論濾汁上浮清凈

1、論濾汁上浮清凈        文章標(biāo)題：論濾汁上浮清凈1引言澄清是制糖生產(chǎn)過程中一個(gè)重要的工序。在經(jīng)過壓榨機(jī)或者滲出器提汁之后，混合汁必須進(jìn)行澄清，以除去懸浮物、中和有機(jī)酸和降低蔗汁濁度。通常，這一步操作是通過添加石灰到蔗汁中并進(jìn)行加熱完成，而當(dāng)這些澄清劑不足時(shí)，也添加一定的磷酸作為補(bǔ)充。鈣鹽與有機(jī)酸、磷酸鹽，以及混合汁中的固體懸浮物一起在沉降器中沉淀出來，適當(dāng)加入絮凝劑可以促進(jìn)沉降作用，這樣我們就得到了清亮的蔗汁。這些清汁從沉降器上部溢出，而含有大量懸浮物的泥汁則從下部排出。為了回收泥汁中的蔗糖，采用了帶有水清洗

2、裝置的真空吸濾機(jī)。按干固物重量，將0.51.0的蔗屑與泥汁混合，然后送進(jìn)旋轉(zhuǎn)真空吸濾機(jī)，濾泥被卸出，含糖份一般不超過1.0。從吸濾機(jī)出來的濾汁仍然很混濁，含有大量的懸浮物，濾汁質(zhì)量差，不允許與清汁混合直接進(jìn)入蒸發(fā)工段，因此一般要返回前面的混合汁。濾汁的再循環(huán)加重了沉降池的負(fù)荷，更重要的是非糖分也進(jìn)入這個(gè)循環(huán)系統(tǒng)。非糖分的再循環(huán)對澄清效率是有害的，它加劇了蔗糖的轉(zhuǎn)化，從而降低了糖品質(zhì)量，增加了糖分損失。經(jīng)過吸濾機(jī)后，磷酸鈣絮凝物長鏈被破壞，即便在加灰之后也無法完全恢復(fù)到原來的長鏈絮凝物，從而使澄清汁的濁度很高。另外注：該文將提交2006年2月的“美國甘蔗糖業(yè)學(xué)會(ASSCT)”年會。這樣的破壞還

3、影響了泥汁層的密實(shí)性和沉降效率，使濾餅轉(zhuǎn)光度偏高，同時(shí)也降低了沉降器的生產(chǎn)能力。眾所周知，除了濁度加深，非糖雜質(zhì)的再循環(huán)還會加速還原糖的破壞，并形成有機(jī)酸,有機(jī)酸與沉淀析出的鈣鹽物質(zhì)反應(yīng)，重新生成可溶鹽，使得澄清汁鈣鹽含量升高，而這些有機(jī)酸還是色素的來源。正是由于這些雜質(zhì)的存在，即便濾汁僅占混合汁量的1518，也會對沉降器生產(chǎn)能力和沉降作用帶來很大的影響。而蔗屑在吸濾工段的加入，當(dāng)它返回沉降器長時(shí)間停留，會產(chǎn)生“泡茶”（tea-brewing）效應(yīng)，從而帶來越來越高的色值。濾汁中這些細(xì)微顆粒（蔗屑、膠體和沉淀物）本身就具有上浮的趨勢，這是因?yàn)樗鼈兊牧６群苄?。濾汁上浮澄清系統(tǒng)增大了這種天然上浮的

4、趨勢，它與真空吸濾機(jī)配合使用，將可成功除去這些懸浮物質(zhì)，避免非糖雜質(zhì)的再循環(huán)1。2濾汁上浮澄清的好處采用濾汁澄清工藝，避免了濾汁回流處理，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：2.1更高的糖分收回21).轉(zhuǎn)化損失a.因?yàn)樵傺h(huán)的取消，發(fā)生在沉降器內(nèi)的蔗糖轉(zhuǎn)化損失將減少。b.澄清汁純度進(jìn)一步提高。2).糖蜜a.濾汁再循環(huán)處理需要添加石灰，這樣就增加了非糖雜質(zhì)中可溶性鈣鹽的含量，而1分子鎂或者鈣，可將2分子的蔗糖帶入最終廢糖蜜中。因此，濾汁上浮避免了鈣鹽的增加，有利于提高蔗糖產(chǎn)量和降低糖蜜量3。b.較少的還原糖破壞4上浮器與多層沉降器相比，其內(nèi)部沒有分層，濾汁停留時(shí)間短，限制了還原糖破壞，否則，還原糖有可能會形成造蜜物

