JP3281067B2 - 甜菜パルプ圧搾脱水助材用石膏液の調製方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は甜菜糖製造工場におい
て製造される甜菜パルプの圧搾脱水時に、助材として使
用する石膏液の調製方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】甜菜糖製造工場では原料甜菜を裁断して
甜菜コセットとした後、これを浸出工程において、甜菜
中に含まれる蔗糖分を抽出してこの蔗糖分を含む溶液
を、清浄工程、精製工程を経て甜菜糖を製造している。
一方浸出工程で蔗糖分を抽出した甜菜コセット残渣は、
甜菜パルプとなり、通常９０重量％程度の水分を含み、
これは圧搾、脱水後乾燥工程を経て乾燥パルプとなし、
飼料用用途に向けられているが、近年は食物繊維含有物
として、ダイエタリーファィバーとしての用途にも用い
られている。

【０００３】そしてこの甜菜パルプは、乾燥工程に入る
前に圧搾により、その水分を７４〜７５重量％程度とす
るが、その際脱水助材として石膏溶液を添加使用してい
る。石膏は市販のものを水で溶解して使用するのが一般
的であるが、甜菜糖製造工場では、石膏の原料となるラ
イムミルクは製糖工程での糖液の炭酸清浄法に使用する
ため自工場内で生産しており、又硫酸についてもこれ
亦、製糖工程の糖液の脱塩工程で陽イオン交換樹脂を使
用した際、その再生に使用した後の再生硫酸廃液があ
り、これらをその工場内から容易に入手出来るものであ
る。

【０００４】即ち、甜菜糖製造工程の清浄工程炭酸清浄
法で使用するためのライムミルクは、純度９９％の石灰
原石を焼成して得た生石灰を消和し、得られた消石灰を
ライムミルクとして使用しているものであり、又甜菜糖
製造工程における陽イオン交換樹脂脱塩工程の陽イオン
交換樹脂の再生に使用した硫酸の再生硫酸廃液は、硫酸
濃度として０．５Ｎ以上を有しており、石膏液調製原料
として使用し得るものである。このような甜菜糖製造工
場における陽イオン交換樹脂再生硫酸廃液と、ライムミ
ルクを利用して、甜菜パルプ圧搾脱水助材用石膏液とす
る方法については、本出願人が先に特開昭６０−１６８
４００号として開示している。ここでは再生硫酸廃液と
ライムミルクの混合攪拌により、容易に反応石膏溶液と
した後、これをハイドロサイクロンを用いて濃縮して調
製石膏液として甜菜パルプに添加している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら甜菜糖製
造工場で使用するライムミルクの原料となる石灰原石
は、その搬入時に相当数の小砂利が混入しており、この
小砂利も一緒に焼成されライムミルク中に移行した状態
で混合しており、又一部内部芯部まで完全焼成できなか
った未焼成の石灰原石もあり、これらは小砂利同様小型
石灰原石のままライムミルク中に混合されている。この
ようなライムミルクと陽イオン交換樹脂再生硫酸廃液と
の反応で得られる石膏溶液には小砂利、未焼成石灰原石
等固い異物が含まれている。

【０００６】このため反応石膏溶液を濃縮分離すべく、
ハイドロサイクロンの装置に供給すると、供給液中に混
入している小砂利、小型石灰原石等固い異物が、サイク
ロン槽の高速回転水流の流れに沿って槽側壁に当接し壁
面に傷を付け、サイクロン槽中を回転する渦巻水流に変
化を生じ、流速、水流方向等が石膏粒子の分離条件を変
更させ、濃度、回収率等を一定としての石膏調製液を得
ることが出来ない。又これら固形異物による側壁の傷
は、その都度ライニング等により表面の平滑化を行なう
が、容易に槽側壁に傷が付き安定状態での運転が出来な
い。又更にハイドロサイクロンの渦巻水流による反応石
膏溶液の濃縮は、石膏溶液中の軽量物を全て上面に分離
排出するため、粒度が小さい軽量となった石膏粒子をも
排出し回収率を５０％以下に低下せしめているものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明者らは上記欠陥
を是正すべく鋭意研究した結果、下部をコーン形状とし
た沈降槽の、コーン部先端に円筒部を連設して、円筒部
下部に洗浄水供給口を設け、この供給口から槽内に上昇
流が生じるように洗浄水を供給すると共に、沈降槽上部
より反応石膏溶液を連続的に供給して、槽内を沈降する
反応石膏溶液と、上昇流となっている洗浄水を接触させ
ることにより、槽側壁を傷付けることなく、又サイクロ
ンにおける急速な渦巻水流では上面に浮き上がる程度の
小さな石膏粒子を洗浄、精製して順次下端排出口より、
調製石膏液として回収することが出来たものである。

