快速沉降在甘蔗糖厂滤汁沉降处理的应用分析[优秀范文5篇]

第一篇：快速沉降在甘蔗糖厂滤汁沉降处理的应用分析

TR快速沉降器在甘蔗糖厂滤汁沉降处理的应用

梁积勋 苏

（1 南宁吉然糖业技术有限公司 530028 2 海南红华南华糖业有限公司）

前言 本文对当前甘蔗糖厂无虑布吸滤机滤汁的处理现状进行总结和分析，得出利用TR滤汁快速沉降器进行滤汁沉降处理是一条方便和实用的选择方案。关键词 滤汁 澄清 快速沉降器

2一、国内糖厂无滤布吸滤机滤汁的处理现状

传统亚硫酸法糖厂澄清过程的泥汁是经过有布吸滤机或压滤机进行过滤而完成对泥汁的处理，由于有布吸滤机和压滤机在使用过程中要不断清洗滤布才能正常使用，因此有布吸滤机和压滤机给糖厂带来的不仅仅是工人的劳动强度增加，清洗滤布的废水处理和排放也是困扰着制糖企业的一大难题，随着无滤布吸滤机越来越多应用于甘蔗糖厂澄清过程中中和沉降器泥汁的处理，大大减少了工人的劳动强度和环保的压力，但同时也带来了新的问题，无布吸滤机过滤出来的滤汁混浊，色值高，杂质多，无法满足直接进入蒸发罐的要求，因此大多数使用无滤布吸滤机的糖厂都采取回流混合汁箱进行二次硫熏来处理，有部分糖厂直接回流中和汁箱进入沉降器，但是回流不仅增加辅助材料的消耗，同时也使蔗糖分损失增加，甚至影响沉降器的沉降效果。随着制糖科技的进步和发展，近几年来，出现了一些单独处理滤汁的设备，如平流式快速沉降器、滤汁上浮器以及TR滤汁快速沉降器等，掀起了滤汁处理技术研发和应用的高潮。TR快速沉降器就是在此背景下研发出来并得到推广应用的。

二、无布吸滤机滤汁的特性

甘蔗压榨得到的混合汁，其成分除了制糖工艺所要提取的目标成分蔗糖外，还有大量的泥沙和蔗糠以及可溶性非糖分。经过中和澄清处理后，一部分可溶性非糖分随清汁直接进入工艺过程，大部分可溶性非糖分进入泥汁中，经过无布吸滤机过滤后这部分非糖分中约有80%被滤泥带走，约有20%经过滤和水洗后进入滤汁中，因此滤汁中非糖分含量高，在这些可溶性非糖分中，除了含有果胶和蛋白质以外，还有一些多酚类和醌类、各种氨基酸和酰胺、蔗脂蔗蜡、固醇类、色素、烷醇类物质、拟黑色素以及无机非糖分等，同时含有一些复杂的微生物。这些可溶性非糖分和微生物的存在决定了滤汁其复杂的特性。

1、各种可溶性非糖分的存在，使滤汁的色值增高和成分变得复杂；

2、一些胶体和蛋白质经过过滤和泵送后，复溶于滤汁中，给后续的处理带来困难；

3、在一些金属离子和氧气的作用下，在高浓度非糖分含量的滤汁中还原糖和氨基酸易发生羰氨反应（美拉德反应），产生拟黑色素类物质，使滤汁色值增加；

4、多酚类易发生氧化反应，形成新的色素；

5、由于滤汁温度较低，从压榨带来的微生物容易使滤汁中的有机物发酵变质，使滤汁PH值下降，混浊度增加；

6、大分子有机物如蔗蜡、葡聚糖、固醇物、胶体和蛋白质等一些散光性物质的含量高于中和汁的含量，决定了滤汁的混浊度要高于澄清汁的混浊度。

三、处理无滤布吸滤机滤汁的方案选择

解决好滤汁的处理是关系到后段工序质量和收回的重要环节，由于滤汁有其 复杂的特性，在处理上存在一定的困难，目前糖厂处理滤汁主要有以下几种方案：

1、回流混合汁箱，重新经过硫熏中和进行澄清处理，这种处理方式的好处在于经过二次硫熏的滤汁和中和汁一起进入沉降器后，不影响沉降效果，不需投入其他设备，流程简单。但是，由于进行二次硫熏，增加了硫磺和石灰等辅助材料的消耗，同时循环回流由于滤汁的停留时间过长而使糖分损失严重；

