8000td磷酸亞硫酸法甘蔗糖廠初步設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)精

1、目 錄 第一章 總論 .1 第一節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù) .1 第二節(jié) 設(shè)計(jì)依據(jù) .1 第三節(jié) 設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)規(guī)范 .1 第四節(jié) 產(chǎn)品方案及產(chǎn)品規(guī)格 .2 第五節(jié) 生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)方法 .3 第六節(jié) 主要原料、燃料及動力供應(yīng) .4 第七節(jié) 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) .6 第八節(jié) 本設(shè)計(jì)主要特點(diǎn) .7 第二章 工藝方案 .9 第一節(jié) 生產(chǎn)方法的選擇 .9 第二節(jié) 工藝流程及說明 .31 第三章 物料衡算 .37 第一節(jié) 壓榨工段物料平衡計(jì)算 .37 第二節(jié) 澄清工段物料平衡計(jì)算 .41 第三節(jié) 蒸發(fā)工段物料平衡計(jì)算 .49 第四節(jié) 煮糖工段物料平衡計(jì)算 .53 第五節(jié) 糖分平衡及生產(chǎn)實(shí)績 .64 第四章 熱力衡算 .

2、66 第一節(jié) 熱力方案的選擇及論證 .66 第二節(jié) 熱力衡算 .71 第三節(jié) 全廠能耗及平衡計(jì)算 .95 第五章 設(shè)備衡算 .104 第一節(jié) 設(shè)備選型的依據(jù)和原則 .104 第二節(jié) 設(shè)備的選型及計(jì)算 .104 第三節(jié) 全廠設(shè)備一覽表 .148 參考文獻(xiàn) .153 致 謝.155 第一章 總論 第一節(jié)設(shè)計(jì)任務(wù) 本設(shè)計(jì)的任務(wù)：應(yīng)用糖漿上浮技術(shù)的 8000t/d 磷酸亞硫酸法甘蔗糖廠初 步設(shè)計(jì)。 第二節(jié)設(shè)計(jì)依據(jù) 本設(shè)計(jì)的主要依據(jù)如下： 一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 根據(jù)廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院制糖工程教研室下達(dá)的畢業(yè)設(shè)計(jì) 任務(wù)書進(jìn)行設(shè)計(jì)。 二、實(shí)習(xí)資料 根據(jù)生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)所收集的資料為依據(jù)。 三、文獻(xiàn)資料

3、根據(jù)甘蔗糖廠設(shè)計(jì)手冊 、 甘蔗糖廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 、 甘蔗制糖原理與技術(shù) 等文獻(xiàn)資料，并結(jié)合搜索、查閱的資料進(jìn)行設(shè)計(jì)。 第三節(jié)設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)規(guī)范 一、設(shè)計(jì)原則 (一) 遵守國家規(guī)律、法規(guī)，貫徹執(zhí)行國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)方針、政策和基本 建設(shè)程序，特別應(yīng)貫徹執(zhí)行提高經(jīng)濟(jì)效益和促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的方針，響應(yīng)國 家發(fā)展糖業(yè)的號召。重視提高產(chǎn)品效益和質(zhì)量。 (二) 本著切合實(shí)際、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)成熟、安全適用、便于管理的原 則，積極用經(jīng)過生產(chǎn)考驗(yàn)的先進(jìn)成熟的先進(jìn)工藝、技術(shù)和設(shè)備，努力提高 機(jī)械化、自動化水平，減輕勞動強(qiáng)度，改善勞動條件，合理使用勞動力， 提高勞動生產(chǎn)率，力求達(dá)到投資少、見效快、質(zhì)量好、成本低的要求。 (三)

4、注意節(jié)約能源和充分利用當(dāng)?shù)刭Y源，設(shè)計(jì)中盡量節(jié)約用地、不占 或少占良田，充分利用荒山、空地、劣地和山地。發(fā)揮現(xiàn)有工業(yè)基地的潛 力，加強(qiáng)工業(yè)化協(xié)作，積極實(shí)行綜合利用，支援農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。搞好“三廢” 處理，防止污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。 (四) 遵照國家各項(xiàng)設(shè)計(jì)規(guī)范和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，充分考慮勞動安全和保 健要求。 (五) 注意未來的技術(shù)發(fā)展和生產(chǎn)發(fā)展趨勢，設(shè)計(jì)中應(yīng)留有擴(kuò)建和改造 的余地。 總之，要求技術(shù)成熟先進(jìn)且安全適用，經(jīng)濟(jì)合理可行，切合實(shí)際，便 于生產(chǎn)管理。 二、設(shè)計(jì)規(guī)范 (一) 根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量要求，確定應(yīng)用糖漿上浮技術(shù)的 8000t/d 磷酸亞硫 酸法甘蔗糖廠的生產(chǎn)方法和流程。 (二) 進(jìn)行全廠物料衡算，編

5、制物料總表。 (三) 選定蒸發(fā)方案，進(jìn)行全廠熱力衡算。 (四) 在上述計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)備選擇的計(jì)算，確定設(shè)備規(guī)范、型號、 臺數(shù)及有關(guān)附屬設(shè)備等，并編制設(shè)備規(guī)范表。 (五) 編制設(shè)計(jì)說明書。 (六) 繪制物料流程圖 1 張（0 號圖） ，汽-汽凝水流程圖 1 張（0 號圖） 。 第四節(jié)產(chǎn)品方案及產(chǎn)品規(guī)格 一、產(chǎn)品方案 全產(chǎn)一級白砂糖。 目前我國的人均食糖量仍遠(yuǎn)低于國外發(fā)達(dá)地區(qū)，隨著人們生活水平的 提高和飲食結(jié)構(gòu)的改善，以及食品、飲料、制藥等行業(yè)的發(fā)展，市場對食 糖的需求量越來越大。我國市場上一級白砂糖較受消費(fèi)者的歡迎，無論是 個人飲食還是各行業(yè)都以一級白砂糖為主，一級白砂糖在各級白砂糖中的 需

6、求量最大。利潤空間也較大。同時(shí)，生產(chǎn)一級白砂糖在現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)技術(shù) 基礎(chǔ)下是比較可行的。而赤砂糖的市場需求量較小，價(jià)格低，經(jīng)濟(jì)利益較 小，赤砂糖正在逐漸淡出市場。為了滿足市場需求，提高產(chǎn)品競爭力以獲 取更大的利潤，節(jié)省投資和生產(chǎn)成本，決定全產(chǎn)一級白砂糖，廢蜜作為副 產(chǎn)品外賣。 二、產(chǎn)品規(guī)格 國家 2006 年 10 月 1 日開始實(shí)施了新的白砂糖質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（gb317-2006） 。 一級白砂糖指標(biāo)具體內(nèi)容如下。 表 1-1 白砂糖理化標(biāo)準(zhǔn)（gb317-2006）1 項(xiàng) 目指 標(biāo) 蔗糖分/% 99.6 還原糖分/% 0.1 電導(dǎo)灰分/% 0.1 干燥失重/% 0.07 色值/iu 150 混濁度/m

7、au 160 不溶于水雜質(zhì)/mg/kg40 表 1-2 白砂糖衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（gb317-2006）1 項(xiàng) 目 指 標(biāo) 二氧化硫/mg/kg 30 砷（以 as 計(jì)）/mg/kg0.5 鉛（以 pb 計(jì)）/mg/kg0.5 菌落總數(shù)/cfu/g 100 大腸菌群/mpn/100g 30 致病菌（系直腸道致病菌和致病性球菌）不得檢出 酵母菌/cfu/g10 霉菌/cfu/g 25 螨不得檢出 第五節(jié)生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)方法 一、生產(chǎn)規(guī)模 結(jié)合我區(qū)的實(shí)際情況以及當(dāng)?shù)氐木唧w條件，根據(jù)國家發(fā)展糖業(yè)計(jì)劃， 為了滿足國內(nèi)消費(fèi)市場（特別是食品、飲料等行業(yè)）對食糖日益增長的需 求，緩解當(dāng)?shù)貏趧泳蜆I(yè)壓力，增加政府的財(cái)政收入