【０００８】この下端排出口よりの回収される調製石膏
液量は、沈降槽への反応石膏溶液の供給量を定めれば容
易に調製できる。この供給量の増減に対しても、洗浄水
の上昇流速度を、その供給量により簡単に調節して対応
することができ、一定の純度、回収率を維持して調製石
膏液となし得ることが出来るものである。そして沈降槽
への反応石膏溶液の供給は、沈降槽上部に設けた拡散板
を介したことにより、槽内へは均等に供給されると共
に、コーン形状部下部に連設した円筒部により、順次濃
縮されつつ最終洗浄が行なわれるものである。又更にこ
の発明は、所定の下部より供給する洗浄水の上昇流に対
し、石膏粒子の外、小砂利、焼成されない小型石灰原石
などを沈降させて、反応石膏溶液中に混合された陽イオ
ン交換樹脂再生硫酸廃液に含まれた灰分等の軽量の不純
物を、槽上面よりオーバーフローする洗浄水と共に排出
するものであり、小砂利等の固い異物は、単に沈降する
のみなので、槽側壁への当接による損傷を生じないもの
である。

【０００９】この発明方法の工程は、図１に示すよう
に、反応槽１に、ライムミルク２に対し、陽イオン交換
樹脂再生硫酸廃液３をＰＨ６になるよう添加し、反応槽
１に石膏を生成させた後、受槽４に送り出し、次いで受
槽４中の反応石膏溶液を、沈降槽５の上部より拡散板５
６を介して槽５内に拡散させて供給する。一方洗浄水タ
ンク６の洗浄水は、沈降槽５のコーン形状部５１先端に
連設した円筒部５２の下部の供給口５３より槽５内で上
昇流を生じる量を供給される。この洗浄水の供給量の調
節は、タンク６を昇降自在として液面を上下させて行な
うことが出来る。槽５内を上昇する洗浄水と、上方から
下降する反応石膏溶液との接触は、水より比重の軽いも
の、あるいは微細な軽量物をその上昇流が分離し、石膏
粒子はこれら上昇流が分離する不純物から清浄されて、
下端排出口より濃縮、洗浄石膏液として排出され、石膏
貯槽７に調製石膏液として回収され、更に石膏貯槽７よ
り甜菜パルプへの添加に送り出されるものである。

【００１０】この発明で使用する調製石膏液の原料とな
るライムミルク及び陽イオン交換樹脂再生硫酸廃液の成
分を示すと、表１の通りである。

【００１１】

【表１】

【００１２】又反応石膏溶液中の石膏粒子の粒度分布
は、前記表１の陽イオン交換樹脂再生硫酸廃液の灰分が
多くなると、粒度の小さい粒子が多くなり、沈降槽での
洗浄水の上昇流に抗して下降できずに、浮遊あるいは上
昇流と共にオーバーフローによって上部より排出され
る。陽イオン交換樹脂再生硫酸廃液の灰分含量を変えた
反応石膏溶液中の石膏粒度分布を表２に示す。

【００１３】

【表２】

【００１４】（註）粒度分布は反応液１ｌを各篩目に通
し、その篩残置重量による。上記表２の通り、陽イオン
交換樹脂再生硫酸廃液の灰分含量が２ｇＣａＯ／ｄｌで
は、粒子径４０μｍ以上が７４．４％となっているが、
灰分含量が１．７ｇＣａＯ／ｄｌでは、９５．１％とな
ったものである。今この２種の反応石膏溶液を、同じ下
部をコーン形状とした沈降槽に、下方からの洗浄水供給
量を同じとして上昇流を生じせしめて、沈降、濃縮させ
た所、表３に示す通りの結果を得た。

