【正文】 二、 澄清 、蒸發(fā) 工段 （一） 工藝流程 圖 26 澄清、蒸發(fā) 工段工藝流程圖 石灰乳（ 8oBe＇） 出廠 二次加熱（ 100~102℃ ） 多層連續(xù)沉降器 絮凝劑 （ ） 硫熏強度 （ 20~24mL） 石灰乳（ 8oBe＇） 預灰汁（ ~） 一次加熱（ 60~65℃ ） 清汁加熱（至 120~125℃ ） 磷酸 （ 300ppm） 無濾布真空吸濾機 濾汁 加熱（ 85~90℃ ） 散氣箱 制泡反應 濾泥 反應箱 上浮器 澄清汁 硫熏中和（ ~） P2O5(加到 300~350ppm) 泥汁 絮凝反應箱 斜波紋板快速沉 降器 泥汁 快沉清汁 加熱 （ 80~85℃） 清糖漿 絮凝劑（ 3ppm） 浮渣 絮凝劑（ 10ppm） 糖化鈣 （ 30ppm） 五效壓力真空蒸發(fā)系統(tǒng) 去煮糖 混合汁 混清汁 粗糖漿 （ 62oBx） 33 （二） 流程說明 1． 澄清工藝 混合汁經(jīng) 滾筒篩后進入混合汁箱 預灰，預灰 要求 pH 達 ~， 預灰 后進行 第一次加熱 （ 60~65℃） ， 加熱完畢后進入管道硫熏中和器，在此要求硫熏強度在 20~24mL 之間，中和汁 pH 在 ~ 之間，然后進行二次加熱（ 100~105℃ ），最后進入 多爾式連續(xù) 沉降器沉降。滲浸汁用無阻塞泵輸送。 第二節(jié) 工藝流程及說明 一、 壓榨工段（包括原料的起卸及預處理） （一） 工藝流程 圖 25 壓榨工段工藝流程圖 （二） 流程說明 甘蔗 地磅 喂蔗臺 起重機 1撕解機 1輸蔗機 卸 蔗臺 2撕解機 4耙齒式中間輸蔗機 4壓榨機 3耙齒式中間輸蔗機 2壓榨機 1耙齒式中間輸蔗機 1壓榨機 2核子稱 勻落機 吸鐵器 喂料槽 2耙齒式中間輸蔗機 3壓榨機 理平機 3撕解機 2輸蔗機 吸鐵器 打散機 1核子稱 5壓榨機 預灰汁 混合汁 滾筒篩 螺旋輸送機 蔗糠 曲篩 混合汁箱 石灰乳 磷酸 去澄清 蔗 渣 水 32 甘蔗運 入 糖廠，經(jīng)地磅稱重后送至蔗場，再用橋式起重機卸至蔗場堆放或直接卸至 卸 蔗臺，經(jīng)喂蔗臺均勻 落 至輸蔗機，輸蔗機上 按有三臺刀數(shù)均不一的逆轉(zhuǎn)撕解機 ， 以將甘蔗破碎至所需的破碎度 ， 同時 2輸蔗機 和快速輸蔗帶上均安有電磁除鐵器，以便除去原料中夾帶的鐵器。 包裝方法有人工及機械包裝兩種方法。這對保證白砂糖的質(zhì)量，減小糖分損失，節(jié)省干燥設(shè)備和 蒸汽消耗都有一定作用。 （三） 干燥 從離心機卸下的白砂糖，仍含有一些水分，水分含量因分蜜操作不同而異。 糖廠分離糖膏的離心分蜜機屬于常速的離心機，其分離因數(shù)在 600~2400之間 [12]。根據(jù) 30 糖廠經(jīng)驗，各種糖膏的助晶時間一般為：甲膏 2~4 小時，乙膏 4~6 小時，丙膏 20~24 小時。而水冷式助晶機冷卻較均勻，冷卻效率高，因冷卻面旋轉(zhuǎn)而傳熱效果好，助晶速率較快，糖膏溫度比較均勻，適合于丙糖膏的助晶 [4]。因此，助晶是結(jié)晶罐內(nèi)結(jié)晶過程的繼續(xù)。而 種子起晶法 與前兩者相比具有晶體數(shù)量容易控制，晶體質(zhì)量好等優(yōu)點，是比較理想的起晶方法。 （ 3） 糖糊法 此法一般是將乙糖（或粒子較小的糖）與糖漿混和成為一定濃度的糖糊，作為晶種用，晶體數(shù)量易于調(diào)節(jié)控制。 （ 2） 分割法 此法是 把已煮成的一罐糖膏（晶粒較小）分割成若干部分作為若干罐的 29 晶種，以此作為底料來煮糖。 注意，過飽和系數(shù)不能過高，否則將發(fā)生刺激起晶。