小議加強(qiáng)澄清工藝管理提高白砂糖產(chǎn)品質(zhì)量分析
時(shí)間:2022-05-16 03:39:00
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摘要:本文敘述了近年來和本榨季中亞硫酸法糖廠澄清工藝存在的問題,提出了加強(qiáng)澄清工藝管理,提高白砂糖產(chǎn)品質(zhì)量的若干措施。
關(guān)鍵詞:澄清管理質(zhì)量
中圖分類號:TS244.2
我國是世界上主要的蔗糖生產(chǎn)與消費(fèi)大國,現(xiàn)有超過90%的糖廠采用磷酸—亞硫酸法工藝生產(chǎn)白砂糖,不足10%的糖廠采用碳酸法工藝生產(chǎn)白砂糖。碳酸法生產(chǎn)白砂糖產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)于亞硫酸法,但生產(chǎn)成本高,碳酸濾泥引起的污染問題難以解決,導(dǎo)致碳法工藝難以推廣。亞硫酸法生產(chǎn)白砂糖的質(zhì)量比碳酸法差,主要問題是色值和SO2含量偏高。我國從2006年起規(guī)定一級白糖色值低于150IU,SO2含量不高于30mg.kg-1,飲料工業(yè)用糖更嚴(yán)格,要求SO2含量不高于15mg.kg-1。對于現(xiàn)行的磷酸—亞硫酸法工藝來說,意味著原來處在151IU-170IU范圍內(nèi)的一級糖都將成為二級糖。許多亞硫酸法糖廠為了提高一級糖產(chǎn)率,加強(qiáng)提高了二氧化硫硫熏強(qiáng)度,結(jié)果又導(dǎo)致SO2含量偏高。因此,亞硫酸法生產(chǎn)白砂糖質(zhì)量面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。許多糖廠都把提高一級糖產(chǎn)率,降低SO2含量作為最重要的管理目標(biāo)。
按照新的國家標(biāo)準(zhǔn),亞硫酸法糖廠要達(dá)到全產(chǎn)百分之百一級白砂糖,其對制煉工藝管理的技術(shù)要求是相當(dāng)高的,尤其加強(qiáng)澄清工藝、煮糖工藝管理對生產(chǎn)一級白砂糖具有相當(dāng)重要的作用。由于澄清工藝是制煉生產(chǎn)中第一道工序,它所生產(chǎn)出來的濾、清汁的質(zhì)量好壞對后序蒸發(fā)、煮糖起著至關(guān)重要的作用。因此,本文著重討論影響澄清工藝的因素和加強(qiáng)澄清工藝的管理。
澄清工序包括將甘蔗混合汁加磷酸、預(yù)灰→一次加熱(55-65℃)→通二氧化硫氣體→加石灰乳中和到pH=6.8-7.2→二次加熱(98-102℃)→沉降池→清汁與泥汁分離→濾、清汁等過程。該澄清工藝通過二氧化硫脫色和磷酸的輔助脫色作用達(dá)到澄清效果。而影響澄清效果的主要因素表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面:
1、當(dāng)二氧化硫燃燒不穩(wěn)定,甘蔗榨量不穩(wěn)定時(shí),則會(huì)導(dǎo)致二氧化硫用量偏高或偏低,并會(huì)造成中和pH波動(dòng)較大,嚴(yán)重影響濾、清汁質(zhì)量。
2、近年來,磷酸-亞硫酸法工藝向高硫熏、高灰、高磷三高方向變化,不僅造成白砂糖含硫升高,灰份增大,而且生產(chǎn)成本增大。有些廠為了降低成品二氧化硫含量,采取降低硫熏強(qiáng)度而加大磷酸用量,結(jié)果造成沉降困難,濾泥量大,嚴(yán)重時(shí)也會(huì)使濾汁色值加深。
3、過度預(yù)灰。一些廠為了減少蔗糖轉(zhuǎn)化,調(diào)高混合汁的預(yù)灰pH值,其結(jié)果也使得濾清汁色值升高。筆者做過研究,混合汁pH值一般在5.4-5.6之間,而預(yù)灰pH值每升高一個(gè)單位,經(jīng)過一次加熱后的濾、清汁色值會(huì)升高10%左右。與不預(yù)灰有顯著差異。而這部份的色素主要是可溶性酚鹽,后續(xù)過程難以除掉。
4、硫熏強(qiáng)度和中和pH值。根據(jù)對一些糖廠06/07榨季中硫磺消耗情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn),硫熏工藝指標(biāo)大多數(shù)達(dá)不到規(guī)定要求,而崗位操作記錄幾乎都達(dá)到要求。硫磺消耗沒有嚴(yán)格的交接制度和準(zhǔn)確的消耗定額。這一現(xiàn)象反映出對燃硫崗位管理的疏忽。由于硫熏強(qiáng)度達(dá)不到規(guī)定要求,直接影響了濾、清汁的脫色效果和白砂糖色值。中和pH值各廠都比較重視,但不同品質(zhì)、不同濃度的石灰乳對沉降后的濾、清汁的pH值及色值影響很大。通常石灰乳濃度大,有效CaO含量偏低會(huì)影響硫熏及中和反應(yīng)的效果,導(dǎo)致濾、清汁的pH值升高及色值增加。