【００１５】

【表３】

【００１６】即ち４０μｍ以上のより大きい粒子を、９
５％以上含む時は、石膏回収率を９０％以上とすること
が出来るものであり、４０μｍ以下の小さい粒子は、上
昇流により沈降ができなくなり、回収を困難にするもの
である。このように粒度分布が、４０μｍより大きいも
のを９５％以上となるものは、洗浄水の上昇流速度に対
し、より沈降分離が良くなるもので、この発明では、こ
のようなできるだけ石膏粒子が、沈降しやすい粒度分布
を形成し得る陽イオン交換樹脂再生硫酸廃液を使用する
もので、陽イオン交換樹脂再生硫酸廃液の通常の濃度と
して０．５〜０．６Ｎの時は、その含有灰分量が１，７
ｇＣａＯ／ｄｌ以下のものを使用するのが良く、陽イオ
ン交換樹脂再生硫酸廃液の硫酸濃度によりその含有灰分
を適宜調整するものである。

【００１７】

【作用】この発明は陽イオン交換樹脂再生硫酸廃液とラ
イムミルクを混合攪拌して、生成した石膏を含む反応石
膏溶液を、下部をコーン形状部とした沈降槽の上部よ
り、傘形とした拡散板に当接させて、連続的に供給して
いるので、沈降槽内への反応液は含有する石膏と共に拡
散しつつ、供給されて沈降する。この際下部からの上昇
流洗浄水は、９５％以上の石膏粒子が沈降し得る流速、
即ち洗浄水は、これら石膏粒子の沈降が停止する終端速
度以下となる上昇流速度の水流として上昇しているの
で、石膏粒子のほかに、反応液中に含まれる固形異物の
内の比重の軽いもの、及び上昇流に抗して沈降できない
ものは、オーバーフローとして排出されるので、陽イオ
ン交換樹脂再生硫酸廃液に含まれている不純物は洗浄除
去される。一方洗浄されつつ沈降する石膏粒子は、コー
ン形状部先端に連設した円筒部に至って密な状態となっ
て濃縮され、下端排出口より調製された甜菜パルプ圧搾
脱水助材用石膏液として排出され、甜菜パルプに添加さ
れるものである。

【００１８】

【実施例】以下この発明の実施例を図面と共に説明す
る。 実施例１ 鋼板製の径１５１２ｍｍ×高さ１２００ｍｍの反応槽１
に、ライムミルク２（純度１７〜１７．５ｇＣａＯ／ｄ
ｌ）を供給し、次いで陽イオン交換樹脂再生硫酸廃液３
（硫酸濃度０．６Ｎ）を反応石膏溶液のＰＨが６になる
まで供給しつつ攪拌した。ＰＨ６に達した後は、該ＰＨ
６を維持するようライムミルク２を２〜４ｌ／分、陽イ
オン交換樹脂再生硫酸廃液３を２５〜４５ｌ／分、連続
的に供給した結果、反応石膏溶液（濃度２６％）を２７
〜４９ｌ／分、得ることが出来た。ここで得た反応石膏
溶液中の石膏粒子の粒度分布は表４に示す通りである。

【００１９】

【表４】

【００２０】一方沈降槽５は、図２に示すように、下部
をコーン形状部５１として、その先端に円筒部５２を連
設している。この円筒部５２下部側部には洗浄水パイプ
６１が配設され、洗浄水供給口５３を設けている。そし
て円筒部５２下端は円錐形状部５４となし、石膏液排出
口５５が設けられている。又沈降槽５上部中央には、反
応石膏溶液供給パイプ４１が配設され、その先端に対応
して傘形とした拡散板５６を固設し、反応石膏溶液供給
パイプ４１先端の反応石膏溶液供給口５７より、沈降槽
５内へ供給する反応石膏溶液を均等に拡散する。５７は
オーバーフロー部で、沈降槽５の上部側部に設けてあ
り、洗浄水供給口５３より供給される洗浄水により生じ
た上昇流を、不純物と共に流出せしめるものである。

