多點(diǎn)預(yù)灰低碳清凈工藝在亞硫酸法糖廠的應(yīng)用

吳 輝，羅煥祥，蘇喜德，馮永茂，韋國(guó)權(quán)，溫亦欽，韋連巍，李覃平，鄧立高

（1.廣西來賓湘桂糖業(yè)有限責(zé)任公司，廣西 來賓 546100；2.廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，廣西 南寧 530004）

0 前言

甘蔗制糖生產(chǎn)中的清凈過程，要盡可能多地除去非糖成分，以便在結(jié)晶過程中得到優(yōu)質(zhì)的白砂糖，并取得好的糖分收回率。蔗汁中的各種糖分及非糖分以膠體狀態(tài)分散于蔗汁中，清凈過程是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程。亞硫酸法甘蔗糖廠常用澄清劑是石灰、二氧化硫、磷酸和絮凝劑等，清凈時(shí)主要利用它們?cè)谀骋惶囟ǖ膒H值對(duì)蔗汁中的各種膠體起混合、反應(yīng)、凝聚和絮凝等作用，最后使蔗汁中的細(xì)小懸浮膠體雜質(zhì)聚集成為粗大的絮凝沉淀物，同時(shí)產(chǎn)生大量沉淀鈣鹽，這些沉淀具有良好的吸附作用，有助于蔗汁的清凈及除去色素。二氧化碳是碳酸法糖廠的主要澄清劑，與石灰乳生成的碳酸鈣沉淀是良好的吸附劑，碳酸法由于利用了兩個(gè)最適凝聚點(diǎn)，除去的非糖分比較完全，清凈效果比亞硫酸法的好，產(chǎn)品質(zhì)量更好，貯存時(shí)也較少變色［1］。

我國(guó)甘蔗糖廠大多采用亞硫酸清凈工藝，由于存在清凈效率不夠高，產(chǎn)品白砂糖二氧化硫殘留量較多、白砂糖貯存時(shí)易返色等缺點(diǎn)，因此糖廠進(jìn)行了各種亞硫酸法工藝的改進(jìn)實(shí)踐。廣西來賓湘桂糖業(yè)有限責(zé)任公司（原廣西來賓永鑫糖業(yè)有限公司）在亞硫酸法傳統(tǒng)流程上，在硫熏中和后應(yīng)用鍋爐煙氣二氧化碳飽充中和汁的清凈工藝，清凈效率、清混汁純度差均有所提高，白砂糖色值、殘硫量有所降低［2］。

為進(jìn)一步改良清凈工藝，提高清凈效果，廣西來賓湘桂糖業(yè)有限責(zé)任公司參考其他制糖廠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本廠的實(shí)際情況，2018/2019年榨季進(jìn)行了多點(diǎn)預(yù)灰低碳清凈工藝的技術(shù)改造生產(chǎn)實(shí)踐。

1 多點(diǎn)預(yù)灰低碳清凈工藝

1.1 多點(diǎn)加灰的高堿預(yù)灰工藝

采用多點(diǎn)漸進(jìn)式預(yù)加灰，使糖汁pH值逐漸升高，使糖汁中的各種雜質(zhì)逐漸凝聚析出和形成穩(wěn)定結(jié)實(shí)的沉淀物；加灰至強(qiáng)堿性可使更多的膠體和非糖分凝聚析出，從而清凈過程除去的非糖分總量較多，清汁純度顯著提高［3］。

2018/2019年榨季高堿預(yù)灰工藝為：預(yù)灰分5個(gè)點(diǎn)，加灰至規(guī)定pH值。壓榨機(jī)1#蔗汁槽pH值7.0～7.5，壓榨機(jī)3#蔗汁桶pH值10～11，壓榨機(jī)5#蔗汁桶pH值8～8.5，壓榨混合汁箱pH值10～10.5，制煉混合汁箱出口pH值10～11（硫熏中和前）。石灰乳濃度8～10°Be′。

1.2 鍋爐煙氣二氧化碳飽充中和汁低碳清凈工藝

采用磷酸亞硫酸清凈工藝。壓榨車間的混合汁經(jīng)前述的多點(diǎn)預(yù)灰低碳清凈工藝、加熱處理后，進(jìn)行硫熏中和處理，得到的中和汁送入飽充反應(yīng)器，與鍋爐煙氣的二氧化碳進(jìn)行飽充反應(yīng)。二氧化碳來自鍋爐煙道氣。鍋爐煙道氣首先經(jīng)過除塵、降溫、汽水分離，再通入壓縮機(jī)升壓至0.2MPa，送入吸附塔系統(tǒng)，變壓吸附提純煙道氣中的二氧化碳，最終將二氧化碳?xì)怏w純度提到10%～20%，送入飽充系統(tǒng)，進(jìn)行反應(yīng)［4］。使用的飽充設(shè)備是一種新型糖廠飽充系統(tǒng)——中和汁內(nèi)循環(huán)螺旋連續(xù)式飽充反應(yīng)器［2］，二氧化碳煙氣從反應(yīng)器上部引入至器底的鼓泡器中，中和汁自器底的切線方向送入，與二氧化碳煙氣混合螺旋上升，二氧化碳煙氣與中和汁在反應(yīng)器內(nèi)做有規(guī)則的循環(huán)撞擊運(yùn)動(dòng)，充分混合反應(yīng)，二氧化碳與中和汁中鈣離子反應(yīng)生成碳酸鈣顆粒，吸附非糖分，得到更好的清凈效果。碳飽充汁經(jīng)加熱后送入沉降器進(jìn)行沉降處理。后續(xù)處理按照糖廠常規(guī)的磷酸亞硫酸法清凈工藝流程進(jìn)行。

