CN1688720B - 糖汁提纯系统 - Google Patents

Abstract

一种通过以下步骤对由植物体获得的糖汁进行提纯的方法：将糖汁(1)暴露在具有将至少一种物质从所述糖汁中转移到所述气体中的特性的气体(3)中以使糖汁中所述物质的量减少，一种用于实现该方法的糖汁提纯系统和该方法的产品。

Description

糖汁提纯系统

本国际专利合作条约(PCT)专利申请要求美国临时专利申请60/403,594号的权利，该申请在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及用一种由例如甘蔗、制糖甜菜或甜高梁之类的植物体获得的含蔗糖糖汁制造糖和其他产品的加工系统。本发明还涉及用于制造溶解物含量降低的含蔗糖糖汁的设备和方法。本发明还涉及对传统制糖系统进行改造以制造或应用这种溶解物含量降低的含蔗糖糖汁。

技术背景

蔗糖，C₁₂H₂₂O₁₁，一种二糖，是连接了一个葡萄糖单糖和一个果糖单糖的缩合分子。蔗糖天然存在于植物界的许多水果和蔬菜中，例如甘蔗、制糖甜菜、甜高梁、糖棕或糖枫。在许多因素中，植物得到的蔗糖量取决于遗传品系、土壤或肥料因素、生长过程中的天气状况、植物发病率、成熟程度或收割与加工之间的处理。

蔗糖会集中在植物的某些部位，例如甘蔗植物的茎部或制糖甜菜根部。可以收取整棵植物或植物中蔗糖集中的部分并移出(remove)或提取植物糖汁以获得含有一定浓度蔗糖的糖汁。通常，从植物体中移出或提取糖汁的方法包括碾磨、浸提(diffusion)、压榨或其组合。碾磨是一种传统用于从糖甘蔗中提取糖汁的方法。可以将糖甘蔗切成所需尺寸的小片，然后通过辊子榨出糖汁。该过程可以沿着一系列碾磨机重复数次以确保基本移出所有的甘蔗糖汁。

浸提被认为是传统的从制糖甜菜根中提取糖汁的方法。将制糖甜菜切成被称作“甜菜丝”的小条，然后将其加入浸提器一端，同时使例如温水的浸提用液进入另一端。当使用这种对流加工时，可以提取出甜菜丝或制糖甜菜材料中大约98％的蔗糖。得到的含有蔗糖的液体通常称作“浸出糖汁”。由浸提器出来的甜菜丝或甜菜片仍然非常湿，而其汁液(88-92％是水)中仍然含有一些蔗糖。因此，可以在螺杆压榨机或其他类型的压榨机中对这些甜菜丝或甜菜片进行压榨以便从中榨出尽可能多的糖汁。这种通常称作“甜菜废丝压榨水”的糖汁的pH值大约为5，而且在某些情况下被送回浸提器中。得到的甜菜废丝(pulp)含有大约75％的水分。在压榨进料中加入阳离子带电压榨助剂可以将甜菜废丝的水分含量降低大约1.5至2％。也可以通过浸提取出甘蔗茎中的蔗糖。一种用于甘蔗的浸提方法包括使精细制备的甘蔗碎块的移动床通过浸提器，使蔗糖能够从甘蔗中浸出。

浸提法、碾磨法、从植物体中提取糖汁或使植物糖汁进入水溶液的其他方法，产生含有蔗糖、非蔗糖物和水的糖汁。由这些方法制得的糖汁中非蔗糖物的性质和量不等，可以包括各类植物衍生物和非植物衍生物，包括但不限于：不溶性物质，例如植物纤维或土粒；和可溶性物质，例如肥料、蔗糖、蔗糖以外的糖类、有机和无机非糖物、有机酸、溶解气体、蛋白质、无机酸、有机酸、磷酸盐、金属离子(例如铁、铝或镁离子)、果胶、有色物质、皂草苷、蜡、脂肪或树胶、其缔合或连接部分、或其衍生物。

这些非蔗糖物通常高度色化、热不稳定、或者在其它方面干扰某些加工步骤或对提纯工艺得到的糖产品的质量或数量产生负面影响。已经估算出，平均一磅非蔗糖物会使由提纯工艺得到的糖产品的重量减少1至1.5磅。希望可以从用浸提、碾磨或其它用于从植物体中提取糖汁的方法得到的糖汁中分离或除去全部或部分这些非蔗糖物。良好的浸提操作能够除去25-30％的掺入杂质。回收的甜菜废丝或碳酸饱和压出水可以将这一水平减少到17-20％，但由于以下几点，其仍然是经济的：热回收、节省的补偿给水、降低的废水污染、回收的糖。

传统的加工系统利用由浸提、碾磨或其它用于从植物体中提取糖汁的方法(例如美国专利6,051,075、5,928,42、5,480,490中所述的方法，各专利均在此引入作为参考；或如P.W.van der Poel等“SugarTechnology，Beet and Cane Sugar Manufacture(糖技术、甜菜糖和蔗糖的生产)”(1998)；R.A.McGinnis编著的“Beet-Sugar Technology(甜菜糖技术)”，第三版(1982)；或James C.P.Chen，Chung Chi Chou的CaneSugar Handbook：A Manual for Cane Sugar Manufacturers and TheirChemists(蔗糖手册：蔗糖生产者及其化学家的手册)，第12版(1993)中所述的方法，各文献均在此引入作为参考)得到的残余植物体或糖汁来制造以下各种物质：加工用糖汁(process juice)；由残余植物体得到或在其澄清、提纯或精制过程中从这种加工用糖汁中分离出来的固体；含有糖或蔗糖的糖汁；由这种含有糖或蔗糖的糖汁结晶出的糖或蔗糖；这种糖或蔗糖的结晶母液，以及其产物或衍生产物的各种组合、置换，每种物质都含有一定量的与这里所说明的加工步骤或其任何部分、或其生产中实际利用的加工步骤相容的杂质，或与一类或一种以下产品的传统标准相容的杂质：其中一类或一种产品包括但不限于，已经除去了糖汁的含有植物体的动物饲料，例如沥滤过的甜菜切片、甜菜废丝、甘蔗渣、或从加工用糖汁中分离出的其它固体或糖汁；使用已经除去糖汁的植物体作为燃料以产生能量使水沸腾产生高压蒸汽以驱动涡轮机发电、或产生用于该加工系统的低压蒸汽、或产生低度热量；从例如出售给工业用户的那些溶液的纯蔗糖溶液糖浆到加入调味品和色料处理过的糖浆，或加入转化糖以防止蔗糖结晶的糖浆，例如黄糖浆；通过除去全部或任意量的可结晶蔗糖或糖而制得的糖蜜、或糖蜜衍生产品，例如糖蜜(treacle)；由糖蜜蒸馏而得的醇；使用二氧化硫(SO₂)作漂白剂进行亚硫酸化产生的直接白糖(blanco directo)或耕地白糖(plantation sugar)；通过使含有蔗糖或糖的糖汁沸腾至基本干燥所产生的juggeri或粗糖；由熔融精制白糖或由可以进一步脱色的糖浆得到的糖汁；在英国或欧洲其它地区通常称作“未精制糖”(unrefined sugar)“或在北美天然食品工业中称作“蒸发甘蔗汁”(evaporated canejuice)(用以描述加工程度最低而得到的易流动单晶蔗糖)的单晶蔗糖；磨碎蔗糖(milled cane)；红糖(demerara)；混糖；rapedura；红沙糖；turbina；含有94至98％的蔗糖，其余为糖蜜、灰分或其它微量元素的粗糖；精致糖，例如水白色且含有至少99.9％蔗糖的、颗粒特别细并且其质量为基于National Soft Drink Association(美国软饮料产业协会)所指定的“瓶装”质量；特种白糖，例如细白砂糖、冰糖、方糖、或防腐糖(preservingsugar)；通过用糖蜜喷洒和掺合白色精制糖的方法制得的红糖，其依糖蜜的特性可以是浅色红糖或深色红糖；或在磨粉机中通过将砂糖磨成粉得到的各种细度的糖粉，其可进一步含有玉米淀粉或其它化学品以防止结块。该清单不表示对传统制糖系统生产产品的限定，而是表示为所产生的多种制糖系统产品提供一些例子。

可以理解，传统的加工系统部分包括逐渐澄清、提纯或对由浸提、碾磨或其它用于从植物体中提取糖汁的方法得到的糖汁进行精制的步骤。通常，可以使用一种或多种例如筛滤的机械方法除去来源于植物体的含蔗糖糖汁中的部分不溶或悬浮物质。得到的筛滤过的糖汁，当来源于制糖甜菜时，可能含有大约82wt％-85wt％的水、大约13-15wt％的蔗糖、大约2.0-3.0wt％的溶解非蔗糖物或杂质、和一定量的残余不溶性物质。

通常，可以通过逐渐加入碱使糖汁的pH升高对得到的体积为1000至2500加仑/分钟的含蔗糖糖汁进行处理。在某些传统的加工系统中，糖汁的pH值可以从大约5.5pH至大约6.5pH之间升高到大约11.5pH至大约11.8pH之间，从而使得这些糖汁中所含有的某些非蔗糖物可以达到它们各自的等电点。该步骤通常称作“预加灰”。然而，后面使用这个术语不表示将在含蔗糖糖汁中加入碱的步骤仅限制为将这种碱的加入称为“预加灰”的那些加工系统。应该理解的是，在各种传统糖汁加工系统中，希望首先利用碱使糖汁的pH值升高，随后再进行加工步骤，例如美国专利4,432,806、5,759,283号等所述的过滤步骤；如英国专利1,043,102号或美国专利3,618,589、3,785,863、4,140,541或4,331,483、5,466,294号等所述的离子交换步骤；如美国专利5,466,294、4,312,678、2,985,589、4,182,633、4,412,866或5,102,553号等所述的色谱步骤；或如美国专利4,432,806号等所述的超滤步骤；如美国专利6,051,075号等所述的相分离；如美国专利4,045,242所述的向最后的碳酸饱和器中加入活性物质的加工系统，其可作为主加灰和碳酸饱和的传统糖汁加工步骤的另一种选择，以上参考文献在此引入作为参考。

术语“碱”的使用包括使用能够使糖汁pH值升高的物质，包括但不限于，使用石灰或采用石灰的工艺的底流。术语“石灰”的使用通常包括具体使用生石灰或通过在氧中加热钙(通常是石灰石形式)生成的氧化钙。在许多糖汁加工系统中优选石灰乳，其依照以下反应由氢氧化钙(Ca(OH)₂)悬浮液构成：

术语“等电点”包括糖汁中的溶解物或胶体物质(例如蛋白质)电位为零时的pH值。当这些溶解物或胶体物质达到其指定的等电点时，其可以形成许多固体颗粒、絮凝物或棉絮物。

可以在糖汁中加入碳酸钙物质以进一步增强絮凝作用，这种絮凝作用功能上形成可与固体颗粒或絮凝物结合的核心或底物。该方法使颗粒的尺寸、重量或密度增大，从而促进了这些固体颗粒或物质的过滤或沉降并促进了其由糖汁中的除去。

然后可以将得到的糖汁、残余石灰、过量碳酸钙、固体颗粒、絮凝剂或棉絮物的混合物投入如上所述的后续加工步骤。具体而言，关于用于对先前的制糖甜菜加工过程所产生的糖汁进行澄清、提纯或精制的加工系统，可以首先对混合物进行冷主加灰(cold main liming)步骤以使预加灰步骤中形成的固体稳定。该冷主加灰步骤可以包括在大约30℃至大约40℃的温度下加入占预加灰糖汁的大约0.3-0.7wt％的另一些石灰(或根据预加灰糖汁的质量加入更多)。

然后对冷主加灰糖汁进行热主加灰(hot main liming)以进一步使转化糖和对该步骤不稳定的其它组分降解。热主加灰可以包括进一步加入石灰以使加灰糖汁(limed juice)的pH值升高到大约12pH至大约12.5pH之间的水平。这导致部分不受先前加入的碱或石灰影响的可溶非蔗糖物分解。具体的说，加灰糖汁的热主加灰可以通过转化糖、氨基酸、酰胺、以及其它溶解非蔗糖物的部分分解达到热稳定。

在冷或热主加灰后，可以对主加灰糖汁进行第一碳酸饱和步骤，在该步骤中将二氧化碳气体与主加灰糖汁相混合。二氧化碳气体与主加灰糖汁中的残余石灰发生反应生成沉淀形态的碳酸钙。通过此程序不仅可以除去残余石灰(通常可以除去大约95wt％的残余石灰)，表面活性碳酸钙沉淀还可以捕获相当大量的剩余溶解非蔗糖物。此外，碳酸钙沉淀还可以在从主加灰和充碳酸气汁中物理除去固体物质的过程中起到助滤剂的作用。

