淺論煉糖糖漿亞磷雙浮法澄清新工藝

淺論煉糖糖漿亞磷雙浮法澄清新工藝

摘要：為了適應(yīng)市場的需求，在煉糖過程中，必須提高產(chǎn)品質(zhì)量，不但要生產(chǎn)一級白砂糖，而且要生產(chǎn)符合出口標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)級白砂糖。經(jīng)過十幾年的實(shí)踐和大量的室內(nèi)試驗(yàn)，證明亞硫酸磷酸雙浮法工藝具有澄清脫色率高、所耗成本低、生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量好的特點(diǎn)，為提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益做出了貢獻(xiàn)。關(guān)健詞：亞磷雙浮法、磷

浮法、亞磷浮法、澄清劑、色值、脫色率作者簡介：李素貞，女，51歲，1982年華南工學(xué)院制糖專業(yè)本科畢業(yè)，現(xiàn)任廣東順德糖廠制糖工藝工程師。廣東順德糖廠自1980年4月首次將磷浮法工藝用于煉糖生產(chǎn)后，許多年來，一直都采用該流程煉糖，它比原來的亞法工藝有很大的優(yōu)越性，具有流程短、清度高、收回低、煤耗低以及勞動力強(qiáng)度小等優(yōu)點(diǎn)，可以生產(chǎn)出符合國家標(biāo)準(zhǔn)的一級白砂糖，但當(dāng)原糖質(zhì)量差，色值超過80st°時(shí)，由于澄清脫色率的限制，則用磷浮法也較難達(dá)到理想的效果。為了適應(yīng)目前市場的形勢，在煉糖期必須提高產(chǎn)品質(zhì)量，不但要生產(chǎn)一級白砂糖，而且要生產(chǎn)符合出口標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)級白砂糖才能打入國際市場，因此，我們通過大量的室內(nèi)試驗(yàn)，提出一種亞硫酸磷酸雙浮法的生產(chǎn)新工藝，這種工藝具有澄清脫色率高的特點(diǎn)，特別是在原有的亞法糖廠基礎(chǔ)上改用該工藝時(shí)，所耗的投資少，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)理可以得到顯著的提高。在取得試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，我們于88年進(jìn)行工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)，89年上半年設(shè)備制造及安裝，下半年投產(chǎn)后取得顯著效果，澄清脫色率達(dá)72～78，產(chǎn)品質(zhì)量全部達(dá)到出口優(yōu)級糖的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為我廠的產(chǎn)品能打入國際市場作出了貢獻(xiàn)。1亞磷雙浮法試驗(yàn)1.1氣浮原理眾所周知，糖漿中含有大量的微細(xì)的懸浮顆粒及帶陰離子的色素，由于糖漿濃度高、粘度大，難以用過濾和沉降的方法除去，氣浮提凈的原理是根據(jù)糖漿中色素絕大部份屬于陰離子以及含有大量極微細(xì)的懸浮顆粒，它們大部分形成水膜（水化層）和帶電荷而懸浮，利用初起表面帶正電的磷酸鈣的吸附作用可以除去懸浮微粒及色素，再通過充氣打泡，加入絮凝劑，使糖漿中產(chǎn)生大量極微細(xì)的空氣泡，懸浮物與磷酸鈣絮凝交織網(wǎng)絡(luò)在一起，形成比重只有0.6左右的泡渣，而糖漿的比重大約為1.26，使其產(chǎn)生比重差而上浮，通常將磷酸鈣的自身絮凝稱為第一次絮凝，而將絮凝劑聚丙烯酰胺的作用，稱為第二次絮凝，它在磷酸鈣一次絮凝的基礎(chǔ)上架橋，將它們進(jìn)一步連接起來，形成更大的絮凝物構(gòu)成更多的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將糖漿中的懸浮微粒及色素捕捉得更完全，同時(shí)也捕捉更多的氣泡，從而形成較大的含有大量氣泡的密實(shí)泡渣，能夠迅速浮清分離，從而取得較好的澄清效果。