糖浆脱色
1.制糖行业现状
随着人们生活水平提高，对食品要求等级也随之提高。糖浆是一种我们日常生活中常见的甜食，已成为了我们生活中必不可少的调制剂。由于它是利用植物汁制备而成的，所以在食用方面会比较放心。但随之科技的逐渐发达，有的人为了图谋一些利益，而使用一些添加剂来生产，而这些用添加剂生产的糖浆如果长时间使用的话，对于人体的健康会有影响，特别是容易引发肥胖。而如今市场上卖的糖浆大多数都是浓的糖溶液配制香料和色素制成的。而不是真正的水果糖浆，而这些糖浆有时还会被加水后调制成果汁销售。由于近几年，我国规定了食品添加剂的使用限制，所以大多食品工业中的糖浆都改为，马铃薯或者小麦等制成的，而不是使用比较昂贵的甘蔗等制成的。这样一来，制备糖浆里边就会带有一些淀粉蛋白质，且所含有的非糖杂质较多，所以必须对其进行脱色处理。
2.糖浆脱色的分类及描述
糖浆脱色处理方法目前国内传统的糖液脱色技术：一般分活性炭脱色，离子交换树脂脱色
1，活性炭脱色：活性炭是一种无定形碳，其内部具有发达的空隙结构和巨大的比表面积，由于没有交换性能，活性炭不能去离子型色素。色素物质通常在碱性条件下容易电离，因此活性炭在酸性溶液中吸附力比较强，碱性溶液中则较弱。其芳香环式结构使得活性炭善于吸附芳香族，3个碳原子以上的有机物，对不带电物质的吸附力比较强，特别是除酚类效果最好。糖液中60%的色素是离子型的，因此只用活性炭进行脱色效果并不好，必须与其他可除去离子型的脱色剂配合使用才能达到更好的效果，精制糖生产中通常与阴离子交换树脂配合使用。糖用活性炭一般采用含有较多中孔的活性炭，通常以焦糖吸附值来衡量其吸附能力的大小。活性炭吸附产生的消耗量大，固废多，一般只能用于连续运行系统，不能用于间歇式运行.
2，离子交换树脂脱色：离子交换树脂是一类带有功能团的网状结构的高分子化合物，功能基团上带有相反电荷的的离子相互交换，它可以和外界带有同种电荷的离子相互交换。制糖生产中的色素大多呈电离状态，带负电荷，可与阴离子发生交换，故阴离子树脂可以用于制糖脱色。一般国内外制糖生产中都是采用大孔阴树脂吸附脱色，大孔吸附树脂对糖浆脱色较高，对胶态物质和色素的去除特别有效，且具有较好的再生特性：吸附速度快，解析条件温和选择性好，再生处理方便，使用周期长等优点。使用离子交换树脂进行甘蔗汁的脱色的原理就是，大多数的着色剂对强碱阴离子（SBA）树脂显示出很好的选择性。此外，使用盐溶液（一般为10%的NaCl）从树脂中去除这些成分十分简单方便。可使用的SBA树脂有两种—丙稀酸树脂和苯乙烯树脂。丙稀酸树脂较耐杂质，通常用于“较脏”的果汁，一般可完成60-70%的脱色。而苯乙烯树脂的脱色率较高（70-80%），但对长时间杂质污染的抵抗力较差，因此通常用于“较干净”的果汁。经过碳酸化和过滤的甘蔗汁在精炼厂进行脱色。与甜菜/玉米脱色部分相同，由于原浆的色负荷较高，进行糖汁脱色可考虑使用吸附剂类型的树脂。
3.制糖脱色工艺流程
为了能够实现树脂单元自动高效的运作，采用了全新的系统设计理念，把树脂柱小单元放到一个转盘上，通过转盘的转动来实现切换，而物料通过一个自动旋转分配法控制，把树脂柱分成交换、水洗、再生、漂洗等功能区域，当树脂单元到达指定区域就执行相应的工艺过程，这样可以实现每个过程独立进行，而整体工艺成连续运行。
淀粉-----调浆-----糖化-----中和-----脱色-----过滤----树脂处理-----蒸发-----异构化------脱色-----树脂处理-----蒸发
在全世界各地的所有消费食品中，糖具有最不寻常的地位。蔗糖是由甘蔗或甜菜中生产出来的，事实上，所有的精制糖大多是产自甘蔗(75％左右)，剩下的就是来自甜菜中的糖分。所有的糖可大致分为粗糖或精制糖。
粗糖：粗糖直接产自甘蔗，通过净化的方法，不使用磷酸，在汁液净化时最少量地使用氧化钙，由此从甘蔗中产生粗糖。这样的糖呈褐色，很少直接使用。
精制糖：精制糖是从粗糖中提炼出来的，颜色呈闪闪发光的白色。大部分糖厂购买/进口粗糖，然后对其进行处理，得到精制糖。
4.脱色工艺对比
与传统的活性炭方法相比，离子交换树脂具有一定的优势，详情如上所述很明显，与活性炭方法相比，树脂处理技术具有非常多的优势。因此，制糖厂使用离子交换树脂是大势所趋，主要应用的地方是使用杜笙等级离子交换树脂对糖浆进行脱色。
5. Tulsion 树脂在糖浆脱色的应用及优势
Thermax 公司开发了两种非常适合糖浆脱色的离子交换树脂： Tulsion® A-72 MP 和Tulsion®A-30 MP。
Tulsion® A-72 MP 是大孔苯乙烯基强碱性阴离子交换树脂，以氯离子形式提供。