然后可以将由第一碳酸饱和步骤得到的澄清糖汁投入如上所述另外的加灰步骤、加热步骤、碳酸饱和步骤、过滤步骤、膜超滤步骤、色谱分离步骤或离子交换步骤、或其结合、置换或衍生步骤，从而进一步对第一碳酸饱和步骤中得到的糖汁进行澄清或提纯，制得通常称作“稀糖汁”的加工用糖汁。

可以通过蒸发部分水分的方法对该进一步澄清的糖汁或“稀糖汁”进行稠化，以得到传统称作“糖浆”的产品。部分水分的蒸发可以在多级蒸发器中进行。使用该技术是因为它是一种有效的使用蒸汽的方式而且如果需要，它还能产生另一种可用于驱动后续结晶过程的低级蒸汽。

稠化的澄清糖汁或“糖浆”可以被置于一个容器中，该容器通常可以容纳60吨或更多。在该容器中，煮沸蒸发掉更多的水直到环境适合蔗糖或糖的晶体生长。因为可能难以使蔗糖或糖的晶体很好地生长，加入一些蔗糖或糖的晶种以引发晶体形成。一旦晶体已经长成，就可以对得到的晶体和剩余糖汁的混合物进行分离。传统上，使用离心机分离这两种物质。然后将分离出的蔗糖或糖晶体干燥至所需的湿度，随后进行包装、储存、运输或进一步精制或进行类似的操作。例如，可以在装船运到使用国后对粗糖进行精制。

对于由含有蔗糖的植物体和糖汁得到的产品，存在一个竞争性的全球商业市场。由含有蔗糖的植物体得到的产品的市场足够大以致即使单个加工系统步骤成本的略微缩减也会节省相当多的和所需程度的金钱。因此，存在巨大的动机使独立研究者和能够从新型加工系统的化学品和设备中获利的经销商对制糖工业的制糖或糖汁系统进行研究以获得加工系统节约，而且在某些情况下，基于作出改进时该工艺节约的百分比的另外的补偿也是另一个动机。

然而，即使在对从某些植物体中获得的含蔗糖糖汁进行提纯的加工系统已经确立并且经过了至少1000年的改进，尤其是对于制糖甜菜，工业化加工系统已经存在了100多年，而且即使存在巨大的动机促进在糖或糖汁加工系统中进行改进，但对于由植物体获得的糖汁的加工方面，仍然存在重大问题。

传统制糖系统的一个重大问题是获得和使用碱(例如氧化钙)以使由植物体获得的含蔗糖液体或糖汁的pH值升高的费用。如上所述，可以向糖汁中加入氧化钙或氢氧化钙以提高pH值，从而使某些溶解物可以作为固体、絮凝物或棉絮物从溶液中析出。氧化钙通常通过煅烧石灰石获得，其中在窑中在氧的存在下将石灰石加热至释放出二氧化碳，生成氧化钙。

如图5所示，煅烧很昂贵，因为其需要购买窑(40)、石灰石(41)和燃料(42)，例如气、油、煤、焦炭等，这些燃料可以燃烧以便将窑内温度提高至足以从石灰石(41)中释放出二氧化碳(43)。向窑中输送石灰石和燃料和从窑中移出所得氧化钙的辅助设备必须同时配有从石灰石煅烧过程中排放的窑废气中洗涤某些窑气和颗粒的设备。自然必须配备人力以操作和养护设备，还要监控生成的煅烧石灰石的质量并且还要监控窑操作过程中释放出的气体和微粒的清除。

此外，煅烧生成的氧化钙必须转化成氢氧化钙以用于典型的糖汁加工系统。这又包括购买设备以便将氧化钙缩小成适当尺寸的颗粒并将这些颗粒与水混合生成氢氧化钙。同样，必须配备人力以操作和养护该设备。

最后，与氧化钙使用相关的设备和人力的投资随用量的增大而增大。这包括用于将额外的氢氧化钙与糖汁相混合的额外人力所增大的指出，或者其可以包括使用负载容量更大或动力更强劲的设备所增大的支出。

与传统加工系统中碱的制造和使用相关的另一个显著问题是过量碱的处理或碱与糖汁中溶解的有机酸或无机酸发生反应时生成的产物的处理。例如，当加工系统在对糖汁进行澄清或提纯时使用一个或多个碳酸饱和步骤时，碳酸钙或生成的通常称作“废石灰”的其它盐的量与加入糖汁中的石灰量成正比例。简单地说，加入糖汁中的石灰量越大，通常在碳酸饱和步骤中生成的沉淀物的量就越大。可以使“碳酸盐化石灰”沉降到碳酸饱和容器底部，形成有时称作“苛化泥”的物质。可以通过旋转式真空过滤器或板式和框式压榨机对苛化泥进行分离。然后形成的产物称作“稀滤泥”(lime cake)。稀滤泥或苛化泥可以大部分是碳酸钙沉淀物，但也可以含有糖、其它有机或无机物、或水。这些分离出的沉淀物几乎总是与其它加工系统废料分开处理，并可以，例如，与水得到浆并用泵抽入澄清池或由堤围成的区域或输往废物填埋池(land fills)。

或者，可以对碳酸盐化的石灰、苛化泥或稀滤泥进行再煅烧。然而，再煅烧窑和用于对废石灰进行的外围设备的成本比煅烧石灰石的窑还要昂贵得多。此外，再煅烧的“碳酸盐化石灰”的质量与煅烧石灰石不同。煅烧石灰石的纯度与再煅烧碳酸盐化石灰相比可以是，仅举一例，92％比77％。因此，对糖汁中相同量的水合氢离子进行中和所需的再煅烧石灰的量也相应较高。同样地，废石灰的二氧化碳含量比石灰石高得多。因此，不仅再煅烧石灰石的制造很昂贵，而且还需要使用大得多的气体导管和设备以转移再煅烧废石灰时生成的CO₂、需要更大的输送设备以输送再煅烧石灰、需要更大的碳酸饱和槽、或类似设备。

此外，无论废石灰是弃置到池中、废物填埋池中还是通过再循环处理，在特定加工系统中使用的石灰量越大，通常处理废石灰的费用就越高。

传统制糖系统的另一重大问题是加工系统的处理量随加工用糖汁中所使用的石灰量的递增而递减。该问题一方面在于制造或供应给糖汁加工步骤的石灰的量或速率有限。如上所述，石灰石在糖汁加工系统中用作碱之前必须进行煅烧以制造氧化钙。得到的石灰的量受到石灰石利用率、窑容量、燃料利用率或类似因素的限制。制造石灰以供给糖汁加工系统的速率可以根据石灰生成设备的尺寸、种类和数量，可用人力或类似因素而变化。该问题的另一方面在于该加工系统中所用的石灰量会成比例地使加工系统中用于容纳糖汁的容积减少。例如石灰的碱用量的增大还需要使用更大容积的区域、导管或类似设备以保持相同体积的糖汁处理量。

传统制糖系统的另一重大问题是提取植物糖汁之前植物体中产生的过量的酸。有机酸在植物细胞的酸-碱平衡中起到缓冲系统的作用，从而在植物组织中保持所需的pH值。这些酸的来源可以分成两组，第一组是在生长周期中植物从土壤中吸收的酸，第二组是通过生物化学或微生物作用形成的酸。当从土壤中摄取的酸不够时，植物会合成有机酸，主要是草酸、柠檬酸和苹果酸，以保持植物细胞液的健康的pH值。因此，从植物组织中提取的糖汁含有一定量的各种有机酸。

除了这种在植物组织中天然存在的有机酸，酸还可以在储存过程中主要通过微生物作用形成。严重变质的植物体可能产生大量的有机酸，主要是乳酸、乙酸和柠檬酸。植物组织中的总含酸量在某些情况下会增大三倍或更多。

此外，由于糖汁中天然碱度的破坏，在植物组织中会产生二氧化碳(CO2)。在该过程中，碳酸氢根离子和碳酸根离子会转化成二氧化碳。生成的仍然保持溶解状态的二氧化碳会产生碳酸，碳酸是水合氢离子的一个来源。植物细胞液中所含有机酸的全部或部分，保留在由植物体得到的糖汁中。因此，为了使糖汁的pH值升高，必须用碱中和这些有机和无机酸。糖汁中有机酸或无机酸的浓度越高，使糖汁的pH值升高到期望值所需的碱量就越多。

传统制糖系统的另一重大问题是用抗菌化学品处理过的植物体或糖汁的酸含量高于未处理过的植物体或糖汁。例如，可以连续或间歇加入二氧化硫(SO₂)或亚硫酸氢铵(NH₄HSO₃)以帮助控制微生物生长或感染。SO₂的加入量取决于微生物生长或感染的严重程度。可以对乳酸和亚硝酸盐的量进行监控或追踪以确定微生物生长或感染的严重程度。可以使用多达大约1000ppm的SO₂冲击或处理受感染系统。可以连续加入多达400-500ppm以控制感染。用于抗菌保护而加入的SO₂或NH₄HSO₃可以使糖汁的pH值和碱度降低。由于天然存在的碳酸氢根离子转化成CO₂或碳酸，碱度会降低。

传统制糖系统的另一重大问题是在例如蒸发器或糖结晶设备的容器中水垢的形成。草酸的钙盐通常构成水垢的主要成分。草酸盐在溶液中具有低溶解度，而该溶解度会随溶液中钙量的增大而降低。即使在糖汁提纯成为“稀”或“浓”糖汁后，溶液中也存在足够多的钙促使草酸盐从溶液中析出。从设备表面除去水垢的方法很昂贵，包括但不限于由与生产减慢和效率损耗，或设备有效使用期缩减所产生的成本。

传统制糖系统的另一重大问题是没有认识到用于从植物体中获取糖汁的糖汁提取设备或方法可以改变或降低提取出的糖汁的pH值。至于用于从制糖甜菜物质中提取糖汁的浸提器，没有认识到制糖甜菜汁的pH值可以在浸提过程中改变或降低。该问题的另一方面在于没有认识到用于从制糖甜菜物质中浸提糖汁的不同设备或不同方法在不同程度上改变或降低制得糖汁的pH值。浸提技术的改进大体上已经使制得糖汁的pH值日益降低，就此而言，这些设备和方法离本发明提供的溶液相去甚远。

传统制糖系统的另一问题是可溶于从制糖甜菜中提取、移出或浸提出的糖汁中的或加入该提取出或浸提出的糖汁中的有机物、溶解气体或其它物质，在传统制糖提纯的预加灰步骤之前不能与大气分压或选定分压气体混合物趋向平衡或达到平衡。因此，溶解物本来应该已经从提取、移出或浸出的糖汁中转移到大气或其它选定气体混合物中，从而降低那些溶解物在浸出糖汁中的分压或浓度，但现在却仍然在进行预加灰、初始加灰、石灰添加步骤之前或同时直接促成或与糖汁中的其它pH调节方法相结合而间接促成浸出糖汁pH值的降低。如上所述，较低的pH值能够导致使用更多的石灰以达到糖汁的期望pH值。

关于传统的制糖甜菜丝的浸提(或其它从植物体中移出或提取糖汁或物质的传统方法)的问题，其一方面在于传统浸提设备或用于从植物体中移出或提取糖汁或其它物质的其它传统设备不能提供或不足以提供浸出糖汁或含有已被提取或除去过的植物物质的液体与大气或其它选定或所需气体混合物之间的表面界面(该界面用于使溶解在浸出糖汁或其它含有提取或除去出的植物物质的液体)中的物质趋向平衡，这样能够充分降低这些物质在糖汁或其它含有已被提取或除去过的植物物质的液体中的浓度。

该问题另一方面在于传统的制糖甜菜-浸提方法或设备(或用于从植物体中除去或提取糖汁或其它物质的其它传统设备)无法在设备内提供大气分压或其它选定分压气体的充分再循环以保持糖汁或其它含有已被提取或除去过的植物物质的液体中溶解物浓度之间的分压差，该分压差可以与气-液界面上存在的分压气体潜在地达到平衡，从而有效地对浸出糖汁或其它含有已被提取或除去过的植物物质的液体中pH降低物质实现所需的、潜在的或可能的降低。因此，液体界面上存在的分压气体与溶液中分压气体之间的部分平衡或完全平衡阻碍或减缓了浸出糖汁中pH降低物质、化合物或气体浓度的进一步降低。

