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在甘蔗糖厂中,蔗汁的澄清工艺是制得高品质糖品的关键,目前在生产中应用较多的是亚硫酸法、碳酸法等,这些方法不仅工艺复杂,设备投资高,而且污染严重,产品质量不稳定。一些新技术如离子交换树脂等,又由于技术、成本等问题,难以推广。因此本课题将活性炭引入糖液的澄清,主要研究内容有:1.活性炭澄清糖液的工艺条件,通过正交试验研究活性炭用量、吸附温度、吸附时间、pH值等对糖液脱色率、简纯度、混浊度、沉降时间的影响程度及大小顺序,得到最佳工艺条件为,活性炭用量5 g,吸附温度60℃,吸附时间30 min,pH值7.0。在此条件下,脱色率达到46.1%,简纯度为86.4%,混浊度为43 IU,沉降时间为1.34min;并与磷酸-亚硫酸法比较,结果表明脱色率有明显地提高,沉降时间明显缩短,简纯度也有一定地提高,混浊度方面效果不及磷酸-亚硫酸法,蔗糖回收率方面和磷酸-亚硫酸法相当;还进行了活性炭吸附澄清动力学研究,包括吸附速率及吸附等温线的研究,结果显示活性炭脱色糖液的反应是以液膜扩散为主控步骤的,且活性炭脱色糖液速度较快,可以作为优良的糖液澄清剂。2.再研究通过微波改性,使活性炭澄清糖液的效果达到更理想的水平。本文采用响应曲面法,优化微波改性活性炭的三个条件,得到最优组合为,微波功率640 W,辐射时间5.0 min,活性炭装载量9.86 g。并分析改性前后活性炭的表征,XRD图谱显示,微波处理使活性炭微晶结构发生变化,微晶层间距变小,石墨化程度提高,这对吸附是不利的;SEM图显示,经微波处理后,活性炭孔壁变薄,孔径更通透,孔隙更发达,这不仅对活性炭澄清糖液有促进作用,还能提高吸附速率。同时,微波对于活性炭表面化学基团的改变,使活性炭表面碱性官能团增多,酸性官能团减少,这有利于其对糖液中各种非糖分的吸附。因此推断,微波辐射对活性炭表面微观结构和表面化学基团的改变,是微波改性活性炭性能提高的主要因素。3.通过响应曲面法优化微波再生活性炭工艺,得到最佳工艺条件为:微波功率600W,辐射时间4.4 min,活性炭装载量11.00 g。再研究多次再生活性炭,并对其进行SEM分析,表明活性炭经过6次再生后,仍有大量的孔隙通向内部,吸附性能的下降不超过10%,可多次再生利用。