8、，實(shí)現(xiàn)工農(nóng)結(jié)合，增加 當(dāng)?shù)卣徂r(nóng)的經(jīng)濟(jì)收入，提高人民的生活水平，擬建一個日處理原料甘蔗 8000 噸的磷酸亞硫酸法糖廠。 二、生產(chǎn)方法 （一） 甘蔗提汁 采用壓榨法提汁，壓榨機(jī)列由恒比式三輥榨機(jī)組成，滲浸方式采用復(fù) 式滲浸，滲浸水在第四座榨機(jī)后輥排出的蔗渣出口處加入，第一、二座壓 榨機(jī)壓出的蔗汁合并為混合汁。 （二） 蔗汁清凈 采用磷酸亞硫酸法進(jìn)行澄清。中和汁經(jīng) tdj 連續(xù)沉降器沉降，澄清汁 入清汁箱，泥汁經(jīng)無濾布真空吸濾后的濾汁使用快速沉降器處理后入清汁 箱與澄清汁混合，清汁加熱用列管式加熱器加熱。 （三） 蔗汁蒸發(fā) 采用五效壓力真空蒸發(fā)方案，蒸發(fā)后的粗糖漿經(jīng)上浮處理后得到清糖 漿，糖漿加熱

9、用列管式加熱器加熱。 汽凝水的排除采用等壓排水系統(tǒng)，第一、二效汽凝水經(jīng)化驗(yàn)合格后作 為鍋爐入爐水，其他各效汽凝水可用于煮糖、滲浸。 （四） 結(jié)晶成糖 煮糖制度采用三段煮糖制度，全產(chǎn)一級白砂糖。赤砂糖全部回溶煮甲 糖；廢蜜作為副產(chǎn)物直接出廠。 第六節(jié)主要原料、燃料及動力供應(yīng) 一、主要原料 (一) 甘蔗 蔗糖分：15.0% 纖維分：11.8% 非糖分：2.5% 水 分：70.7% (二) 石灰2 含有效 cao：80%以上 不溶于鹽酸固溶物：2%以下 硅酸（sio2）：2%以下 氧化鎂：2%以下 硫酸鹽（so3）：0.2%以下 碳酸鹽（co2）：2%以下 石灰乳濃度：8obe 用量：有效 cao

10、對蔗比 0.22%c 來源：市場購買 (三) 硫磺（gb3150-1999）3 硫（s）含量（以干基計(jì)）：99.9 % 灰分：0.03%以下 酸度（以 h2so4計(jì)）：0.003%以下 有機(jī)物含量：0.03%以下 砷（as）含量：0.0001%以下 水分：0.10%以下 so2吸收率：99.8% 用量：0.1c 來源：市場采購 (四) 工業(yè)磷酸（gb3149-2004）3 磷酸(h3po4)含量：75.086.0% 砷（as）含量：0.00005%以下 氟化物（以 f 計(jì)）含量：0.001%以下 重金屬（以 pb 計(jì)）含量：0. 0005%以下 硫酸鹽(以 so4計(jì))含量：0.005%以下 易

11、氧化物(以 h3po3計(jì))含量：0.012%以下 稀釋濃度：12% 來源：市場采購 (五) 絮凝劑 日本產(chǎn) t-1150 絮凝劑 用量：3mg/l(對汁) 來源：市場采購 (六) 消泡劑 t-9002a t 型固體消泡劑 來源：市場采購 (七) 編織袋 內(nèi)襯薄膜食品袋 容量：50kg/袋 來源：市場采購 二、燃料 （一） 蔗渣 含水分：48%以下 糖度：3%以下 （二） 煤 發(fā)熱量：12546kj/kg 來源：市場采購 （三） 木材 廠外購進(jìn)，少量，用于開榨時(shí)鍋爐引燃。 三、動力 （一） 水 由江、河等取水，要求污染少，硬度適中。 （二） 電 分外電和內(nèi)電兩種，外電由外電網(wǎng)拉入，內(nèi)電由自發(fā)電汽

12、輪機(jī)發(fā)電。 （三） 汽 鍋爐產(chǎn)生生蒸汽，生蒸汽經(jīng)汽輪機(jī)發(fā)電后產(chǎn)生乏汽，蒸發(fā)罐蒸發(fā)蔗汁 時(shí)產(chǎn)生汁汽，要求蒸發(fā)、煮糖等工藝用汽盡量用汁汽。 第七節(jié)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 壓榨抽出率：96.7% 蔗渣水分：48% 末輾汁純度：68% 滲浸水量：20%c 混清汁純度差：1.22% 糖漿濃度：62bx 廢蜜重力純度：38gp 煮煉收回率：90.53% 總收回率：87.55% 產(chǎn)糖率：13.18% 濾泥轉(zhuǎn)光度：5.0% 未測定損失：1.0% 標(biāo)汽耗：40.54% 標(biāo)煤耗：4.51% 榨季生產(chǎn)天數(shù)：150 天 第八節(jié)本設(shè)計(jì)主要特點(diǎn) 本設(shè)計(jì)采用磷酸亞硫酸法生產(chǎn)工藝，主要特點(diǎn)是采用糖漿上浮取代糖 漿硫漂，同時(shí)濾汁采用

13、快沉處理。 一、糖漿上浮工藝 2006 年國家出臺了新的白砂糖衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，白砂糖的二氧化硫殘留量由 50mg/kg 下調(diào)至 30mg/kg 以下，這就要求糖廠采用更為嚴(yán)格的工藝去控制 制煉過程中的硫熏中和和糖漿硫漂工序。 傳統(tǒng)的亞硫酸法中蔗汁經(jīng)過硫熏，清汁中的 so2含量一般為 180280mg/kg，如澄清工藝條件控制不當(dāng)，so2含量還會更高。另外，加 入的 ca(oh)2和 so2在中性下有相當(dāng)部分未形成 caso3沉淀物而形成可溶 性的亞硫酸鹽殘留在糖液中，使 so2及鈣鹽含量相當(dāng)高。其次，為了降低 色值、粘度及減少糖漿的雜質(zhì)，粗糖漿還經(jīng)硫漂。但許多廠的實(shí)踐證明， 雖然可以除去一部分雜質(zhì)，

14、但糖漿硫漂起到脫色的作用很小或不起脫色作 用，如過度硫漂還會使糖漿中 so2含量升高，增加白砂糖的二氧化硫殘留 量，從而達(dá)不到國家的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。還可能因?yàn)樘菨{過酸而導(dǎo)致糖分轉(zhuǎn)化損 失增大。 糖漿上浮清凈是取代糖漿硫漂的一種清凈手段，在國內(nèi)外很早就有所 研究，現(xiàn)在已成功研究出多種工藝流程，并且開始在甘蔗糖廠和精煉糖廠 生產(chǎn)中廣泛的應(yīng)用。上浮清凈技術(shù)是發(fā)展和提高制糖水平、糖品質(zhì)量的重 要手段之一，其研究開發(fā)前景很好。 糖漿氣浮工序中蔗糖轉(zhuǎn)化損失量較小，以糖漿氣浮取代糖漿硫漂可以 多產(chǎn)糖，產(chǎn)好糖，這也已被多間糖廠的實(shí)踐所證實(shí)4。 糖漿上浮清凈法是應(yīng)用氣泡在糖漿中的浮升作用將糖漿中的不溶物提 攜分離而除

