果葡糖浆企业如何应用膜技术提升糖化液质量

膜是两相之间的选择性屏障。通俗地讲，它是一种高分子材料，通过压差的作用能将料液进行选择性分离的一种薄膜。通过它进行的分离过程称作膜分离。它与传统过滤器的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的厚度一般为微米级，依据其孔径的不同，可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。错流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别，下图简单示意了四种不同精度膜的分离图谱：（箭头反射表示该物质无法透过膜而被截留）：

图1  膜分离过滤图谱

传统葡萄糖生产过程中，糖化之后的糖化液通常采用板框或者转鼓进行过滤，这个过程中需要添加一定量的助滤剂，采用膜分离技术，在过滤单元中不需要添加任何助滤剂，滤液质量比传统的过滤方式好，另外可以得到副产品蛋白作为一种饲料。近年来膜分离技术不断发展成熟，该技术使用成本方面逐渐下降，膜分离技术应用到葡萄糖的生产当中将显现出良好的经济效益。保证产品质量的同时，在实现自动化控制与清洁生产、降低生产成本，膜分离工艺体现出独特的优势：采用膜分离技术可用于去除糖化液中的油脂、大分子蛋白质、色素等杂质，经过膜过滤的糖液清澈透明，可省去传统工艺中活性炭脱色工序，同时也可以大大降低前端硅藻土用量；由于对蛋白和脂肪的去除，减轻了后续工艺的负荷，可延长离交换树脂的使用效率和寿命。

图2  葡萄糖以及衍生产品工艺流程简图

传统糖工艺是糖化液采用板框过滤，然后进入固定床离交，Zui后采用结晶及重结晶方式提高葡萄糖纯度得到高品质葡萄糖，这种工艺存在工艺落后、成本高、污染大、操作不方便、产品质量不稳定、不能满足国外客户只要要求等弊端，因此近几年来行业内不断引进新技术新工艺进行创新改造，国初科技（厦门）有限公司致力于此工艺的研究开发，目前已经开发形成了全新的工艺：糖化液膜过滤---连续离交脱盐---纳滤纯化，使整个工艺实现24小时全连续运行，技术先进、成本低、污染小、全自动、产品质量稳定且可以达到目前行业Zui高质量水平。

对于连续离交和纳滤纯化效益明显，很容易与传统工艺对比被客户认可，糖化液过滤则由于目前行业内没有明确科学的检验指标，很难直接对比出经济效益，客户一直存在疑虑而推广缓慢。但近几年，由于果葡糖行业受可口可乐公司高质量糖浆要求影响，已经接受膜过滤的工艺，且采用膜技术后的综合效益明显，因此新上的项目均采用膜过滤工艺，如山东香驰健源、中粮生化能源（公主岭、武汉、成都、上海、衡水）、美国嘉吉（松原、洛河）、苏州高峰糖业、益海嘉里、浙江天子果业、东莞制糖厂、广州双桥、上海好成等。

目前糖化液过滤在行业内采用膜过滤，主要滤液衡量指标是透光度≥96%，后续可以节省一次脱色工艺。

图3  膜与高压板框串联过滤糖化液工艺流程简图

，糖化液采用膜技术进行除杂过滤，主要有以下优点：

1、 采用膜技术，可以去除料液中的大分子蛋白、脂肪、大分子杂糖，大大提高了滤液的质量。经膜分离澄清的糖浆各方面的质量指标远高于传统过滤方法所得到的糖浆。

2、 大大减少了前端硅藻土的使用量，节约成本。

3、 替代了传统的活性炭脱色，节省投资同时改善了工作环境。

4、 大分子蛋白等杂质的去除大大降低了后续离交树脂的污染、延长树脂使用寿命。

5、 系统自动化程度高，便于操作和维护。

6、 系统设计紧凑，占地面积小。

7、 减少了环保投入及运行费用。

以年产10万吨干基葡萄糖（含母液），年工作天数300天，糖化液干基浓度35％作为依据，膜技术工艺与传统工艺技术相比较，根据一次性投资和运行成本计算，采用膜技术工艺比传统工艺一次性投资会增加，但是运行成本会大大降低，并且膜技术工艺投资回报期为2年以内。

除此之外，由于在过滤中采用了膜技术，滤液质量相比传统的过滤技术有了很大的提高，促进后续产品质量的同时，对后续活性炭脱色以及离交除杂工序中的活性炭与再生树脂用酸碱量都可以起到减少的作用。另外，膜技术相比传统过滤技术，操作温度较低，而且料液均是处在密闭的系统之中，与外界环境基本隔绝，降低了外界与料液的相互影响，也降低了在过滤单元料液颜色加深的程度，膜技术可做成全自动控制，大幅度减小了劳动强度和成本。

国初科技（厦门）有限公司是一家以膜分离技术为核心，致力于新型分离技术推广的高科技企业，为生物制药、食品饮料、发酵行业、农产品深加工、植物提取、石油石化、环保水处理、空气除尘、化工等行业提供过滤及纯化综合解决方案，满足不同客户的高度差异化需求，是一家知名的新型分离技术综合服务商。