该问题第三方面在于传统的制糖甜菜-浸提方法或设备(或用于从植物体中除去或提取糖汁或其它物质的其它传统设备或方法)没有使浸出糖汁充分混合到足以使全部体积或足够体积的促使pH值降低的浸出糖汁(或其它含有已被提取或除去过的植物物质的液体)与大气或液-气界面上的其它气体混合物趋向平衡。

该问题第四方面在于传统的制糖甜菜-浸提方法或设备(或用于从植物体中除去或提取糖汁或其它物质的其它传统设备或方法)没有将浸出糖汁或其它含有已被提取或除去过的植物物质的液体加热至足以使浸出糖汁或其它含有已被提取或除去过的植物物质的液体的溶解度降低到得以实现以下方面的温度：使pH降低物质的浓度趋向液-气界面存在的分压气体中的浓度或与其达到平衡，或移动平衡点以使pH降低物质的浓度降低至所需、潜在或可能浓度；以所需速率或所需或可以达到的潜在或可能的平衡速率与气-液界面上的分压气体趋向或达到平衡。

传统制糖系统的另一重大问题是提取或浸出糖汁可以与大气分压或糖汁冷却时其表面存在的其它含有更高浓度pH降低物质的气体混合物趋向平衡或达到平衡。当浸出糖汁或其它含有已被提取或除去过的植物物质的液体冷却时，大气或其它气体混合物的溶解度会增大。因此，当浸出糖汁冷却时，可溶于糖汁中的气体或其它物质(包括但不限于pH降低物质)的浓度提高。仅举一例，在预加灰或加灰步骤之前，当在浸提步骤中浸出糖汁从大约55℃至大约70℃之间冷却至大约20℃至大约30℃之间时，大气CO₂的溶解度增大。暴露在CO₂大气分压中或暴露在具有足以在糖汁冷却时将CO₂转移到糖汁中的CO₂分压的任何气体混合物中时，相对于温度较高时的量浸出糖汁中的CO₂浓度提高了。浸出糖汁中提高的CO₂浓度会降低糖汁的pH值。因此，浸出糖汁中CO₂或其它气体浓度的提高要求在随后的石灰添加、预加灰或其它加灰步骤中加入更多的石灰以达到所需的或必须的pH值。

传统制糖系统的另一问题是浸出糖汁或其它含有已被提取或除去过的植物物质的液体的气-液界面上的分压气体，有效地建立起足以对浸出糖汁或其它含有已被提取或除去过的植物体的液体的必需或所需部分进行挥发、移动、除去或以其他方式进行转移的浓度梯度以充分提高浸出糖汁的pH值或降低浸出糖汁中pH降低物质的浓度。

本发明提供了一种糖汁加工系统，其包含有解决上述各问题的设备和方法。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供一种用由植物体获得的含蔗糖液体或糖汁制备产品的糖汁加工系统。该主要目的一个方面是提供一种传统糖汁或糖加工系统的替代物。由此，本发明提供了一套用含有蔗糖的液体或糖汁得到产品的完整的加工系统，包括设备和方法。该主要目的第二方面是提供了与传统糖汁或糖加工系统方法兼容的糖汁加工系统方法。至于该目的，本发明提供了可进一步加入、替换或改变用于加工含有蔗糖的液体或糖汁的传统方法和设备的方法步骤和设备。

本发明的第二个主要目的是降低用含有蔗糖的液体或糖汁制备产品的成本。本发明这一目的一个方面是使全部或部分受碱的利用率所限的糖汁加工处理量提高，例如受石灰石利用率的降低或将石灰石转化成氧化钙的能力不足，或类似因素所限。这一目的另一方面是通过降低将含有蔗糖的液体或糖汁加工成产品所必须使用的碱(例如石灰)量以提供成本的节约。本发明这一目的第三方面是降低生成的废物量，例如降低废石灰量。

本发明的第三个主要目的是提供一种使用本发明得到的含有蔗糖的液体产品或糖汁产品。该目的一个方面是提供例如水溶酸、挥发性有机化合物、溶解气体(例如CO₂或SO_s)、氨、或类似物质的溶解物含量或浓度降低的含蔗糖液体或糖汁产品。该目的第二方面是在按照本发明进行处理后提供具有较高pH值的含有蔗糖的液体或糖汁产品。该目的第三方面是提供一种在按照本发明无需使用任何碱进行处理后具有较高pH值的含有蔗糖的液体或糖汁产品。本发明的第四方面是即使在按照本发明进行处理之前已经加入了一定量例如石灰的碱或来自传统糖汁加工的底流或类似物质时，也可以提供具有较高pH值的含有蔗糖的液体或糖汁产品。该目的第五方面是提供一种生成水合氢离子的能力降低的含有蔗糖的液体产品或糖汁产品。本发明这一目的第六方面是提供一种需要较少的碱将pH值升至所需值的含有蔗糖的液体或糖汁产品，对溶解物进行等电聚焦，进行传统加工系统中的预加灰或主加灰步骤，使转化糖降解，或以其它方式由含有蔗糖的液体或糖汁得到产品。

本发明的第四个主要目的是提供用于使通过例如压榨、碾磨或浸提的传统糖汁提取程序得到的糖汁中的溶解物含量或浓度降低的方法和设备。该目的一个方面是提供一种在无需加入碱、必须加入碱或先于加入碱的情况下使溶解物含量或浓度降低的方法。本发明的第二方面是提供一种可以在向含有蔗糖的液体或糖汁中加入碱之前、之中或之后使用的使该糖汁中溶解物含量或浓度降低的方法。该目的第三方面是提供一种有助于使含蔗糖液体或糖汁中的溶解物含量或浓度降低的方法。该目的第四方面是提供一种与包括但不限于如上所述的预加灰、主加灰、离子交换或过滤法的传统糖汁澄清或提纯方法兼容的使含蔗糖液体或糖汁中的溶解物减少的方法。

本发明的第五个主要目的是提供各种使含蔗糖液体或糖汁与所需分压气体之间的界面面积增大的设备和方法。

本发明的第六个主要目的是提供各种用于在由植物体获得的糖汁中注入、加入或以其它方式混入所需分压气体的设备。该目的一个方面是提供将气体混合物注入糖汁中的设备以提供含有糖汁和所需分压气体的糖汁混合流。

本发明的第七个主要目的是提供各种用于将已经与溶解物达成部分或完全平衡的气体混合物，或者糖汁中所含或所溶解的分压气体分离或除去的设备。

本发明的第八个主要目的是在响应或相对于以下条件进行调节的温度(可以手动或自动调节)下对含有已被提取或除去过的植物体的液体进行评估、监控、制造或保存：时间消耗；其中所含有的任何特定物质或组分的浓度；对这种液体进行提纯或以其它方式进行加工的具体过程或步骤；从这种植物体中提取、除去或浸提这些物质的方法；或任何用于将对使这种液体的pH降低或潜在降低的物质浓度进行控制的物质的溶解度设为一定范围或特定值的这种液体的制备或储存方式。

本发明的第九个主要目的是提供用于在初始加入石灰及随后的石灰加入之前对浸出糖汁或含有从植物体中提取或移出的物质的液体进行处理以便阻止液-气界面上的分压气体、使其最小化或对其进行控制。的设备和方法。

本发明的第十个主要目的是提供可以使所需体积或必须体积的糖汁与液-气界面相互作用从而使物质从浸出糖汁中按照需要或必要地转移到大气分压或选定分压气体中的设备和方法。

自然地，在说明书和附图的其它部分公开了本发明的其它目的。

附图说明

图1表示本发明的用于使由植物体获得的糖汁中物质含量减少的一个具体实施方式，其包括具有被输送到糖汁中的气体混合物以产生糖汁与气体混合物的混合流的糖汁输送装置，该装置进一步包括气体分布元件，例如糖汁输送设备中的管道或凹槽，或泵的叶轮。

图2表示本发明的一个用于制造物质含量降低的糖汁的具体实施方式。

图3表示本发明的第二个用于制造物质含量降低的糖汁的具体实施方式。

图4表示本发明的第三个用于制造物质含量降低的糖汁的具体实施方式。

图5表示本发明的用于制造物质含量降低的糖汁的具体实施方式，其进一步包括在减少含有水量以制造糖浆之前或在糖结晶之前，使用加灰和碳酸饱和以进一步使这种糖汁澄清或提纯。

图6表示本发明的用于制造物质含量降低的糖汁的具体实施方式，其进一步包括在减少含水量以制造糖浆之前或在糖结晶之前，使用离子交换以进一步使这种糖汁澄清或提纯。

图7表示本发明的用于制造物质含量降低的糖汁的具体实施方式，其在减少含有水量以制造糖浆之前或在糖结晶之前进一步包括例如超滤的过滤步骤以进一步使这种糖汁澄清或提纯。

图8表示随着糖汁、浸出糖汁或其它糖汁加工用液体温度的升高，这些糖汁、浸出糖汁或其它糖汁加工用液体中含有的某些物质、材料或组分的溶解度会降低。

图9表示本发明的几个通过在预加灰步骤之前减少果浆糖汁或浸出糖汁中的某些物质的方式加工制糖甜菜丝的具体实施方式。

图10表示本发明的另一种通过在预加灰步骤之前减少果浆糖汁或浸出糖汁中的某些物质的方式加工制糖甜菜丝的具体实施方式。

图11表示本发明的一个具体实施方式。

图12表示本发明的一个具体实施方式的俯视图，其显示了剖面A-A。

图13表示图12所示的具体实施方式的侧视剖面A-A。

具体实施方式

一般而言，本发明包括在蒸发出过量水份或蔗糖分级结晶之前在不加入碱或加入较少碱的情况下对糖汁进行提纯的糖汁加工系统。具体而言，本发明提供了用于糖汁提纯系统的溶解物含量减少、溶解气体减少、pH值较高、或碱度较低的糖汁。

如上所述，可以由例如制糖甜菜、甘蔗、甜高梁的植物体得到糖汁。自然地，对于必须用其它种类的植物体得到糖汁的产品，可能存在很大的商业市场或瞄准机会的市场(niche markets)，而且应该理解本发明不限于从任何特定种类的植物或收取的植物或植物体的任何部位中移出、提取或获得的糖汁。此外，术语糖汁可以被广义地理解成在糖结晶之前的任何加工系统的任何步骤中的任何含有蔗糖的糖汁或液体。由此，通过碾磨或压榨步骤由植物体获得的含蔗糖液体、或由浸提植物体的步骤制得的糖汁是糖汁的两个例子。如上所述，术语糖汁包括含有蔗糖、非蔗糖物和水的液体，其比例不定，这取决于植物体的性质和用于从植物体中移出糖汁的步骤。可以期望除去或部分溶解物，因为其高度色化、热不稳定或者以其它方式与某些加工步骤互相干扰或对提纯过程得到的糖产品的质量或数量产生负面影响。术语糖汁也包括由这些各种澄清或提纯步骤得到的含蔗糖液体。

本发明的具体实施方式包括除去至少部分溶解物、挥发物、溶解气体、水溶酸、或类似物质，例如能够形成水溶酸的二氧化碳或二氧化硫，这样会在溶液中产生水合氢离子、改变糖汁中水合氢离子的浓度或降低糖汁的pH值。

例如，当糖汁中含有足够的阳离子时，氢氧根离子OH-可以充当阴离子，它能够使二氧化碳CO₂以碳酸根离子(CO₃)^-2、或以碳酸氢根离子HCO₃ ^-的形式溶解到糖汁中。HCO₃ ^-的离解提供了一种非常弱的酸。然而，当糖汁中含有的阳离子数不足以使溶解的CO₂形成碳酸根离子或碳酸氢根离子时，在二氧化碳和碳酸H₂CO₃之间会产生平衡。在制备糖汁的pH范围内碳酸能够充当强酸。随后产生的水合氢离子提高了糖汁中的现有浓度，导致pH值降低。

类似地，可以在糖汁中加入二氧化硫(SO₂)或亚硫酸氢铵(NH₄HSO₃)以控制、降低或消除微生物活性、蔗糖水解、转化糖的形成或蔗糖的损耗，或者将pH值调低。同样地，当糖汁中含有足够的阳离子，例如钙时，会产生例如亚硫酸钙的亚硫酸盐。然而，当糖汁中含有的阳离子数不足以使溶解的二氧化硫(SO₂)形成亚硫酸盐时，在二氧化硫(SO₂)、亚硫酸(H₂SO₃)和硫酸(H₂SO₄)之间会产生平衡。硫酸和亚硫酸可以起到强酸的作用。随后水合氢离子的产生提高了糖汁中的现有浓度，导致更低的pH值。