操作條件如控制得好，便能發(fā)揮其起晶速度快、晶粒、整齊、粘晶、并晶少的優(yōu)點。該法晶核是逐步產(chǎn)生的，且受幾率的影響，生成晶核的數(shù)目多少，很不容易控制。綜合考慮，決定選用三段煮糖制度 ，此制度比較靈活，可以向二段半或三段半轉(zhuǎn)變，對糖漿純度的變化適應性強。 4． 高純度三段煮糖制度 [12] 其特點是在 糖漿純度較高的情況 下 ， 仍維持三段煮糖， 其 措施 是甲稀蜜全部回煮甲膏， 使甲膏純度接近于糖漿， 因而甲原蜜純度較低，從而乙膏、丙膏能控制在較低的純度范圍。此外，還便于逐步過渡到三段煮糖。此時可將前期貯存的廢蜜加以利用，若仍不夠，則應購進廢蜜。 1． 全產(chǎn)赤砂糖的一段煮糖制度 [12] 按糖漿純度的高低，分為三 種。因此，必須很好地把原料情況、任務要求、技術(shù)水平和設(shè)備投資等作為依據(jù)， 確定 好煮糖段數(shù) 、各種糖蜜的純度、各段糖膏的純度 。要求收回結(jié)晶糖要多，煮制過程要快，成品糖質(zhì)量要好，廢蜜帶走糖分要少，使用設(shè)備、耗用蒸汽和動力等要省。 綜合以上的分析可知， 等壓排水優(yōu)點多， 適應能力強 。但是容易產(chǎn)生串汽，汽凝水在后面的罐內(nèi)會占據(jù)部分加熱面積 而 使傳熱面積減少。 這種排水方法 設(shè)備簡單，正常生產(chǎn)時工作穩(wěn)定，安全可靠，沒有運動部件，不需維修，能回收部分汽凝水的熱量。四效真空蒸發(fā)與 五效壓力 真空蒸發(fā) 相比，雖然其在減少蔗糖轉(zhuǎn)化和焦化的損失方面顯示出一定的優(yōu)勢，但其汁汽利用率低，熱能浪費很大，熱能的綜合利用低。 從設(shè)備投資方面看， 帶濃縮罐的三效壓力蒸發(fā)由于全面抽出額外蒸汽，蒸發(fā)罐的總加熱面 積要大一些，熱力裝置要配備高壓鍋爐和 汽 輪機，管路的布置也比較復雜 ，投資費用高 。 從系統(tǒng)操作的穩(wěn)定性方面看， 帶濃縮罐的三效壓力蒸發(fā)由于大量抽取汁汽，用汽波動大， 波動對糖漿的濃度影響較大，對操作的要求比較高。 從對糖汁的影響方面看， 帶濃縮罐的三效壓力蒸發(fā)方案 全面抽用汁汽，糖漿濃度較高， 且 各效罐內(nèi) 溫度較高，糖分損失和色值的增加也較大。這種方案的第一效加熱蒸汽主要是絕對壓力為 ~的汽輪機乏汽，前面兩效是壓力蒸發(fā)，其汽汁可用于煮糖，系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性好，糖漿濃度穩(wěn)定，對生產(chǎn)波動性強，調(diào)節(jié)控制較易 ， 熱力綜合利用較合理，技術(shù)成熟 ， 從長遠來說較合算 [11]。四效罐的汁汽溫度會高一些，均可抽用，末效汁汽用于糖汁加熱，多余 24 的可進入冷凝器。以前，糖廠鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽壓力低 ，而且使用蒸汽機為原動機，蒸汽機的乏汽溫度較低，妨礙汁汽的全面抽用，抽汁汽量較少，熱利用較差，全廠的汽耗較高 [11]。但第一效罐的汁汽溫度會達到 130℃ 以上，糖汁易發(fā)生焦化，加深糖汁色值，影響白砂糖質(zhì)量。濃縮罐由噴射冷凝器抽真空，離開第三效罐的糖漿進入濃縮罐內(nèi)，通過自蒸發(fā)進一步濃縮，如果第三效的汁汽有多余時，可進濃縮罐 再利用 [11]。