淺論煉糖糖漿亞磷雙浮法澄清新工藝

淺論煉糖糖漿亞磷雙浮法澄清新工藝

摘要：為了適應市場的需求，在煉糖過程中，必須提高產品質量，不但要生產一級白砂糖，而且要生產符合出口標準的優(yōu)級白砂糖。經過十幾年的實踐和大量的室內試驗，證明亞硫酸磷酸雙浮法工藝具有澄清脫色率高、所耗成本低、生產的產品質量好的特點，為提高企業(yè)的經濟效益做出了貢獻。關健詞：亞磷雙浮法、磷

浮法、亞磷浮法、澄清劑、色值、脫色率作者簡介：李素貞，女，51歲，1982年華南工學院制糖專業(yè)本科畢業(yè)，現任廣東順德糖廠制糖工藝工程師。廣東順德糖廠自1980年4月首次將磷浮法工藝用于煉糖生產后，許多年來，一直都采用該流程煉糖，它比原來的亞法工藝有很大的優(yōu)越性，具有流程短、清度高、收回低、煤耗低以及勞動力強度小等優(yōu)點，可以生產出符合國家標準的一級白砂糖，但當原糖質量差，色值超過80st°時，由于澄清脫色率的限制，則用磷浮法也較難達到理想的效果。為了適應目前市場的形勢，在煉糖期必須提高產品質量，不但要生產一級白砂糖，而且要生產符合出口標準的優(yōu)級白砂糖才能打入國際市場，因此，我們通過大量的室內試驗，提出一種亞硫酸磷酸雙浮法的生產新工藝，這種工藝具有澄清脫色率高的特點，特別是在原有的亞法糖廠基礎上改用該工藝時，所耗的投資少，生產的產品質理可以得到顯著的提高。在取得試驗數據的基礎上，我們于88年進行工藝及設備設計，89年上半年設備制造及安裝，下半年投產后取得顯著效果，澄清脫色率達72～78，產品質量全部達到出口優(yōu)級糖的質量標準，為我廠的產品能打入國際市場作出了貢獻。1亞磷雙浮法試驗1.1氣浮原理眾所周知，糖漿中含有大量的微細的懸浮顆粒及帶陰離子的色素，由于糖漿濃度高、粘度大，難以用過濾和沉降的方法除去，氣浮提凈的原理是根據糖漿中色素絕大部份屬于陰離子以及含有大量極微細的懸浮顆粒，它們大部分形成水膜（水化層）和帶電荷而懸浮，利用初起表面帶正電的磷酸鈣的吸附作用可以除去懸浮微粒及色素，再通過充氣打泡，加入絮凝劑，使糖漿中產生大量極微細的空氣泡，懸浮物與磷酸鈣絮凝交織網絡在一起，形成比重只有0.6左右的泡渣，而糖漿的比重大約為1.26，使其產生比重差而上浮，通常將磷酸鈣的自身絮凝稱為第一次絮凝，而將絮凝劑聚丙烯酰胺的作用，稱為第二次絮凝，它在磷酸鈣一次絮凝的基礎上架橋，將它們進一步連接起來，形成更大的絮凝物構成更多的網狀結構，將糖漿中的懸浮微粒及色素捕捉得更完全，同時也捕捉更多的氣泡，從而形成較大的含有大量氣泡的密實泡渣，能夠迅速浮清分離，從而取得較好的澄清效果。1.2磷浮法、亞磷浮法及亞磷雙浮法的試驗流程比較1.2.1磷浮法試驗流程復篩回溶糖漿△→加磷酸→加石灰調至中性→加熱→部份糖漿打泡充汽→混合后加PHP→浮清1.2.2亞磷浮法試驗流程復篩回溶糖漿△→加磷酸→加石灰調至中性→加熱→硫熏中和至中性→部份糖漿打泡充汽→混合后加PHP→浮清1.2.3堿式亞磷浮法試驗流程復篩回溶糖漿△→加磷酸→加石灰調至堿性→加熱→硫熏中和至中性→部份糖漿打泡充汽→混合后加PHP→浮清1.2.4亞磷雙浮法試驗流程該流程分兩個階段（Ⅰ）復篩回溶糖漿△→加磷酸→加石灰→硫熏中和至堿性部份糖漿打泡充汽→混合后加PHP→浮清（Ⅱ）取第一次浮清糖漿用磷酸調整酸值至中性→部份糖漿打泡充汽→混合后加PHP→浮清2室內試驗結果及分析按各種試驗流程，我們進行了不同磷酸添加量及不同硫熏強度的對比試驗。第一組P2O5總用量：500PPM，硫熏強度分別為0.5，10cc（1/16NI2液）序號工藝流程第一次上浮P2O5用量(PPM)第一次上浮硫熏強度(1/16NI2液)第二次上浮P2O5用量(PPM)P2O5總用量(PPM)回溶糖漿濃度(°BX)回溶糖漿色值(°st)清糖漿酸值(PH)清糖漿色值(°st)脫色率()1磷浮法500//50061.8324.276.714.0442.032亞磷浮法5005/50060.7810.247.15.5745.613堿式亞磷浮法50010/50062.6127.506.912.2455.494亞磷雙浮法3001020050061.4722.396.55.9473.47第二組P2O5總用量：800PPM，硫熏強