此外，植物在正常生长过程中会产生其它水溶酸，而且微生物作用产生的其它酸，包括但不限于磷酸、盐酸、硫酸、柠檬酸、草酸、琥珀酸、富马酸、乳酸、羟基乙酸、吡咯烷酮-羧酸、甲酸、乙酸、丁酸、马来酸、乳酸等。

此外，氨基酸的分解或例如糖汁中加入的亚硫酸氢铵之类物质的转化可以产生其它溶解物。

现在主要参照图1，本发明的一个具体实施方式可以包括通过能够使糖汁(1)和混合物(3)之间的界面表面积(4)增大的方式，使由植物体(2)获得的糖汁(1)暴露在气体混合物(3)总。通过使糖汁(1)和气体混合物(3)之间的界面表面积(4)增大，当溶解物(5)各组分的浓度趋于与气体混合物(3)中该组分的浓度达到平衡时，可以提高各种溶解物(5)从糖汁(1)到气体混合物(3)中的转移速率。可以选择气体混合物(或解吸气)以提供使不需要的溶解物(5)从糖汁(1)中转移到气体混合物(3)中所需的分压。气体混合物(3)可以再生，或者在与糖汁(1)之间增大的界面表面积(4)上连续或间歇调整分压气体以防止气体混合物(3)和溶解物(5)之间达到平衡，由此使溶解物(5)持续从糖汁中转移到气体混合物(3)中。

使用本发明时，可以从糖汁中除去溶解物或挥发物，例如挥发性无机化合物、挥发性有机化合物或溶解气体(例如二氧化碳、二氧化硫或氨)。使用本发明得到的糖汁产品与不使用本发明的相同糖汁相比，溶解物含量减少、溶解气体减少、产生水合氢离子的能力或水合氢离子浓度降低、碱度较低或pH值较高。仅举一例，使用大气分压对糖汁进行汽提(strip)时可以充分降低糖汁中二氧化碳的浓度。由该方法得到的糖汁产品的pH值可以提高0.05pH、0.1pH、0.2pH、0.3pH、0.4pH、0.5pH、0.6pH、0.7pH、0.8pH、0.9pH、1.0pH、1.1pH、1.2、pH1.3、pH1.4、pH1.5、pH1.6、pH1.7、pH1.8、pH1.9、2.0pH，然而，对未经处理的糖汁的初始pH值进行任何程度地pH值的向上调节都可以节省相当多金钱并且在商业上很重要。从初始pH值开始的实际向上调节量通常取决于本发明处理的糖汁的种类和质量，由糖汁体积产生的界面表面积的增大程度，气体混合物对增大的界面表面积作出响应的持续时间，以及气体混合物中提供的分压。由此，就所使用的本发明的具体实施方式而言，pH值的向上调节量不定。例如，改变单位时间处理的糖汁的体积或量，而在其它方面使用相同的本发明的具体实施方式，可以在pH值的改变方面产生不同的增量。

本发明还进一步包括以下步骤：与未处理的糖汁或传统方法处理的糖汁相比，使为达到必须或所需的pH值、水合氢离子浓度或碱度而在每单位重量或单位体积经本发明进行处理的糖汁中加入的碱量有所减少。在使经本发明进行处理的糖汁中的溶解物减少后，加入少得多的碱就可以达到所需的pH值，例如大约11.0至大约12.0之间、或大约11.5至大约12.5之间、或用于“预加灰”、“主加灰”、“中间加灰”的pH范围，或达到与糖汁中任何特定非蔗糖物的等电点相对应的pH值，或达到将糖汁的酸度或碱度调节至指定浓度所需的pH值。至于石灰用量，例如，与未处理的糖汁或经传统方法处理的糖汁相比，使用本发明的各种实施方式可以减少达到大约30％的用量。

现在主要参照图2，本发明的具体实施方式包括气体混合物(3)，其可以含有大气气体或空气、经过一个或多个过滤器以减少或基本消除非生物颗粒或生物颗粒(例如细菌、病毒、花粉、微观植物群或动物群、或其它病原体)的大气气体或空气、经过化学涤气器或经其它方式处理以产生所需的分压气体浓度或浓度范围的大气气体或空气、净化气体、或其组合或置换。

本发明的具体实施方式可以进一步包括对气体混合物(3)流作出响应的气体过滤器(6)。该气体过滤器(6)可以位于对气体混合物(3)起流体响应作用的气流发生器(7)之前或之后。对气体混合物(3)流作出响应的气体过滤器(6)可以包括高效微粒空气过滤器(Hepa filter)或超高效空气过滤器(Ulpa filter)或其它类型的大颗粒或微颗粒过滤器。也可以在进入气流发生器(7)之前使用其它预滤器俘获气体混合物中的颗粒，或可以在气流发生器(7)之后但是在气体过滤器(6)之前使用。

可以将未过滤的空气混合物(3)吸入一级预滤器(8)中，然后通过二级预滤器(9)，然后通过气流发生器(7)。然后使预滤过的气体混合物流过气体过滤器(6)(高效微粒空气过滤器，或超高效空气过滤器或其它类型的过滤器)。得到的已过滤空气混合物(使用高效微粒空气过滤器时从气体混合物(3)中除去全部小至大约0.3微米的颗粒中达到99.99％的颗粒)，使用超高效空气过滤器时从气体混合物(3)中除去达到99.99％的小至大约0.12微米的颗粒)然后可以在糖汁(1)和气体混合物(3)之间产生增大的界面表面积(4)或对其作出响应。至于本发明的另一些具体实施方式，可以将气体混合物(3)或糖汁(1)暴露在短波长紫外线辐射源(10)中以减少病原体颗粒或细菌颗粒的数量。本发明可以进一步包括温度控制设备(11)以便使气体混合物(3)在对糖汁(1)或增大的界面表面积(4)作出响应之前达到所需的温度。可以使温度控制设备(11)对温度传感器(12)作出响应，后者可以检测气体混合物(3)或糖汁(1)的温度并发出信号或促使温度控制设备(11)将气体混合物(3)和/或糖汁(1)的温度调节至所需温度。

对于本发明的一些具体实施方式，气体混合物(3)，无论是否过滤，都可以用来形成或辅助形成增大的界面表面积(4)。例如，可以通过重力自流进料将糖汁(1)送入气体注射器(13)或在泵(14)或其它液体输送元件产生的压力下送入。气体注射器(13)可以具有糖汁(1)通过该进口进入气体注射器(13)的进口(15)，糖汁(1)通过该出口离开气体注射器(13)的出口(16)，至少一个气体混合物(13)通过该注射口送入该气体注射器(13)中含有或经过其中的至少部分糖汁(1)中的注射口(17)。

当气体注射器(13)具有用于分批加工糖汁的构造时(气体注射器周期性地进料和排空)，对于本发明的某些实施方案，进口(15)和出口(16)可以是相同的口。当气体注射器(13)具有用于脉动流加工(糖汁(1)的液流可以周期性减少或中断以增大糖汁(1)在气体注射器(13)中的停留时间)或连续流加工(糖汁(1)的液流连续流经气体注射器(13)，经糖汁流经气体注射器(13)的速率或体积可以调节)的构造时，进口(15)和出口(16)可以分立。

对于本发明的各具体实施方式，气体混合物(3)可以在充足的压力下足量注入糖汁(1)中，或以一定的分布模式(例如扩散或以小气泡形式)注入，以在糖汁(1)和气体混合物(3)之间产生所需的增大的界面表面积(4)。增大的界面表面积(4)可以提供一个糖汁中的至少部分溶解物(5)可以经其从糖汁(1)中转移到气体混合物(3)中的界面。

无论其构造成以本发明的分批、脉动、间歇或连续实施方式操作，气体注射器(13)都可以进一步搅拌、运转、搅动或以其它方式提供混合设备(18)以使气体混合物(3)进一步分布到糖汁(1)中以进一步增大界面表面积(4)。当气体注射器(13)的构造产生糖汁(1)流时，无论是连续、脉动或断续产生的，将气体混合物(3)注入糖汁(1)中都可以产生糖汁的混合流(19)。糖汁混合流(19)中的气体混合物可以通过连接到气体注射器(13)内表面上的增设部件(extensions)、沟道或类似部件进一步分布在糖汁(19)混合流中。确定这些增设部件或管道的方向以便在气体注射器(13)中对糖汁流产生所需的扰动。本发明可以进一步提供注射压力调节设备(20)，气流发生器(7)响应该设备以提高或降低注入、混入或喷入糖汁(1)中的气体混合物的压力或量。在本发明的一些具体实施方式中，注射压力调节设备(20)可以独立地或者结合地包括一个位于气流发生器(7)和注射口(17)之间的可变调节限制设备。

就某些具体实施方式而言，本发明可以产生比糖汁的初始浓度更多的完全溶解在糖汁中的气体。其可以达到在大气压下使糖汁饱和所获浓度的大约10倍。注入糖汁(1)中的气体混合物(3)的压力可以在糖汁(1)施加的初始压力到大约20巴的压力之间。

可以使用串联或并联的多个气体注射器(13)，并联或串联的每个气体注射器可以在基本上相同的位置或不同的位置具有多个气体注射口(17)。每个注射口(17)可以独立地或可变地对注入糖汁(1)的气体混合物(3)的体积和压力进行控制。可变调节的注射口(17)可以对糖汁(1)的体积、糖汁在气体注射器(13)中的停留时间、糖汁(1)中溶解物的浓度或量、或糖汁(1)中溶解物的浓度等作出响应。

对于本发明的另一些具体实施方式，可以在泵(14)之前将气体混合物(3)注入糖汁(1)中，这样泵(14)可以起到将气体混合物(3)分布到糖汁(1)流中以产生混合流(19)并且使界面表面积(4)增大的作用。根据泵的类型，混合流(19)中可以含有至少35％的气体混合物，其中糖汁流(1)几乎被气体混合物(3)的气泡100％充满。仅举一例，可以使用Shanley泵产生混合流(19)。Shanley泵在此引入作为参考。可以按照需要将多个泵(14)串联或并联运转以便在预定的持续时间内加工一定体积的糖汁(1)。

对于本发明的另一些具体实施方式，可以进一步配置糖汁(1)流以提供文丘里效应，或以其它方式产生响应糖汁流(1)而减少的压力，以便将气体混合物(3)吸入糖汁流(1)中，吸入方式可以脉动、连续或间歇方式。

对于本发明的某些具体实施方式，只有一部分糖汁流(1)暴露在气体混合物(3)中。例如，如果糖汁(1)中含有少量溶解物(5)，然后可以将糖汁(1)流分开，仅使部分糖汁(1)暴露在气体混合物(3)中。然后将糖汁(1)流按照所需的比例重新合并。

现在主要参照图3，对于本发明的另一些具体实施方式，可以通过例如喷嘴的糖汁分布元件(21)对糖汁(1)进行喷雾。糖汁分布元件(21)可以产生非常细密的糖汁液滴(22)或颗粒的喷雾。因此，喷雾使界面表面积(4)增大。糖汁可以在通风容器(23)中进行喷雾，而气体混合物(3)，无论是否如上所述进行了过滤或洗涤，都可以暴露在喷雾糖汁液滴中。糖汁可以喷到通风容器(23)的顶部区域(例如通过喷雾嘴)，然后暴露在通过该通风容器(23)的气体混合物(3)中。气体混合物可以与糖汁滴(22)的方向成对流地通过通风容器(23)以使将糖汁(1)中的溶解物(5)转移到气体混合物(3)中的效率提高。通风容器(23)可以是，例如，150加仑的槽，但是可以想到的是，该槽的尺寸和形状根据所加工的糖汁量的不同而有所不同。

在本发明的某些具体实施方式中，通风容器(23)可以进一步含有糖汁分布表面(24)。糖汁(1)可以分布到该糖汁分布表面(24)上以进一步使界面表面积(4)增大。此外，糖汁可以喷到通风容器(23)的顶部区域，分布在糖汁分布表面(24)上，然后暴露在通过通风容器(23)的气体混合物(3)中。此外，气体混合物(3)可以与糖汁(1)在糖汁分布表面(24)上的大致流动方向成对流通过通风容器(23)，以使将糖汁(1)中的溶解物(5)转移到气体混合物(3)中的效率提高。