【００２１】上記した沈降槽５として、上端径１２００
ｍｍ、円筒部径３００ｍｍ、総長１８３０ｍｍ、円筒部
長さ４００ｍｍとしたものを使用し、前述した反応石膏
溶液供給量を２７ｌ／分、づつ連続的に沈降槽５上部に
設けた反応石膏溶液供給口５７より、拡散板５６を介し
て均一に、沈降槽５内に拡散して供給した。一方円筒部
５２下部洗浄水供給口５３から、洗浄水を２２ｌ／分、
連続的に供給し、これを１９日間維持した。次いで上部
の反応石膏溶液供給口５７からの反応石膏溶液供給量を
３８ｌ／分としたので、洗浄水供給口５３からの洗浄水
供給量を３０ｌ／分に変更し、この状態を６０日間続け
た。この間に石膏液排出口５５から石膏貯槽７に回収さ
れた調整石膏量、純度、回収率、濃度は、表５に示す通
りである。尚参考として従来のサイクロン方式による各
数値を対照として示す。

【００２２】

【表５】

【００２３】そして回収された調整石膏は、そのまま表
５に示す量を甜菜パルプに添加して、圧搾脱水を行なっ
たが、その効果は極めて良好であった。

【００２４】

【発明の効果】この発明は甜菜パルプ圧搾脱水助材の石
膏液の調製に、甜菜糖製造工場で使用した陽イオン交換
樹脂再生硫酸廃液とライムミルクを混合して得た反応石
膏溶液を、下部をコーン形状部とした沈降槽下部よりの
上昇流とした洗浄水中を、沈降させることで洗浄、濃縮
せしめたので、反応石膏溶液中に含まれる小砂利等固い
異物も沈降するだけで、側壁への傷付けを伴う衝突はな
く、又陽イオン交換樹脂再生硫酸廃液は、その硫酸濃度
が０．５〜０．６Ｎにおいてその含有灰分量を１．７ｇ
ＣａＯ／ｄｌ以下としてライムミルクに添加混合させた
ので、反応石膏溶液中の石膏粒子は、大多数を４０μｍ
以上の大きさとして、洗浄水の上昇流中を沈降し得る大
きさとしたものであり、これにより極めて高い回収率、
純度の調製石膏液を得ることが出来たものである。

【００２５】又更に上昇流速の調整は、洗浄水タンクの
水面レベルを上下すれば、洗浄水供給量が容易に変更す
る事が可能なので、反応石膏溶液供給量の変動にも、極
めて迅速な対応ができるものとしているものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施態様の一例を示す工程図。

【図２】この発明に使用する沈降槽の断面側面図。

【符号の説明】

１ 反応槽 ２ ライムミルク ３ 陽イオン交換樹脂再生硫酸廃液 ４ 受槽 ５ 沈降槽 ６ 洗浄水タンク ７ 石膏貯槽 ４１ 反応石膏溶液供給パイプ ５１ コーン形状部 ５２ 円筒部５３ ５３ 洗浄水供給口 ５４ 円錐形状部 ５５ 石膏液排出口 ５６ 拡散板 ５７ 反応石膏溶液供給口 ５８ オーバーフロー部 ６１ 洗浄水パイプ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽イオン交換樹脂再生硫酸廃液とライム
   ミルクを混合反応させて、甜菜パルプ圧搾脱水助材に使
   用する石膏液を調製する方法において、 陽イオン交換樹脂再生硫酸廃液とライムミルクを混合
   し、生成石膏粒子の９０％以上を４０μｍ以上とした反
   応石膏溶液となし、次いでこの反応石膏溶液を石膏沈降
   槽の上部より連続的に供給すると共に、前記沈降槽下部
   よりは洗浄水を、その上昇流が石膏粒子の沈降が、終端
   速度以下となる上昇流速度として供給する事により、反
   応石膏溶液を洗浄、濃縮する事を特徴とする甜菜パルプ
   圧搾脱水助材用石膏液の調製方法。
2. 【請求項２】 下部をコーン形状とした沈降槽の上部
   に、石膏反応溶液供給口を設け、該供給口に対応して傘
   形とした反応石膏溶液拡散板を固設し、前記沈降槽コー
   ン部先端には円筒部を連設し、該円筒部下部側面に洗浄
   水供給口を設けると共に、円筒部下部を円錐形として先
   端に調製石膏液排出口を設けた事を特徴とする石膏沈降
   槽。
3. 【請求項３】 下部をコーン形状とした沈降槽のコーン
   形状部先端に円筒部を連設し、該円筒部下部に洗浄水供
   給口を設け、該供給口に洗浄水パイプを配設し、この洗
   浄水パイプの他端を洗浄水タンクと連接すると共に、前
   記洗浄水タンクを昇降自在とした事を特徴とする調製石
   膏液沈降槽装置。