1.2磷浮法、亞磷浮法及亞磷雙浮法的試驗(yàn)流程比較1.2.1磷浮法試驗(yàn)流程復(fù)篩回溶糖漿△→加磷酸→加石灰調(diào)至中性→加熱→部份糖漿打泡充汽→混合后加PHP→浮清1.2.2亞磷浮法試驗(yàn)流程復(fù)篩回溶糖漿△→加磷酸→加石灰調(diào)至中性→加熱→硫熏中和至中性→部份糖漿打泡充汽→混合后加PHP→浮清1.2.3堿式亞磷浮法試驗(yàn)流程復(fù)篩回溶糖漿△→加磷酸→加石灰調(diào)至堿性→加熱→硫熏中和至中性→部份糖漿打泡充汽→混合后加PHP→浮清1.2.4亞磷雙浮法試驗(yàn)流程該流程分兩個(gè)階段（Ⅰ）復(fù)篩回溶糖漿△→加磷酸→加石灰→硫熏中和至堿性部份糖漿打泡充汽→混合后加PHP→浮清（Ⅱ）取第一次浮清糖漿用磷酸調(diào)整酸值至中性→部份糖漿打泡充汽→混合后加PHP→浮清2室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果及分析按各種試驗(yàn)流程，我們進(jìn)行了不同磷酸添加量及不同硫熏強(qiáng)度的對比試驗(yàn)。第一組P2O5總用量：500PPM，硫熏強(qiáng)度分別為0.5，10cc（1/16NI2液）序號工藝流程第一次上浮P2O5用量(PPM)第一次上浮硫熏強(qiáng)度(1/16NI2液)第二次上浮P2O5用量(PPM)P2O5總用量(PPM)回溶糖漿濃度(°BX)回溶糖漿色值(°st)清糖漿酸值(PH)清糖漿色值(°st)脫色率()1磷浮法500//50061.8324.276.714.0442.032亞磷浮法5005/50060.7810.247.15.5745.613堿式亞磷浮法50010/50062.6127.506.912.2455.494亞磷雙浮法3001020050061.4722.396.55.9473.47第二組P2O5總用量：800PPM，硫熏強(qiáng)度分別為0.5，10cc序號工藝流程第一次上浮P2O5用量(PPM)第一次上浮硫熏強(qiáng)度(1/16NI2液)第二次上浮P2O5用量(PPM)P2O5總用量(PPM)回溶糖漿濃度(°BX)回溶糖漿色值(°st)清糖漿酸值(PH)清糖漿色值(°st)脫色率()1磷浮法800//80061.8119.626.78.0059.222亞磷浮法8005/80062.2228.566.89.0068.493堿式亞磷浮法80010/80062.0229.486.56.8576.764亞磷雙浮法300550080061.5028.687.04.6583.784亞[NextPage]磷雙浮法3001050080061.5228.386.74.3084.85上面二組數(shù)據(jù)比較，我們認(rèn)為可歸納二點(diǎn)：一是澄清劑、酸值等因素對浮清脫色效果起主導(dǎo)作用，試驗(yàn)結(jié)果顯示，亞磷雙浮法的脫色效果優(yōu)于堿式亞磷浮法，堿式亞磷浮法優(yōu)于亞磷浮法，而亞磷浮法又優(yōu)于磷浮法。從酸值的影響角度看，亞硫酸的電離與溶液中氫離子濃度有關(guān)，即與PH值有關(guān)

，當(dāng)溶液中氫離子濃度增加時(shí)，亞硫酸電離度減少，當(dāng)PH值小于4.5時(shí)，SO2離子是不存在的，而當(dāng)PH值大于9.5時(shí)，亞硫酸全部離解為SO3離子，因此，我們可以利用原糖中含還原糖份極小的有利條件，盡可能提高PH值，使CaSO3沉淀生成完全就能取得較好的澄清效果。從澄清劑方面方析，由于磷浮法只是用磷酸與石灰所產(chǎn)生的絮凝狀Ca3(PO4)2作吸附劑且酸值只調(diào)節(jié)至中性，因此，其澄清效果受到一定的限制，而亞磷浮法由于除了利用Ca3(PO4)2外，還適當(dāng)加入SO2，利用新生成的亞硫酸鈣所具有的強(qiáng)力吸附膠體色素作用，因此，澄清效果略高于磷酸法，而亞磷雙浮法則更具有兩次調(diào)節(jié)酸值過程，能更多除去色素及雜質(zhì)，并能充分利用原糖中某些膠體物質(zhì)、無機(jī)非糖份的凝聚點(diǎn)，從而使澄清效果有進(jìn)一步的提高。