15、去,上浮法能否成功首先取決于氣泡與懸浮物之間的相互作用。 上浮法具有以下特點(diǎn)： （1） 糖漿停留時(shí)間短，糖分損失少； （2） 處理效率高，清凈效果好； （3） 減少產(chǎn)品的殘硫量； （4） 設(shè)備投資省。 粗糖漿經(jīng)上浮處理后的效果一般如下：糖漿濁度除去 7592%，粘度降 低 2035%，色素除去 1217%，灰分降低 1520%5。成品糖的濁度和不溶 物含量大幅度下降，色值和灰分略為減低。 顯然，粗糖漿經(jīng)上浮處理工藝后，可以除去大部分不溶性雜質(zhì)和部分 色素與膠體，濁度、殘硫有較大幅度的下降，提高了糖漿純度，得到清徹 有光澤的糖漿，不需經(jīng)過硫熏處理，可以直接泵去煮糖。為下一工序多產(chǎn) 糖、產(chǎn)好糖、提

16、供了優(yōu)質(zhì)的原料基礎(chǔ)。提高了成品糖的質(zhì)量。 二、濾汁快速沉降處理工藝 隨著無濾布吸濾機(jī)在糖廠不斷推廣應(yīng)用，由于無布吸濾機(jī)的濾汁質(zhì)量 不好，須經(jīng)過二次處理才能并入清汁，多數(shù)糖廠在濾汁處理時(shí)都是采用回 流中和汁箱重新沉降的處理方式，經(jīng)過重復(fù)處理的濾汁由于停留時(shí)間過長， 糖分轉(zhuǎn)化損失大，同時(shí)增加了石灰和硫磺等輔助材料的成本，甚至影響到 整個澄清工藝的穩(wěn)定以及最終產(chǎn)品的質(zhì)量。濾汁快速沉降配合絮凝劑的使 用可以很好地解決此問題。 濾汁進(jìn)行快速沉降處理有以下優(yōu)點(diǎn)： （1） 濾汁在沉降器中停留時(shí)間短，減少了糖分的轉(zhuǎn)化； （2） 澄清效果好，新生成色素少，濾清汁色值好，透明，懸浮物很少； （3） 避免濾汁回流循

17、環(huán)處理而導(dǎo)致糖分轉(zhuǎn)化損失，保證清汁質(zhì)量不受 濾汁回流的影響； （4） 減少沉降器的負(fù)荷，同時(shí)也減少過濾設(shè)備的負(fù)荷； （5） 減少蒸發(fā)罐的積垢生成。 第二章 工藝方案 第一節(jié)生產(chǎn)方法的選擇 生產(chǎn)工藝流程的選擇應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與品種、當(dāng)?shù)氐木唧w條件、 投資限額及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行，并盡量考慮節(jié)能，降低糖分損失和原材料消耗， 提高產(chǎn)品質(zhì)量。采用國內(nèi)較成熟的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)技術(shù)，對于新技術(shù)、新 工藝和新流程，必須經(jīng)過實(shí)踐合格后才可采用；選擇技術(shù)先進(jìn)，選用可靠 的生產(chǎn)設(shè)備；提高機(jī)械化、自動化水平，盡量簡化和縮短流程，注意近期 建設(shè)與長遠(yuǎn)發(fā)展相結(jié)合；注意保護(hù)環(huán)境、減少環(huán)境污染。 一、甘蔗提汁 (一) 提汁方法

18、 目前，我國甘蔗糖廠從甘蔗中提取糖汁的主要方法有壓榨法和滲出法。 磨壓法因處理蔗料量少，糖分抽出率低，故不宜采用。 1壓榨法 壓榨法是用撕解機(jī)對蔗料進(jìn)行適當(dāng)機(jī)械破碎后通過壓榨機(jī)多重壓榨和 破碎將蔗汁榨出的方法。且在壓榨過程中加入滲透水或稀汁于蔗渣中再進(jìn) 行壓榨，把蔗渣中的殘余糖分更多的提取出來。糖分抽出率高，生產(chǎn)連續(xù) 均衡，技術(shù)成熟，使用廣泛。 2滲出法6 此法又分為蔗絲滲出法和蔗渣滲出法。 蔗絲滲出法是甘蔗經(jīng)預(yù)處理破碎后，直接進(jìn)入滲出器，然后用熱水和 末輾清汁噴淋或浸浴，逆流滲出，蔗絲從尾部排出經(jīng)壓干機(jī)壓干成蔗渣。 此法對破碎度要求較高，因?yàn)榻^大部分的糖分靠滲出器來提取。此工藝所 需設(shè)備較少

19、，動力消耗較低，糖分抽出率不低于蔗渣滲出法。但是蔗絲在 滲出器中停留時(shí)間較長。 蔗渣滲出法是甘蔗經(jīng)預(yù)處理破碎后，先進(jìn)入一臺壓榨機(jī)壓榨，此時(shí)， 蔗料被進(jìn)一步破碎，破碎度可達(dá) 97%98%，并榨出原汁的 65%80%，再 進(jìn)入滲出器，這樣使?jié)B出器的負(fù)擔(dān)大為降低，滲出器的長度及蔗料停留時(shí) 間均可大為減少。經(jīng)滲出后排出的蔗渣一般含水量為 85%左右，必須進(jìn)行 壓干處理，使其含水量降至 50%以下。壓出的稀汁經(jīng)澄清處理后成為末輾 清汁，可導(dǎo)回滲出器滲取糖分，同時(shí)也回收了少量糖分。由壓榨法改為滲 出法的多采用此種方法。 滲出法與壓榨法的比較： （1） 滲出法的糖分抽出率高于壓榨法； （2） 滲出法處理能力

20、大、投資省、操作和維修費(fèi)用較少； （3） 滲出法對蔗料破碎度要求高，功率消耗也大些，使用泵較多， 也多耗用了功率； （4） 滲出法的蒸汽消耗量大于壓榨法； （5） 滲出法的混合汁色值較高，但更為清澈，使泥汁量減少，從而 減少了濾泥帶走糖分的損失，需要的過濾設(shè)備比壓榨法少； （6） 滲出法的蔗渣含砂子量較多，若送去鍋爐燃燒則會使鍋爐管子 磨損加重； （7） 滲出法由于溫度較高，因而微生物導(dǎo)致的蔗糖損失比壓榨法少， 但是，蔗糖的化學(xué)損失大大高于壓榨法。 壓榨法和滲出法的比較表明，滲出法的主要有點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是投資較省、操 作和維修費(fèi)用較少，能獲得較高的抽出率，但要求用高效的撕裂機(jī)以達(dá)到 高的甘蔗破碎度，使

21、蔗料成絲狀。它的缺點(diǎn)是混合汁色值較高，蔗渣灰分 較高，蒸汽用量稍大。由于系統(tǒng)中裝載蔗量較多，使中間停機(jī)時(shí)處理較為 困難。 壓榨法是現(xiàn)時(shí)普遍采用的方法，所有的設(shè)備都屬定型產(chǎn)品，在工藝流 程、生產(chǎn)操作、管理等方面已有較為成熟的經(jīng)驗(yàn)，工作穩(wěn)定可靠，管理方 便，蔗料處理量大，壓榨所用水量較少，也可用一般工藝用水，這使得其 后段汽耗較滲出法低，減少了生產(chǎn)成本，并且隨著自控技術(shù)的發(fā)展，壓榨 法也將能獲得較高的抽出率，使得其日益完善。所以本次設(shè)計(jì)提汁方法選 用壓榨提汁法。 (二) 壓榨機(jī)座數(shù) 壓榨機(jī)組的座數(shù)或輥?zhàn)訑?shù)，即是機(jī)組壓榨甘蔗的次數(shù)，機(jī)組的生產(chǎn)能 力是與機(jī)組輥?zhàn)訑?shù) n1/2成正比例的。因此，壓榨機(jī)座數(shù)