5、濾汁回流的影響。許多使用無濾布吸濾機(jī)的糖廠,濾汁通?;亓鞯交旌现羞M(jìn)行再循環(huán)處理,這一流程過去在原料蔗質(zhì)量好的情況下對清汁的質(zhì)量和白砂糖的色值影響不大。但在新國標(biāo)要求下,這一流程不再適應(yīng)生產(chǎn)低色值,低二氧化硫含量白砂糖的要求。尤其在原料蔗質(zhì)量不好的情況下,濾汁更不應(yīng)回流處理。
6、甘蔗質(zhì)量是影響澄清效果的客觀因素。調(diào)查發(fā)現(xiàn),05/06年榨季,柳州、來賓某些地域嚴(yán)重干旱,這些地區(qū)甘蔗處理難度加大,白砂糖色值、含硫量普遍偏高。而本榨季即06/07年榨季,崇左市某些地域也遇到嚴(yán)重干旱,這些地區(qū)甘蔗混合汁色值和混濁度成倍增加。正常年景混合汁色值在4000-5000IU,混濁度也只有6000MIU左右,而本榨季色值普遍在8000-10000IU以上,混濁度在10000MIU以上,極大地增加了澄清工作的難度。由于糖廠對混合汁的色值和濁度幾乎都不作分析測定,因此在混合汁質(zhì)量變化較大的情況下缺乏有效的應(yīng)對措施。澄清工藝指標(biāo)和澄清原材料的用量不能隨混合汁質(zhì)量變化做出相應(yīng)調(diào)整,反映出澄清工藝管理方面的缺陷。
7、加熱溫度的影響。加熱溫度尤其是二次加熱溫度的穩(wěn)定與否關(guān)系到澄清效率的高低。二次加熱溫度必須穩(wěn)定在98-105℃才能獲得好的澄清效果。溫度低于98℃則泥汁和膠體易于水化,沉降速度慢,濁度高,澄清效果差。
8、本榨季一些糖廠改、擴(kuò)建后,沉淀池運(yùn)行不穩(wěn)定,放汁濁度偏高,也是澄清不良的表現(xiàn)。嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致成品白砂糖混濁度升高。
上述因素都會(huì)對澄清汁質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響,并進(jìn)一步影響后序工段的生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量。好的澄清汁有利于產(chǎn)生質(zhì)量好的糖漿,有利于煮糖和生產(chǎn)低色值,低二氧化硫含量白砂糖。因此,加強(qiáng)澄清工藝管理,引入新技術(shù)、新材料,提高澄清效率,是實(shí)現(xiàn)新國標(biāo)要求,全產(chǎn)一級白砂糖的關(guān)鍵。
根據(jù)本榨季生產(chǎn)調(diào)查發(fā)現(xiàn)的問題,下面提出一些較為有效的管理措施和新技術(shù)、新材料,供糖廠的生產(chǎn)管理部門和技術(shù)人員參考。
一、澄清工藝管理應(yīng)貫徹“穩(wěn)、準(zhǔn)、快,”三字方針。穩(wěn)指的是工藝過程要穩(wěn)定,水電汽要穩(wěn)定、榨量要穩(wěn)定、加灰加磷要穩(wěn)定、硫熏中和要穩(wěn)定、加熱溫度要穩(wěn)定,一切工藝控制過程都要穩(wěn)定。準(zhǔn)指的是工藝指標(biāo)控制要準(zhǔn)確,如硫熏強(qiáng)度、預(yù)灰及中和pH值、一、二次加熱溫度等工藝指標(biāo)控制要準(zhǔn)。快指的是泥汁沉降要快,分離要快,快才能減少色值的生成,獲得良好的清汁。
二、增加對混合汁色值和濁度的分析測定,根據(jù)混合汁質(zhì)量變化采取有效的應(yīng)對措施。澄清工藝指標(biāo)和澄清原材料的用量應(yīng)隨混合汁質(zhì)量變化做出相應(yīng)調(diào)整。通過幾個(gè)榨季的努力,建立澄清原材料(如硫磺、磷酸、石灰乳、絮凝劑)的用量隨混合汁質(zhì)量變化的工作曲線,以便于指導(dǎo)生產(chǎn)。