在實(shí)際生產(chǎn)中，也證明了亞磷雙浮法比磷浮法及亞磷浮法的脫色效率有顯著提高。二是在澄清劑用量相等的條件下，亞磷雙浮法比亞磷浮法的澄清效果高。由于磷酸鈣的形態(tài)與亞硫酸鈣有明顯的不同，磷酸鈣是絮狀，而且亞硫酸鈣是密實(shí)的顆粒，亞硫酸鈣在沒有其它并存物時(shí)，它們呈分散單粒地沉降，但磷酸鈣沉淀析出后，粒子間自行互相連結(jié)成絮狀物，形成了浮泡澄清法中的第一次絮凝，所以，在各種浮清法中，都盡量依靠磷酸鈣的沉淀，利用第一次絮凝捕捉在糖漿中的懸浮雜質(zhì)。在亞磷浮法中，由于在糖漿中的CaSO3顆粒，它只能借助磷酸鈣絮凝的網(wǎng)絡(luò)而上浮，有時(shí)會影響清凈糖漿的清度。這在我們大量的試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)亞磷浮法的脫色率雖然比磷浮法高，但其強(qiáng)度則比磷浮法稍低，特別是在經(jīng)硫熏高PH值時(shí)更為突出，而亞磷雙浮法的第一次上浮在較高的PH值下能除去大量膠體、色素和雜質(zhì)。而第二次上浮則只添加少量磷酸，而且PH值是在中性條件下進(jìn)行，又能除去其它色素、膠體等，從而大大提高了脫色率，并保證了清凈糖漿的清度。因此，在澄清劑用量相等的條件下，試驗(yàn)結(jié)果顯示出亞磷雙浮法比亞磷浮法的脫色效果更高。3亞磷雙浮法的生產(chǎn)應(yīng)用效果1989年8月，我廠開始了第二期煉糖生產(chǎn)，這次煉糖的產(chǎn)品質(zhì)量要求很高，全部要生產(chǎn)出優(yōu)級糖，為了達(dá)到質(zhì)量好、物耗少、收回高的目標(biāo)，我廠首次在煉糖生產(chǎn)中使用亞磷雙浮法澄清新工藝。其工藝流程及工藝技術(shù)條件敘述如下：3.1煉糖工藝流程工藝流程圖3.2工藝技術(shù)條件（1）回溶糖漿濃度：62～65°BX（2）回溶糖漿酸值：PH7.6～8.0（3）舊溶糖鍋加磷酸量：300～350PPM（4）一次中和硫熏強(qiáng)度：3～5cc（1/16NI2滴定）（5）一次中和酸值：PH7.6～8.0（6）二次中和硫熏強(qiáng)度：9～12cc（1/16NI2滴定）（7）二次中和酸值：PH8.5～8.8（8）加熱溫度：7.5±2℃（9）一次浮清絮凝劑用量：15PPM（10）二次浮清糖漿酸值：PH6.5～6.8（11）二次浮清絮凝劑用量：10～15PPM（12）二次浮清糖漿色值：6～8°st（13）二次浮清糖漿清度：400mm以上（14）清凈糖漿酸值：PH6.2～6.4（15）清凈糖漿清度：400mm以上通過1989年第2期3萬多噸原糖的翻煉加工，充分顯示了亞磷雙浮法工藝的優(yōu)越性。由于我廠第2期煉糖的原糖質(zhì)量特別差，原糖色值平均88.99°st，泰國原糖占82，部分色值高達(dá)100～136°st，這無疑會給工藝處理帶來很大的困難，但由于亞磷雙浮法脫色率高，為煮糖提供了穩(wěn)定而優(yōu)質(zhì)的清凈糖漿，產(chǎn)品質(zhì)量一直保持穩(wěn)定，達(dá)到全產(chǎn)出口優(yōu)級白砂糖目的。本期生產(chǎn)第一批的2萬多噸優(yōu)級白砂糖達(dá)到以下指標(biāo)：蔗糖份水份還原糖份灰份色值IU濁度(度)不溶于水雜質(zhì)mg/kg99.840.0320.0120.0085016.8如上所述，亞磷雙浮法新工藝投產(chǎn)后，其清凈效率即基本上達(dá)到室內(nèi)試驗(yàn)水平。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般的澄清脫色率保持在72～78，清凈糖漿色值一般在4～7°st，清凈效率最高的一班，清凈糖漿色值僅為2.29°st，清凈脫色率達(dá)到87.02，我們將1989年第二煉糖期采用的亞磷雙浮法工藝與前段時(shí)間采用的磷浮法與亞磷浮法工藝清凈效率作一比較。