糖厂使用微孔液固分离设备的应用价值

李尔煊（510180广东省糖纸工业公司广东省广州市盘福路朱紫后街1号）

作者简介：李尔煊中国国籍，制糖工艺工程师。男，汉族，出生于1926年9月，广州市人。历任东莞糖厂制糖工人、紫坭糖厂制炼车间值班主任，包头糖厂制糖车间值班主任，紫坭糖厂技术科生产调度员、煮糖专业组长，阳江糖厂生产调度组长等。曾兼任省制糖学会第二届理事会兼职秘书，至1988年在广东省糖纸工业公司退休。曾任省科委技术开发中心和广丰糖厂生产技术顾问。主要业绩：在糖业战线连续工作了五十多年，从工人提升为干部都是担负工程师工作，直至取到国家审批工程师的职称，1999年写过一篇论文《煮糖起晶技术的发展和进步》在《甘蔗制糖》发表，并参加到广东省老科学技术工作者协会和广州市老工程师协会为会员，1990年7月获广东省制糖学会发给从事制糖工业工作三十年以上对制糖工业，发展做出贡献发给荣誉证书，1993年12月全国甘蔗糖业学会发给发展中国甘蔗糖业，作出贡献荣誉证书。1996年12月广东省科学技术协会献计献策活动中，被评为表扬项目《如何发挥目前制糖技术科学成果和效益》发给荣誉证书。1953年参加“五一”煮糖法的试验到总结，以后到各糖厂做推广的操作培训工作，起到广泛推广作用。1961年参加甘科所“甘蔗渗出法”试验，为改善压榨设备效能，为渗出槽代替压榨机组的应用打下基础。1983年参加城月、阳江、南海糖厂的微机煮糖操作应用研究和鉴定。曾到广西霞秀糖厂、云南景坎糖厂和景真糖厂担任制糖工人培训操作的提高生产技术工作。近年又到湛江、茂名地区指导糖厂扩建投产等工作。退休前编写了有关澄清、蒸发、煮糖、分蜜和物料平衡计算工人学习讲义，还编写了《精炼制糖生产的工艺管理》。撰写过《微机煮糖与“五一”煮糖法》、《提高微机控制煮糖的一些做法》在《甘蔗糖业》发表：《微机煮糖工艺上的控制作用》、《糖厂使用微孔液固分离设备的应用价值》、《煮糖技术科研新进展生产应用》在省制糖学会年会发表。

论文摘要：原糖生产优级白砂糖（精糖）工艺，包括蜜洗、清净、脱色、结晶等单元。蜜洗是传统工艺中最重要的提净工序，是影响效率、成本和产品质量的主要因素；清净工艺有高硫高磷双浮法、碳酸饱充过滤法等，若采用磷酸上浮法并全汁过滤，不锈钢全密闭流程，配合先进的过滤设备UF系列高效液固分离机（它的孔径0.1微米~10微米，一般用小于1微米介质来过滤），使悬浮液中的液固分离，设置了自动净液反冲，液气混合反冲或压缩气体反吹装置，在工艺用水的处理方面也用UF分离棒强化过滤，确保工艺用水干净，因而在炼糖厂中，杂质去除率高，白砂糖色值下降，灰份减低，使产品质量更上一等级。

一、目前我国发展原糖精炼白糖和生产精糖的动态

二、原糖生产优级白砂糖（精糖）的炼糖工艺流程

三、新的过滤设备UF系列高效液固分离机

四、直接生产优质白糖的手段

附注：该论文在1995年6月广东省制糖学会年会发表，并在年会上宣讲。

糖厂使用微孔液固分离设备的应用价值

一、目前我国发展原糖精炼白糖和生产精糖的动态。

制糖工业的发展是从小型糖厂生产原糖，发展到大型糖厂生产原糖，更有改进为生产耕地白糖和生产优质白糖。广东省解放以来，机械化生产的白糖厂已发展到100多间，近年来1000T/日，以下的甘蔗糖厂亦逐渐淘汰。广东湛江地区的糖厂，亦已向3000T/日的大型糖厂来改造。九十年代湛江地区已在新桥糖厂建成以原糖为原料。生产白糖的炼糖车间，在湛江糖厂建成以白糖为原料，经活性炭脱色过滤，生产精幼砂糖车间，最近海康县龙门糖厂，遂溪县广丰糖厂亦先后建成以原糖为原料，生产白砂糖和精炼生产精幼砂糖车间。今后发展炼糖事业，是应该得到重视的，亦希望看到制糖技术上有所创新和提高。

