CN101838711A - 甘蔗糖厂无磷酸和石灰的气浮清净方法 - Google Patents

Abstract

一种甘蔗糖厂无磷酸和石灰的气浮清净方法，向粗糖浆加入絮凝剂后再先后送入管道反应器及辅助絮凝装置，使粗糖浆与絮凝剂得到充分混合，糖浆中大团状絮凝物加大，使糖浆容易通过气浮固液分离；再向上浮器送入压力溶气，絮凝物杂质被托起形成浮渣与浮清糖浆分离。本发明的清净方法，无需添加磷酸、石灰或糖化钙等助剂，只需加入絮凝剂、加强絮凝及用压力溶气制泡，即可除去大量非糖分物质和色素，白砂糖二氧化硫含量降低50％，质量等级达一级品以上，且减少了浮渣总量和糖分损失，工艺简单，操作简便，运行成本低。

Description

甘蔗糖厂无磷酸和石灰的气浮清净方法

技术领域

本发明属甘蔗糖厂物料清净、特别是糖浆和滤汁无磷酸和石灰的气浮清净方法。

背景技术

气浮清净技术首先应用于国外炼糖工艺处理原糖回溶，以降低砂糖产品色值、二氧化硫含量及混浊度，从而达到提高产品质量的目的。工艺中一般采用机械制泡装置，且需要大量添加磷酸和石灰。现在美国、澳大利亚和中南美等地的多个炼糖厂中广泛应用此法。20世纪70年代前期，英国Tate&Lyle公司开发的高分子量的絮凝剂聚丙烯酰胺被用于制糖工业，促进了气浮清净技术的发展。

随后发展了季胺盐的阳离子表面活性剂作为脱色剂，用这种脱色剂与上述的磷浮法相结合，称为Talofloc法。由于加人了Talofloc脱色剂，脱色效果有较大的提高，加入量达数百mg/kg时，脱色率可增至50％以上，但这种脱色剂的价格较高，运行成本较高。

在国内，从80年代初期开始，就开始了气浮技术的研究。广州甘蔗糖业研究所及珠江三角洲几家糖厂均作了不少研究试验工作。随后在湛江、海南和广西等一些糖厂中推广使用，主要用于粗糖浆回溶气浮工艺，其原理和方法与国外较类似，采用了机械制泡装置，添加磷酸和石灰、以及絮凝剂等助剂。但是，这些研究成果多处于生产试运行状态，稳定性较差，对均衡生产影响较大。近年来，随着絮凝剂分子量的提高，气浮稳定性有所提高。但由于大多试验添加了约300-500mg/kg的磷酸和石灰，化学反应单元较多，反应体系比较复杂，且继续沿用传统的机械制泡技术，pH值波动较大，不易控制，生成的泡沫粗大，浮渣量偏多，体积庞大，糖分损失较大，造成煮炼收回率下降。同时生产成本进一步增加，吨糖成本平均增加10元以上。而且由于反应系统复杂，需要控制的步骤较多，气浮系统投资较大，不少糖厂最终没有坚持使用，推广应用进程缓慢。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种清净效果稳定、无需添加磷酸和石灰、运行成本低的气浮清净的方法，以降低糖厂白砂糖产品二氧化硫含量、混浊度及色值，有效提高砂糖产品质量。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

工艺步骤为：

1.向装有粗糖浆的反应箱内加入絮凝剂，加入量为2-10mg/kg，搅拌、混合；

2.将加入了絮凝剂的粗糖浆先后送入管道反应器及由环形、U形、圆筒蛇形环绕管路组成的辅助絮凝装置，使粗糖浆与絮凝剂得到更充分混合，形成各种尺寸的絮凝团状物；同时，细小的絮凝物被大团状絮凝物捕捉，糖浆中细小的絮凝物越来越少，大团状絮凝物越来越大，使糖浆在以后工序中非常容易通过气浮技术进行固液分离；