項(xiàng)目時(shí)間平均日處理量(噸)原糖色值(°st)回溶糖漿色值(°st)硫熏糖漿色值(°st)硫熏糖漿清度(mm)脫色率()白砂糖色值(IU)白砂糖濁度(度)不溶于水雜質(zhì)(mg/kg)工藝流程1988年5～6月75146.6920.0413.7922531.16133437.6磷浮法1988年8～9月88969.8722.1810.9332250.72132319.8亞磷浮法1989年4～6月73745.8220.7410.3330050.19109217.6亞磷浮法1989年8～10月71283.9920.535.6340072.585016.8亞磷雙浮法實(shí)際上，亞磷雙浮法的清凈效率應(yīng)比上述數(shù)字略高，這主要是由于該期煉糖原糖色值高，造成丙糖色值偏高，丙回溶糖色值一般在25～30°st，有時(shí)甚至在40°st以上，而上述的數(shù)字統(tǒng)計(jì)不包括丙回溶糖漿色值。亞磷雙浮法工藝流程雖然比亞磷浮法工藝流程長，但其轉(zhuǎn)化損失前者比后者沒有明顯的增加，下表是1989年兩期煉糖報(bào)表有關(guān)數(shù)字比較：項(xiàng)目時(shí)間回溶糖漿簡純度AP硫熏糖漿簡純度AP回溶糖漿與硫熏糖漿的簡純度之差A(yù)P回溶糖漿還原糖BX硫熏糖漿還原糖BX回溶糖漿與硫熏糖漿還原糖BX之差工藝流程1989年4～6月98.9698.430.530.1580.201-0.043亞磷浮法1989年8～10月98.9498.440.500.0980.12-0.022亞磷雙浮法4經(jīng)濟(jì)效益對比在煉糖期用原有的工藝生產(chǎn)的出口優(yōu)級白砂糖，由于澄清脫色率低，因此在煮糖時(shí)必須采用加大回煮量的方法才能達(dá)到目的，這樣，除產(chǎn)量、質(zhì)量不能達(dá)到要求時(shí)，必然造成汽耗高、收回低。采用亞磷雙浮法后，由于澄清脫色率高，除產(chǎn)品質(zhì)量好，產(chǎn)量可以提高外，汽耗也可大大降代，而收回則可相應(yīng)提高。在效益對比方面，由于過去煉糖工藝較難達(dá)到優(yōu)級糖的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，因此我廠除在1973年曾翻煉過3萬噸優(yōu)級糖外，后來一直以生產(chǎn)一級糖為主，直到1989年改為亞磷雙浮法后才能順利地生產(chǎn)優(yōu)級糖，因此，其經(jīng)濟(jì)效益暫以該二個(gè)煉糖期的報(bào)表實(shí)績數(shù)字作為對比參考。煉糖亞磷雙浮法與亞法生產(chǎn)優(yōu)級白砂糖各項(xiàng)生產(chǎn)實(shí)績對比表日期1989年1973年8月30日～10月11日10月25日～11月10日8月30日～11月10日6月1日～9月21日工藝方法亞磷雙浮法亞磷雙浮法亞磷雙浮法亞硫酸法本期處理原糖量（噸）27632.45810.354.20237986.6639822.261原糖色值（°st）83.9943.0672.8346.38平均日處理量（噸）712742721463優(yōu)級糖產(chǎn)量（噸）25406.19542.534948.636054.4優(yōu)級糖質(zhì)量蔗糖份99.8499.8399.8499.86灰份0.0080.0070.0080.011色值(IU)5051500.54濁度∕∕∕—不溶物(mg/kg)6.85.36.3—合格率（）10010010099.85主要原材燃料消耗蒸汽原糖227.55228.44227.8290.73有效CaO原糖0.540.450.5020.429硫熏原糖0.200.200.200.348三重鈣原糖0.250.240.247過磷酸鈣原糖1.596相當(dāng)三重鈣0.63PHP原糖——0.0034—由對