度分別為0.5，10cc序號工藝流程第一次上浮P2O5用量(PPM)第一次上浮硫熏強度(1/16NI2液)第二次上浮P2O5用量(PPM)P2O5總用量(PPM)回溶糖漿濃度(°BX)回溶糖漿色值(°st)清糖漿酸值(PH)清糖漿色值(°st)脫色率()1磷浮法800//80061.8119.626.78.0059.222亞磷浮法8005/80062.2228.566.89.0068.493堿式亞磷浮法80010/80062.0229.486.56.8576.764亞磷雙浮法300550080061.5028.687.04.6583.784亞[NextPage]磷雙浮法3001050080061.5228.386.74.3084.85上面二組數據比較，我們認為可歸納二點：一是澄清劑、酸值等因素對浮清脫色效果起主導作用，試驗結果顯示，亞磷雙浮法的脫色效果優(yōu)于堿式亞磷浮法，堿式亞磷浮法優(yōu)于亞磷浮法，而亞磷浮法又優(yōu)于磷浮法。從酸值的影響角度看，亞硫酸的電離與溶液中氫離子濃度有關，即與PH值有關

，當溶液中氫離子濃度增加時，亞硫酸電離度減少，當PH值小于4.5時，SO2離子是不存在的，而當PH值大于9.5時，亞硫酸全部離解為SO3離子，因此，我們可以利用原糖中含還原糖份極小的有利條件，盡可能提高PH值，使CaSO3沉淀生成完全就能取得較好的澄清效果。從澄清劑方面方析，由于磷浮法只是用磷酸與石灰所產生的絮凝狀Ca3(PO4)2作吸附劑且酸值只調節(jié)至中性，因此，其澄清效果受到一定的限制，而亞磷浮法由于除了利用Ca3(PO4)2外，還適當加入SO2，利用新生成的亞硫酸鈣所具有的強力吸附膠體色素作用，因此，澄清效果略高于磷酸法，而亞磷雙浮法則更具有兩次調節(jié)酸值過程，能更多除去色素及雜質，并能充分利用原糖中某些膠體物質、無機非糖份的凝聚點，從而使澄清效果有進一步的提高。在實際生產中，也證明了亞磷雙浮法比磷浮法及亞磷浮法的脫色效率有顯著提高。二是在澄清劑用量相等的條件下，亞磷雙浮法比亞磷浮法的澄清效果高。由于磷酸鈣的形態(tài)與亞硫酸鈣有明顯的不同，磷酸鈣是絮狀，而且亞硫酸鈣是密實的顆粒，亞硫酸鈣在沒有其它并存物時，它們呈分散單粒地沉降，但磷酸鈣沉淀析出后，粒子間自行互相連結成絮狀物，形成了浮泡澄清法中的第一次絮凝，所以，在各種浮清法中，都盡量依靠磷酸鈣的沉淀，利用第一次絮凝捕捉在糖漿中的懸浮雜質。在亞磷浮法中，由于在糖漿中的CaSO3顆粒，它只能借助磷酸鈣絮凝的網絡而上浮，有時會影響清凈糖漿的清度。這在我們大量的試驗中也發(fā)現亞磷浮法的脫色率雖然比磷浮法高，但其強度則比磷浮法稍低，特別是在經硫熏高PH值時更為突出，而亞磷雙浮法的第一次上浮在較高的PH值下能除去大量膠體、色素和雜質。而第二次上浮則只添加少量磷酸，而且PH值是在中性條件下進行，又能除去其它色素、膠體等，從而大大提高了脫色率，并保證了清凈糖漿的清度。因此，在澄清劑用量相等的條件下，試驗結果顯示出亞磷雙浮法比亞磷浮法的脫色效果更高。3亞磷雙浮法的生產應用效果1989年8月，我廠開始了第二期煉糖生產，這次煉糖的產品質量要求很高，全部要生產出優(yōu)級糖，為了達到質量好、物耗少、收回高的目標，我廠首次在煉糖生產中使用亞磷雙浮法澄清新工藝。其工藝流程及工藝技術條件敘述如下：3.1煉糖工藝流程工藝流程圖3.2工藝技術條件（1）回溶糖漿濃度：62～65°BX（2）回溶糖漿酸值：PH7.6～8.0（3）舊溶糖鍋加磷酸量：300～350PPM（4）一次中和硫熏強度：3～5cc（1/16NI2滴定）（5）一次中和酸值：PH7.6～8.0（6）二次中和硫熏強度：9～12cc（1/16NI2滴定）（7）二次中和酸值：PH8.5～8.8（8）加熱溫度：7.5±2℃（9）一次浮清絮凝劑用量：15PPM（10）二次浮清糖漿酸值：PH6.5～6.8（11）二次浮清絮凝劑用量：10～15PPM（12）二次浮清糖漿色值：6～8°st（13）二次浮清糖漿清度：400mm以上（14）清凈糖漿酸值：PH6.2～6.4（15）清凈糖漿清度：400mm以上通過1989年第2期3萬多噸原糖的翻煉加工，充分顯示了亞磷雙浮法工藝的優(yōu)越性。