主要工藝指標(biāo)有：硫熏強(qiáng)度：23.0～29.0 mL；總磷酸值：400～450 mg/kg；清汁pH 值7.4～7.6；濾汁pH 值7.4；粗糖漿pH 值7.1～7.3，經(jīng)上浮后pH 值6.8～7.0；清糖漿pH 值6.8～7.0。

表1 項(xiàng)目實(shí)施前后清汁查定統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

2 結(jié)果與分析

由表1可知，清混汁重力純度差提高了28.04%，達(dá)到2.67GP；清凈效率提高了23.54%；清汁色值降低了16.31%，從結(jié)果看降低到了1000IU左右；清汁濁度下降了22.51%。取得了比項(xiàng)目實(shí)施前更好的清凈效果。主要原因就是通過多點(diǎn)預(yù)灰與低碳清凈工藝的結(jié)合，使更多的膠體和非糖分凝聚析出，磷酸鈣、亞硫酸鈣的反應(yīng)更充分，加上碳酸鈣沉淀物的強(qiáng)吸附性能，除去了更多的色素、其他非糖分，從而實(shí)現(xiàn)了更好的清凈效果。

沉降速度提高了27.88%，過濾速度提高了50.89%。主要原因是較強(qiáng)堿性條件下，促進(jìn)了磷酸鈣、亞硫酸鈣的反應(yīng)生成，結(jié)合碳酸鈣沉淀物的生成，沉淀物更結(jié)實(shí)、壓縮性更小，因此沉降、過濾性能更好，提高了沉降、過濾的生產(chǎn)效率，也減少了糖分損失。

清汁鈣鹽含量降低了11.43%。主要原因是較強(qiáng)堿性條件下，促進(jìn)了磷酸鈣、亞硫酸鈣的反應(yīng)，反應(yīng)更充分，生成沉淀物更完全，從而減少了清汁鈣鹽的含量。

清汁還原糖含量降低了14.89%。主要原因是多點(diǎn)預(yù)灰低碳清凈工藝的實(shí)施，蔗汁較長(zhǎng)時(shí)間處在較強(qiáng)堿性條件下，還原糖分解速率、分解量都增多。但從生產(chǎn)效果看，由于多點(diǎn)預(yù)灰低碳清凈工藝的清凈效率提高，還原糖的分解增多的負(fù)面影響得到解決，總體清凈效果提高。

3 結(jié)論

生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，多點(diǎn)預(yù)灰低碳清凈工藝的實(shí)施，最明顯的變化體現(xiàn)在清混汁純度得到了大幅度提高，同時(shí)硫磺消耗量下降。多點(diǎn)預(yù)灰也強(qiáng)化了整個(gè)壓榨過程的消毒殺菌效果。從煮糖反映的情況來看物料黏度比以往有所下降，煮糖對(duì)流效果得到提高。生產(chǎn)中未出現(xiàn)壓榨機(jī)入輥困難、鍋爐結(jié)焦以及產(chǎn)品大幅度增色等異?，F(xiàn)象?？傮w上看，該工藝對(duì)制糖生產(chǎn)起到很好的促進(jìn)作用。

使用該工藝投資、維護(hù)成本低，可自行改造。利用壓榨車間原有的石灰乳桶，加裝分管至各預(yù)灰點(diǎn)，如能利用好閑置的檢測(cè)裝置則投入費(fèi)用更低，可起到小投入，大收回的作用。鍋爐煙氣二氧化碳飽充中和汁低碳清凈工藝并沒有延長(zhǎng)傳統(tǒng)磷酸亞硫酸法流程，可把中和汁箱改造成飽充反應(yīng)器，飽充時(shí)間2min左右，設(shè)備基本沒有積垢，故飽充反應(yīng)器不用備用，中和汁泵全榨季不用輪換。

濾泥為微堿性，可生產(chǎn)肥料，不產(chǎn)生污染問題。鍋爐煙道氣二氧化碳回用于生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)其資源化利用，可以減少制糖企業(yè)二氧化碳排放量，減少制糖生產(chǎn)對(duì)環(huán)境不良影響，促進(jìn)制糖清潔生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步。