Page 138 - 精细化工2019年第9期

·1866· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

因此沉降时间最短；pH 为 12 时，糖汁存在大量的 吸附过多的絮凝剂，又重新分散和溶解 [24] ，因此，
氢氧化钙颗粒，导致糖汁中微粒过多，超出了 0.1 mL 沉降时间延长。考虑到时间成本，PAM 质量浓度选

2 mg/L PAM 的絮凝负荷，因此沉降时间增加。综合 为 2.0 mg/L。
考虑氢氧化钙成本，pH 选为 11。 2.1.5 温度对脱色率、沉降时间的影响
向温度为 30、40、50、60、70 ℃的糖汁中加
入 2.0%混合清净剂，用石灰乳将 pH 调至 11，反应
10 min 后加入质量浓度为 2 mg/L 的 PAM 水溶液
0.1 mL。考察了温度对脱色率、沉降时间的影响，
结果见图 5，实验方法同 1.2.2 节。

图 3 pH 对糖汁脱色率、沉降时间的影响
Fig. 3 Effect of pH value on the decolorization rate and
sedimentation time of sugar juice

2.1.4 PAM 用量对脱色率、沉降时间的影响
控制体系温度在 40 ℃，混合清净剂加入量

2.0%，用石灰乳将 pH 调至 11，反应 10 min 后加入
质量浓度为 1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mg/L 的 PAM 图 5 温度对糖汁脱色率、沉降时间的影响
Fig. 5 Effect of temperature on the decolorization rate and
水溶液 0.1 mL。考察了 PAM 质量浓度对脱色率、 sedimentation time of sugar juice
沉降时间的影响，结果见图 4，实验方法同 1.2.2 节。
从图 5 可知，低温使脱色率较高，沉降速度较慢。
这是由于，氢氧化镁吸附色素分子属于化学放热吸
附 [25] ，升高温度不利于色素分子的吸附，因此，脱
色率随温度的升高反而下降。但沉降时间随温度的
升高逐渐增大，超过 60 ℃后，沉降时间又开始缩
短。这是由于，温度较高，颗粒的动能增大，足以
克服颗粒间的短程斥力，容易引发颗粒的凝聚，因
此，有利于絮凝沉降，所以沉降时间又缩短。最佳
温度 30 ℃，但综合考虑能耗和脱色率，正交实验

在室温 32 ℃下进行。
2.2 正交实验方案与结果
图 4 PAM 质量浓度对糖汁脱色率、沉降时间的影响
Fig. 4 Effect of PAM dosage on the decolorization rate and 2.2.1 正交实验
sedimentation time of sugar juice 综合单因素实验结果，由于温度较低对脱色率、

从图 4 可知，PAM 用量对赤砂糖回溶糖浆脱色 沉降时间有利，且低温有利于节约能耗，因此正交
率影响较小。这是因为赤砂糖回溶糖浆中的色素分 实验均在 32 ℃下进行。选取复合清净剂用量、pH、
PAM 用量对脱色率、沉降时间影响显著的 3 个因素，
子带负电荷，主要被氢氧化镁、羟基磷酸钙所吸附
3
按三因素三水平 L 9 （3 ）安排正交实验，结果如表 1。
或包埋，因此，PAM 对糖汁的脱色率影响较小。但

PAM 对絮凝沉降时间的影响较为显著，随着 PAM 表 1 因素水平表
用量的增大，沉降时间迅速缩短；当 PAM 质量浓度 Table 1 Factor level table of orthogonal experiment
增加到 2.0 mg/L 时，沉降时间最短。这是由于 PAM 水平
因素
呈负电荷，通过吸附、架桥、网捕和卷扫等机制 [23] ， 1 2 3
实现对赤砂糖回溶糖浆中的氢氧化镁、羟基磷酸钙 （A）复合清净剂用量/mL 1.85 2.00 2.15
以及其他胶粒的絮凝，加速沉降；但当 PAM 质量浓 （B）pH 10.75 11.00 11.25
度大于 2.0 mg/L 后，赤砂糖回溶糖浆中的颗粒由于 （C）PAM 质量浓度/(mg/L) 1.75 2.00 2.25