由于我廠第2期煉糖的原糖質量特別差，原糖色值平均88.99°st，泰國原糖占82，部分色值高達100～136°st，這無疑會給工藝處理帶來很大的困難，但由于亞磷雙浮法脫色率高，為煮糖提供了穩(wěn)定而優(yōu)質的清凈糖漿，產品質量一直保持穩(wěn)定，達到全產出口優(yōu)級白砂糖目的。本期生產第一批的2萬多噸優(yōu)級白砂糖達到以下指標：蔗糖份水份還原糖份灰份色值IU濁度(度)不溶于水雜質mg/kg99.840.0320.0120.0085016.8如上所述，亞磷雙浮法新工藝投產后，其清凈效率即基本上達到室內試驗水平。在實際生產中，一般的澄清脫色率保持在72～78，清凈糖漿色值一般在4～7°st，清凈效率最高的一班，清凈糖漿色值僅為2.29°st，清凈脫色率達到87.02，我們將1989年第二煉糖期采用的亞磷雙浮法工藝與前段時間采用的磷浮法與亞磷浮法工藝清凈效率作一比較。項目時間平均日處理量(噸)原糖色值(°st)回溶糖漿色值(°st)硫熏糖漿色值(°st)硫熏糖漿清度(mm)脫色率()白砂糖色值(IU)白砂糖濁度(度)不溶于水雜質(mg/kg)工藝流程1988年5～6月75146.6920.0413.7922531.16133437.6磷浮法1988年8～9月88969.8722.1810.9332250.72132319.8亞磷浮法1989年4～6月73745.8220.7410.3330050.19109217.6亞磷浮法1989年8～10月71283.9920.535.6340072.585016.8亞磷雙浮法實際上，亞磷雙浮法的清凈效率應比上述數字略高，這主要是由于該期煉糖原糖色值高，造成丙糖色值偏高，丙回溶糖色值一般在25～30°st，有時甚至在40°st以上，而上述的數字統(tǒng)計不包括丙回溶糖漿色值。亞磷雙浮法工藝流程雖然比亞磷浮法工藝流程長，但其轉化損失前者比后者沒有明顯的增加，下表是1989年兩期煉糖報表有關數字比較：項目時間回溶糖漿簡純度AP硫熏糖漿簡純度AP回溶糖漿與硫熏糖漿的簡純度之差AP回溶糖漿還原糖BX硫熏糖漿還原糖BX回溶糖漿與硫熏糖漿還原糖BX之差工藝流程1989年4～6月98.9698.430.530.1580.201-0.043亞磷浮法1989年8～10月98.9498.440.500.0980.12-0.022亞磷雙浮法4經濟效益對比在煉糖期用原有的工藝生產的出口優(yōu)級白砂糖，由于澄清脫色率低，因此在煮糖時必須采用加大回煮量的方法才能達到目的，這樣，除產量、質量不能達到要求時，必然造成汽耗高、收回低。采用亞磷雙浮法后，由于澄清脫色率高，除產品質量好，產量可以提高外，汽耗也可大大降代，而收回則可相應提高。在效益對比方面，由于過去煉糖工藝較難達到優(yōu)級糖的質量標準，因此我廠除在1973年曾翻煉過3萬噸優(yōu)級糖外，后來一直以生產一級糖為主，直到1989年改為亞磷雙浮法后才能順利地生產優(yōu)級糖，因此，其經濟效益暫以該二個煉糖期的報表實績數字作為對比參考。煉糖亞磷雙浮法與亞法生產優(yōu)級白砂糖各項生產實績對比表日期1989年1973年8月30日～10月11日10月25日～11月10日8月30日～11月10日6月1日～9月21日工藝方法亞磷雙浮法亞磷雙浮法亞磷雙浮法亞硫酸法本期處理原糖量（噸）27632.45810.354.20237986.6639822.261原糖色值（°st）83.9943.0672.8346.38平均日處理量（噸）712742721463優(yōu)級糖產量（噸）25406.19542.534948.636054.4優(yōu)級糖質量蔗糖份99.8499.8399.8499.86灰份0.0080.0070.0080.011色值(IU)5051500.54濁度∕∕∕—不溶物(mg/kg)6.85.36.3—合格率（）10010010099.85主要原材燃料消耗蒸汽原糖227.55228.44227.8290.73有效CaO原糖0.540.450.5020.429硫熏原糖0.200.200.200.348三重鈣原糖0.250.240.247過磷酸鈣原糖1.596相當三重鈣0.63PHP原糖——0.0034—由對