另外，效數(shù)的增加會增加有效溫差的損失，因為蒸發(fā)系統(tǒng)的總溫差是一定的，效數(shù)的增加會使每效罐所能分得的溫差減小，這會降低蒸發(fā)罐的蒸發(fā)強度，使蒸發(fā)罐的傳熱系數(shù) 下降，因此糖廠一般采用 3~5 效的蒸發(fā)方案。 （一） 蒸發(fā)方案 糖廠糖汁濃縮采用的是多效蒸發(fā)系統(tǒng)，其 工作原理：將幾個蒸發(fā)罐串連組合使用，各效壓力和溫度由前往后逐漸降低；當加熱蒸汽從第一效加入，罐內(nèi)糖汁受熱沸騰產(chǎn)生的二次蒸汽引入第二效做 為 加熱蒸汽，二效產(chǎn)生的二次蒸汽再引入第三效汽鼓，依次類推，末效 二次蒸汽 能利用的應盡量使用于物料的加熱， 多余的汁汽進入水噴射冷凝器 ，如果無法 使用則全部進冷凝器 。這些變化對糖漿的質(zhì)量、糖分回收、蒸發(fā)的生產(chǎn)效能會產(chǎn)生不良的影響，必須控制好這些變化。良好的蒸發(fā)系統(tǒng)類似于一個蒸汽分 配器，將較高溫度的蒸汽轉(zhuǎn)換成適合各工藝部門使用的蒸發(fā)汁汽，而本身消耗熱能不多。 而且糖漿上浮技術(shù)操作簡單，容易控制。 2． 糖漿上浮 糖漿上浮處理技術(shù)是利用氣泡將糖漿中的膠體 、 不溶物浮起而分離。正常的蒸發(fā)糖漿 pH 在 ~ 左右，經(jīng)硫熏后 pH 降至 ~，由于 pH 值降低，糖漿色值變淺。 (三 ) 粗糖漿處理 從蒸發(fā)罐出來的 粗糖漿還有較多的無機、有機雜質(zhì)，色值較高，渾濁不透亮， SO2 殘留量較高，不利于煮糖，對產(chǎn)品 的質(zhì)量影響較大。所得清汁可直接去蒸發(fā)。與前述濾汁回流至多層連續(xù)沉降器相同，只不過單層快速沉降器的處理時間比多層連續(xù)沉降器的短，糖分損失少些，清汁質(zhì)量也能符合要求。 磷酸上浮法 采用磷酸上浮法處理濾汁可以減少蔗糖轉(zhuǎn)化損失，澄清汁純度進一步提高；避免了鈣鹽的增加，有利于提高蔗糖產(chǎn)量和降低糖蜜量；濾汁停留時間短，減少了還原糖破壞；降低了色值和灰分 [8]。所以是不夠科學的處理方式。 20 三種設(shè)備中，干濾泥轉(zhuǎn)光度最低、生產(chǎn)效率最高工人勞動強度最低的都是無濾布真空吸濾機，而且無濾布真空吸濾機可以實現(xiàn)污水零排放，這是另外兩種設(shè)備所無法做到的。洗濾布用水量較大，水中污染物較多，不利于環(huán)境 保護。難以適應過濾性能不好的蔗汁，也不能處理高濃度（如 30oBx 以上）的糖汁。 但是 拆洗及裝機勞動強度大，環(huán)境衛(wèi)生差，濾布消耗多。 若過濾 不能比較完善地將糖汁中的固體微粒除去，使渾濁物進入濾液中 19 導致下列不良的結(jié)果 [2]： （ 1） 在進一步處理糖汁時引起非糖物復溶，降低了糖汁的純度，并加深了糖汁的色澤； （ 2） 引起蒸發(fā)罐生成過多的積垢，降低了蒸發(fā)效能； （ 3） 增加了廢蜜產(chǎn)率，減少白砂糖的產(chǎn)量。只起到增濃的作用，以減輕下一工序的負擔。可以采用低液面操作，使沉降器內(nèi)有較多空位，生產(chǎn)上有較大的緩沖余地，便于適應處理量和蔗汁沉降性質(zhì)的波動，并可根據(jù)各層清汁的清度適當控制其放出量 。清汁上升稍快或沉淀物沉降稍慢，清汁就將沉淀物帶走而使清汁渾濁。蒸發(fā)罐的入汁必須與之配合，不能有較大幅度的調(diào)節(jié)。 然而單層沉降器利用的是泥床過濾的作用，在碳酸法糖廠高加灰量和使用優(yōu)良絮凝劑的情況下，使用效果很好。 國內(nèi)也曾研究應用過單層沉降器 ，都是在碳酸法糖廠使用，雖經(jīng)過幾次改進，取得了一定效果，但在實際運行時，如果技術(shù)條件波動或入汁量較大，會出現(xiàn)清汁懸浮物多的情況，運行不很穩(wěn)定，效果不夠理想。 