22、越多，壓榨生產(chǎn)能 力越強(qiáng)。而對于壓榨抽出率，因?yàn)楦收峤M織具有不完全的彈性，其纖維組 織沿著同一方向重迭，壓榨一次不可能將纖維細(xì)胞中的蔗汁全部壓出。因 此，必須采用多重壓榨，多次滲透，抽出率才能提高，但并非壓榨機(jī)座數(shù) 越多越好，如表 2-1 所示，因座數(shù)增多后，抽出率增長愈來愈小，五座壓榨 機(jī)后每增加一座榨機(jī)抽出率僅提高 1%左右，而動耗，設(shè)備投資和管理費(fèi)用 則顯著增加，因而用六座榨機(jī)得不償失。若用四座壓榨機(jī)，則要求較高的 甘蔗破碎度，管理方面要求較高，故選用五座壓榨機(jī)較合適。 表 2-1 濕榨試驗(yàn)出汁率6 壓榨機(jī)座數(shù)1#2#3#4#5#6# 出汁率/%c79.676.544.522.261.8

23、41.32 累計(jì)出汁率/%c79.6786.2190.7392.9994.8396.15 (三) 滲浸方法 1滲浸原理6 在每次重復(fù)壓榨蔗料前，在細(xì)胞恢復(fù)原狀的時(shí)候，立即將稀汁或清水 噴淋在蔗渣上面，這些稀汁或清水會迅速地被蔗渣內(nèi)部所吸收，并把蔗渣 內(nèi)部所含的蔗汁加以稀釋、溶混，然后再壓榨，則殘留在蔗渣中糖分會被 更多的提取出來。采用反復(fù)多次滲浸，則稀釋作用愈大，榨得糖分愈多。 滲浸的目的主要是提高甘蔗在壓榨提汁過程中糖分抽出率。 2滲浸方法6 目前，使用的滲浸方式有單式滲浸法和復(fù)式滲浸法兩大系統(tǒng)，其中以 復(fù)式滲浸最為普遍。20 世經(jīng) 80 年代初開始使用飽和滲浸法。國外有所謂混 合復(fù)式滲浸系

24、統(tǒng)，但國內(nèi)很少使用。 （1） 單式滲浸法1 只用清水滲浸蔗渣，沒有稀汁回流。此法效果差，收回率增加不多， 現(xiàn)已無廠家使用。圖 2-1 為二次單式滲浸法。 蔗料 蔗渣 混合汁 水 水 圖 2-1 二次單式滲浸法 （2） 復(fù)式滲浸法1 復(fù)式滲浸法是在最后一座壓榨機(jī)前注加熱水滲浸，每座壓榨機(jī)壓出的 稀汁則泵至它的前一座壓榨機(jī)作滲浸入轆蔗渣之用。視壓榨機(jī)座數(shù)多少， 有三重復(fù)式、四重復(fù)式滲浸等。第一、二座壓榨機(jī)壓出的蔗汁合并成為混 合汁。圖 2-2 為四重復(fù)式滲浸法。 蔗料 混合汁 蔗渣 水 圖 2-2 復(fù)式滲浸法 復(fù)式滲浸的稀汁是逐級向前滲浸，而稀汁濃度總是低于蔗渣中殘余的 蔗汁濃度，有了濃度差，就可

25、以逐級滲浸，稀汁就逐級增濃，使糖分收回 率大為增加，故目前糖廠多采用此法。 （3） 混合式滲浸法1 混合式滲浸法也是用水及稀汁，但是凈水是分別在最后兩座之前加入 的，出來的稀汁按級數(shù)分別向前一座機(jī)輸送，如圖 2-3 所示。 蔗料 混合汁 蔗渣 熱水熱水 圖 2-3 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(jī)前無法加夠滲浸 水時(shí)，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(jī)會，而達(dá)不到最好的 效果。 （4） 回流-飽和滲浸法1 回流-飽和滲浸法除與復(fù)式滲浸法一樣，在末座壓榨機(jī)前加水及每座壓 榨機(jī)壓出的稀汁都回送到它前

26、一座壓榨機(jī)用入轆蔗渣滲浸用外，各座壓榨 機(jī)壓出的稀汁還有部分回流本座滲浸入轆前的蔗渣。這樣，可在不增加 （或可減少）滲浸水量的情況下大大增加滲浸量，提高抽出率。若回流的 汁量過大，與后座前送的稀汁一起使蔗渣吸汁飽和的稱為飽和滲浸。此法 如圖 2-4 所示。 蔗料 混合汁 蔗渣 水 圖 2-4 回流-飽和滲浸法 此法是一種較好的較新的滲浸方法，與復(fù)式滲浸法比較具有滲浸效果 好，糖分抽出高、滲浸水量少、所需蒸發(fā)的水量少、功率消耗少等優(yōu)點(diǎn)； 同時(shí)由于飽和滲浸時(shí)，壓出汁量大，沖擊了附著在壓榨機(jī)上的蔗屑，減少 微生物繁殖的機(jī)會，降低了壓榨車間的糖轉(zhuǎn)化損失。 上述幾種滲浸法，以單式滲浸最為簡單，但效果最差

27、，故很多糖廠都 不再采用。目前大、中型糖廠多采用復(fù)式滲浸法，但也有少數(shù)采用混合式 滲浸法的。復(fù)式滲浸法的稀汁不但回流，而且濃度總是略低于前座機(jī)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。而 回流-飽和滲浸法要求回流稀汁與被滲浸蔗渣中的蔗汁有較大的濃度差才能 達(dá)到好的效果，且要適合的飽和滲浸設(shè)備與之相配，壓榨機(jī)入轆及排汁條 件要好，這樣的操作過于麻煩。另外，部分蔗汁會形成無限循環(huán)而增加糖 分損失，不適合國內(nèi)糖廠使用。所以本設(shè)計(jì)選用復(fù)式多重滲浸法提取甘蔗 中的糖分。 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。 1石灰法2

28、石灰法是用石灰作為主要澄清劑的蔗汁澄清方法。這種方法已經(jīng)非常 古老。由于石灰法具有取材容易（石灰石幾乎到處都能得到） 、價(jià)格便宜、 工藝過程簡單等方面的優(yōu)點(diǎn)，所以至今在百來種試驗(yàn)過的澄清劑中，石灰 仍然是最常用的一種。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。國外 制造轉(zhuǎn)光度為 98%以上的原糖的甘蔗糖廠大多采用石灰法。石灰法又分為 冷汁加灰法、熱汁加灰法、分段加灰法和復(fù)合石灰法。 2亞硫酸法2 亞硫酸法澄清工藝的原理是利用石灰乳與亞硫酸反應(yīng)生成大量的亞硫 酸鈣沉淀，這些亞硫酸鈣是蓬松結(jié)構(gòu)的，具有比較大的表面積，可以吸附 膠體雜質(zhì)

29、和色素，而二氧化硫本身也可以抑制色素，這樣就可以達(dá)到清凈 蔗汁的目的。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(diǎn)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(jì)效益又不 污染環(huán)境。 3碳酸法2 碳酸法澄清工藝的原理是利用在蔗汁中加入大量的石灰乳和充入二氧 化碳所生成的大量碳酸鈣沉淀吸附膠體雜質(zhì)和色素，這種碳酸鈣的比表面 積比亞硫酸法的亞硫酸鈣的比表面積更大，因而擁有的吸附能力更強(qiáng)，所 以能更好地除去雜質(zhì)和色素，達(dá)到很好的清凈效果，而且碳酸法的沉淀物 更易于過濾，最終清汁的色值很低。碳酸法主要有單碳酸法、雙碳酸