3.用高压泵以及空气压缩机和抽射吸气装置将浮清糖浆中的5～20％送入压力为0.23～0.68Mpa的压力溶气罐，再将压力溶气送入上浮器；

4.上浮器内絮凝后的糖浆被注入压力溶气后，生成更多、更细微的气泡，将絮凝物杂质托起浮升，形成紧密的浮渣浮在液面上，浮清糖浆处理后送入煮糖工段，浮渣送吸滤处理。

5.上浮器内设置有1～8个气水混合物压力缓冲分配器。

絮凝剂是分子量为800～2000万的聚丙烯酰胺。

使用本发明的甘蔗糖厂无磷酸和石灰的气浮清净方法，无需添加磷酸、石灰、或糖化钙等其他助剂，只需加入絮凝剂、加强絮凝及采用压力溶气，即可除去糖浆中大量非糖分物质和色素，白砂糖二氧化硫含量降低50％、质量等级达到一级品以上，而且减少了浮渣总量和糖分损失，工艺简单，操作简便，运行成本低，投资较小。

附图说明

图1是本发明甘蔗糖厂无磷酸和石灰的气浮清净方法的工艺流程图。

图2是本发明甘蔗糖厂无磷酸和石灰的气浮清净方法的设备流程图。

具体实施方式

本发明在降低糖厂白砂糖产品的二氧化硫含量、混浊度及色值的工艺措施中，以加强絮凝和压力溶气的技术取代直接影响产品质量的加入磷酸和石灰的技术，絮凝剂聚丙烯酰胺的使用量为2-10mg/kg；如果工艺需要，还可以选择性的添加脱色剂(如二甲酯二硫代氨基甲酸钠)0-30mg/kg。絮凝装置除了采用常规的管道反应器外，还增加了由环形、U形、圆筒蛇形环绕管路组成的辅助絮凝装置进行辅助絮凝，使絮凝剂与粗糖浆充分混合，提高絮凝效果；由于形成的各种尺寸絮凝团状物在环形、U形、圆筒蛇形管路内流动产生速度差，因而互相碰撞并粘联在一起，逐渐变成较大的絮凝团状物，周围细小的絮凝物与之碰撞后因粘联作用而很难逃离，被大团状物捕捉。所以，当加入絮凝剂的糖浆经过该装置后，悬浮的细小颗粒逐渐形成大团状物，非常容易通过气浮技术进行固液分离。

当糖浆絮凝后，本发明的方法将用压力溶气制泡技术产生的压力溶气送入絮凝了的糖浆中，生成数量极为众多、更细微、均匀、稳定、量足的气泡，细微气泡将絮凝物杂质托起浮升，使糖浆表面形成紧密的浮渣，糖浆得到极为良好的清净，达到了分离清净效果。

携带压力溶气的载体是取自占浮清糖浆总体积5～20％的浮清糖浆，用高压泵以及空气压缩机和抽射吸气装置将这部分浮清糖浆及空气送入压力为0.23～0.68Mpa的压力溶气罐进行压力溶气，再将压力溶气送入上浮器。

对部分浮清糖浆进行压力溶气的原理是亨利定律。已证明空气在气体中的溶解度与施加的压力成正比。用高压泵泵送浮清糖浆，经过抽射器吸入空气压缩机送来的空气，浮清糖浆和空气一起被压入“压力溶气罐”中，空气就逐渐溶解于浮清糖浆中；当浮清糖浆从压力溶气罐出来后，返回上浮器内圆筒，环境压力骤然下降，其溶解的空气就复析出来形成大量均匀细微的气泡。因此，将压力溶气罐的终端出口设在上浮器内筒中下部、并在出口安装气水混合物压力缓冲分配器，从而形成压力溶气/释放系统，起到提高和稳定气浮清净效果的作用。

