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超声场对磷酸与氢氧化钙反应的作用以及在丙糖回溶上浮澄清中应用的研究

王冬丽  
【摘要】:磷酸与氢氧化钙反应是糖厂蔗汁澄清中一个重要的反应,其反应机理比较复杂,且反应进程缓慢;在实际生产中由于许多客观原因,往往反应不彻底。促进该反应、提高其澄清效果对于糖厂生产具有现实意义。 超声波以其机械效应和化学效应在化学反应和化工过程强化等方面得到广泛应用。本文在初步了解磷酸与钙反应机理的基础上,在纯水和蔗糖水溶液两种反应体系中引入超声场考察其对反应的影响,并在这些实验结果以及分析和相关理论基础上,将超声场引入丙糖回溶上浮澄清工艺中,研究超声场对澄清效果的影响,实验内容和结论如下: 通过反应体系的pH-t曲线测定以及对产物磷酸盐进行扫面电镜-能谱分析(SEM-EDS)、X-衍射分析(XRD)、粒度分析等实验证明了超声场对磷酸和氢氧化钙反应的促进作用。引入了一定条件的超声场后,水中和蔗糖水溶液中pH-t曲线的拐点分别提前了5min和10min,且产物磷酸盐的晶相物质成分变多。同时探讨了同一反应体系在不同的超声场条件下(有或者没有超声场)和不同反应体系(纯水或者蔗糖水溶液中)在同一超声场条件下产生了不同实验结果的原因。 将超声场引入丙糖回溶上浮澄清工艺中,分别以浮渣分层时间、浮渣与清液体积之比为指标通过响应面分析法得到了最佳澄清效果的超声条件。并且通过多组实验考察了超声场对其它澄清指标简纯度、色值、混浊度等的影响,综合分析得到最适控制参数为超声功率300w,作用时间2min。


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