浮渣的处理

浮渣的浓缩
浮渣的处理

1、浮渣的浓缩
  在浮清器中,含气的絮凝物浮上液体表面以后,由于其中气泡的上升力及絮凝剂的凝聚能力,絮凝物的体积继续收缩,其中的糖浆逐渐流向下方,浮渣中不溶物的比例继续升高。在气泡幼细均匀、絮凝剂性能良好的情况下,浮渣中不溶性固体物质的重量比可高于6~8%,甚至可达10~12%。这一数值亦称为浮渣含泥量。浮渣含泥量越高,浮渣量就越少,其后的处理(如过滤)就较方便。因此应当让浮渣在浮清器中适当浓缩。
  浮清器中浮渣浓缩的程度除了决定于前面的处理(工艺条件、充气与絮凝剂等)以外,还受到浮渣浓缩时间的影响。后者决定于器内浮渣层的厚度和糖浆的真液面,液面低则浮渣层厚,浓缩时间较长,浓度升高。但浮渣的浓缩应以稳定为前提,如果浮渣稳定性不好,停留时间稍长就可能下掉,这就要及早排除。在浮渣浓缩过程中,其中的部分气泡会与絮凝物脱离,亦有些会破裂散失。气泡粗及絮凝不良时,这种情况较明显。如果气泡幼细及絮凝良好,浮渣的稳定性是很好的,静置几小时亦不会下掉(只会变得更浓)。在实际操作中,应根据浮渣的状况适当控制器内液面和浮渣层的厚度。
  含泥量高的浮渣是很粘稠的,在排渣槽口的垂直板壁上向下流得很慢,而较稀的浮渣则易于流下。
  最好定期分析浮渣的含泥量。一种简便的分析方法如下:称取26g浮渣放入100ml的容量瓶中,加水稀释和加醋酸铅澄清剂,再加水至刻度,摇匀后过滤,测定其直接旋光度,为p1。另取同一浮渣用200目尼龙网过滤,取清滤液26g作同上处理,测出其直接旋光度为p2。按旋光度平衡原理可知,浮渣中糖浆的百分比为(100×p1/p2),故浮渣含泥量g(%)为:

  p1

g = 100 ×( 1 -

----- ) %
  p2 

过去分析含泥量是将定量样品过滤,再用水洗净后烘干称重,但浮渣的过滤很慢,而且很难将其中糖分洗净,洗涤时又会将一部分非糖分溶去,影响分析准确度。

2、浮渣的处理
  浮渣的处理是完善气浮清净系统的重要环节。要充分回收浮渣中的蔗糖,还要防止浮渣中的杂质复溶。如果处理不当,就会降低总的效果,甚至产生副作用。
  在磷浮处理较好时,浮渣是很少的,处理也不困难。如榨蔗期大型糖厂的全部蒸发糖浆,磷浮处理的浮渣与蔗汁沉淀器的部分泥汁混合,用一台吸滤机就可以处理完。
  国外常用如下的处理方法,将糖浆磷浮的浮渣回流到混合汁中经过澄清流程,据说浮渣中的磷酸钙和絮凝剂可以继续发挥作用。广东数个糖厂曾试用过这种方法,对澄清过程没有影响,但蒸发罐生成积垢明显增加,特别是对前两效罐的影响更大。
  我们的研究表明,榨蔗糖浆磷浮时形成的浮渣,在稀释时有部分复溶。浮渣的稀释倍数越大,其中钙盐和硫酸盐的复溶越多。如一组试验将浮渣分别与不同倍数的水混合搅拌3分钟,及再加热到95℃过滤,它们的滤液分析结果如下表。

处 理 条 件 加水比例 bx  cao% bx so4%bx
常温搅拌3分钟 1:1 28.3 0.502 0.325
1:2 18.4 0.747 0.547
1:3 13.9 0.946 0.767

常温搅拌3分钟

再加热至95℃   

1:1 23.0 0.537 0.397
1:2 16.3 0.767  0.637
1:3 11.2 1.081 1.003 

炼糖时磷浮法的浮渣也是这样,将浮渣分别用不同倍数的水稀释、混匀后过滤,三次试验分析结果的平均值如下表。

浮渣加水倍数 bx 色值ºst cao%bx 灰份%bx
31.0 9.6 0.07 0.20
20.4 11.6 0.10 0.23
14.8 12.7 0.13 0.26

这些试验的结果都有相同规律,随着浮渣加水稀释倍数增大,滤汁中钙盐、硫酸根 和灰份对 bx的比例都显著升高。这说明了浮渣中的硫酸钙在稀释时更多地溶入水中。已经确证,硫酸钙是甘蔗汁中最大量的灰分,它和其他钙盐的溶解度都随糖液浓度升高而降低。这些钙盐原来在清汁中是溶解的,在蒸发时因水分减少、溶解度降低而析出,成为糖浆中的悬浮物,在磷浮处理时被捕集到浮渣之中。这些在浓缩时析出的无机物,在稀释时自然会复溶。
如果将磷浮排出的浮渣回流到混合汁中,浮渣中的硫酸钙部分复溶,进入蒸发罐后又复沉淀析出,一部分成为罐垢,一部分留在糖浆中,磷浮时又进入浮渣中,再回流到混合汁… …,这样就形成一种很有害的大循环。上表的数据还说明了,浮渣在加水稀释 倍数较大时,滤液的色值也较高,即沉淀物中的有色物亦有部分复溶。

因此,不论用甚么方法回收浮渣中的糖分,都应该尽量避免过度的稀释,并尽可能缩短处理的时间,使已经成为沉淀物的非糖分尽快排出,避免回流。在榨季期间,将这些浮渣与沉淀器部分泥汁混合过滤是较好的方法,这种滤泥不要过度洗水。

国外处理榨蔗糖浆的磷浮法,最初都是将浮渣回流混合汁。后来英国 tate & lyle公司设计的 blanco directo 法,改为将浮渣与泥汁混合过滤,减少了杂质的大循环。该公司设计的炼糖厂的浮清系统,原糖回溶糖浆加入阳离子脱色剂并用磷浮处理,生成的浮渣采用两级(或三级) 的逆流反洗再浮清的方法,回收其中的蔗糖。 配备两组(或三组) 较小型的浮清系统,浮渣连续顺序经过用甜水稀释、充气加絮凝剂再浮清,得到的浮渣重复这种处理,如是进行两次或三次。末级的稀释用清水,洗出的浮清液送向前一级,最前级洗出液则用于溶糖。浮渣经此处理后即排走,不经过滤设备。这种两级的系统,前级洗出液为10~15ºbx,后级洗出液为 2~4ºbx,每级加絮凝剂约1mg/l。