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膜法绿色制糖新技术研发成功

  

  蔗糖是继粮、棉、油之后,关系国计民生的重要战略性物资。现行甘蔗制糖工艺采用传统化学清净法(即碳酸法和亚硫酸法)生产蔗糖,产品色度偏高,且含有二氧化硫等有害物质,难以满足日益增长的对高端、绿色糖产品的需求。另外,甘蔗混合汁化学清净过程中在产生大量固体废弃物的同时,还产生大量的废糖蜜,严重地降低了糖的回收率,极大地影响了我国制糖产业的可持续发展和国际竞争力。  

  膜法绿色制糖新技术是利用现代膜分离技术变革传统制糖工艺,利用分离膜精确的物理筛分作用,实现甘蔗混合汁的除杂、澄清、脱色和浓缩。该项技术具有不添加有害物质、清净过程高效稳定、副产物可综合利用、产品多元化和可自动化生产等优势,且有利于我国甘蔗机械化采收的推广。利用现代膜分离技术提升传统甘蔗制糖工艺技术水平符合我国鼓励发展的产业政策方向,能够有效推动我国制糖工业转型升级,提升糖业竞争力,实现我国制糖技术跨越式发展并跃居国际领先地位。但是,由于甘蔗混合汁成分复杂,粘度高,在膜分离过程中会造成严重的膜污染和通量衰减,而且目前商业化膜对色素、蔗糖和还原糖分子的分离效果欠佳,蔗糖纯度难以提高,严重地阻碍了膜分离技术在制糖行业的工业化应用。针对这些难题,过程工程研究所万印华研究员团队经过前期多年实验室探索,自2014年起该团队先后在广东、广西多个制糖企业开展了系统的中试研究及系统优化,20182月初在广东广垦糖业集团金丰糖业有限公司的膜法精糖中试车间成功实现了全套装置的连续化稳定运行,在国内率先试制出首批膜法精糖。这标志着膜法绿色制糖新工艺技术路线已彻底打通,也意味着制糖业将有望告别硫磺、磷酸及石灰等化工辅料,实现纯物理过程生产,并可完全消除滤泥、废糖蜜副产品在综合利用时所产生的污染,具有良好的经济和社会效益。  

  膜法绿色制糖新技术是颠覆全球140余年传统碳酸法和亚硫酸法制糖工艺、具有里程碑意义的工艺技术。这一技术的研发成功得益于该团队多年来在高性能膜的制备、膜过程集成、膜装备研制、膜污染控制等方面深厚的技术和工程积累,同时团队注重基础研究和工业应用相结合,从高性能膜的分子设计、“临界通量”膜污染控制理论到“换向流-脉冲冲刷”技术,从科学问题的探索(J. Membr. Sci. 2016, 509: 105; Food Bioprocess Tech. 2018, https://doi.org/10.1007/s11947-018-2062-0)到专利群的构建(CN201210277391.2CN201510486534.4CN 201510711388.0CN201710117704.0CN201710367609.6CN201710060732.3),全方位保证了该项目技术的先进性和经济性,为天然风味白砂糖、红糖、黑糖、液态糖、甘蔗汁饮料等高品质产品的生产奠定了坚实的基础。226日,农业部党组成员、副部长屈冬玉,广东省人民政府副省长叶贞琴率调研组考察湛江垦区期间,专程现场观摩了膜法制糖新工艺和制造出的高品质糖产品,调研组一行对该创新技术在我国蔗糖产业转型升级创新发展中的重大影响纷纷表示肯定。  

  该项目得到了中国科学院重点部署项目(KFZDSW-211-3)的支持。  

  

    膜法绿色制糖新技术原理和多种产品展示图 

  

    农业部党组成员、副部长屈冬玉,广东省人民政府副省长叶贞琴率调研组现场考察膜法制糖车间