对于使用通风容器(23)的本发明的这些具体实施方式而言，可以收集糖汁(1)并按照需要多次循环通过通风容器(23)。

现在主要参照图4，在本发明的另一些具体实施方式中，糖汁(1)可以被输送到糖汁容器(25)中，并且通过对糖汁(26)进行喷雾而向糖汁(1)中加入气体混合物(3)。可以相对于糖汁(1)的体积和糖汁容器(25)的尺寸对气体混合物(3)的压力和体积进行调节。糖汁容器可以进一步与上述通风容器(23)结合。

Chemical Engineer’s Handbook(化学工程师手册)，Perry，编著.，McGraw-Hill Book Company(麦克希尔图书公司)(1950)第668页及以下内容等等所提供的关于气体吸收的一般讨论在此引入作为理解气体吸收的一般原理必要的范围的参考。

可以意识到，可以配备各种传统导管、阀或其它器件(例如压力计)以便产生与向气体注射器(13)、通风容器(23)或糖汁容器(25)中输送糖汁(1)的过程，注入、喷雾或喷射的气体混合物(3)的量和压力，糖汁(1)中的溶解物(5)的量等有关的相关信息。

再主要参照图2，本发明可以进一步包括气体分离器(27)以释放含有由糖汁(1)中输入的溶解物的气体混合物(3)。在本发明的某些具体实施方式中，当如上所述使用通风容器(23)时，气体分离器(27)可以包括通风容器中的开孔，使得气体混合物能够通过通风容器排放到大气中。在那些气体注射器(13)中包括喷雾器的本发明具体实施方式中，气体分离器(27)可以是能够使含有溶解物的气体混合物(3)排放到大气中的开孔。在那些由气体注射器(13)将气体混合物(3)加入糖汁(1)流以产生糖汁混合流(19)的本发明具体实施方式中，无论该过程是连续、脉动或间歇性的地在与大气隔绝的导管中传送，气体分离器(27)可以包括一部分进一步提供通过流体学与大气连接的内部体积的导管。具体而言，通过流体学与大气相连的气体分离器(27)可以包括一部分构造为或限定用于调节混合流(19)对大气的响应时间的导管。

具体而言，气体分离器(27)的一种构造可以是导管内体积的增大以便使混合流(19)散布在导管的内表面上以使糖汁通过流体学与大气相连的保持时间延长，和/或使糖汁通过流体学与大气相连时的表面积增大。在气体分离器(27)的某些具体实施方式中，糖汁可以分布在足够大的表面积上以便使糖汁(1)中的气体混合物(3)在糖汁由气体分离器(27)中转移之前就与大气分压基本上达到平衡，气体分离器(27)的内表面可以进一步构造为配有增设部件、波纹状槽(corrugates)、凹槽或类似结构以进一步在气体分离器(27)中混合或搅动糖汁(1)以提高气体混合物(3)从糖汁(1)转移到大气中的速率。

可以通过将一个减压源(29)与气体分离器(27)相连，从而产生从糖汁(1)转移到大气中的气体混合物(28)的气流。减压包括在糖汁(1)增大的表面积(4)上产生的低于转移到气体混合物(3)中的溶解物分压的气体分压。可以理解的是，当含有由糖汁中除去的溶解物(5)的气体混合物的分压超过大气压时，减压源(29)可以是大气。对于本发明的一些具体实施方式，如上所述，可以通过增大混合流(19)在其中流动的导管的内体积来产生减压源(29)。也可以通过真空泵、文丘里管、或其它通过流体学与气体分离器(27)相连的器件产生减压源(29)。随后可以按照需要(例如低于大气压)对在糖汁增大的表面积(4)上产生的分压气体进行调节以提高含有溶解物(5)的气体混合物(3)从糖汁混合流(19)中转移出的速率。

对于一些具体实施方案，气体分离器可以进一步包括安全阀(30)或进一步包括信号发生器(31)，其与减压源(29)相连，可以对气体分离器(27)内的气体积聚或分压气体作出响应，或对糖汁中溶解物(总溶解物、某些溶解物、溶解物浓度或某些溶解物浓度)的减少、糖汁酸度的降低、糖汁碱度的降低、糖汁pH值的升高或其它表示已经从糖汁(1)中转移出足够多的溶解物的量度作出响应。

本发明进一步包括对含有由糖汁中除去的溶解物的气体混合物(32)的储存或运输，这种储存或运输避免将全部或部分气体混合物排放到大气中。在本发明的某些具体实施方式中，含有由糖汁中除去的溶解物(例如含有二氧化碳)的气体混合物可用于例如上述碳酸饱和步骤。

本发明还可以包括在糖汁(1)中加入防沫剂(33)。糖汁中含有大量具有表面活性或可以改变水的表面张力的物质。因此，糖汁中的空气夹带或从糖汁转移到大气中的溶解气体会产生泡沫。存在许多可以用来减少泡沫量的防沫剂。包括但不限于，脂肪酸、油类或类似物质。为了如上所述实现在糖汁(1)中注入气体混合物(3)或转移至少含有一些溶解物(5)的气体混合物(3)，可以进一步需要在将糖汁暴露在所需的气体混合物(3)中或向糖汁中注入该气体混合物的同时或几乎同时加入防沫剂的步骤。

一旦从糖汁(1)中转移出预定量的溶解物、挥发物、溶解气体、水溶酸或类似物质，就可以将得到的糖汁产品输送到现有的制糖设备中以进行进一步的澄清或提纯。或者，可以将本发明的各种具体实施方式并入制糖设备中以就地制造溶解物含量降低的糖汁。

现在参照图5，对于使用例如氧化钙或氢氧化钙之类的碱提高pH值以最初达到糖汁(1)中溶解的各种物质的等电点的制糖系统，或作为预加灰糖汁(33)的传统方法的部分的制糖系统，其可以与冷加灰(34)、主加灰(35)或中间加灰(36)之类的其它步骤分离或结合，这些步骤又可以与产生碳酸钙(39)沉淀物以捕获糖汁(1)中的至少一部分非蔗糖物的第一碳酸饱和步骤(37)或第二碳酸饱和步骤(38)分离或结合，这样可以在蒸发预定量的水(45)之前对得到的澄清或净化汁进行过滤(44)，本发明涉及的方法和设备可以用来制造溶解物含量降低或溶解气体含量降低的糖汁产品，这些方法和设备可以并入这些传统步骤中的一个或多个或所有中，或者经过一定程度的改造以受益于按照本发明处理的糖汁特性的传统步骤中。

可以认识到，本发明可用于在加入任何碱之前减少溶解物。由于本发明可以充分提高糖汁的pH值或降低糖汁的酸度，因此可以减少传统的预加灰或主加灰步骤所用的碱量。或者，在那些使用加工系统的底流(例如废石灰)大于糖汁中的一部分酸进行中和或用来减少发泡的加工系统中，可以在采用本发明之前或之后加入底流。

具体而言，使用本发明提纯糖汁的方法可以包括从植物体(2)中获取糖汁(1)，其中如上所述糖汁中含有蔗糖、非蔗糖物和水。以所示或所述的各种具体实施方式应用本发明以便在对糖汁进行预加灰(33)之前提高糖汁的pH值或者降低糖汁的酸度。对糖汁(1)进行冷主加灰(34)和/或热主加灰(35)的过程可以与碳酸化(37)(38)结合进行。在预加灰(33)或主加灰(34)(35)步骤中使用氧化钙或氢氧化钙作为碱(46)时，沉淀出碳酸钙(39)的碳酸饱和步骤(37)可以捕获糖汁(1)中的至少一部分非蔗糖物。这些沉淀物(39)可以通过将糖汁(1)与沉淀物(39)分离以除去捕获的非蔗糖物。在本发明的一些具体实施方式中，可以与追加的碳酸饱和(38)一起进行中间加灰(36)步骤。再次沉淀碳酸钙(39)可以除去捕获的非蔗糖物。除去碳酸钙沉淀物(39)可以得到一种在将含有水量(45)除至所需量之后能够产生所需的糖浆(46)的糖汁(1)。或者，使糖汁中所含有的蔗糖进行结晶(47)，可以产生糖产品(48)。

现在主要参照图6，关于采用离子交换(49)代替上述制糖系统中的传统碳酸钙提纯步骤的制糖系统，从美国专利3,785,863、4,331,483或4,140,541号(在此引入作为参考)中可以获悉，可以使用例如石灰之类的碱对糖汁进行预处理以便使其在离子交换步骤(49)之前更容易过滤，从而使离子交换物质再生以产生钙形式，这样将糖汁中的极性载荷(polar load)换成钙，或在离子交换过程后降低糖汁的酸性。

在这些类型的工艺中，本发明可用于在糖汁预处理之前或与糖汁预处理一起使溶解物或溶解气体的量减少，或使糖汁的酸性降低，或在离子交换之前使糖汁的极性载荷降低，或在离子交换步骤之后使糖汁的酸度降低。可以通过按照本发明加工糖汁来实现上述各项目的。

现在主要参照图7，关于采用过滤或超滤法代替上述制糖系统中的传统碳酸钙提纯步骤的制糖系统，从美国专利4,432,806号(在此引入作为参考)中可以获悉，可以使用例如石灰之类的碱对糖汁进行预处理使其更容易过滤(50)。

在这些类型的工艺中，本发明可用于在用碱对糖汁进行预处理以使非蔗糖物达到其等电点并聚集之前或同时使溶解物或溶解气体的量减少，或使糖汁的酸性降低，或者以其它方式产生可以从糖汁的剩余液体部分过滤出的固体微粒。可以通过按照本发明加工糖汁来实现上述各项目的。

现在主要参照图8，本发明可以包括对含蔗糖液体或浸出糖汁进行加工的设备或方法，这些设备或方法利用了这些液体中的pH降低物质较低溶解度。当加热含蔗糖液体时，包括CO₂和SO₂之类的气体在内的某些物质的溶解度会降低。因此，即使当这些物质在较低的液体温度下不能转移或不能进一步转移到这种分压气体中时，也可以在这些液体和分压气体的混合物之间的界面上引发或增进这些物质从这些液体中的排出。

现在主要参照图9，其表示本发明的一个具体实施方式，其中向通常带有传送带或其它输送设备的混合器(52)中加入制糖甜菜丝(51)，或者可以使用泵(54)直接将制糖甜菜丝(51)加入甜菜丝浸提器(53)中。在将制糖甜菜丝(51)加入混合器(52)中的本发明的具体实施方式中，制糖甜菜丝(51)可以在通过泵输往甜菜丝浸提器(53)之前先在混合器(52)中与来自甜菜丝浸提器(53)的部分或全部浸出糖汁或流出物(55)接触。

在浸提器(53)中，用热水(59)(通常在50℃至80℃之间)对制糖甜菜丝进行处理，有时采用对流方式，以便将制糖甜菜汁(可以含有上述各种其它可溶性和不溶性物质和物质)从制糖甜菜丝(51)中移出(remove)或转移(transfer)到热水(59)中。现在收集含有从制糖甜菜丝(51)中浸提出的制糖甜菜汁(有时称作“浸出糖汁”)的热水(59)并通过泵(60)以单流出液流或多流出液流(55)(58)的形式输送到混合器(52)中。

重要地，尽管浸提器技术已经使用了几十年，但在本发明之前还不知道浸提器(53)本身能够阻止或减少从用于生成含有一定量的某些能够根据本发明被减少的物质或材料的浸出糖汁或浸提器用液体中转移出某些物质或pH降低物质。本发明的具体实施方式利用了在制糖甜菜丝浸提过程中所使用的升高的温度，这种升高的温度使浸提器用液体、甜菜废丝液、浸出糖汁等含有的某些物质的溶解度降低以除去、减少或转移某些物质或材料，例如醇、醛、酮、酯、腈、硫醚、吡嗪、二氧化碳、碳酸、二氧化硫、磷酸、盐酸、硫酸、亚硫酸、柠檬酸、草酸、琥珀酸、富马酸、乳酸、羟基乙酸、吡咯烷酮-羧酸、甲酸、乙酸、丁酸(butyric acid)、马来酸、丙酸、3-甲基丁酸、丁酸(butanoic acid)、戊酸、5-甲基己酸、己酸、庚酸或乳酸。

在本发明的构造中(例如图1至7和11、12、13以及这里所说明的那些构造)中利用浸出液或浸出糖汁的较高温度(pH降低物质的较低溶解度)对浸出糖汁、甜菜废丝液或其它浸出液的监控、评估和控制，可以在浸提器(53)本身中或在图9所示的各种位置(200)(201)(202)处进行，以便在浸提器(53)和预加灰器(57)之间对甜菜废丝压榨液进行处理或对浸出糖汁进行处理。可以串联加入加热器(T)(203)(204)以便使糖汁或浸出糖汁达到或保持在大约60℃至大约80℃之间的糖汁温度。本发明的各种带有加热器的具体实施方式可以使糖汁达到或保持在大约60℃、大约61℃、大约62℃、大约63℃、大约64℃、大约65℃、大约66℃、大约67℃、大约68℃、大约69℃、大约70℃、大约71℃、大约72℃、大约73℃、大约74℃、大约75℃、大约76℃、大约77℃、大约78℃、大约79℃、大约80℃、或其它所需温度。

