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| 全自动隔膜压滤机在制糖过滤中的应用

王兆强

在制糖生产中,过滤是重要环节,它不仅关系到成品质量,还涉及到加工过程中的糖分损失。对于不同的工艺方法,一般要选用不同的过滤设备。我国加工甜菜的糖厂、原糖精炼糖厂与少部分甘蔗糖厂,采用碳酸法工艺,主要过滤设备是全自动隔膜压滤机与半自动压滤机。绝大部分甘蔗糖厂是采用亚硫酸法工艺,过滤设备种类较多,主要是真空吸滤机、无布真空吸滤机与半自动压滤机。全自动隔膜压滤机是新近在亚法糖厂投运的过滤设备。

全自动隔膜压滤机是现在发达国家制糖业采用的主流过滤设备,在我国制糖业已有应用,从根本上改变以前压滤设备在制糖生产中应用的被动局面,收到很好的效果。这种设备是采用带挤压隔膜的聚丙烯滤板,利用plc与变频技术,实现对整个压滤机与工艺过程的全自动控制。

半自动压滤机是我国在上世纪80年代,学习当时西欧技术设计开发的糖业过滤设备,采用铸铁滤板、液压顶紧自动保压、机械手自动拉板,此种压滤机逐渐发展,现在已有过滤面积80~175m2几种定型产品。

真空吸滤机是一种连续过滤设备,是在转鼓上安装滤布使其随转鼓一同转动,同时将滤布引出,脱泥后进行洗涤,糖汁在真空的作用下,通过滤布分离滤泥。

无布真空吸滤机是国外原糖加工普遍使用的过滤设备,上世纪90年代,在环保的压力下,广西糖厂率先将此种过滤设备应用在亚法制糖。它是采用吸滤的方法,过滤泥汁中掺入蔗渣,在真空的作用下,通过钢网与蔗渣组成的过滤介质,截留悬浮液中固体颗粒,实现固液分离。

此设备采用压滤方式,利用先进的控制技术与隔膜压榨手段,提高整机的生产效率,缩短了过滤时间,提高滤饼含固率。通过对滤饼的压榨优化了洗水方案,降低了滤饼含糖与含水。由于加工原料与工艺方法的不同,要分别针对碳酸法与亚硫酸法工艺特点,设计设备结构与控制方案。

(1)在碳酸法工艺中应用

项目

参数

过滤面积

150 m2

滤板尺寸

1200×1200 mm

滤板生产厂商

滤板结构

角进料专用糖板

滤板材料

聚丙烯/pp

滤板数量

69 块

滤腔数量

68个

滤腔容积

3288l

最大过滤压力

0.5 mpa

最大过滤温度

85℃

碳酸饱充法滤泥结构好,主要成分碳酸钙能形成大而密的晶状结构,便于过滤与洗涤。全自动隔膜压滤机正是根据这一特点,合理设计使生产过程达到高效化。对于碳法增稠泥浆过滤,在含固率为250~300g/l时,进料可在2~3min内完成,最大进料量可达200m3/h。在原糖加工采用碳法过滤,就要控制过滤速度,保证生产均衡。

<根据pgb-150压滤机在依安糖厂应用情况,其过滤速度与进料量变化如图1所示。

图1   全自动隔膜压滤机在碳法应用进料流速与流量

通过隔膜压榨可减少洗水量,均匀降低整个压滤机滤饼含糖。总洗水量可稳定控制在干滤泥量的1~1.3倍,其中少部分洗水随滤清汁进入蒸发,大部分进入制糖其它工段,因此引起的清汁锤度降很小,基本控制在0.1~0.3°bx。在洗水降低滤泥糖分的前提下,可减少蒸发负担,降低能源消耗。

最终滤泥含糖与含水情况,是过滤设备在制糖上应用的关键。在依安糖厂应用,在不同的时间和压滤机的不同位置处随机采样,滤泥含糖为0.3%~0.6%,平均0.48%,滤泥水分28.2%~31.2%,平均29.7%。

全自动隔膜压滤机在碳酸法上是高效设备,在增稠过滤中表现的尤为突出,一个过滤周期可在22~25min内完成,一次卸滤泥重量在3400kg左右,每天可生产滤泥200吨左右,一台设备运行可满足日处理3000吨甜菜糖厂生产要求。

(2)在亚硫酸法工艺中应用

项目

参数

过滤面积

180 m2

滤板尺寸

1200×1200 mm

滤板生产厂商

滤板结构

角进料专用糖板

滤板材料

聚丙烯/pp

滤板数量

77 块

滤腔数量

76个

滤腔容积

2600l

最大过滤压力

0.5 mpa

最大过滤温度

85℃

在亚硫酸法制糖中,过滤液是沉降池底排泥汁,其中胶体团粒含量较高,滤泥层过滤阻力较大,所形成滤饼透气与透水性能不如碳酸法滤泥。应用全自动隔膜压滤机的工作效率,虽然达不到碳法的水平,但也可充分发挥其高效的特点,在泥汁含固率为40~60g/l情况下,压滤机进料通过位压与泵压结合的方式,一次进料可在50~55分钟内完成,一般进料流量在60~20m3/h。根据pgb-180压滤机在瑞丽糖厂应用情况,在一个进料周期内,不同阶段过滤速度与进料量变化如图2所示。对含固率相对高的泥汁,进料时间要相对缩短,最终进料流量相对低,滤饼的洗水与吹气阻力要增加,降低滤泥含糖与含水所用时间要增加。

亚法过滤所形成的滤饼,含有胶体与磷酸化合物量较大,导致滤饼成型性能好,但透水性能差,时常造成含糖含水高。全自动隔膜压滤机通过多种工艺手段,结合滤饼压榨功能,可将绝大多数滤饼含糖控制在干滤泥转光度4~9%左右,含水率在50~60%。

图2 亚法全自动隔膜压滤机进料流速与流量

在这个工艺过程中,正确处理正洗水、中压榨、角洗水与最后压榨的关系很重要,要想真正洗脱滤泥中的糖分,提高设备效率,这是关键环节,必须采用自动化控制,此过程具体变化如图3所示。

图3  洗水与压榨过程中滤液锤度变化

在亚法制糖上应用全自动隔膜压滤机,可以有效降低滤泥含糖与含水,提高生产效率,滤饼结构完整、脱落迅速、自动化控制水平高、减少了劳动强度,对环保没有影响。

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