Tulsion® A-72 MP 能有效用于高温( 60-70°C)的环境中，这种高温在制糖厂中比较普遍存在。这种树脂一般都用于200-700ICUMSA 的糖液脱色。
Tulsion® A-30MP 是大孔丙烯酸强碱性阴离子交换树脂、以氯离子形式提供。这种树脂可有效地用于高温(70度)环境中的糖浆脱色。由于其丙烯酸基体和高孔隙率，该树脂用于处理800-2000 ICUMSA 的深色糖液脱色。这种树脂不像大孔苯乙烯基树脂Tulsion® A-72 MP，虽然对着色物有较低的亲和力，但经过氯化钠处理，易于再生。
Tulsion® A-72 MP 和Tulsion® A-30 MP 的典型树脂特征如附件1 所示。
用于糖浆脱色的杜笙树脂选型
根据糖融化后着色物的浓度来决定是用一阶段或二阶段或三阶段处理流程。下表可以做为选择树脂的参考：
糖浆颜色Melt Color 树脂选型Resin Combination
Feedcolour < 200 ICU A-72 MP
原料颜色200-400 ICU A-72 MP followed by A-72MP*
400-1000 ICU A-30 MP followed by A-72MP
1000-2000 ICU A-30 MP -A-30 MP -A-72 MP
注：使用一个或两个单元是由处理过的糖浆质量来决定的。
如果两个单元连续使用，可以进一步改善脱色的结果。第一单元主要是清洗，第二单元则是抛光。
杜笙树脂在糖浆脱色方面的应用
用于糖脱色的杜笙树脂包含多个步骤。每个步骤如下：
•服务周期Service Cycle
•洗糖Sweetening off
•反洗Backwash
•再生Regeneration
•甜味剂Sweetening on during nextservice
服务周期Service Cycle:
将需要脱色的糖溶液(60-65 糖度)，在700℃时以2 - 4 BV/ hr 的流速通过树脂床，通过树脂床的流速取决于糖液想要达到的质量。如果流速高，可能会导致吸附的着色物非常少，还可能形成细粒，最终引起树脂床压力降低。颜色泄漏的增加或者达到预定量，都表明服务周期的结束。
使用杜笙离子交换树脂脱色：
糖浆着色物的形成：粗糖中的颜色主要是由于在浓缩甘蔗汁时产生了着色，主要的原因为：
•浓缩时加热糖，形成焦糖。
•类黑精型杂质的形成。这些都是减少糖胺(如谷氨酸)中的糖(葡萄糖和果糖)含量的反应产物。
•黑色素的形成，这是黑色素多酚铁合成体产生的色素。
使用离子交换树脂脱色原理：用于制糖的离子交换树脂是大孔强碱性阴离子交换树脂(I 型)，以氯离子的形式存在。通过离子交换除色的原理可以表示为：RN+ (CH3)3 Cl- + CA → RN+ (CH3)3 A- + CCl
用于糖脱色中的树脂具有较高的孔隙度，确保了超高分子量着色剂的吸附。除了功能组和结构，聚合物的性质在树脂脱色中起着重要作用。
杜笙离子交换树脂在过去的30 年里，Thermax 公司生产的离子交换树脂在印度以及国外的水处理行业中被广泛应用，然而，这些用于水处理行业的技术级树脂并不是适合于食品业，如制糖业，因为食品业对操作条件、最终产品的纯度要求都是非常严格的。
洗糖和其他操作Sweetening Off and Other Operations:
上述每个步骤的做法如下：洗糖和树脂的反洗是用热水(50-55℃)去除悬浮物和重新恢复树脂颗粒。
再生通常使用2 BV 的10% w/v 含有0.5％至1 ％的氢氧化钠的碱性盐溶液在高温(50-55°C)中完成。偶尔几个周期后建议定期用5％盐酸处理，以彻底清洁树脂。
用于糖浆脱色的杜笙树脂的特性
Performance of Tulsion® Resins for Sugar Decolourization Application:
图1 和图2 为Tulsion® A-72 MP 和Tulsion® A-30 MP 树脂脱色性能及渗漏特征(下面为测试条件)。
1。使用的树脂：Tulsion® A-30 MP，Tulsion® A-72 MP
2。服务流量：3 BV/小时
3。温度：70℃
4。干燥的物质：58-60°糖度
5。进料颜色：350，650 和2000 年国际糖色值ICUMSA
6。再生水平：200 克/ L 氯化钠和20g / L 氢氧化钠(10％+1％W / V)
从数据中可以看出，通过选择适当的树脂组合，可能会产生色度小于100ICUMSA的糖浆。此糖浆蒸发和结晶时将产生小于或等于30 色度的糖。如前所述，树脂处理也减少了糖浆中硫酸和磷酸盐的含量。这反过来有助于提高成品糖的清晰度和白度。