由此，存在许多本发明的具体实施方式，其显示出各种使用浸提器和制糖甜菜丝浸提技术的构造，这些构造中的一些如图9所示(显示出示范性的位置(200)(201)(202)，在这些位置上安放如图10至13所示的或下文所述的本发明的各种构造)，这些构造提供了足够多的进行和使用本发明的各种实施方式的图示例。这些图示例不视为限制了各种未标示出的另一些具体实施方式。

本发明的某些具体实施方式包括大气分压的受控交换速率，或保持浸提器中的分压气体，该分压气体使得在浸提器(53)内从加热的浸出糖汁(205)中额外转移出物质或pH降低物质。在本发明的一些具体实施方式中，浸提器(53)可以改造成额外地与大气流体连接从而可以增强加热浸出糖汁表面上的大气分压的交换。在本发明的另一些具体实施方式中，在不能改造浸提器的构造以增强浸提器(53)中的大气压交换时，可以安装气流发生器(64)。增加的通风(63)可以与浸提器(53)中形成的气流达成平衡。对某些物质从浸提器用液体转移到气流中的过程进行监控的评估元件(65)可以提供关于浸出糖汁界面上的浸提器用液体或大气分压(或其它选定气体混合物或分压气体)之间的物质交换速率的信息。

现在主要参照图10，本发明的另一些具体实施方式包括利用泵(60)或其它输送工具将加热浸出糖汁(66)转移到容器(67)中，这样增大了加热浸出糖汁(66)的表面积以便更大程度地降低pH降低物质的浓度(或达到例如CO₂或SO₂之类的pH降低物质的预定量)或使pH降低物质更迅速地从加热浸出糖汁中转移出去。加热浸出糖汁(66)增大的表面积(或可变调节的所需表面积)可以通过注入所需分压气体(用以对浸出糖汁进行汽提)以如上所述的各种方式获得、被喷入容器中或输送到增大的面积衬底上。

本发明的某些具体实施方式包括带有充分敞开的顶部的容器(67)，并且可以进一步提供充分敞开的底部(其为方便起见可以减小开口尺寸以便将处理过的浸出糖汁输送到混合器、沉降池(68)或泵(56)(54)或其它传送设备中。来自浸提器的加热糖汁(66)可以从容器(67)顶部附近加入，以使加热糖汁(66)相对于容器内的大气分压具有在相当程度上增大的表面积。如图10所示，本发明的一个具体实施方式在容器(67)附近加入加热糖汁，使得加热糖汁分布在内壁上并具有足够的力量以便在内表面的至少部分高度内盘旋下降以增大在容器(67)中的停留时间。

对于本发明的一些具体实施方式，当容器(67)仅用于容纳和收集处理过的浸出糖汁时，向容器(67)中加入加热糖汁的方式可以是增大加热糖汁(66)表面积的方法。在本发明的这些实施方式中，可以通过搅动、脉动、分成多条支流、喷雾、形成液滴或其它方式对加热糖汁的液体流的构造加以改进以便产生额外的通过流体学与大气或所需分压气体相连的表面积。

本发明的另一些具体实施方式可以利用容器(67)的构造充分利用加热浸出糖汁(66)表面积的增大。例如，容器可以具有圆形或圆锥形构造或者甚至是可变调节构造，该构造可控地增大或减少加入容器(67)表面上的加热糖汁的表面积和在容器表面上的停留时间。对于本发明的一些具体实施方式，该容器可以使通过流体学与大气分压或所需的分压气体(该分压气体可以注入导管中以对加热的浸出糖汁中的pH降低物质或不需要的可汽提组分进行汽提)相连的输送糖汁用的导管(69)的直径增大。

在本发明的某些具体实施方式中，与加热糖汁的表面积相接触的分压气体可以通过抽空或选定气体混合物的预定交换进行控制，从而保持不断降低的所需分压气体浓度以增大从加热浸出糖汁中转移出的指定气体或物质，包括如上所述的汽提。

现在主要参照图11，本发明的另一各具体实施方式可以包括泵(70)和其它液体输送元件以便在气体注射器(71)的注射口达到足够的生产用液体压力(在每平方英寸大约20磅至每平方英寸大约25磅之间)。如上所述，可以将生产用液体加热至大约50℃至大约80℃之间以使该生产用液体中例如CO₂、SO₂之类的气体、生产用液体中的挥发性有机化合物、或挥发性无机化合物的溶解度降低。在按照需要在注射口(71)向生产用液体中注入空气或其它分压气体后，可以将生产用液体转移到气-液分离器(72)中，该分离器在本发明的一些具体实施方式中是可以达到大约4倍重力的离心气-液分离器。气-液分离器(72)使得注入生产用液体中的分压气体可以将溶解气体、挥发性有机化合物或挥发性无机化合物转移到大气中以降低这些物质在生产用液体中的浓度。在本发明的一些具体实施方式中，气-液分离器可以是以增大大气-生产用液体界面的方式容纳生产用液体的容器，这使得物质可以在更短的时间内从生产用液体转移到大气中。使用离心气-液分离器时，对生产用液体施加的离心力可以使生产用液体遍布在圆筒形容器(尽管也可以使用其它构造)的内表面上，在本发明的一些圆筒形实施方式中离心力为重力的大约4倍。使生产用液体遍布在离心气-液分离器的圆筒形容器的内表面上，这样可以通过在圆柱体的中心保持一根气体柱(生产用液体中的气体可以转移到这根气体柱中)的方式使大气(或其它分压气体)-生产用液体界面的面积增大。气体排出系统(73)可以使分压气体从生产用液体中转移到大气中。在本发明的一些具体实施方式中，来自气体-生产用液体分离器(72)的生产用液体可以进入传统制糖系统的预加灰步骤或进入如上所述的其它加工步骤。

对于本发明的另一些具体实施方式，泵(74)或其它生产用液体输送元件将生产用液体输送到例如喷嘴之类的液体分散元件(76)中，以便以使大气(或其它分压气体)-生产用液体表面积增大的方式对生产用液体进行分布。在一些具体实施方式中，液体分散元件(76)可以产生液滴或喷雾。气体分配歧管(77)或其它气体分布元件使空气或其它分压气体移动通过生产用液体分散体中以进一步使气体在生产用液体中的溶解气体、挥发性有机化合物或挥发酸或类似物质和通过气体分配歧管加入的分压气体之间进行分配。在一些情况中，这种通过气体分配歧管(77)加入的分压气体流可以与来自液体分散元件(76)方向的分散生产用液体形成对流，从而使气体分配(gas partitioning)或汽提过程更有效。可以进一步加入泡沫分散元件(78)以拆散液体在气体分配或汽提过程中生成的泡沫。可以使用具有合适尺寸的孔径的筛目或筛子。液体分散元件(76)、气体分配歧管(77)和泡沫分散元件(78)可以位于容器(79)或气体分配柱内。可以用气体输送元件(80)确定输入气体分配歧管(77)的气流量。可以基于对容器(79)内的条件或生产用液体中的化学条件进行单独分析或综合分析对气流量进行调节。在本发明的一些具体实施方式中，生产用液体可以进入传统制糖系统的预加灰步骤，或进入如上所述的其它加工步骤。

本发明的某些具体实施方式可以进一步包括可以向其中输入生产用液体的真空室(84)。可以对真空室(84)中的压力调整或调节以便从经过该真空室(84)的生产用液体体积中转移所需量的挥发性物质(或达到所需的pH值)。可以通过真空泵或在本发明的一些具体实施方式中通过流经排放管系统(88)(89)(90)的液体运动产生真空室中的真空。进入真空室(84)中的生产用液体的量也可以通过液体控制阀(81)进行调节并且可以经过第二液体分散元件(82)进行分散以增大生产用液体-气体界面面积。然后将生产用液体从真空室(84)中转移到传统制糖系统的预加灰步骤中，或进入如上所述的其它加工步骤。

本发明进一步包括由各种组件(72)(79)(84)(90)构成的排气系统(91)，用以将溢出的生产用液体或生产用液体泡沫转移到排气收集容器(93)中，可以通过防沫剂分散元件(92)向该容器中加入防沫剂。然后将排气收集容器(93)中收集到的生产用液体从真空室(84)转移到传统制糖系统的预加灰步骤中，或进入如上所述的其它加工步骤。

现在主要参照图12和13，本发明的一个具体实施方式可以包括配有糖汁分布元件(300)的糖汁处理系统，该分布元件的非限制性例子可以是BEX PSQ全方喷雾嘴或BEX PSWSQ广角全方喷雾嘴(300)。参见实施例___________。糖汁(301)，无论是否如上所述进行了加热，都可以分散到具有能够使至少一种物质从所述糖汁转移到所述气体中的气体特性的气体(302)或气体混合物或分压气体中(例如大气气体或补充或汽提到所需分压的大气气体)。可变调节气流发生器(303)将所述气流(302)保持在足以保持所述能够使至少一种物质从所述糖汁转移到气体(302)中的气体特性(分压气体、气体体积、气体停留时间、气体速度、等等)的状态下。气体排放元件(304)能够使含有从糖汁中转移出的物质的气体排放到大气中或被带到所需的位置或排放到所需的加工过程中或进入所需的加工步骤中。可以通过单个气体排放位置或多个气体排放位置(305)形成气流(302)。在本发明的某些具体实施方式中，气体首先进入气体分布元件(310)中，例如图13所示的气体分布环(环中有许多开孔(313))。气体分布元件用于在容器(312)中产生所需的对流或其它形式的气流特性。

例如，以大约60至大约100立方英尺/分钟(大约500至133加仑/分钟)分散的糖汁(301)、浸出糖汁、甜菜废丝糖汁、浸提器用液体、或糖汁生产用液体分散到以大约450至850立方英尺/分钟的速度产生的气流中，这样可以使某些物质从糖汁中转移到气流中，这些物质例如醇、醛、酮、酯、腈、硫醚、吡嗪、二氧化碳、碳酸、二氧化硫、磷酸、盐酸、硫酸、亚硫酸、柠檬酸、草酸、琥珀酸、富马酸、乳酸、羟基乙酸、吡咯烷酮-羧酸、甲酸、乙酸、正丁酸(butyric acid)、马来酸、丙酸、3-甲基丁酸、丁酸(butanoic acid)、戊酸、5-甲基己酸、己酸、庚酸和乳酸等。对于例如图12和13所示的那些构造的本发明具体实施方式，使用所分散糖汁(301)量四倍的气流(302)(单位是立方英尺)以减少由制糖甜菜获得的浸出糖汁中的各种物质的量。参看实施例1至3。类似地，可以类似地对由碾碎甘蔗得到的糖汁进行处理，并获得类似的结果。根据所分散糖汁和生成气流的量，相应地确定该构造的尺寸，而且可以串联或并联使用包括本发明的多个组件对典型的制糖甜菜加工设备(通常每分钟1000至5000加仑浸出糖汁)所产生的糖汁进行处理。

本发明的某些具体实施方式进一步包括补足的气流发生器(306)以产生补足的气流(307)，该气流可以含有氧、臭氧、对某些分压气体进行了汽提的空气、能够将伯醇转化成响应的醛或羧酸的氧化剂。或者，本发明的具体实施方式进一步包括补足的氧化剂(308)，其能够通过喷嘴(311)分散到已分散糖汁中。

如上所述，当所述糖汁(301)分散到所述具有使至少一种物质从所述糖汁转移到所述气体中的气体特性的气体(302)中时，加热器(309)可以使糖汁达到或保持在选自60℃至80℃范围内的基本恒定的温度下。对于本发明的不同实施方式，当所述糖汁(301)分散到所述具有使至少一种物质从所述糖汁转移到所述气体中的气体特性的气体(302)中时，糖汁具有选自大约60℃、大约61℃、大约62℃、大约63℃、大约64℃、大约65℃、大约66℃、大约67℃、大约68℃、大约69℃、大约70℃、大约71℃、大约72℃、大约73℃、大约74℃、大约75℃、大约76℃、大约77℃、大约78℃、大约79℃和大约80℃的温度。