但国家体制改革后，农业管理如何跟上去，大生产与个体农户打交道，是有困难的。所以目前农场糖厂都有利润，而地方糖厂困难重重，便应考虑将小蔗农组织起来，而管、种、砍、运都由当地农贸部门或当地政府管理，或吸取国营农场的管理方法，糖厂只对交蔗组收购，送到糖厂来的甘蔗，到时按质论价，或产品白糖分成，亦可收加工费，再不受糖价蔗价起跌的影响。城市的糖厂干脆都改为炼糖厂，除生产优质白糖，供应食品和医药工业，还可以生产精幼砂糖小包装，供应宾馆旅游事业，生产方糖、粉糖、糕点糖、软糖和果汁粒糖，小罐装液体糖浆和转化糖浆，还有冰片糖，单晶冰糖等综合利用，就是以原糖或白砂糖为原料，的食品综合加工厂。

为了加入国际市场的竞争行列，我们应谋求改进亚硫酸法工艺，生产出高质量的白糖，提高现有糖厂产品的产值，增加收益。

二、原糖生产优级白砂糖（精糖）的炼糖工艺流程：

现将我省目前一些糖厂采用的工艺流程探讨一下，传统的精炼加工，包括蜜洗、清净、脱色、结晶等单元。

（1）蜜洗过程以分离原糖表面上的糖蜜，它可以将原糖中85%的非蔗糖份除去，但通常的水平是在60～70%之间，因此它是传统的精炼加工中最重要的提净工序。和杂质一起排出的蔗糖必需回收，这个分离和回收过程的效率，是影响精炼糖厂的成本与效率的主要因素。如用白糖来重结晶，来提炼精糖，便可取消蜜洗这主要工序。

（2）清净工段是蜜洗将结晶外表覆盖的主要非糖份除去以后，然后送往清净工段，目前用原糖生产精糖，主要有高硫高磷双浮法，或碳酸饱充过滤后，经离子交换树脂脱色，生产精糖的方法。磷酸法或碳酸法的化学处理，是整个世界通用的，以下列出一些数字便于比较：碳酸法和磷酸法对不纯物的除去（1983年克拉克博士资料）

组份对固溶物%	回溶浆%	碳酸法清糖浆		磷酸法清糖浆
组份对固溶物%	回溶浆%	含量%	除去%	含量%	除去%
蔗糖	99.52	99.60	——	99.57	——
转化糖	0.17	0.14	18	0.15	12
灰份	0.15	0.12	20	0.14	7
有机物	0.16	0.14	12	0.14	12
色值IU	1200	700	42	800	33

在磷酸法中,磷酸和石灰乳加入到回溶间来的热糖浆中，形成磷酸钙或各种化合物，然后充入空气，使絮凝物的粒子浮上糖液的表面，再将它刮除，在磷酸钙形成和絮凝过程中，色素，无机物和悬浮微粒被捕集，并从糖液中除去。精炼糖厂为了保护它们的脱色工段，防止可能存在的磷酸钙或未在清净中除去的任何固体，在浮升器之后，仍用压力过滤作为“精处理”。

坭渣的除去，洗涤或脱糖是另一重要的环节，它的效率是影响精炼损失和成本的极重要因素。

碳酸法包括在回溶糖浆中，加入石灰乳和二氧化碳，形成大量的碳酸钙沉淀，用压力过滤（板框式压滤机），将固相物质由糖液中除去，不纯物的除去通过三个途径：

（一）、大量的结晶碳酸钙沉淀，将不溶物或半胶体状的物质捕集在其内部。

（二）、碳酸钙结晶体吸附了阴离子杂质。

（三）形成的不溶或微溶性的钙盐沉淀。

碳酸饱充的主要目的，是最大限度地除去色素和灰份，及取得良好的过滤性。

碳酸法和磷酸法互相比较，若磷酸法之后，再经精滤处理，它们都能除去糖液中所有的混浊物质。如磷酸法后不经精滤，未除去磷酸盐，会续渐污染下一脱色工序的吸附剂。而碳酸法的脱色效果，平均优于磷酸法。从以上的情况来看，碳酸法的糖汁是经过全部过滤，所制成的产品质量特别好，都列为“精糖”。如我们采用磷酸上浮法后的糖汁，全部都经过滤那制成的产品白砂糖，便可以上等级，若果上浮器出来的糖浆，我们再加活性碳脱色和吸附悬浮物过滤，便可以生产出质量优良的精糖了。这样整个工艺流程便可缩短，以目前我国对精制白糖的质量标准：色值30IU以下，混浊度4以下，电导灰分0。03以下，不溶于水杂质20mg/㎏以下。