5、質(zhì)。3).未測損失取消了濾汁回流處理，非糖分不再反復(fù)循環(huán)，有利于減少蔗糖分的破壞。2.2產(chǎn)品質(zhì)量51).色值a.隨著蔗屑的去除，避免了“泡茶”效應(yīng)。b.再次加灰被懷疑是形成較高色值的原因之一，因?yàn)樵谶@個(gè)時(shí)候還原糖被破壞，從而形成有機(jī)酸。c.在傳統(tǒng)的沉降器中，回流的濾汁長時(shí)間停留，引起色值不斷增加。而濾汁澄清技術(shù)停留時(shí)間短，減少了色值加深的可能。2).灰分由于取消了再循環(huán)，額外加灰也隨之被取消，所以去除了大部分可溶性鈣鹽、膠體、蔗屑等雜質(zhì)，降低了灰分含量。3).蔗糖轉(zhuǎn)化非糖分再循環(huán)，以及濾汁加熱都會造成蔗糖的轉(zhuǎn)化，所以采用濾汁澄清工藝，這些轉(zhuǎn)化損失進(jìn)一步減少了。2.3直接和間接效益61).提高清

6、凈效率。2).沉降器絮凝劑用量減少30。3).減少石灰用量。4).改善了真空吸濾機(jī)的處理能力7。浮渣密實(shí)，很適合用真空吸濾機(jī)處理，濾餅厚度增加，且多孔，從而促進(jìn)了吸濾機(jī)處理能力的提高。特別是那些原來隨濾汁循環(huán)的固體微粒，它在原來的真實(shí)吸濾機(jī)中是很難分離的。5).蒸發(fā)罐中鈣鹽較少意味著積垢少，減少維護(hù)費(fèi)用和蒸汽用量。6).提高了沉降器的處理量和生產(chǎn)效率。7).在主蔗汁沉降器中由微生物引起的蔗糖分轉(zhuǎn)化損失的危險(xiǎn)降低8濾汁中含有很多微生物，其在沉降器中長時(shí)間停留，會發(fā)生由微生物引起的蔗糖轉(zhuǎn)化損失。因此，濾汁不跟混合汁混合，可以大大降低蔗糖轉(zhuǎn)化的風(fēng)險(xiǎn)。需要強(qiáng)調(diào)的是，微生物污染并不在于濾汁本身，而是濾汁

7、中的懸浮物，它們可以在濾汁澄清時(shí)通通被除去。8).提高全線生產(chǎn)能力9本系統(tǒng)的應(yīng)用可使糖廠很容易地提高20的生產(chǎn)效率，且不必替換或新增設(shè)備（如：蔗汁沉降器、蔗汁反應(yīng)容器、蔗汁加熱器、蔗汁泵等等），從而避免了大量的投資。9).項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)分析：日榨量10,000噸蔗榨季榨量1,000,000噸蔗濾汁對蔗比15收回率10節(jié)約的石灰a.假定一噸甘蔗消耗1.25磅石灰，減少15的濾汁回流。b.10,000噸蔗×1.25磅/噸蔗×0.15=1,875磅        石灰(原文可能有誤，已作校正譯者注)c.1,

8、875磅石灰×100天×（90/2000）=8437.5(原文可能有誤，已作校正譯者注)節(jié)約的絮凝劑a.假定消耗量為4ppm,1.60/磅b.(10,000噸蔗×2000)/1,000,000×（4×0.15）=12磅/天c.12磅/天×100天×1.6/磅=1,920d.增加的濾汁澄清聚合物費(fèi)用為：8,640獲得的收回率a.假定糖價(jià)以400/噸計(jì)，由于消除了非糖分的循環(huán)和非糖雜質(zhì)的減少，糖份損失僅0.2。（據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道為0.5，所以上面的是保守的估計(jì)）b.(10,000噸蔗×10收回率)×0.2×