三、加強(qiáng)對燃硫崗位的管理,健全崗位交接班制度。每班要有準(zhǔn)確的硫磺消耗記錄,根據(jù)硫磺消耗記錄和混合汁重量可以算出該班的平均硫熏強(qiáng)度是否達(dá)到工藝要求。燃硫崗位操作工應(yīng)提供穩(wěn)定的燃硫效果和硫熏強(qiáng)度。澄清工段過去管理的注意力集中在中和崗位,這是片面的,燃硫崗位也是澄清工藝的核心,應(yīng)抓緊管好。
四、適度預(yù)灰。如果磷酸是在一次加熱前加入,則預(yù)灰pH值控制在高于混合汁pH值0.5-1.0為宜,即pH值為6.0-6.5。如果磷酸是在一次加熱后加入,則最好不預(yù)灰。這樣做可以減少因預(yù)灰加熱引起的色值增加。
五、強(qiáng)化中和反應(yīng),穩(wěn)定中和pH值。硫熏后中和反應(yīng)是否完全徹底,關(guān)系到二次加熱后中和汁是否產(chǎn)生滯后反應(yīng)和獲得良好清汁的關(guān)鍵。中和反應(yīng)完全徹底是不會(huì)產(chǎn)生滯后反應(yīng),并能獲得良好的清汁。許多糖廠中和反應(yīng)或多或少存在一些問題,如濾、清汁pH值偏離中和pH值越遠(yuǎn),則滯后反應(yīng)越嚴(yán)重,濾、清汁質(zhì)量越差。反之可以說明中和pH值控制不穩(wěn)定,pH值控制失實(shí)。要使硫熏后中和反應(yīng)完全徹底,應(yīng)使用較低的石灰乳濃度,一般不超過8波美度,最好在6波美度為宜。有條件的糖廠可以在中和反應(yīng)罐后增加電動(dòng)攪拌或管道攪拌器以強(qiáng)化中和反應(yīng)。亞硫酸法工藝中和pH值通常應(yīng)控制在使清汁的pH值達(dá)到7.1-7.3時(shí)為宜,并保持穩(wěn)定。
六、使用無濾布吸濾機(jī)的糖廠,濾汁回流往往造成清汁色值升高。因此,濾汁不應(yīng)回流到混合汁中進(jìn)行循環(huán)處理,而應(yīng)采用平流式沉降器單獨(dú)處理或單獨(dú)進(jìn)行上浮處理。在原料蔗質(zhì)量不好的情況下,赤砂糖回溶也要慎重,應(yīng)經(jīng)過脫色處理再回煮甲糖。否則亦會(huì)造成白砂糖色值偏高。
七、近二、三年榨季中,廣西農(nóng)墾糖業(yè)集團(tuán)黔江制糖有限公司、柳興制糖有限公司、昌菱制糖有限公司及大新縣雷平永鑫糖業(yè)有限公司開始使用廣西南寧清茂絮凝劑有限公司生產(chǎn)的6528蔗汁澄清劑取代50%的磷酸,獲得了良好的澄清效果。將6528蔗汁澄清劑與磷酸按1:1分別加入到混合汁中,對蔗比總用量為300ppm左右。在不改變原有工藝流程,不改變工藝指標(biāo)前提下,泥汁沉降速度加快,濾泥帶走糖份減少,清汁蒸發(fā)熱穩(wěn)定性提高,純度降減少。白砂糖一級品率明顯提高。不僅降低了原材料成本,而且經(jīng)濟(jì)效益顯著。南寧統(tǒng)一糖業(yè)武鳴香山糖廠本榨季中總結(jié)了使用6528蔗汁澄清劑對白砂糖質(zhì)量的效果。武鳴香山糖廠將6528蔗汁澄清劑與磷酸按1:1分別加入混合汁中,對蔗比總用量為400ppm左右,清汁pH值控制在7.2-7.4范圍內(nèi),前后5天對比結(jié)果表明除濾、清汁司丹默色值指標(biāo)高于未使用6528蔗汁澄清劑前外,其成品白砂糖的色值,含硫量,電導(dǎo)灰份均低于未使用6528蔗汁澄清劑前的指標(biāo)。使用6528前,小于130IU色值白砂糖占69.27%,130-150IU色值白砂糖占31.17%,使用6528后,小于130IU色值白砂糖占90.13%,同比提高20.86%,130-150IU色值白砂糖占9.87%;含硫量在使用6528前,小于15mg/L白砂糖占50%,大于15mg/L白砂糖占50%,使用6528后,小于15mg/L白砂糖比例占82.86%,同比提高32.86%,大于15mg/L白砂糖占17.14%;電導(dǎo)灰份在使用6528前,小于0.06白砂糖占76.62%,大于0.06白砂糖占23.38%,使用6528后,小于0.06白砂糖占96.28%,同比提高19.66%,大于0.06白砂糖占3.72%。吸濾機(jī)在使用6528后,每班從使用前的10臺降低到8臺。這些數(shù)據(jù)說明,使用6528蔗汁澄清劑可以明顯提高成品白砂糖質(zhì)量,起到節(jié)能降耗,增加經(jīng)濟(jì)效益的目的。
除了上述澄清工藝管理措施外,還應(yīng)加強(qiáng)煮糖工藝的管理。這方面也有很多論述可供參考,本文不再列舉。只要認(rèn)真去抓去管,在新的國家標(biāo)準(zhǔn)要求下,亞硫酸法糖廠要達(dá)到全產(chǎn)百分之百一級白砂糖仍然是可行的。