生产过程中，pH值控制在6.8～7.2范围内。

经多年的试验研究和工厂试用，证明本发明的技术完全可以取代糖厂传统的硫漂工艺，有效降低白砂糖二氧化硫含量，保证了白砂糖产品的高质量，并有效降低了生产成本。

为了使上浮器内的压力溶气量可以根据生产需要进行调节，上浮器内装有1～8个错层安装的气水混合物压力缓冲分配器。

本发明技术的主要工艺过程是：粗糖浆由泵7送入反应箱3，根据原料情况和工艺的要求，如果需要加入脱色剂，脱色剂可以从脱色剂罐1进入反应箱3。絮凝剂聚丙烯酰胺从絮凝剂罐组2经计量泵16在管道反应器12之前加入粗糖浆，控制絮凝剂在粗糖浆中的浓度为2～10mg/kg。从管道反应器12出来的含絮凝剂的粗糖浆再进入辅助絮凝装置15继续絮凝，继续絮凝后的糖浆进入上浮器4内清净；取占浮清糖浆体积总量5～20％的浮清糖浆用IS高压水泵14泵送入压力溶气罐5，同时利用抽射器13将空气压缩机6送来的空气吸入输气管道中并进入压力溶气罐5进行压力溶气，空气压缩机6出来的空气由空气调压阀17调节压力，使压力罐内压力控制在0.23～0.68Mpa范围内；压力溶气罐内液位控制为30～70％罐身高度。除送往压力溶气外的其余浮清糖浆，在上浮器4内清净后经控制台后再经阀9或阀10分别去煮糖工段或硫漂工段。上浮器中上浮的浮渣被刮送至浮渣处理系统8，在上浮器内圆筒底部，错层安装1～8个气水混合物压力缓冲分配器，除一个分配器作调节外，其余分配器固定开度。阀11供排底用。

实施例1：

工艺参数为：

1、pH值控制：6.9～7.1；

2、糖浆温度：经末效蒸发罐出来后无需加热，直接进入气浮系统，温度为65～70℃；

3、添加聚丙烯酰胺絮凝剂，分子量：800万；加入位置：反应箱；用量：2mg/kg；

4、进行压力溶气的浮清糖浆占浮清糖浆总量的10％，压力溶气罐压力控制：0.23～0.50Mpa；

5、压力溶气罐内液位控制：40～50％罐身高度；

6、压力分配器个数及安装位置：

(1)选用11千瓦功率的电机及IS高压水泵，气水混合物压力缓冲分配器个数：3个；

(2)气水混合物压力缓冲分配器安装位置：上浮器内筒底部，错层安装。

7、气水混合物压力缓冲分配器的调节：留一个分配器作调节，其余分配器固定开度；

8、不添加脱色剂。

9、单套气浮系统糖浆处理量：500吨/天。

结果为：

序号	检验项目	试验结果
			1	气浮清糖浆色值	110～160st°

序号	检验项目	试验结果
			2	可溶性钙盐去除率	8～12％
3	除浊率	70-80％
			4	总盐去除率	25％以上
5	纯度差	+0.1-0.2
			6	白砂糖二氧化硫下降率	25～30％
7	白砂糖产品等级	一级

实施例2：

工艺参数为：

1、pH值控制：6.8～7.0；

1、糖浆温度：经末效蒸发罐出来后经加热器，加热至温度为80～85℃；

3、添加聚丙烯酰胺絮凝剂，分子量：1800万；位置：反应箱；用量：8mg/kg；

4、进行压力溶气的浮清糖浆占浮清糖浆总量的20％，压力溶气罐压力控制：0.40～0.50Mpa；

5、压力溶气罐内液位控制：30～40％罐身高度；

6、气水混合物压力缓冲分配器个数及安装位置：

(1)选用15千瓦功率的电机和IS高压水泵，气水混合物压力缓冲分配器个数：4个；

(2)气水混合物压力缓冲分配器安装位置：上浮器内筒底部，错层安装。

7、气水混合物压力缓冲分配器的调节：留一个分配器作调节，其余分配器固定开度。

8、不添加脱色剂。

9、单套气浮系统糖浆处理量：1000吨/天

结果如下：

序号	检验项目	试验结果
			1	气浮清糖浆色值	100～140st°
2	可溶性钙盐去除率	8～15％
			3	除浊率	80-86％

序号	检验项目	试验结果
			4	总盐去除率	26％以上
5	纯度差	+0.2-0.5
			6	白砂糖二氧化硫下降率	35～40％
7	白砂糖产品等级	一级或高品质糖