本发明的一些具体实施方式可以进一步包括折流板(311)以使已分散糖汁(301)与具有使至少一种物质从所述糖汁转移到所述气体中的气体特性的气体(302之间的界面面积增大。

如上所述进行的糖汁处理可以在如图13所示的第一容器(312)中进行，在此之后将处理过的糖汁从出口(314)转移到预加灰器(57)或其它加工步骤中，或可以将其转移到第二容器(315)中。在那些将处理过的糖汁转移到第二容器中的具体实施方式中，可以通过至少一个第二分散元件(316)将糖汁(301)再次分散。减压发生器(317)可以使所述第二容器(316)中的压力降低从而使由所述糖汁中转移出来的至少一种物质的气体分压减少到较低的气体分压(318)。

减压发生器使第二容器(315)内达到并保持足以使分散糖汁(102)沸腾的较低压力。第二容器(315)内的较低压力(318)可以根据分散糖汁(301)的温度、组成的不同而发生变动或进行调整(自动或手动)。解吸气流发生器(319)可以将解吸气流(320)加入第二容器(315)中从而将挥发出的物质转移到大气中。解吸气(320)包括空气、大气气体、氮气、氧气、其它指定气体。

本发明的某些具体实施方式进一步包括一个辅助的气体减少发生器(gas reduction generation)(321)以帮助气体减少发生器(317)在第二容器(315)中使分散糖汁(301)沸腾或保持沸腾。

类似于第一容器(312)，第二容器(315)中也可以包含有折流板(311)以增大糖汁(301)与降低分压的气体(318)之间的界面面积。

本发明的某些具体实施方式还包括第三容器(322)，其中可以如上所述形成或保持降低的压力。糖汁(301)可以经过出口(323)从第二容器(315)中转移出来并且通过与第一和第二容器中相似的糖汁分配元件分散到第三容器中。或者，离开第二容器(315)的糖汁(301)可以按照需要直接转移到预加灰步骤或过滤步骤或其它步骤或过程中。

本发明的这些具体实施方式的例子具体用于阐释以下一般概念：利用加热的糖汁对某些物质、气体、挥发性化合物、酸或类似物质的溶解度降低的现象，通过在预加灰步骤之前对加热浸出糖汁表面存在的分压气体进行控制和/或使加热糖汁与所需分压气体接触的表面积增大，确定地对这些物质的浓度进行监控、评估或控制。本发明的优点被认为在于添加少量的碱(例如石灰)就可以控制糖汁在预加灰步骤之前的加工过程中的发泡现象。

实施例1

通过对制糖甜菜丝进行传统塔式浸提得到糖汁。形成各由六份基本上相同的500毫升浸出糖汁等分试样组成的对照组和实验组。对对照组和实验组中的各份等分试样进行分析以确定其pH值。对于对照组中的各份浸出糖汁等分试样，其pH值约为6.3。将对照组中的各份等分试样不经进一步处理就用50％wt./vol.苛性钠溶液滴定至11.2pH终点。按照本发明对实验组中的各份等分试样进行处理，随后确定各份等分试样的pH值，并将各份实验等分试样用50％wt./vol.苛性钠溶液以与对照组几乎相同的方式滴定至11.2pH终点。

结果在下表1中列出。从表中可以看出，进行任何处理之前的各份糖汁等分试样的pH值大约为6.3。按照本发明进行处理后的实验组与对照组相比，在不加入任何碱的情况下pH值有所升高，并且需要较少量的苛性钠就可以达到11.2pH终点。

表1

未处理糖汁的pH值	苛性碱ML	处理过的糖汁的pH值	苛性碱mL	苛性碱的％减少量
					6.3	1.8	6.5	1.5	16.6
6.3	1.8	6.6	1.4	22.2
					6.3	1.8	6.6	1.4	22.2
6.3	1.9	6.6	1.6	15.8
					6.3	1.9	6.5	1.5	21.0
6.3	1.9	6.5	1.6	15.8

与未经处理的对照组中的糖汁等分试样相比，按照本发明进行处理的实验组中的糖汁等分试样达到11.2pH终点所需的苛性碱量减少了大约15.8％到大约22.2％。

实施例2

通过对制糖甜菜丝进行传统塔式浸提得到糖汁。形成各由5份基本上相同的500毫升浸出液等分试样构成的对照组和实验组。对对照组和实验组中的各份等分试样进行分析以确定pH值。对于对照组中的各份浸出糖汁等分试样，其pH值约为6.1。将对照组中的各份等分试样不经进一步处理就用30白利(brix)的石灰乳溶液滴定至11.2pH终点。按照本发明对实验组中的各份等分试样进行处理，随后确定各份等分试样的pH值，并将各份实验等分试样用30白利的石灰乳溶液以与对照组几乎相同的方式滴定至11.2pH终点。

结果在下表2中列出。从表中可以看出，进行任何处理之前的各份糖汁等分试样的pH大约为6.1。按照本发明进行处理的实验组与对照组相比，在不加入任何碱的情况下其pH值有所提高，并且需要较少量的石灰乳就可以达到11.2pH终点。

表2

未处理糖汁的pH	石灰乳ml	处理过的糖汁的pH值	石灰乳ml	石灰乳的％减少量
					6.1	4.6	6.5	3.3	28.3
6.1	4.4	6.6	3.2	27.3
					6.1	4.7	6.6	3.5	25.5
6.1	4.4	6.6	3.3	25.0
					6.1	4.5	6.6	3.3	26.7

与未经处理的对照组中的糖汁等分试样相比，按照本发明进行处理的实验组的糖汁等分试样达到11.2pH终点所需的石灰乳的量减少了大约25.0％到大约28.3％。

同样，表1和表2中所列数据提供了对两种不同类型的浸提设备和浸提方法的比较。重要的是，数据表明，不同的浸提器或不同的浸提方法可以产生具有明显不同的pH值的浸出糖汁，即使每种类型的浸提技术产生的pH值可以是基本上内在一致的。例如，表2中未处理的浸出糖汁的初始pH值为6.1，与之相比，表1中未处理的浸出糖汁的初始pH值为6.3。

实施例3

通过对制糖甜菜丝进行传统塔式浸提得到浸出糖汁，并且按照本发明，使用图12和13所示的在混合器和预加灰器之间存在位置(location)的具体实施方式进行处理。以大约每分钟100立方英尺的速率分散到以大约每分钟400立方英尺速率产生的大气气流中(72英寸×72英寸的对流通道，其中对流通道高约144英寸)的浸出糖汁如下表1和2中所示的气相色谱/质谱分析所标明的那样使多种物质从分散糖汁中转移：

表1

表1表示样品SMBSC1和SMBSC2(由与本文所述糖汁经对流交换后的气流制得的浓缩物)的气相色谱分析，以及将那些样品的色谱与上面1-9列出的有机酸的标准混合物样品的气相色谱分析进行的比较。可以看出，按照本发明对糖汁进行的处理除去了不同数量的标准混合物中所含有的各种有机酸。

表2

表2表示样品SMSBC5 D(由在不使用减压以及糖汁温度在60℃至70℃之间情况下与本文所述糖汁进行对流交换后的气流制得的浓缩物)的气相色谱/质谱分析，该样品的色谱分析显示，各种挥发性化合物升高到具有由各种醇类占多数的曲率的基线以上。

用GCMS鉴别这些化合物中的每一种，其凯库勒结构在下表3中；列出：

表3

虽然存在不同类型的浸提设备和不同的浸提方法，但是本领域的普通技术人员没有认识到在制糖甜菜体或其它类型的植物体的浸提过程中可以改变或降低pH值，或是没有认识到不同的浸提设备或不同的方法会生成具有不同pH值的糖汁或液体，或是没有认识到较新类型的浸提器通常可以获得具有较低pH值的浸出糖汁。采用相同的浸提技术或不同的浸提技术，浸提技术生成具有不同pH值的浸出糖汁，或者对浸提技术的改进已经改变或降低了浸出糖汁的pH值，就此而言，可以看出这些传统的从植物体中提取糖汁的方法与本发明的教导相去甚远。

从前述内容很容易看出，可以以各种方式具体实施本发明的基本概念。其包括分析技术和用于完成适当分析的设备。在此用途中，将分析技术作为通过所述各种设备获得的结果的一部分，或作为使用时固有的步骤予以公开。其仅仅是使用预定或所述设备的自然结果。此外，虽然公开了一些设备，但是应该了解的是，这些设备不但实现某些方法，而且可以以多种方式进行变动。重要的是，对于前述所有内容，所有这些方面都应该被认为包括在其公开的内容中。

本申请中包含有的讨论起到基本说明的作用。读者应该清楚，具体讨论不可能明确描述所有可能的实施方式；许多可供选择的方式是隐含有的。其也不能完全解释本发明的普遍特性，而且不能明确表明每个特征或要素是怎样实际代表更多功能或多种可供选择的情况或同等要素。此外，这些是隐含在本公开内容中的。当以设备确定的术语体系描述本发明时，设备的每一个部件都隐含有着起到一种作用。不仅包括对所述设备的设备权利要求，而且包括指明本发明和每个元件所起作用的方法或过程权利要求。说明和术语体系都不表示对本文包含有的权利要求范围的限制。

还应该理解的是，可以在不背离本发明本质的情况下进行各种改变。这些改变也可以隐含在说明书中。其仍落在本发明的范围内。本公开中含有包括所示明确的实施方式、各种隐含的可供选择的可供选择的实施方式和主要方法或过程等的广泛的公开内容，而且可以依赖本申请的权利要求的支持。应该理解的是，此处完成了任何这种语言改变和广泛的权利要求。该完整的专利申请用于支持独立地或作为整个系统地涵盖本发明众多方面的专利。

此外，本发明和权利要求的各个要素也可以以不同方法实现。本公开应该理解成包括每一种这样的变动，只要其是任何设备实施方式、方法或过程实施方式的实施方式变动或仅仅是这些的任何要素的变动。特别地，应该理解的是，当本公开涉及到本发明的各要素时，各要素的用词可以表示成相当的设备术语或方法术语——即使只有功能或结果相同。这些相当的、广义的或甚至更一般的术语应该视为包含有在对各种要素或作用的说明中。这些术语可以按照需要被取代以便使授予本发明权利的笼统范围明确化。仅举一例，应该理解的是，所有的作用都可以表示为引起该作用的设备或导致该作用的要素。类似地，公开的每个物理要素应该理解成包括对该物理要素所促成作用的公开。考虑到这最后一个方面，仅举一例，“注射器”的公开应该理解成包括“注射”作用的公开——无论是否明确论述——而且反过来，对“注射”作用的有效公开应该理解成包括对“注射器”或甚至是“注射用设备”的公开。这种改变和可选择的术语被认为明确包含有在本说明书中。

本专利申请中提到的任何专利、出版物或其它参考文献均在此引入作为参考。此外，至于所使用的各个术语，应该理解的是，除非它在本申请中的使用与通译不一致，每个术语都包含有通用字典定义，而且如Random House Webster’s Unabridged Dictionary(蓝登书屋韦氏无删节大辞典)第二版中所含有的所有定义、可供选择的术语和同义词均经在此引入作为参考。然而，对于上述各项，这些引入作为参考的信息或陈述可以与本发明的专利内容不一致，就此而言，这些陈述明显不被视为是由申请人作出的。

因此，申请人至少要求下列权利：i)本文所公开和说明的各糖汁加工系统，ii)公开和说明的相关方法，iii)对这些装置和方法中的每一种的类似的、相当的和甚至暗含有的变动；iv)实现如所公开和所述的所示各功能可供选择的设计；v)实现所公开和所述的暗示实现的各功能的可供选择的设计和方法；vi)作为分离和独立的发明所示的各种特征、组分和步骤；vii)通过公开的各种系统或组分增强的用途；viii)由这些系统或组分得到的产品；ix)基本如前所述而且参照任何所附实施例的方法和设备；x)公开的前述各元素的各种组合和置换；xi)借助于计算机或在计算机上进行的上述各种方法；xii)如以上讨论所述的可编程设备；(xiii)用指导包括具有如以上讨论所述功能的设备或元件的计算机的数据进行编码的计算机可读记忆；xiv)按照本文的公开和说明进行配置的计算机；xv)如本文所公开和说明的独立或结合的子程序和程序；xvi)公开和说明的相关方法；xvii)对各系统和方法的类似的、相当的和甚至暗含有的变动；xviii)实现所公开和所述的各功能可供选择的设计；xix)实现如暗示实现所公开和所述的功能所示的可供选择的设计和方法；xx)作为分离和独立的发明所示的各种设备、组分和步骤；xxi)上述各项的各种组合和置换；和xxii)依附于所列各项独立权利要求或概念的各种可能的从属权利要求或概念。