30、法及 中間汁碳酸法。其澄清效果是目前糖廠常用的幾種澄清方法中最好的。 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(shí)也較少變色。白砂糖中所含的 雜質(zhì)較少，可以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)白砂糖。但碳酸法的缺點(diǎn)是生產(chǎn)流程長，設(shè)備多， 耗用大量石灰和二氧化碳，因而生產(chǎn)成本較高。另外，堿性濾泥污染環(huán)境， 建廠時(shí)必須同時(shí)考慮濾泥的處理或相應(yīng)的環(huán)保措施，所以投資費(fèi)用更大； 亞硫酸法的清凈效率在石灰法和碳酸法之間，能生產(chǎn)耕地白砂糖，工藝過 程控制的好也能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)白砂糖，而且工藝流程較短，設(shè)備簡單，澄清劑 用

31、量較少，濾泥容易處理，對環(huán)境污染較小，因此亞硫酸法在我國甘蔗產(chǎn) 區(qū)被廣泛使用。 所以本設(shè)計(jì)初步選用亞硫酸法澄清工藝。 亞硫酸法可加入各種輔助澄清劑，形成幾種不同的澄清方法，傳統(tǒng)的 亞硫酸法分五種：酸性亞硫酸法、堿性亞硫酸法、中性亞硫酸法、磷酸亞 硫酸法和中間汁亞硫酸法。 1酸性亞硫酸法2 酸性亞硫酸法又可稱為先硫后灰法，此法的優(yōu)點(diǎn)是沉淀顆粒比較結(jié)實(shí)， 沉降速度較快，泥汁體積較少，過濾性能較好。缺點(diǎn)是蔗糖容易轉(zhuǎn)化，硫 熏設(shè)備易于腐蝕，此法適合用于處理未成熟甘蔗。 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(diǎn)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。缺點(diǎn)是在堿性條件

32、下，沉淀物 容易發(fā)生水化作用，沉淀顆粒不堅(jiān)實(shí)，泥汁體積龐大；沉降、過濾緩慢。 此外高堿易使還原糖分解，增加糖汁鈣鹽含量和色值。 3中性亞硫酸法2 中性亞硫酸法又可稱為灰硫同步法，鑒于酸性亞硫酸法容易造成蔗糖 轉(zhuǎn)化，堿性亞硫酸法又易使還原糖分解，因而提出了中性亞硫酸法的澄清 工藝。此法的優(yōu)點(diǎn)是在同一設(shè)備中同時(shí)進(jìn)行加灰和硫熏，克服了蔗糖轉(zhuǎn)化 及還原糖分解。缺點(diǎn)是在制取 so2氣體的過程中，還沒有適當(dāng)?shù)姆椒刂?它的速率，加上進(jìn)汁的流速不穩(wěn)定，蔗汁的 ph 實(shí)際上并不能穩(wěn)定地保持在 中性。因此，還原糖分解或蔗糖轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。另外，中性亞硫酸 法不能從分利用蔗汁中某些膠體物質(zhì)凝聚點(diǎn)的聚沉作用而使

33、清凈效果受到 一定的限制。 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(diǎn) 是具有較高的清凈效率，清汁清澈透明，能適應(yīng)各種不同性質(zhì)的蔗汁，只 要適當(dāng)改變工藝條件即可滿足要求，所以很適合現(xiàn)代糖廠。 5中間汁亞硫酸法2 中間汁亞硫酸法是在總結(jié)中間汁碳酸法經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出來的。此法 的優(yōu)點(diǎn)是用濃度較高、非糖分較集中的中間汁進(jìn)行硫熏中和處理，可以節(jié) 省澄清劑，還能使硫熏發(fā)揮更大的清凈效能。另外，蒸發(fā)罐的積垢較少； 產(chǎn)糖率較高。缺點(diǎn)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。此外，中間汁粘度 大，過濾較困難，濾泥糖分損

34、失較高，特別是在操作管理方面，對它的 ph 的控制要比普通亞硫酸法更為嚴(yán)格，否則容易引起蔗糖轉(zhuǎn)化和還原糖分解。 由上述可知，磷酸亞硫酸法使用最為廣泛，工藝過程容易控制，便于 操作管理，能處理不同性質(zhì)的甘蔗，適應(yīng)能力較強(qiáng)，而且還具有較高的清 凈效率。所以本設(shè)計(jì)選用磷酸亞硫酸法。 (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 與清汁分離，在糖廠均采用沉降與過濾兩種基本手段。 1 中和汁沉降 蔗汁澄清是制糖過程中關(guān)鍵性的階段，故需要很好地選用沉降設(shè)備， 以獲得最佳效果。 沉降設(shè)備的種類很多，如

35、果按其操作的連續(xù)性，則可分為間歇式和連 續(xù)式兩大類；若以層數(shù)的多少來分，則有多層沉降器和單層快速沉降器。 連續(xù)沉降器優(yōu)點(diǎn)較多，如占地面積小，熱量損失少，管理與操作簡單等， 因此，目前我國糖廠多采用連續(xù)沉降器。 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。 tdw 型沉降器2 它是我國自行設(shè)計(jì)的一種結(jié)構(gòu)比較簡單，沒有攪 拌裝置的多層連續(xù)沉降器，也稱 gq 型沉降器。它的各沉淀層的斜角較大 （約 45） ， 使沉淀泥汁自行下瀉，濃縮層的斜度更大，這樣可以使泥汁達(dá) 到增濃的目的。但是其泥汁濃度較低。這種沉降器只適合于中小型糖廠使 用，現(xiàn)已很少使用。 tdj 型沉降器2 tdj 型又

36、稱多爾（dorr）型沉降器，是一種具有套 管軸心的多層連續(xù)沉降器，中部為圓管形，頂部和底部為圓錐形，器內(nèi)用 圓錐形隔板分為五層（或更多） ，頂層為預(yù)備室作為蔗汁顆粒團(tuán)聚之用，最 底層為濃縮層，將泥汁作最后的增濃，中間各層作為沉降池，清汁從第二 層至底層都可以排出。中心轉(zhuǎn)軸上固定有帶槳葉的攪拌器，每 56 分鐘轉(zhuǎn) 一周，沉淀的污泥被撥動而移向中央，這種低速旋轉(zhuǎn)的攪拌可以促進(jìn)蔗汁 中沉淀物的團(tuán)聚和使泥汁增濃，減少泥汁量。蔗汁送入沉降器中的預(yù)備室， 然后通過軸上的四方孔進(jìn)入中心軸的內(nèi)套管，再通過出汁管分配入各沉降 層。各層以分配出汁管的出汁與流下的泥汁有擋環(huán)隔開，互不干擾，各層 泥汁一直經(jīng)過中軸與內(nèi)

37、套管之中的環(huán)隙，直至底下泥汁濃縮層。清汁則分 別從各層頂部環(huán)形多孔管引出。泥汁從濃縮層錐形底部利用液壓送至吸濾 機(jī)。 tdj 型沉降器主要特點(diǎn)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(shí)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(shí)的噴射現(xiàn)象。沉降效果好，被多數(shù) 糖廠使用。 快速多爾（rapidorr）型沉降器7 它實(shí)質(zhì)上是兩個二層沉降器的重 疊，有一個預(yù)備室和四個沉降層，第二層和第三層之間隔開（不連通） ，第 二層和第四層底部分別排泥汁。它頂部的預(yù)備室直徑較小，而每層的