2、回流中和汁箱，经过二次加热后随中和汁一起直接进入沉降器，其优点在于减少了辅助材料的消耗，流程简单，但是对沉降器沉降效果影响大，特别在无布吸滤机过滤不正常的情况下，对沉降器出汁就会产生较大的波动。

3、利用上浮器进行浮清处理，其优点在于处理出来的滤清汁色值较低，清度较好。但是设备较复杂，对操作比较严格，特别是加热温度要控制在80°C左右，太高会使泥汁无法上浮而沉底无法排掉，太低则分离不彻底，滤清汁清度低，混浊度高，浮渣多。另外，由于采用低温浮清，容易使微生物恢复活性，使沉积于底部的泥汁或不流动的死角处蔗汁产生发酵，释放出一些烷烃类气体，导致滤清汁PH下降，也会使混浊度增高，清度下降。

4、利用快速沉降器进行沉降处理，其中最具代表性的是平流式滤汁快速沉降器和TR滤汁快速沉降器，两者结构不同，作为快速沉降的代表，其原理基本上一样都是滤汁停留短。TR滤汁快速沉降器是南宁吉然糖业技术有限公司在其TR中和汁快速沉降器技术的基础上开发出来的，从目前的使用情况来看，TR滤汁快速沉降器主要体现出以下几个方面的优点： ① 滤汁在沉降器中停留时间短，只用20-32分钟，减少了糖分的转化，新生成的色素少，色值好，澄清效率高；

② 避免滤汁回流中和汁箱循环处理而导致糖分转化损失；

③ 设备简单紧凑，集加热器、散汽箱和沉降器于一体，不需另外配臵加热器，投资费用低；

④ 减少中和沉降器的负荷，同时也减少过滤设备的负荷。

由于TR滤汁快速沉降器处理的滤汁效果好，清度高，色值低，混浊度低，PH值稳定，受到了制糖界的重视，目前该快速沉降器已经在广西、海南和云南的多家糖厂得到了推广，是一种实用新型的技术设备。

四、TR快速沉降处理无滤布吸滤机滤汁的设计方案

TR快速沉降系统中通过把滤汁加热至94-98℃，然后进入缓冲散汽箱进行温度平衡和散汽，在进入快沉之前添加1-2PPm絮凝剂，之前形成的Ca3(PO4)2颗粒在絮凝剂的网络作用下形成更大的颗粒从而吸附和带动周围的小颗粒或不溶物沉降，达到澄清目的。由于设计泥汁沉降的速度远大于清汁上升的速度，所以不会形成清汁和泥汁互相干扰的现象。该流程的特点是系统配臵简单而且紧凑，集加热、散汽和沉降于一体，不需要另外配臵加热器。

1、工艺设计依据：

①、滤汁PH值：6.8-7.1 ②、加热温度：94-98℃

③、絮凝剂水解度：0.1%或0.05% ④、絮凝剂添加量：1-2PPm ⑤、沉降滤清汁PH值：6.8-7.1 ⑥、滤汁锤度≥14°BX ⑦、滤汁沉降停留时间：20-32分钟