9、;$400=$800c.(100,000噸糖×0.2)×$400=$80,0003設(shè)備配置設(shè)備配置根據(jù)糖廠的實(shí)際情況及所簽訂的合同而變化。最初的濾汁圓形上浮澄清器用于糖漿和污水處理（請看圖3）。新一代的DAF結(jié)合了流體動力學(xué)新技術(shù)和新研制的充氣系統(tǒng)。（請參看圖1和2）。糖漿上浮和濾汁上浮系統(tǒng)共用可以產(chǎn)生較好質(zhì)量的糖（請參看圖3）。最重要的設(shè)計(jì)要素是確保上浮器有適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)能力。其次，質(zhì)量控制系統(tǒng)確保只有合格的清凈濾汁才能送到下一工藝蒸發(fā)工段。4檢測結(jié)果濾汁中加入適當(dāng)?shù)男跄齽ㄒ言贗beria糖廠2005年榨季中檢測），并控制其進(jìn)入上浮器的流量。澄清中的泥渣被從澄清濾汁中分離出

10、來。同時(shí)，鼓入的氣泡促進(jìn)了泥渣上浮分離。上浮后的濾汁清透，所形成的浮渣體積大且結(jié)實(shí)。表2005年11月9日運(yùn)行結(jié)果濾汁流量處量后的濾汁時(shí)間加侖gpm0BxpH濁度溫度09:153.07.3927.109:301409.35.67.2615740.409:4517111.47.67.1419451.810:0018212.18.97.0421358.810:1521014.09.36.9722761.010:3016911.39.76.9324665.110:4515210.110.16.3331065.711:001469.76.2430466.511:1516811.210.16.41290

11、66.711:301348.910.26.4666.911:4516811.210.06.4728167.212:0016210.89.96.4927467.712:1516911.310.06.5224567.612:3017911.99.66.5721967.412:4517511.710.06.6120367.201:0017911.99.36.6520067.201:1518612.49.46.7019667.201:301439.510.06.7020367.301:4516911.310.56.7120467.302:0016310.99.16.6620667.302:151077

12、.19.06.6521066.702:301268.49.56.6219466.002:4520013.39.26.6320465.703:0022414.910.06.6023266.203:1519012.79.56.5425967.103:3018612.410.06.4725367.5總量/平均419811.29.76.5923669.7檢測分析數(shù)據(jù)如表、表所示（檢測的第二天）。表檢測分析數(shù)據(jù)0Bx重力純度果糖對固溶物葡萄糖對固溶物色值IU混濁度NTUpH入汁9.387.61.772.1914.9801.3966.9出汁10.688.72.082.2612.7602926.2表檢測分析

13、數(shù)據(jù)MgMg/lppmCaMg/lppm乳酸ppm烏頭酸ppm硫酸鹽ppm磷酸鹽ppm入汁1740372081499703530935出汁1540295081996783500368對固溶物可見，混濁度的降低達(dá)到79。同樣分析顯示上浮器中沒有糖份破壞（上浮過程純度和乳酸值維持不變）。5結(jié)論最初的檢測表明混濁度下降80，浮清汁與清汁一樣清亮，或者更好。在上浮系統(tǒng)中乳酸值沒有升高表明沒有糖份損失，蔗汁的純度升高、色值略有下降。與其讓濾汁在沉降工藝中循環(huán)，不如采用上浮清凈技術(shù)將浮清汁直接泵送到蒸發(fā)。當(dāng)蔗汁被送到上浮清凈工段時(shí)，沉降池和無濾布真空吸濾機(jī)的工作負(fù)荷下降15。這減少了由于污染和過熱而引起的微生物蔗糖轉(zhuǎn)化的危險(xiǎn)。在澄清工段使用較少的石灰，可以減少導(dǎo)致造蜜的鈣鹽。色值的降低、灰分的減少和降低轉(zhuǎn)化物的形成可以提高白糖質(zhì)量。通過取消濾汁循環(huán)可以降低轉(zhuǎn)化損失和無形損失，從而得到高收回率。致謝ASCL；IBERIA；CORATEXAS；ECOLAB參考文獻(xiàn)123HawaiiSugarTechnologist,TenDayCoursestudy,KenOnna,personalnotes.4567891