从 2001 年起, 南宁糖业公司将糖蜜全部集中 到蒲庙分公司,实现了酒精的全年连续生产,年 产食用酒精 2.7×104 t。在酒精生产中,一般每 隔 1 年半至 2 年半需对蒸馏醪塔拆塔清垢。2006 年 8 月初,在相隔 2 年半后,该厂对醪塔进行了 拆塔清垢,发现结垢情况与往年相类似,垢层厚 3~4 mm,较易清除。让人意料不到的是,清垢后 恢复生产仅 10 多天,就因醪塔结垢而被迫停机。 2006 年 6 月份以来,该厂主要使用公司所属 香山、东江、伶俐、明阳糖厂的糖蜜。因发酵温 度高,从 6 月下旬起至 8 月份,将井水用于糖蜜 的稀释、发酵冷却和蒸馏冷凝器的冷却。7 月初, 发现二次稀释流量计的 Dn20 不锈钢管被堵, 垢很 硬,切割后改用塑料管代替,也不能完全解决问 题。6 月底至 7 月初,发酵流程清洗干净后,继 续投入生产使用。
7~8 月份,在稀释糖蜜时,大多数时间是全 部使用硫酸的,有 2 周时间在用克菌灵的同时, 硫酸用量减少 40%~50%。7 月 28 日,醪塔入不 了料,经检查,发现是塔板脱落,于是 7 月 29 日 开始停机拆塔,醪塔结垢情况与以前差不多,8 月 1 日重新开机后,生产较正常,产量逐步提高 到 81 t/d,其中有 2~3 天,发现稀释时糖蜜泡 沫多,醪塔易雾沫夹带、液泛。8 月 18 日,正常 进料 27~28 m3/h,没有酒产出,发现醪塔从上往 下数第 4 板层视镜液位满,往下板层液位空。停 机检查,发现结垢严重,煮浓碱(NaOH)12 h, 积垢不溶解。
8 月 19 日拆塔清垢,发现塔上部的空塔节塔 壁上有高 1 m、厚约 8 mm 的灰白色硬垢;入料板 以下第 1~7 层塔板结垢严重, 其中入料板以下第 5、6 层塔板结垢最为严重,降液管被脱落的积垢 堵住,有 10 cm 多厚;第 7 层以下塔板结垢较少。 此次清垢,硬很垢,需用锤子敲打才脱落,劳动 强度很大。醪塔下部塔层结垢较薄,已通过煮碱 溶解。冲洗 1 号发酵罐,罐内壁和内冷管外壁也 结有硬垢,很难冲洗去掉。
8 月份以来,酒精废液炉燃烧后的床料呈灰 白色,手感粘,类似于以前酒精废液用石灰中和 时的情况。
针对生产中遇到的问题,经过相关检测分析 后我们认为蒸馏醪塔结垢可能是由于以下原因造 成:
(1)井水硬度高,带进来了较多的 Ca2++和Mg2++。经检测分析:井水的硬度是 237.5 mg/L, 未经处理的河水(原水)硬度是 125 mg/L,经净 水器处理过的清水硬度是 110 mg/L,井水的硬度 差不多是原水的 2 倍。
(2)糖蜜的灰分含量高。近年来,由于甘蔗 品种的变化、制糖水平的不断提高,糖蜜质量持续下降。2000/01~2004/05 年榨季,公司所属亚 硫酸法糖厂糖蜜的灰分含量平均为 7%~9%,碳 酸法糖厂糖蜜的灰分含量平均为 11%~13%。 2005/2006 年,我公司自产糖蜜的灰份含量平均 为 11%~12%(表 1) ,糖蜜 pH 值 5.1~5.3,比 往年的 pH 值 4.5~4.8 也要高一些。
| 表 1 2006 年公司内各厂糖蜜灰分含量 |
糖蜜中所含的可发酵性糖分逐渐减少,无机 盐、胶体和悬浮物质等非糖成分相应地增加。由 于糖蜜中非糖无机盐成分增加,胶体物质多,易 产生泡沫,会吸附在酵母细胞表面,抑制酵母的 繁殖,给酒精发酵带来不利的影响。所以,必须 通过稀释、酸化沉淀处理减少杂质,以免带到醪 塔形成坚硬的垢层。如果这些物质在糖蜜稀释、 酸化工序沉淀不下来,将使醪塔易结垢。一般来 说,垢层最外层(接近塔壁处)为灰褐色,主要 为悬浮物;中间层为灰黄色,以胶体物质为主; 里层为灰白色,以无机盐为主。
醪塔垢层主要由无机盐、胶体和悬浮物质组 成。无机盐中 90%以上为 CaSO4 ,其余有 CaSO3、 Ca3(PO4)2、SiO2等。其中 Ca2+、SO32-、PO43-、胶体、 悬浮物质等主要来源于糖蜜,而 SO42-来自酒精生 产中糖蜜的酸化。我们对蒸馏醪塔结垢样品进行 检测分析,结果见表 2。
| 表 2 蒸馏醪塔结垢样品成分分析 |
在 70~85℃时,CaSO4溶解度极低,每 100 g 水只能溶解 0.1966 gCaSO4[1],主要以沉淀形式存 在于醪液中。当达到 30%~40%(v/v)的酒精浓 度时,引起胶体迅速沉淀,吸附无机盐和悬浮物 质,在高温下,在醪塔层上生成坚硬积垢。悬浮 物质在糖蜜中含量较少,它主要吸附无机盐和胶 体而沉淀。
(3)当糖蜜质量差、纯度低的时候,稀释糖 蜜时,高、低糖浓度应适当控制低一些。这样, 虽然发酵成熟醪酒分低一些,但残糖分可控制在 较低的水平,可提高酒精的产率。另外,控制适 宜的成熟醪酒份,这样可使醪塔板层的酒精浓度 低于 30%(v/v),胶体便迅速溶于水而从醪塔底 废液管排出;由于胶体起到了粘合剂的作用,若 没有胶体的吸附,无机盐和悬浮物也难以沉淀和 吸附在醪塔的塔板上,难以形成结垢。
针对糖蜜酒精生产中蒸馏醪塔结垢的问题,我们采取了以下措施:
(1)暂时停用井水作稀释水,改用原水来作稀释水。
(2) 暂时停用明阳、 香山、 东江糖厂的糖蜜,主要用伶俐糖厂的糖蜜搭配糖蜜罐内少量的糖蜜来进行生产。
(3)将糖蜜发酵锤度由 33°Bx 降至 31°Bx。
(4)将硫酸加入量由 40~45 kg/t 减至 30 ~35 kg/t。
(5)原来为了减少酒精的异味,将醛塔顶部酒汽冷凝后,部分回流到成熟醪罐,使得进入醪塔的成熟醪酒份由10%~11%提高到了 12%~13%。现在暂时不再把醛酒回流到成熟醪罐,降低进入醪塔的成熟醪酒分。
(6) 清洗发酵流程; 并形成定期清洗发酵罐、冷凝器的制度。
采取以上措施后,蒸馏醪塔结垢的问题得到 了解决。运行数月后,经检查,发现醪塔板层、 塔壁上的垢层较薄,与往年的垢层相似,说明采 用上述方法来处理醪塔结垢的问题是可行的。
2007
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