实施例3：

工艺参数：

1、pH值控制：6.8～7.0；

2、糖浆温度：经末效蒸发罐出来后经加热器，加热至温度为80～85℃；

3、添加聚丙烯酰胺絮凝剂，分子量：800万，位置：反应箱；用量：10mg/kg

4、进行压力溶气的浮清糖浆占浮清糖浆总量为5％，压力溶气罐压力控制：0.40～0.68Mpa；

5、压力溶气罐内液位控制：60～70％罐身高度。

6、气水混合物压力缓冲分配器个数及安装位置：

(1)选用25千瓦功率的电机和IS高压水泵，分配器个数：8个；

(2)气水混合物压力缓冲分配器安装位置：上浮器内筒底部，错层安装。

7、气水混合物压力缓冲分配器的调节：留一个分配器作调节，其余分配器固定开度。

8、添加脱色剂(二甲酯二硫代氨基甲酸钠)10mg/kg。

9、单套气浮系统糖浆处理量：3000吨/天。

结果如下：

序号	检验项目	试验结果
			1	气浮清糖浆色值	90～130st°
2	可溶性钙盐去除率	8～10％
			3	除浊率	86％以上
4	总盐去除率	23％
			5	纯度差	+0.6
6	白砂糖二氧化硫下降率	45～50％或以上

序号	检验项目	试验结果
			7	白砂糖产品等级	一级或高品质糖

实施例4：

工艺参数：

1、pH值控制：6.8～7.0；

3、糖浆温度：经末效蒸发罐出来后经加热器，加热至温度为80～85℃；

3、添加聚丙烯酰胺絮凝剂，分子量：800万，位置：反应箱；用量：10mg/kg

4、进行压力溶气的浮清糖浆占浮清糖浆总量为5％，压力溶气罐压力控制：0.50～0.68Mpa；

5、压力溶气罐内液位控制：60～70％罐身高度。

6、气水混合物压力缓冲分配器个数及安装位置：

(1)选用25千瓦功率的电机和IS高压水泵，分配器个数：8个；

(2)气水混合物压力缓冲分配器安装位置：上浮器内筒底部，错层安装。

7、气水混合物压力缓冲分配器的调节：留一个分配器作调节，其余分配器固定开度。

8、添加脱色剂(二甲酯二硫代氨基甲酸钠)30mg/kg。

9、单套气浮系统糖浆处理量：3000吨/天。

结果如下：

序号	检验项目	试验结果
			1	气浮清糖浆色值	70～100st°
2	可溶性钙盐去除率	8～10％
			3	除浊率	86％以上
4	总盐去除率	23％
			5	纯度差	+0.6
6	白砂糖二氧化硫下降率	50％以上
			7	白砂糖产品等级	高品质糖

Claims (2)

1.一种甘蔗糖厂无磷酸和石灰的气浮清净方法，在糖浆和滤汁清净的工艺中使用了添加絮凝剂和制泡技术，其特征是工艺步骤为：

(1)向装有粗糖浆的反应箱内加入絮凝剂，加入量为2-10mg/kg，搅拌、混合；

(2)将加入了絮凝剂的粗糖浆先后送入管道反应器及由环形、U形、圆筒蛇形环绕管路组成的辅助絮凝装置，使粗糖浆与絮凝剂得到更充分混合，形成各种尺寸的絮凝团状物；同时，细小的絮凝物被大团状絮凝物捕捉，糖浆中细小的絮凝物越来越少，大团状絮凝物越来越大，使糖浆在以后工序中非常容易通过气浮技术进行固液分离；

(3)用高压泵以及空气压缩机和抽射吸气装置将浮清糖浆中的5～20％送入压力为0.23～0.68Mpa的压力溶气罐，再将压力溶气送入上浮器；

(4)上浮器内絮凝后的糖浆被注入压力溶气后，生成更多、更细微的气泡，将絮凝物杂质托起浮升，形成紧密的浮渣浮在液面上，浮清糖浆处理后送入煮糖工段，浮渣送吸滤处理；

(5)上浮器内设置有1～8个气水混合物压力缓冲分配器。

2.如权利要求1所述的甘蔗糖厂无磷酸和石灰的气浮清净方法，其特征是絮凝剂是分子量为800～2000万的聚丙烯酰胺。

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