38、高度 較大。蔗汁從預(yù)備室經(jīng)過中間旋轉(zhuǎn)的大管向下流，進(jìn)入第二層和第四層， 它們部分再向上流入第一層和第三層。中心的入汁有部分穿過上層流下的 泥汁。 由于沉降層距離較高，糖汁分配入各層的地方裝有寬大的緩沖裝置， 清汁上升速度可以進(jìn)一步加快，從而縮短了清汁提凈所需的時(shí)間。對于同 樣的處理量，所需體積比普通型的沉降器可減少 30%，減少了設(shè)備造價(jià)。 廣東曾有幾個大糖廠試用過此種型式，但效果不好，復(fù)改為一般的多爾式。 雙層快速沉降器2 此種沉降器是模仿快速沉降器而設(shè)計(jì)的。由兩個 單獨(dú)的沉降器重疊而成，上下兩層分別有它的單獨(dú)進(jìn)料和排料系統(tǒng)，糖汁 于泥層下進(jìn)入，借助泥床滲濾的原理以提高清汁的質(zhì)量。為了較好地

39、控制 泥床高度，裝有泥汁液位傳感器，用以自動測量泥汁液位，并通過另一裝 置自動控制泥汁液位恒定。 單層快速沉降器 20 世紀(jì) 60 年代以后，糖廠應(yīng)用絮凝劑越來越普遍。 它的沉淀物的沉降速度提高了多倍，為縮短沉降時(shí)間、縮小沉降器的體積 提供了有利條件。在 60 年代末期，澳大利亞和美國糖業(yè)界分別提出了甘蔗 糖廠和甜菜糖廠與絮凝劑配合使用的單層沉降器的設(shè)計(jì)，并在生產(chǎn)上應(yīng)用。 國內(nèi)糖廠從 70 年代開始研究應(yīng)用，也有一定成效，但應(yīng)用不普遍。 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(jìn) 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(jìn)汁 和出汁，進(jìn)料裝

40、置較為合理，僅靠很小的液位差進(jìn)汁，進(jìn)料時(shí)對泥層的干 擾不大，并通過泥層滲濾后才升至器頂。蔗汁在器體內(nèi)橫向流動的距離較 短，沉降器圓形截面上的蔗汁分布均勻，沉降面積得到較有效地利用2。 美國的 eis 沉降器也是利用泥床過濾的作用，泥汁的排出通過自動閥門 控制排出速度來保持泥床高度恒定。該系統(tǒng)還設(shè)有泥汁回流裝置，在排出 泥汁濃度低時(shí)，將部分泥汁回流到入汁中2。 國內(nèi)也曾研究應(yīng)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(jìn)，取得了一定效果，但在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，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(yùn)行不很穩(wěn)定，效果不夠理想。已使 用此種設(shè)備的碳酸法糖廠又改回全汁過濾，不用單

41、層沉降器。 單層快速沉降器具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備投資節(jié)省、蔗汁停留時(shí)間短、減 少糖分損失，其處理能力遠(yuǎn)比多層沉降器的處理能力大等優(yōu)點(diǎn)。且清汁質(zhì) 量好，泥汁的濃度也符合要求。 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。但在亞硫酸法糖廠，由于所生 成的沉淀物的比重不高，顆粒不夠堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定，入汁沖動泥汁會使沉淀物分 散，不適合用泥床過濾，應(yīng)當(dāng)用自然沉降的工作方式。使用單層沉降器要 將汁中的氣泡充分分離和除去，并將原有的浮渣和蔗糠等排出另行處理， 不能讓氣泡和浮渣進(jìn)入沉降器2。 在這類設(shè)備中，蔗汁總是裝滿的，出汁量必然等于進(jìn)汁量。蒸發(fā)罐的 入汁必須與

42、之配合，不能有較大幅度的調(diào)節(jié)。沉降器沒有流量的緩沖余地， 蒸發(fā)入汁量的緩沖只能靠清汁箱，而它的體積一般是有限的，而且也不便 使箱內(nèi)的液面過高或過低。使用這類沉降器的糖廠，壓榨量必須均勻。另 外，在這類沉降器中，清汁與沉淀物的運(yùn)動相反，清汁的上升大大減低了 沉淀物沉降的實(shí)際速度。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。這對于亞硫酸法的蔗汁中不結(jié)實(shí)不穩(wěn)定的沉淀物是 很不利的。雖然多爾沉降器也是這種工作方式，但它使用多層結(jié)構(gòu)，使沉 降面積增大幾倍，大幅度降低了清汁上升的速度，相對彌補(bǔ)了單層沉降器 出現(xiàn)的這種缺陷。 多爾式沉降器在保證清汁質(zhì)量的前提下可以盡量的快放汁，減少器內(nèi)

43、存汁量和蔗汁停留時(shí)間。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(yīng)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(dāng)控制其放出量。 多爾式沉降器也是國內(nèi)糖廠普遍使用的沉降器，技術(shù)成熟，操作管理 經(jīng)驗(yàn)豐富，很適合亞硫酸法糖廠使用。所以本設(shè)計(jì)選用多爾式沉降器來對 中和汁進(jìn)行沉降處理。 2泥汁過濾 用沉降的方式分離得到的沉淀物，其中液體含量有 90%以上。只起到 增濃的作用，以減輕下一工序的負(fù)擔(dān)。要把固液比較徹底地分離，還需使 用過濾的方法。濾清汁質(zhì)量對產(chǎn)品質(zhì)量及糖分損失影響很大，故過濾操作 是現(xiàn)代化糖廠生產(chǎn)中不可缺少的。 過濾就是當(dāng)懸浮物料通過由多孔性物質(zhì)如細(xì)

44、砂、活性炭、多孔陶瓷、 濾布等構(gòu)成的過濾率介質(zhì)時(shí)，懸浮顆粒被截留，液體則通過成為濾液。 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(jìn)入濾液 中導(dǎo)致下列不良的結(jié)果2： （1） 在進(jìn)一步處理糖汁時(shí)引起非糖物復(fù)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。 因此，過濾泥汁的設(shè)備應(yīng)在濾泥糖分損失最少及設(shè)備生產(chǎn)能力最大的 條件下，保證能獲得清澈透明的濾液；同時(shí)還要求設(shè)備緊湊、結(jié)構(gòu)簡單、 操作方便、生產(chǎn)能連續(xù)化、自動化；在管理上不花費(fèi)太多人力，操作費(fèi)用 低。 目前我國糖廠使用的過濾設(shè)備主要有板框壓濾機(jī)、

45、環(huán)帶式真空吸濾機(jī) 及無濾布真空吸濾機(jī)三種。 板框壓濾機(jī)2 它的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，占用廠房面積較??；過濾面積 大，為吸濾機(jī)的幾倍；能使用較高的壓力，過濾推動力大，適應(yīng)糖廠各種 不同的物料，包括蔗汁和糖漿的過濾，過濾性能較好，濾液清度高；濾泥 水分和糖分都比真空吸濾機(jī)低很多，減少濾泥的數(shù)量和糖分損失。但是拆 洗及裝機(jī)勞動強(qiáng)度大，環(huán)境衛(wèi)生差，濾布消耗多。洗濾布水量很大，更換 濾布比較麻煩，所時(shí)間長，現(xiàn)在已基本被亞硫酸法糖廠淘汰。 環(huán)帶式真空吸濾機(jī) 它是一種較完善的過濾設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)是2：可實(shí) 現(xiàn)過濾的連續(xù)化、機(jī)械化和自動化；勞動強(qiáng)度低，省勞動力，工作環(huán)境得 以改善；過濾所得濾泥的轉(zhuǎn)光度較低，損失糖分較少