应该理解的是，为了实践的理由和为了避免加入可能的几百条权利要求，申请人最后仅列出具有最先从属性的权利要求。应该理解的是，根据新事物法律(new matter laws)——包括但不限于EuropeanPatent Convention Article 123(2)(欧洲专利公约的124条第2项)和UnitedStates Patent Law(美国专利法)35U.S.C§132或其它类似法律——存在所需程度的支持，即允许加入在一项独立权利要求或概念下列举的各种从属物或其它要素，在任何其它独立权利要求或概念项下的从属物或其它要素也是如此。

此外，如果使用或使用时，根据传统的权利要求解释，使用过渡性用语“包括”保持“可扩展”的权利要求。因此，除非文中另有要求，应当理解术语“包括”(comprise)或例如“包括”(comprises)或“包括”(comprising)之类的变种，是暗指包括所述要素或步骤或要素组或步骤组但不排除其它任何要素或步骤或要素组或步骤组。这些术语应该以最广义的形式理解以便给予申请人法律许可的最广泛的涵盖范围。

本说明书中所列的权利要求经此引用成为本发明这一说明书的一部分，而且申请人明确保留使用这些作为补充说明的权利要求中所含有的全部或部分内容支持任何一项或全部权利要求或其任何要素或组分的权利，申请人进一步明确保留按照需要将这些权利要求所含有的任意部分或全部内容或其任何要素或组分从说明书中移到权利要求书中(反之亦然)的权利，以便界定本申请或其任何完全连续申请案、分申请案或部分连续申请案所要求保护的范围，或者以便获得按照任何国家或条约的专利法、规则或规章缩减费用的利益，而且这些引入的内容应该存在于本申请(包括任何完全连续申请案、分割申请案或部分连续申请案或任何对其的重排或扩展)的整个待决期内。

Claims (68)

1.一种对由植物体获得的糖汁进行提纯的方法，包括下列步骤：

a)获得植物体；

b)从至少一部分所述植物体中移出糖汁，其中所述糖汁含有蔗糖、非蔗糖物和水，而且其中一定量的所述非蔗糖物包括溶解物；

c)将所述糖汁暴露在气体混合物中，同时加入防沫剂；

d)在加碱之前，将一部分所述溶解物从所述糖汁转移到所述气体混合物中；

e)在所述糖汁和所述气体混合物之间产生增大的界面表面积；

f)提高所述溶解物从所述糖汁到所述气体混合物的转移速率；

g)使所述气体混合物再生、或者在与所述糖汁之间增大的界面表面积上连续或间歇地调整分压气体以防止所述气体混合物和所述溶解物之间达到平衡；以及

h)减少所述糖汁中的所述溶解物。

2.如权利要求1所述的对由植物体获得的糖汁进行提纯的方法，其中所述从至少一部分所述植物体中移出糖汁的步骤包括对所述植物体进行浸提以获得所述糖汁。

3.如权利要求1所述的对由植物体获得的糖汁进行提纯的方法，其中所述从至少一部分所述植物体中移出糖汁的步骤包括对所述植物体进行碾磨以获得所述糖汁。

4.如权利要求1所述的对由植物体获得的糖汁进行提纯的方法，其中所述植物体选自甘蔗、制糖甜菜和甜高粱。

5.如权利要求1所述的对由植物体获得的糖汁进行提纯的方法，其中所述非蔗糖物包括至少一种选自不溶性植物体、可溶性植物体、土粒、肥料、除蔗糖外的糖类、有机非糖物、无机非糖物、溶解气体、有机酸、无机酸、蛋白质、磷酸盐、碳酸根离子、碳酸氢根离子、金属离子、果胶、着色剂、皂角苷、蜡、脂肪和树胶的物质。

6.如权利要求1所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述糖汁中的至少一部分所述溶解物包括挥发性物质。

7.如权利要求1所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述糖汁中的所述溶解物包括溶解气体。

8.如权利要求7所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述糖汁中的所述溶解气体选自二氧化碳和二氧化硫。

9.如权利要求7所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述糖汁中的溶解气体包括以选自二氧化碳气体、碳酸根离子、碳酸氢根离子和碳酸的形式存在的二氧化碳。

10.如权利要求7所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述糖汁中的溶解气体包括以选自二氧化硫气体、硫酸和亚硫酸的形式存在的二氧化硫。

11.如权利要求1所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中溶解物包括水溶酸。

12.如权利要求11所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述水溶酸选自磷酸、盐酸、硫酸、柠檬酸、草酸、琥珀酸、富马酸、乳酸、羟基乙酸、吡咯烷酮-羧酸、甲酸、乙酸、丁酸、马来酸和乳酸。

13.如权利要求1所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述气体混合物选自大气气体、过滤大气气体和过滤空气。

14.如权利要求1所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述增大所述糖汁和所述气体混合物之间的界面表面积的步骤包括搅拌所述糖汁。

15.如权利要求1所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述增大所述糖汁和所述气体混合物之间的界面表面积的步骤包括喷洒所述糖汁。

16.如权利要求1所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述增大所述糖汁和所述气体混合物之间的界面表面积的步骤包括将所述气体混合物鼓入所述糖汁。

17.如权利要求1所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述增大所述糖汁和所述气体混合物之间的界面表面积的步骤包括将所述气体混合物注入所述糖汁。

18.如权利要求1所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述增大所述糖汁和所述气体混合物之间的界面表面积的步骤包括用所述气体混合物汽提所述糖汁。

19.如权利要求1所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中：

a)将所述糖汁与气体混合物接触；

b)在加入碱之前，将一部分所述溶解物从所述糖汁转移到所述气体混合物中；

c)增大所述糖汁和所述气体混合物之间的界面表面积；

d)提高所述溶解物从所述糖汁到所述气体混合物的转移速率；和

e)减少所述糖汁中的溶解物。

上述步骤包括将所述气体混合物注入糖汁流中以形成所述糖汁和所述气体混合物的混合流，由此至少一部分所述溶解物从所述糖汁流转移到所述注射气体混合物中。

20.如权利要求19所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述糖汁流包括糖汁的连续流。

21.如权利要求20所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述混合流包括连续的混合流。

22.如权利要求21所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其进一步包括在所述混合流上产生降低的压力的步骤。

23.如权利要求22所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其进一步包括配置所述糖汁流以便在所述混合流上产生所述降低的压力的步骤。

24.如权利要求19所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其进一步包括将转移到所述气体混合物中的所述溶解物与所述混合流分离的步骤。

25.如权利要求24所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其进一步包括根据减压源生成从所述混合供气流中分离出来的所述气体混合物气流的步骤。

26.如权利要求19、23或25所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其进一步包括，将所述糖汁和所述气体混合物之间的所述界面表面上的压力降低到低于大气压的步骤。

27.如权利要求1所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中减少所述糖汁中的所述溶解物的所述步骤包括降低所述糖汁中水合氢离子的浓度。

28.如权利要求1所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中减少所述糖汁中的所述溶解物的所述步骤包括降低所述糖汁产生水合氢离子的能力。

29.如权利要求1所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中减少所述糖汁中的所述溶解物的所述步骤包括将所述糖汁的pH值提高选自0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0的一定量。

30.如权利要求29所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其进一步包括下述步骤：降低加入到一定量的溶解物含量降低的所述糖汁中的碱量，以便形成在大约11.0和大约12.0之间的初始pH值。

31.如权利要求29所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其进一步包括下述步骤：降低加入到一定量的溶解物含量降低的所述糖汁中的碱量，以便形成在大约11.5和大约12.5之间的初始pH值。

32.如权利要求29所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其进一步包括下述步骤：降低加入到一定量的溶解物含量降低的所述糖汁中的碱量降低，以便确定与所述糖汁中至少一部分所述非蔗糖物质的等电点相对应的pH值。

33.如权利要求1所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述减少所述糖汁中的所述溶解物的步骤包括减少在所述糖汁中由溶解气体产生的水溶酸。

34.如权利要求1所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其在将所述糖汁与气体混合物接触的所述步骤之前，进一步包括从所述糖汁中去除至少一部分不溶物的步骤。

35.如权利要求1所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其在将所述糖汁与气体混合物接触的所述步骤之后，进一步包括从所述糖汁中去除至少一部分不溶物的步骤。

36.如权利要求1所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其在减少所述糖汁中的所述溶解物的步骤之后，进一步包括将第一量的碱加入所述糖汁中的步骤。

37.如权利要求36所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述在减少所述糖汁中的所述溶解物的所述步骤之后将第一量的碱加入所述糖汁的步骤包括对所述糖汁预加灰的步骤。

38.如权利要求36所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述在减少所述糖汁中的所述溶解物的所述步骤之后将第一量的碱加入所述糖汁中的步骤包括对所述糖汁冷汁加灰的步骤。

39.如权利要求36所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述在减少所述糖汁中的所述溶解物的所述步骤之后将第一量的碱加入所述糖汁中的步骤包括对所述糖汁热汁加灰的步骤。

40.如权利要求36所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述在减少所述糖汁中的所述溶解物的所述步骤之后将第一量的碱加入到所述糖汁中的步骤包括基于在所述糖汁中所述溶解物的减少而在所述糖汁中加入减少量的碱。

41.如权利要求36所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其进一步包括在所述减少所述糖汁中的所述溶解物的步骤之后将第二量的碱加入到所述糖汁中的步骤，其包括对所述糖汁冷汁加灰的步骤。

42.如权利要求41所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中在所述减少所述糖汁中的所述溶解物的步骤之后将第二量的碱加入到所述糖汁中的所述步骤包括对所述糖汁热汁加灰的步骤。

43.如权利要求41所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中，在所述减少所述糖汁中的所述溶解物的步骤后，所述的将第一量的碱加入到所述糖汁中的步骤包括基于所述糖汁中所述溶解物的减少而在所述糖汁中加入减少量的碱。

44.如权利要求41所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括，在所述减少所述糖汁中的所述溶解物的步骤之后将第三量的碱加入到所述糖汁中的步骤，其包括对所述糖汁热汁加灰的步骤。

45.如权利要求44所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中，在所述减少所述糖汁中的所述溶解物的步骤之后将第三量的碱加入到所述糖汁中的所述步骤，其包括对所述糖汁中间加灰的步骤。

46.如权利要求44所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括，在所述减少所述糖汁中的所述溶解物的步骤之后，向所述糖汁中加入第四量的碱。

47.如权利要求36、41、44或46所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述碱选自氧化钙、氢氧化钙和石灰乳。

48.如权利要求36或41所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括用第一量的气体使所述糖汁碳酸饱和的步骤。

49.如权利要求48所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述第一量的气体选自大气气体、空气和二氧化碳。

50.如权利要求48所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括由所述碱和所述第一量的气体生成沉淀的步骤。

51.如权利要求41或44所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括用第二量的气体使所述糖汁碳酸饱和的步骤。

52.如权利要求51所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述气体选自大气气体、空气和二氧化碳。

53.如权利要求51所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括由所述碱和所述第二量的气体生成沉淀的步骤。

54.如权利要求44或46所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括用第三量的气体使所述糖汁碳酸饱和的步骤。

55.如权利要求54所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，其中所述气体选自大气气体、空气和二氧化碳。

56.如权利要求54所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括由所述碱和所述第三量的气体生成沉淀的步骤。

57.如权利要求50所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括用所述沉淀捕获所述糖汁中的至少一部分所述非蔗糖物。

58.如权利要求53所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括用所述沉淀捕获所述糖汁中的至少一部分所述非蔗糖物。

59.如权利要求56所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括用所述沉淀捕获所述糖汁中的至少一部分所述非蔗糖物。

60.如权利要求57所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括将捕获了所述非蔗糖物的所述沉淀与所述糖汁分离的步骤。

61.如权利要求58所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括将捕获所述非蔗糖物的所述沉淀与所述糖汁分离的步骤。

62.如权利要求59所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括将捕获所述非蔗糖物的所述沉淀与所述糖汁分离的步骤。

63.如权利要求60所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括减少所述糖汁中水的量的步骤。

64.如权利要求61所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括减少所述糖汁中水的量的步骤。

65.如权利要求62所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括减少所述糖汁中水的量的步骤。

66.如权利要求63所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括将所述糖汁中的蔗糖结晶的步骤。

67.如权利要求64所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括将所述糖汁中的蔗糖结晶的步骤。

68.如权利要求65所述的一种将由植物体获得的糖汁提纯的方法，进一步包括将所述糖汁中的蔗糖结晶的步骤。

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