澳大利亞的 SRI 無盤式（ trayless）的單層沉降器是最簡單的環(huán)形槽進料及兩環(huán)管排汁的單層快速沉降器，整個沉降器的橫截面上能均勻地進汁和出汁，進料裝置較為合理，僅靠很小的液位差進汁，進料時對泥層的干擾不大，并通過泥層滲濾后才升至器頂。 單層快速沉降器 20 世紀 60 年代以后，糖廠應用絮凝劑越來越普遍。廣東曾有幾個大糖廠試用過此種型式，但效果不好，復改為一般的多爾式。蔗汁 從預備室經(jīng)過中間旋轉(zhuǎn)的大管向下流，進入第二層和第四層，它們部分再向上流入第一層和第三層。 TDJ 型沉降器主要特點是帶有攪拌器，沉降層傾斜角度比 TDW 型小得多，縮短了整個沉降器的高度；采用浮動液面，沉淀良好時采用低液面操作，可以有一定的緩沖暫貯容積，在排氣方面因有空心軸，蔗汁的散氣可以通過它向器頂送散，清除了放清汁時的噴射現(xiàn)象。蔗汁送入沉降器中的預備室，然后通過軸上的四方孔進入中心軸的內(nèi)套管，再通過出汁管分配入各沉降層。但是其泥汁濃度較低。 不同類型的連續(xù)沉降器有幾十種之多 ，其中較為普遍使用的有四五種。 (二 ) 蔗汁沉降與過濾 在制糖工業(yè)中 ，無論是石灰法、亞硫酸法或碳酸法糖廠，糖汁經(jīng)加灰、硫熏或飽充之后，將生成大量懸浮的膠體凝聚顆粒即沉淀物，要使沉淀物與 16 清汁分離，在糖廠均采用沉降與過濾兩種基本手段。缺點是混合汁中含有較多蔗糠類物質(zhì)，容易引起蒸發(fā)罐加熱管堵塞，高溫下蔗糠會水解，增加蔗汁色值和非糖分。 4． 磷酸亞硫酸法 [2] 磷酸亞硫酸法 是目前糖廠使用最為普遍的一種亞硫酸法， 此法的優(yōu)點是具有 較 高 的 清凈效率，清汁清澈透明，能適應各種不同性質(zhì)的蔗汁，只要適當改變工藝條件 即可滿足要求 ，所以很適合現(xiàn)代糖廠。此法的優(yōu)點是在同一設(shè)備中同時進行加灰和硫熏，克服了蔗糖轉(zhuǎn)化及還原糖分解。 15 2． 堿性 亞硫酸法 [2] 堿性 亞硫酸法 又可稱為先灰后硫法，此法的優(yōu)點是 非糖分的沉淀比較完全，清凈效率較高；蒸發(fā)罐的積垢較少。 所以本設(shè)計初步選用亞硫酸法澄清工藝。 由上述可知， 石灰法工藝主要是用于生產(chǎn)原糖或土糖，清凈效率比較低，不能用于生產(chǎn)白砂糖；碳酸法清凈效率高，除去的非糖分比較完全，制成的白砂糖純度較高，色值較低，貯存時也較少變色。此澄清方法的工藝流程較簡單，設(shè)備少，生產(chǎn)成本較低，清凈效率較高，能產(chǎn)出一級白砂糖，而且 該法生產(chǎn)工藝靈活多變，最重要的一點是亞硫酸法的濾泥都可以做為肥料賣給蔗農(nóng)，既帶來了經(jīng)濟效益又不污染環(huán)境。國內(nèi)有少部分甘 蔗糖廠采用石灰法生產(chǎn)赤砂糖，有很多小糖廠亦用少量石灰提凈蔗汁，生產(chǎn)片糖和紅糖粉等幾種土糖。 二、 蔗汁清凈 (一 ) 澄清方法 目前 甘蔗糖廠 使用過的 澄清方法有三種：石灰法、亞硫酸法、碳酸法 。復式滲浸法的稀汁不但回流，而且濃度總是略低于前座機入料殘留糖汁的濃度，這樣地逐級滲浸稀釋，可使混合汁的濃度有所提高。此法如圖 24 所示。 蔗料混合汁蔗渣熱水熱水 圖 23 混合式滲浸法 這種方法已經(jīng)很少使用，只 是 有些糖廠在末座壓榨機前無法加夠滲浸水時，才被迫這樣做，這種滲浸方法因滲浸水量少不能使蔗渣充分吸收稀汁或水，加至最后第二座蔗渣的水又少了一次滲浸機會，而達不到最好的效果