46、；清汁濃度較高，減 少蒸發(fā)罐的負(fù)擔(dān)；設(shè)備投資較低，占地面積小。但也存在不少缺點(diǎn)主要是 過濾壓力差較小，因而過濾效能較低；濾布對過濾的阻力較大，過濾速度 較低。難以適應(yīng)過濾性能不好的蔗汁，也不能處理高濃度（如 30obx 以上） 的糖汁。此外，濾布在運(yùn)行時(shí)容易走偏，使轉(zhuǎn)鼓露空漏入泥汁，嚴(yán)重影響 白砂糖質(zhì)量。濾布因運(yùn)行時(shí)受到較大的拉力，容易拉長和使孔隙變大，致 濾汁清度降低，濾布消耗也較大。它的濾泥水分比較高，帶走糖分也比較 多。洗濾布用水量較大，水中污染物較多，不利于環(huán)境保護(hù)。 無濾布真空吸濾機(jī) 它是在環(huán)帶式真空吸濾機(jī)的基礎(chǔ)上取消濾布而 使用金屬篩網(wǎng)過濾并在過泥汁中加入少量蔗屑來助濾。它的結(jié)構(gòu)簡

47、單，過 濾速度快，處理量大，處理能力是環(huán)帶式真空吸濾機(jī)的 1.52 倍，濾泥轉(zhuǎn)光 度也較低7。由于不使用濾布，不會產(chǎn)生洗濾布水，對環(huán)境不會造成污染， 很少出現(xiàn)過濾困難，并易于操作管理，很適合現(xiàn)代化糖廠使用。 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(qiáng)度最低的 都是無濾布真空吸濾機(jī)，而且無濾布真空吸濾機(jī)可以實(shí)現(xiàn)污水零排放，這 是另外兩種設(shè)備所無法做到的。 綜合各種因素考慮，本設(shè)計(jì)決定選用無濾布真空吸濾機(jī)作為過濾設(shè)備。 3濾汁處理 無濾布真空吸濾機(jī)雖然從根本上解決了洗濾布水的問題，但其出來的 清汁還含有不少的雜質(zhì)，清澈程度也沒達(dá)到要求，所以不能和沉降器出來 的澄清汁混合進(jìn)入蒸發(fā)罐。傳統(tǒng)的

48、做法是將濾汁回流至混合汁箱或中和汁 箱或沉降器再處理，濾汁的再循環(huán)加重了沉降器處理負(fù)荷，更重要的是非 糖分也進(jìn)入這個循環(huán)系統(tǒng)，這對澄清效率是有害的，它加劇了蔗糖的轉(zhuǎn)化， 降低了糖品質(zhì)量，增加了糖分損失，并增加了澄清劑用量，使糖汁停留時(shí) 間加長并加大泥汁量，對產(chǎn)品質(zhì)量和煮煉收回帶來不利影響。所以是不夠 科學(xué)的處理方式。本設(shè)計(jì)不采取回流，而是對濾汁進(jìn)行再處理。 為解決濾汁的再循環(huán)問題，糖廠采取了磷酸上浮法、單層快速沉降器、 斜波紋板快速沉降器等多種技術(shù)手段，作為無濾布吸濾機(jī)的配套技術(shù)，使 濾汁能直接去蒸發(fā)。幾種技術(shù)的運(yùn)行效果各不相同。 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

49、汁純度進(jìn)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(shí)間短，減少了還原糖破壞；降低了色值和灰分8。但此方 法的技術(shù)關(guān)鍵是控制充氣量適當(dāng)和消除過量的粗泡，浮清器要盡量減少死 角，防止細(xì)菌繁殖，否則會導(dǎo)致 ph 降低，還原糖增加和純度降低，而當(dāng)濾 汁來料偏少時(shí)，因停留時(shí)間過長也會出現(xiàn) ph 值下降情況，從而影響生產(chǎn)。 因分離過程與氣、液、固三相都有關(guān)，必須弄清楚三者的相互影響，才能 把上浮法使用好，對過程的穩(wěn)定性要求較高。 單層快速沉降器 在中和汁沉降中已論述，而且利用單層快速沉降 器處理濾汁是讓濾汁回流至中和汁，再一起在單層快速沉降器中沉降，這 就增加了物料停留時(shí)間。與

50、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(shí)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。但是對操作和工藝的波動特別是加熱溫度的波動適應(yīng) 能力不強(qiáng)。 斜波紋板快速沉降器9 斜波紋板快速沉降器采用低速慣性邊界分離 的原理，以波紋板組作為分離元件，融合曲面造粒、對流控制技術(shù)，使沉 降效率大幅度提高，操作管理簡單，只需吸濾機(jī)工兼管即可。濾汁在沉降 器中的停留時(shí)間為 1015min，系統(tǒng)效率高于一般沉降系統(tǒng) 23 倍，得到的 澄清汁清亮，與連續(xù)沉降器放出的澄清汁十分接近，糖汁中的懸浮物去除 的比較徹底，只是由于氧化變色作用使色澤有些泛黑。所得清汁可直接去 蒸發(fā)。該沉

51、降器于 2006/07 年榨季在灣甸糖廠投入運(yùn)行，5 個多月的生產(chǎn)實(shí) 績證實(shí)它對產(chǎn)品質(zhì)量與收回的作用相當(dāng)顯著26：生產(chǎn)能力提高 100t/d 以上， 白砂糖優(yōu)一級品率達(dá)到 90%以上，制糖總收回率達(dá)到 87.77%（更正總收回 率 89.51%） 。 由以上可知，磷酸上浮法雖然使用效果較好，但它對過程的操作和管 理要求嚴(yán)格；單層快速沉降器不適合單獨(dú)對濾汁進(jìn)行處理；斜波紋板快速 沉降器處理時(shí)間短，效率高，澄清汁質(zhì)量好。綜合考慮，本設(shè)計(jì)決定選用 斜波紋板快速沉降器對無濾布真空吸濾機(jī)的濾汁進(jìn)行處理。 (三) 粗糖漿處理 從蒸發(fā)罐出來的粗糖漿還有較多的無機(jī)、有機(jī)雜質(zhì)，色值較高，渾濁 不透亮，so2殘留

52、量較高，不利于煮糖，對產(chǎn)品的質(zhì)量影響較大。所以，需 要對粗糖漿進(jìn)行再處理，提高糖漿純度，保證產(chǎn)品質(zhì)量。目前處理粗糖漿 的方法主要有兩種：糖漿硫熏和糖漿上浮。 1糖漿硫熏 糖漿硫熏對保護(hù)色源物質(zhì)、抑制色素的生成有重要作用。正常的蒸發(fā) 糖漿 ph 在 6.66.8 左右，經(jīng)硫熏后 ph 降至 6.06.2，由于 ph 值降低，糖 漿色值變淺。但為了降低色值，不能盲目地靠加強(qiáng)糖漿硫熏來實(shí)現(xiàn)，這會 造成糖漿過酸而使糖分轉(zhuǎn)化損失增大，而且在測定白砂糖色值時(shí)仍要將溶 糖液調(diào) ph 至 7.0，未被除去的色素又會重新顯現(xiàn)出來。所以，要降低白砂 糖產(chǎn)品的色值，應(yīng)從調(diào)整好清凈工藝條件，即依靠磷酸鈣、亞硫酸鈣的吸

