(%)平均回收率(%)废液色素浓液 0106250106258100113提取色素后清液 010625010606597104废液色素浓液 01062501059895168971228提取色素后清液 0106250105909414废液色素浓浆01065790106506981893 讨论[5,6] 芦丁是比较典型的黄酮类化合物,本实验参考了国内的一些研究资料,应用二甘醇代替乙醇测定、水浴法等几种实验方法进行了试验比较,发现用芦丁作标准物质所制得的标准曲线,经无水乙醇处理样液后,排除了废液中的杂质干扰,且重现性好。
测定结果证明用芦丁作为标准物质用分光光度法测定废液中黄酮类含量是可行的,其操作方法比较简便,容易掌握,实验条件较温和,安全性高,用分光光度法测定结果准确可靠,可为废液中黄酮类化合物的分离和利用提供依据。
从实验结果可知,废液经浓缩处理后,其中的黄酮含量显著提高,可以作进一步的分离提纯而提取产品。
黄酮类化合物在人体不能直接合成,只能从食品中获得[7],它们是良好的保健品和食品添加剂。
随着食品业的发展和消费水平的不断提高,人们越来越注重强身健体,黄酮类保健品以其天然性,食效性等特点必然会受到人们的欢迎。
4 结论411 以芦丁为标准物质,采用分光光度法测定糖液酒精废液中黄酮类的含量,其操作方法比较简便,测定结果准确可靠。
是一种较为快速的测定糖蜜酒精废液中黄酮含量的新方法。
412 通过加标回收实验可知,平均回收率达971228%。
413 金光糖厂酒精废液中的黄酮含量(m g m l)为0105524,废液色素浓浆中的黄酮含量为016036。
从糖蜜酒精废液中提取黄酮类化合物将有较好的应用前景。
□参考文献[1] 吴振强,等1甘蔗糖蜜酒精废液色素特性及脱除的研究[J]1环境污染及防治,1997,(1):39~431 [2] 裴凌鹏,等1黄酮类化合物的生理活性及其制备技术研究进展[J]1食品科学,2004,(2):203~2071 [3] 欧阳平,等1吸光光度法测量苦荞麦中总黄酮[J]1粮油加工与食品机械,2003,(11):57~591[4] 张 琪,等1苦荞麦中总黄酮和芦丁的含量测定方法的研究[J]1食品科学,2003,(7):113~1161 [5] 刘世民1洋葱中黄酮类物质的提取与研究[J]1食品研究与开发,2004,(2):43~451[6] 艾志录,等1功能性成分异黄酮的来源与生理功能[J]1中国食品添加剂,2004,(1):48~531[7] 塔 娜,等1桔皮中黄酮类化合物抗氧化活性的研究[J]1内蒙古农业大学学报(自然科学版),2003,24(2):96~98102广西轻工业 (2005年第2期 总第87期)G UAN GX I JOU RNAL O F L IGH T I N DU STR Y。