2011
2. 广州甘蔗糖业研究所, 广东省甘蔗改良与生物炼制重点实验室, 广东, 广州 510316
2. Guangzhou Sugarcane Industry Research Institute/Guangdong Key Lab of Sugarcane Improvement & Biorefinery, Guangzhou 510316
目前，我国甘蔗制糖行业对沉淀泥汁大多采用 无滤布式真空吸滤机进行处理，该设备工艺灵活、 适应性强，解决了有滤布式真空吸滤机的洗滤布水 污染问题，但是经处理后的滤汁含有大量的沉淀物， 颜色深，需要回流澄清或直接再处理方可与清汁混 合进入下一道工序[1]。现多数糖厂采用滤汁快沉技 术单独处理滤汁，以达到直接入蒸发罐的要求。
在糖厂使用的滤汁快沉主要有单层沉淀池、平 流沉淀池、斜板式沉淀池和静态快速沉降器4 种[2]， 其中：单层沉淀池存在出汁易混浊、工作状态不够 稳定、处理效率低、糖汁停留时间长等缺陷[3]；平 流式沉淀池和斜板式沉淀池的沉淀物容易受到流态 和刮泥装置的扰动，造成“反底”[4]；静态快速沉 降器克服了上述的一些问题，但是其对外部条件控 制比较严格，入汁流量一定要稳定，散气要完全， 滤汁进入沉降器前需经2 级散气，使滤汁充分散气， 否则易造成“反底”[2]。综合以上设计方案，广州 甘蔗糖业研究所设计改进出挡板式滤汁快速沉降系 统，第2 代产品于2010/11 年榨季在洋浦南华糖业 集团多家糖厂运行，取得良好效果。以下对该系统 的研究和应用做初步阐述。
挡板式滤汁快沉系统包括快速沉降器和全自动 控制系统2 部分，基本工艺流程如下图1 所示。滤 汁收集在缓冲箱中，经加热后依自重流至散气箱和快沉池，滤汁宽口进入快沉池，减少对池体流态冲 击，并在池内分格作折线流动，格内流体互相影响 小、液面保持近似静态，保证出汁口清汁不混浊。 改进设计的泥汁排放装置采用低速螺旋方式，其扰 动小、排泥顺畅、无死角，避免了沉积泥汁的发酵 产气等不良影响。
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图1 挡板式滤汁快沉系统基本工艺流程图 |
滤汁快速沉降器采用全自动控制系统，通过 PLC 对滤汁温度、流量、助剂等关键参数实现稳定 控制，提高澄清效果，减少操作带来的不稳定性， 并可降低能耗。助剂仅使用絮凝剂，添加量仅为2～ 3 ppm（对滤汁），生产成本较低。
整个全自动控制滤汁快沉工艺过程没有复杂控 制操作，流量相对稳定，滤汁在沉降器中基本不受 干扰；快沉池设备改进了滤汁入口的水平槽，减少 对第1、第2 块挡板间液体的冲击；各挡板的开口 均在板边缘，开口大小依各厂的处理能力经计算决 定，且有10%～20%的富余设计；排泥槽双螺旋设 计，减少传动阻力和泥汁死角，避免泥汁的沉积造 成发酵产气等不良影响，采用新型设计的密封结构 和特殊密封材料，耐受性更强，可经受高温、长时 间摩擦的考验。整套设备无复杂机械传动，泥汁靠 重力作用在锥面沉积，排泥槽采用性能稳定、操作 方便和故障小的螺旋器件，整个榨季箱体部分不用 维修，运行操作费用低。
该系统在2010/11 年榨季在洋浦南华糖业集团 广西片区5 家糖厂进行生产应用。通过调试，设备 运转顺利，处理后各项指标均达到厂要求，大大减 轻生产压力。根据洋浦南华糖业集团生产技术部统 计分析资料，表1 列出该系统验收期间各厂指定技 术指标的完成情况，分析方法按文献[5]进行相关检 验分析。
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表1 滤汁快沉系统技术指标完成情况分析表 |
从表1 可以看出，经快沉处理后的清汁均达到 直接入蒸发罐要求，泥汁不回流，直接去真空吸滤 机处理，大大提高了糖厂综合生产效能，明显减轻 糖厂管理压力。现场查定可以看到，滤汁沉降速度 快，在沉降器中停留时间较短（25 min 左右），和往 年滤汁返回中和汁箱再回连续沉淀池重新沉降2 h 相比，大大减少处理时间，降低蔗糖转化损失，提 高了澄清效率，同时也减轻了连续沉淀池的负担。 表1 中田阳糖厂的混浊度平均值1323 MAU， 经现场和化验室分析，其原因是该厂新更换了撕裂 机和刀片，甘蔗破碎度较高，中和汁澄清后的泥汁 中含有大量的蔗糠所致。但清汁经曲筛过滤后，基 本不影响后序工艺和产品品质。
