Page 137 - 精细化工2019年第9期
P. 137
第 9 期 李慰霞，等: 磷酸-硝酸镁复合清净剂对糖汁清净及机理 ·1865·
2 结果与讨论 基准，下同）时，脱色率增加缓慢。这是由于，带
正电荷的氢氧化镁 [20] 及羟基磷酸钙能吸附糖汁中带
2.1 单因素实验 负电的色素及非糖组分，随着复合清净剂用量增大，
2.1.1 不同质量分数磷酸的复合清净剂对脱色率、 生成的氢氧化镁、羟基磷酸钙增多，能吸附更多的
沉降时间的影响 呈负电荷的色素等非糖成分，因此，脱色率提高；
向 10 Bx 的 100 mL 赤砂糖回溶糖浆中加入 当复合清净剂用量超过 2.0%后，继续增加用量，带
2 mL 清净剂（质量分数 2%镁离子和质量分数分别 负电的色素等非糖组分已基本除尽，因此，脱色率
为 0、0.85%、1.70%、2.55%、3.40%的磷酸），考察 增加缓慢。当复合清净剂的用量小于 2.5%时，随着
了磷酸质量分数对脱色率、沉降时间的影响，体系 清净剂用量的增加，沉降时间迅速缩短；大于 2.5%
温度 40 ℃，结果见图 1，实验方法同 1.2.2 节。 时，随着清净剂用量的增加，沉降时间迅速增大。
这是由于，复合清净剂用量增加，生成的氢氧化镁、
羟基磷酸钙微粒增加，有利于 PAM 的絮凝沉降；当
复合清净剂用量大于 2.5%时，由于生成的微粒过
多，使 2 mg/L 的 PAM 不足以对糖汁中全部微粒进
行絮凝，因此，沉降时间又迅速增大。考虑到成本，
复合清净剂用量选为 2.0%。
图 1 不同质量分数磷酸对糖汁脱色率、沉降时间的影响
Fig. 1 Effects of different mass fraction of phosphoric acid
on the decolorization rate and sedimentation time of
sugar juice
由图 1 可知，随着磷酸质量分数的增加，脱色
率增加。这是由于，磷酸在强碱条件下与石灰乳反
应生成了羟基磷酸钙，其表面带正电荷 [18] ，吸附和 图 2 复合清净剂用量对糖汁脱色率、沉降时间的影响
包埋了更多的呈负电荷的色素分子，因此，脱色率 Fig. 2 Effect of amount of composite detergent on the
高于单一清净剂。沉降时间随磷酸质量分数的增加 decolorization rate and sedimentation time of sugar
juice
先缩短后延长。这是由于，羟基磷酸钙具有辅助絮
凝作用 [19] ，加快了沉降速度，因此，复合清净剂的 2.1.3 pH 对脱色率、沉降时间的影响
沉降时间更短。当磷酸质量分数超过 1.70%后，沉 控制体系温度在 40 ℃，混合清净剂加入量
降时间延长。这是由于，生成的羟基磷酸钙过多， 2.0%，用石灰乳将 pH 调至 8、9、10、11、12，反
导致絮体过于蓬松，沉降缓慢。综合脱色率和沉降 应 10 min 后加入 2 mg/L PAM 水溶液 0.1 mL。考察
时间，选取质量分数 1.7%磷酸和质量分数 2%的镁 pH 对脱色率、沉降时间的影响，结果见图 3，实验
离子组成复合清净剂，此时，与单一絮清净剂相比， 方法同 1.2.2 节。
脱色率提高 3.1%、沉降时间缩短了 52 s。 由图 3 可知，pH 小于 9.5 时，脱色率较低。这
2+
2.1.2 复合清净剂用量对脱色率、沉降时间的影响 是由于 Mg 在 pH 低于 9.5 时不会生成氢氧化镁，
控制体系温度为 40 ℃，向 10 Bx 的 100 mL 只有羟基磷酸钙起到脱色作用，因此，脱色率较低。
赤砂糖回溶糖浆中分别加入 1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mL pH 高于 10 后，生成的氢氧化镁量迅速增多 [21] ，所
清净剂（质量分数 1.7%磷酸和质量分数 2%的镁离 以脱色率显著提高。
子），用石灰乳调 pH 至 11，反应 10 min 后加入质 由图 3 可知，当 pH 小于 10 时，沉降时间长；
量浓度为 2 mg/L 的 PAM 水溶液 0.1 mL。考察混合 pH 为 11 左右时，沉降时间最短；pH 大于 11 后，
清净剂用量对脱色率、沉降时间的影响，结果见图 沉降时间又迅速增大。这是因为，pH 小于 10 时，
2，实验方法同 1.2.2 节。 糖汁中生成的氢氧化镁颗粒较少 [22] ，不利于与 PAM
如图 2 可知，随复合清净剂用量的增加，脱色 架桥等作用；pH 达到 11 时，生成的氢氧化镁最多，
率显著提高，清净剂用量大于 2.0%（以糖汁体积为 0.1 mL 的 2 mg/L PAM 水溶液刚好与颗粒完全作用，