53、 附除去色素，而不是靠降低硫熏 ph 的方式來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)楹笳呤遣唤鉀Q問題 的2。過度硫熏還會使糖漿中 so2含量升高，最終會導(dǎo)致白砂糖的殘硫量增 加，嚴(yán)重時(shí)質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。 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。 就是添加一定量的磷酸、糖化鈣、絮凝劑，利用打泡機(jī)充入細(xì)小的氣泡， 通過絮凝劑的網(wǎng)絡(luò)作用將生成的磷酸鈣顆粒和氣泡網(wǎng)絡(luò)一起而上浮，起到 脫色和分離作用，除掉糖漿中的膠體物質(zhì)，得到清澈透明、有光澤的糖漿 10。 糖漿經(jīng)過上浮處理后，除掉了糖漿中絕大部分懸浮物及灰分、鈣鹽、 硫酸根、膠體物質(zhì)，減少煮糖罐積垢；降低殘硫量，提高了成品糖的質(zhì)量； 降低糖分損失；上

54、浮處理其糖漿 ph 控制在 6.46.8 之間，避免因糖漿硫漂 ph 波動而在煮糖過程中的糖分轉(zhuǎn)化2。 綜合上述可知，糖漿經(jīng)上浮后的質(zhì)量比硫熏的好，這就為多產(chǎn)糖、產(chǎn) 好糖提供優(yōu)質(zhì)的原料基礎(chǔ)。而且糖漿上浮技術(shù)操作簡單，容易控制。另外， 糖漿上浮工藝比糖漿硫熏環(huán)保，不會對環(huán)境造成污染。所以，本設(shè)計(jì)決定 選用糖漿上浮工藝處理粗糖漿。 三、蔗汁蒸發(fā) 蒸發(fā)工段是糖廠熱工流程的核心，也是節(jié)能的中心環(huán)節(jié)。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。蒸發(fā)系統(tǒng)的合理熱利用對糖廠來說 是非常重要的。 在蒸發(fā)過程中，糖汁會發(fā)生一系列的化學(xué)變化。如蔗

55、糖的轉(zhuǎn)化、焦化， 還原糖分解，積垢生成等。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。所以蒸發(fā)工段必須保證 糖漿濃度，減少糖分損失，減緩積垢的形成速度，提高熱能的利用效率， 提高蒸發(fā)效能。 良好的蒸發(fā)系統(tǒng)應(yīng)該是能夠盡可能多次地重復(fù)使用蒸汽，盡可能地減 少進(jìn)入冷凝器的末效汁汽量。應(yīng)該把握好的關(guān)鍵是要提高糖漿濃度，以便 縮短煮糖時(shí)間，減少煮糖耗汽；充分利用蒸發(fā)罐汁汽，特別是后效罐的汁 汽，將進(jìn)入冷凝器的汁汽量減到最低值；采用傳熱效能高的蒸發(fā)設(shè)備；充 分回收和利用各種汽凝水（包括加熱和煮糖的汽凝水）中的熱能。 （一） 蒸發(fā)方案 糖廠糖汁濃縮采用的是多效蒸發(fā)系

56、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(dāng)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(yīng)盡 量使用于物料的加熱，多余的汁汽進(jìn)入水噴射冷凝器，如果無法使用則全 部進(jìn)冷凝器。 采用多效蒸發(fā)可以節(jié)約蒸汽，效數(shù)越多，則所需加熱蒸汽量越少。然 而，效數(shù)過多是不經(jīng)濟(jì)的。以不抽取汁氣為例，如果不考慮糖汁的自蒸發(fā) 及熱損失，采用兩效蒸發(fā)的蒸汽消耗量為單效蒸發(fā)的 50%，三效的蒸發(fā)的 蒸汽消耗則為單效蒸發(fā)的 33%，效數(shù)越多，則每增加一效罐所能增加的節(jié) 能效益就越少，并且所增

57、多的設(shè)備所獲得的效益增長不足以抵消設(shè)備投資 和維護(hù)費(fèi)用的增加。另外，效數(shù)的增加會增加有效溫差的損失，因?yàn)檎舭l(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(qiáng)度，使蒸發(fā)罐的傳熱系數(shù)下降，因此糖廠一般采用 35 效的蒸發(fā)方案。 目前糖廠所采用的多效蒸發(fā)方案有帶濃縮罐的三效壓力蒸發(fā)方案、四 效真空蒸發(fā)方案和五效壓力-真空蒸發(fā)方案。 1帶濃縮罐的三效壓力蒸發(fā)方案 這種方案就是在三效蒸發(fā)系統(tǒng)的后面再串上一個罐作為濃縮罐。在正 常的生產(chǎn)過程中，第三效罐的汁汽全部抽用而不進(jìn)入濃縮罐。濃縮罐由噴 射冷凝器抽真空，離開第三效罐的糖漿進(jìn)入濃縮罐內(nèi)，通過自蒸發(fā)進(jìn)一步 濃縮，如

58、果第三效的汁汽有多余時(shí)，可進(jìn)濃縮罐再利用11。此種方案在設(shè) 計(jì)和運(yùn)行正常時(shí)，進(jìn)入濃縮罐的汁汽很少，該罐主要起自蒸發(fā)作用，產(chǎn)生 的汁汽量不多，進(jìn)入冷凝器的汽量較少，蒸發(fā)系統(tǒng)的熱量損失比較少。在 生產(chǎn)波動時(shí)，帶濃縮罐的三效壓力蒸發(fā)方案可變成四效蒸發(fā)，以增加系統(tǒng) 的穩(wěn)定性，此方案具有一定的靈活性。 由于各效罐的汁汽溫度較高可以全面地抽取汁汽去加熱和煮糖。但第 一效罐的汁汽溫度會達(dá)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。各效溫度高，糖分損失較大。為了適應(yīng)大量抽汁汽的需要， 要求的蒸發(fā)罐加熱面積大，設(shè)備投資比較大，管理復(fù)雜。 2四效真空蒸發(fā)方案 四效真空蒸發(fā)按末效罐的真空度的高低

59、分高真空四效蒸發(fā)和低真空四 效蒸發(fā)。以前，糖廠鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽壓力低，而且使用蒸汽機(jī)為原動機(jī)， 蒸汽機(jī)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。但是，由于各效的溫度較低，糖汁中的糖分損失 及色值的增加均較少。 由于糖廠熱電站的更新，中壓和次中壓鍋爐及其相應(yīng)的汽輪發(fā)電機(jī)組 的使用，蒸汽機(jī)已被淘汰，高真空的四效蒸發(fā)也隨之逐步消失。汽輪機(jī)的 乏汽溫度較高，可采用低真空的四效蒸發(fā)，其特點(diǎn)是末效汁汽的壓力略小 于大氣壓。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，多余的可進(jìn)入冷凝器。由于第四效罐出來的糖汁溫度較高，同時(shí)也為 了使系統(tǒng)的操作更為穩(wěn)定

60、，低真空的四效蒸發(fā)可帶上一個自蒸發(fā)濃縮罐而 構(gòu)成帶濃縮罐的四效蒸發(fā)系統(tǒng)。 由于汁汽溫度較低，減少了抽用汁汽的可能性，增加全廠耗汽量，較 多未效汁汽會進(jìn)入冷凝器。 3五效壓力-真空蒸發(fā)方案 由于糖廠熱力裝置的改善，汽輪機(jī)乏汽溫度較高，甘蔗糖廠多采用五 效壓力-真空蒸發(fā)。這種方案的第一效加熱蒸汽主要是絕對壓力為 0.30.4mpa 的汽輪機(jī)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(qiáng)，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(yuǎn)來說較合算11。大中型糖廠多采用 這一方案。 幾種蒸發(fā)方案的比較及蒸發(fā)方案的選擇： 從熱能利用方面看，帶濃縮罐的三