洋浦南华糖业集团生产技术部进一步分析了滤 汁快沉池和沉淀池处理后糖汁澄清指标，具体项目 和结果见表2。从表2 中可以看出，采用该套滤汁 快沉系统后澄清效率明显提高（平均较2009/10 年 榨季提高2.4 个百分点），混清汁纯度差较2009/10 年榨季平均提高0.288AP。该套滤汁快沉工艺技术， 避免滤汁因回流处理而导致糖分损失及非糖分增 加，提高了澄清效率，对提高糖分收回具有重要意 义。
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表2 快沉池与沉降池澄清效果分析表 |
为进一步证实该套滤汁快沉系统的澄清作用， 洋浦南华糖业集团生产技术部对同片区的不同糖厂 进行对比分析，即对使用滤汁快沉和未使用的厂家 进行对比，结果如表3 所示。从表3 看出，使用滤 汁快沉和未使用滤汁快沉的糖厂，各项指标存在很 大的差别，使用滤汁快沉的优势是很明显的。
为进一步评价该系统对产品品质的影响，生产 技术部对上述5 家厂白砂糖的品质进行分析，分析 结果见下表4。从表4 看出，整体上对产品一级品 率、高品质糖比例有很大的提高，其经济效益也很 可观。其中那桐糖厂该榨季仅进行了滤汁快沉的技 改，设备顺利运行后产品质量明显提高，至2011 年2 月28 日没有出二级糖，高品质糖品率达到72.45%， 比2009/10 年榨季增加10.06%，充分证明该系统的 性能和工艺效果；其他4 家厂产品质量有不同的变 化，总体来看该系统的作用还是比较明显的。
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表3 使用滤汁快沉和未使用的厂家糖汁各项指标分析表 |
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表4 成品糖分析表 |
在生产调试和使用中，该套系统还存在如下几 方面的不足：
（1）澄清滤汁与沉降澄清汁相比还不够透亮， 有少量悬浮杂物。该问题经现场挡板的调整可以取 得一定的效果，通过不断的设计改进，该问题可望 得到解决。
（2）建议在排泥管加装视镜，以方便观察泥汁 排出情况。
（3）工艺用水的水质波动对助剂开兑性能有一定影响，严重时会影响到快沉系统的沉降效果，应 注意保证助剂开兑用水的质量。
挡板式滤汁快速沉降系统采用全自动控制装 置，操作稳定，生产均衡，减轻了工人劳动强度， 给生产上带来了诸多便利，工人操作简单、易上手， 日常管理也较容易，快沉后清汁效果也较好，对糖 分回收有重要作用。经过近一个榨季的生产使用， 虽然整套设备还有待完善，但从使用情况来看，整 体性能良好，运行可靠，较好地解决了滤汁难处理 的问题。5 家糖厂的运行显示：快沉前后浊度平均 低于1500MAU、纯度差平均值+0.509AP、pH 值平 均差值0.0221、高品质糖品率平均提高6.536%，处 理的滤汁不回流，澄清汁完全达到直接入蒸发罐要 求，泥汁直接去吸滤机，大大减轻生产压力，提高 了生产效率、产品品质和糖分回收率。
| [1] | 广西天人科技开发有限公司,广西永鑫华糖有限公司,广西大新雷平永鑫糖业有限公司.糖厂无滤布吸滤机滤汁处理的研究和生产应用[J]. 甘蔗糖业,2005(3):30-34. ( 1)
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| [2] | 蔡惠贤,李凯,谢彩锋,等.几种无滤布真空吸滤机滤汁的处理技术[J]. 广西轻工业,2007(9):5-7. (2)
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| [3] | 梁积勋,韦锦然,黎凯.单层快速沉降器在亚法糖厂的应用[J]. 甘蔗糖业,2008(1):47-51. (1)
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| [4] | 王成华.斜波纹板快速沉降器处理滤汁的原理与效果(上).甘蔗糖业,2007(6):31-33. (1)
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| [5] | 中国轻工总会甘蔗糖业质量监督检测中心,甘蔗制糖化学管理分析方法[M]. 广州:中国轻工总会甘蔗糖业质量监督检测中心,1995. (1)
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