微生物絮凝剂与有机絮凝剂复配对赤砂糖的脱色研究.pdf

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第37卷第8期
化工技术与开发
Vol37 No8
2008年8月
Technology Development of Chemical Industry
Aug-2008
微生物絮凝剂与有机絮凝剂复配对赤砂糖的脱色研究
刘和清,付伟
(广西大学化学化工学院,广西南宁530004
摘要:通过实验考察了MF-04微生物絮凝剂与聚二甲基二烯丙基氯化铵复配对赤砂糖脱色效果的影响,并
通过正交实验和单因素实验得出了最佳工艺条件。在最佳工艺条件下脱色率达到了38.9%。
关键词:微生物絮凝剂;有机絮凝剂;复配;脱色
中图分类号;TQ314.253
文献标识码:A
文章编号:1671-9905(2008)08-001003
微生物絮凝剂( Microbial Flocculant,简称MBF)1.4实验仪器和药品
是一种安全、高效且能自然降解的新型水处理剂,包
糖量计;HHI.S21-6型电热恒温水浴锅;723PC
括糖蛋白、多糖、纤维素、蛋白质和DNA等1。赤砂可见分光光度计;PHS3型酸度计。赤砂糖。
糖是一种外观呈棕黄色的糖品,因其色值较高,所以1.5实验方法
对赤砂糖脱色是制糖界研究的一个热点和难点。目1.5.1正交实验
前,在对赤砂糖脱色的研究中用的絮凝剂主要是无机
由于脱色工艺涉及糖汁pH值、温度和絮凝剂
和有机絮凝剂,微生物絮凝剂对赤砂糖脱色的研究少的加人量等因素,所以本实验采用正交设计法设计
见报道。又因赤砂糖色值较高,单独使用一种絮凝剂实验。选择影响脱色的 PDMIDAAC的投加量mn
虽有一定的脱色效果,但有回色现象,所以目前在对(A)、MBF的投加量mL(B)、中和pH值(C)、加热
赤砂糖的脱色研究中多使用二元或三元的脱色体系。温度℃(D)4因素3个水平进行实验,以脱色率为控
李会娟在对赤砂糖脱色的研究中所用的方法是一制质量指标。原始糖汁锤度15.5BX,色值2938IU。
种三元脱色体系,即还原脱色剂重硫氧有机絮凝剂各因素的取值见表1。
聚二甲基二烯丙基氯化铵( PDMIDAAC)、无机絮凝剂
表1因子水平表
聚硅酸锌,脱色率达到了41%。
水平号
响因素
1材料与方法
B
C
0.4
0.6
1.1微生物絮凝剂的制备
0.8
采用本实验室筛选得到的一株霉菌命名为
1.2
1.4
9.5
MF-04。培养基采用通用发酵培养基:葡萄糖2%,1.5.2各单因素对脱色率的影响实验
牛肉膏0.1%,KH2PO40.2%,K2HPO40.5%,NaC
(1) PDMIDAAC的投加量对脱色率的影响实
0.01%, Mg so?7H2O0.02%。培养温度30℃;培验。通过正交实验得出的最佳实验方案为
养基pH值为6;摇床转速为140rmin~1下培养60A2BAC2D。设计实验,每100mL蔗汁中,保持微生
h,取离心上清液为所用微生物絮凝剂。
物絮凝剂的投加量为0.6mL不变,赤砂糖的pH值
1.2有机高分子絮凝剂的制备及溶液配制
8.5,加热温度80℃。分别选取 PDMDAAC的用量
将一定量的蒸馏水加入到质量百分比为40%为0.4mL、0.6mL、0.8mL、1.0mL、1.2mL进行
的聚二甲基二烯丙基氯化铵絮凝剂中,慢速搅拌均单因素实验。
匀,稀释成浓度为1%的溶液,备用。
(2)微生物絮凝剂的投加量对脱色率的影响实
1.3实验分析方法
验。通过实验得出的最佳实验方案为A2BC2D2
按照制糖统一的分析方法,测定方法如下
设计实验,每100mL蔗汁中,保持 PDMIDAAC的投
锤度:折光法;
加量为0.8mL不变,赤砂糖的pH值8.5,加热温
色值: ICUMSA方法2。
度80℃。选取微生物絮凝剂的用量为0.2mL、0.4
收稿日期:2008-04-28
第8期
刘和清等:微生物絮凝剂与有机絮凝剂复配对赤砂糖的脱色硏究
mL、0.6mL、1.0mL、1.4mL进行单因素实验。
果见图1。
(3)pH值对脱色率的影响实验。通过上述正
交实验得出的最佳实验方案为A2BaCD2。设计实
验,每100mL蔗汁中,保持 PDMDAAC的投加量为
a40
0.8mL,微生物絮凝剂的投加量为0.6mL不变,加
35
热温度80℃。调节pH值为6.5、7.5、8,5、9.5、
10.5进行单因素实验
(4)温度对脱色率的影响实验。通过正交实验
得出的最佳实验方案为A2B1C2D2。设计实验,每
0.40.60.81.01.2
100mL蔗汁中,保持 PDMDAAC的投加量为0.8
The amount OFPDMDAAC/ml
mL,微生物絮凝剂的投加量为0.6mL不变,pH值
图1 PDMDAAC用量对脱色率的影响
为8.5。选取加热温度为70℃、75℃、80℃、85℃
从图1可以看出, PDMIDAAC的投加量从
90℃进行单因素实验。
0.4mL增加到1,0mL的过程中,脱色率是不断增加
2结果与讨论
的,当投加量为1.0mL时达到最大为39.1%。当
投加量大于1.0mL时,脱色率变化波动不大,仍达
2.1正交实验结果
到38%。这说明 PDMIDAAC在水中含有大量带正
正交实验结果见表2。
电的季铵离子,投加量大于1.0mL时可满足与糖
表2正交实验结果
汁中一些带负电的大分子胶体通过电中和凝聚成大
实验号
影响因素
脱色率
AmLBん ml C/PH D℃
的絮凝物沉淀下来,从而降低了色值。
2.3微生物絮凝剂投加量对赤砂糖脱色的
实验结果
36.7
微生物絮凝剂投加量对赤砂糖脱色的实验结果
29,6
见图2。
36.7
K180,895,877,992.4E=30.
K2
10386.5109.2105.5
K387.294.783.973
8◇点只
k1
31.926.
k2
26.836
ks329.131.628.024.4
R
7,4
10.410.8
0.20.40.60.81.01.21.4
我们从上述R(极差)分析结果中可以看出,各
Tthe amount of MBF/m
因素影响脱色效果大小的顺序为:温度>pH值>
图2MBF用量对脱色率的影响
PDMDAAC投加量>MBF的投加量。从对脱色率
从图2可以看出,随着微生物絮凝剂投加量的
的因子水平和k值可以看出, PDMDAAC投加量以不断增加,脱色率曲线是先增高再降低。当投加量
A、MBF的投加量以B3、pH值以C2、温度以D2为为0.6mL时达到最大38.5%。这是因为,微生物
平均指标最高。因此,按照正交实验,优化选出来的絮凝剂是阴离子型絮凝剂,糖汁中含有大量带负电
最优方案是A2B1C2D2,即 PDMDAAC投加量为0.8的大分子胶体和钙镁等二价离子,两者通过架桥作
mL,MABF的投加量为0.