2、工艺设计流程

DN100接废汽DN150接一效汁汽散汽箱加热器快速沉降器150滤汁箱无布吸滤机TR滤汁快速沉降器流程示意图

3、设计运行原理

TR滤汁快速沉降器系统主要有加热器、散汽箱和沉降器本体构成，泥汁经过无布吸滤机过滤，经真空抽汁罐抽出后由泵送至加热器，加热到94-98℃后进入缓冲散汽箱，缓冲散汽的主要作用是除去滤汁中带入的空气以及平衡温度和缓冲流量，避免空气被带入沉降器和由于温度、流量的波动造成对流冲击。当滤汁经缓冲散汽进入沉降器时，首先在入汁口与絮凝剂混合，然后进入入汁分配槽，在流动中进一步与絮凝剂作用凝聚成大颗粒后由溢流口分配进入沉降槽，经过絮凝剂网络吸附形成的泥汁颗粒开始与滤清汁分离进行初级自由沉降，沉降速度一般25～35 cm/min。自由沉降时间约为4分钟，之后由沉降槽底部进行分流，滤清汁上升进入清汁区，上升速度一般3～5 cm/min，此时未完全分离的固相（微粒）继续相互吸附形成大的颗粒进行二次沉降分离，微粒沉降的速度10～20 cm/min。滤清汁经过25 min左右的上升后到达溢流口进入出汁环槽，然后由出汁总管排出到曲筛，整个过程滤清汁的停留时间大约在20～30 min左右。而泥汁颗粒继续往下沉降进入沉降过渡区（即沉降干扰区），此时，由于泥汁颗粒密度逐渐增大，颗粒间网络絮凝和吸附作用增强，越来越多颗粒开始相互碰撞形成干扰沉降，沉降速度随之减慢，这个区域沉降速度大约8～25 cm/min，随着颗粒密度的增大，下降的速度越来越小。在刮泥板的带动下加速增浓进入泥汁增浓区。增浓区的泥汁浓度一般达到20～25 0Bx，泥汁颗粒下降的速度也随之缓慢，正常情况下大约为1～2 cm/min。经过增浓后的泥汁需要过滤机及时拉走，否则泥汁高度上升会影响到沉降过渡区的沉降分离。

在整个沉降过程中，泥汁颗粒和清汁在沉降槽中的流动方向是一致的，在流速的带动下，泥汁颗粒的沉降速度得到了提高，所以要比正常情况下自由沉降的速度快。经过沉降槽的自由沉降后，泥汁颗粒和清汁在沉降槽底部沿 着各自的路径方向运动，清汁往上升而泥汁往下降，彼此之间互不干扰。

由于滤汁中还含有一些耐热的微生物，在设计上充分考虑了排泥的顺畅，减少泥汁的停留时间，避免有死角积泥导致微生物发酵。

五、TR滤汁快速沉降器处理滤汁的效果

下表是09/10榨季海南红华南华糖业有限公司使用TR滤汁快速沉降器的查定数据：

查定结果表明，使用快速沉降器可以达到如下效果：

1、滤清汁平均停留时间20～30分钟，停留时间短，减少蔗糖分损失。

2、滤清汁色值与沉降器澄清汁色值差小于200 IU，满足如蒸发罐要求。

3、滤清汁PH值降幅小，减少了糖分的转化损失，滤清汁纯度和滤汁纯度差平均为正值，为提高产糖率和产品质量创造条件。

4、泥汁浓度高，泥汁量少，约占滤汁量的8-12%。

5、无需人工调节流量,管理方便,维修费用低。

6、澄清效果好，清汁透明，无悬浮物，蔗糠残留量少。

六、TR快速沉降处理滤汁的经济效益

一个6000T/D的糖厂，混合汁对蔗比为100%，滤汁对蔗比为20%，按一个榨季经过时间100天计算。

1、由于不回流混合汁箱，减少了辅助材料硫磺和石灰的消耗，按硫磺消耗对滤汁比0.08%，石灰消耗对滤汁比0.15%算，可节约硫磺6000×20%×0.08%×100=96吨，市场价1800元/吨计，合计节约成本17.28万元； 可节约石灰6000×20%×0.15%×100=180吨，市场价500元/吨计，合计节约成本9万元；

2、由于不采用回流处理而且减少滤汁在沉降器中的停留时间，从而减少了蔗糖的转化，纯度提高，以产糖率12.5%，滤清汁纯度84%，煮炼收回率86%计，因减少蔗糖转化损失使滤清汁纯度提高0.1%。可增加产糖[ 6000×20%x12.5%÷84%x0.1%×86%x100天]=122.86吨，按每吨糖售价3800元计算，每年可增加收入46.7万元，以上共为糖厂增加效益：17.28+9+46.7=72.98万元。可见使用滤汁快速沉降器对糖厂所产生的效益是可观的。

七、当前TR快速沉降处理滤汁面临的问题讨论

1、无布吸滤机洗水量对滤清汁质量的影响。有些糖厂为了追求滤泥转光度控制在30S以下，在过滤过程中增加洗水量，这样在充分收回糖分的同时，也把滤泥中的非糖分特别是一些胶体物和色素洗出，造成滤清汁混浊度和色值的增高，清度下降，这时在不影响滤泥转光度的情况下适量减少洗水量有利于改善滤清汁的质量。从我们对几家使用TR滤汁快速沉降器调试观察来看，滤清汁锤度控制在14°BX以上效果最好，说明控制好洗水量和滤汁锤度有利于滤汁沉降的效果。

2、八、结束语