如果我们找到一种理想的过滤设备，加上在煮糖结晶最后提纯过程，制订出好的煮糖制度，产品质量是可以有保证的。

过去几拾年来，亚硫酸法生产白糖的工艺流程改变不大，尤其过滤设备，一直沿用板框式压滤机，来过滤坭汁。解放后虽然开始研究使用真空吸滤机，并吸取北方甜菜糖厂采用滤布作过滤介质。至七十年代才普遍使用。但都只是用在过滤坭汁，而吸出的滤汁仍混浊不清。过去曾推广使用袋滤机和叶滤机过滤糖浆，但都不理想，滤布用了一段时间，便受钙质侵入而变硬，以后压滤机改进了机械手，只是减轻劳动强度。传统的压滤机，不单劳动强度大，而装拆时要求很细致的，滤布装不好会引起爆筛，坭汁流入滤清汁内，其中一块滤布穿孔，没有及时发现，便影响所有的澄清汁的质量，连续沉淀池放出的清汁，瞬时也有混浊不清，靠曲筛把关是不保险的。

这几年在湛江地区不少糖厂，入蒸发罐前的澄清汁，质量很差，清浊度还不到15CM（公分），尤其滤清汁更差，所以我们在入蒸发罐前的澄清汁使用比较先进的液固分离设备，带全自动密闭装置的，那相信对产品质量有帮助，尤其降低浊度和除去不溶解杂质，对减少蒸发罐的积垢，节约能源也有帮助。这样生产一级白砂糖的质量便有保证。最近在珠江糖厂和广丰糖厂作过测试，对澄清汁的浊度和除去不溶物，都有明显的效果，看来胶体也会除去一些，过滤速度也达到要求。

再谈谈在原糖精炼工艺，采用磷酸上浮法，将上浮法出来的清糖浆，经二次硫熏后，加活性炭再用液固分离机来处理的精糖浆，便可以生产“精糖”。而它的质量，有可能达到碳酸法后，经离子交换脱色的流程，尤其是目前碳酸法产生较多的固体废料，污染严重，它的处理变得越来越困难。

江门甘蔗化工厂和湛江糖厂生产精幼砂糖，是采用白糖回溶糖浆加活性炭脱色后，用塑料压滤机过滤，但仍有发现过滤困难，而且用活性炭如有走漏现象，便影响产品质量，这是存在问题。

三、新的过滤设备UF系列高效液固分离机

UF系列高效液固分离机，是利用压差作用，通过特种过滤介质，聚乙稀PE材料，使悬浮液中的液固分离，是广州市亚微环境工程有限公司的专利产品，过滤介质孔径均匀，表面光滑，不易堵塞，介质无毒、无味，不脱落，不产生二次污染，抗腐蚀、耐酸碱、耐有机溶剂、温度范围-12～105℃内使用，其优良性能不变，设置自动净液反冲，液气混合反冲或压缩气体反吹装置。故用在糖厂反冲时，可不用水或稀液反冲，反冲液渣可通往坭汁锅，与上浮渣一齐经真空吸滤机过滤或用一台压滤机处理，滤渣的处理量很少，比广丰糖厂引进国外以色列的糖浆过滤器，优越得多，广丰糖厂的是用金属网过滤，孔隙50微米，而且要用稀液或水反冲，效果不理想。而UF液固分离机，前几年已开始用在阳江糖厂矿泉水分厂过滤矿泉水，生产粤宝牌矿泉水，使产品质量有保证。今年用在湛江市东海岛虾苗养殖场，过滤海水，亦达到予期效果。

最近在广州华侨糖厂测试，炼糖期二次硫熏出来的糖浆，加入活性炭后，用液固分离机过滤，该过滤介质实际是理想的过滤层，不用担心要先形成过滤层，而是直接隔滤活性炭的粒子，所以液体内全部固体杂质都能除掉，过滤前糖浆色值6.95st.经过滤后3.7 st.经过滤速度9.1升/㎡分。比广糖过去生产葡萄糖浆时测得的板框压滤机过滤速度1.5㎏/㎡分快很多。也测试过车间用水，发现广州糖厂的冷水浑浊不清，含有胶体不少，热水的杂质也很多。

我在糖厂工作了几拾年，我认为糖厂的水质，对产品白糖质量的影响很大，尤其糖厂的煮糖工人，在煮糖过程误认为水是万能的，经常煮水来帮助结晶吸收母液的糖份，但水质差便会将水的色素和杂质带到糖粒里，糖厂的蒸发罐和加热器等的加热体，很多是用无缝钢管制造的，那加热管外壁生锈后，那些汽凝水都含有铁锈了，加上冷水浑浊不清问题更大，煮糖时在洗手盆放出来的冷热水便看到了我们细心的检查回溶锅的糖浆色值，普遍比进去的原糖色值还高，做种子的糖砂，用热水调成糖糊后，色值亦提高了。所以制糖过程，整个生产用水的质量都要注意。

糖厂是用水量很大的加工厂，而且都是远离市镇，抽用的河水或井水，质量不一定达到卫生标准，如配用UF系列设备过滤生活用水和生产工艺用水，经0.1或0.2微米过滤出来高精度的水，除去杂质可达99.5%以上，水中的腐植质和有机，无机胶体和灰分等，相应下降，而且该厂产品处理量每台每小时最高达200m³/小时分离净液量。我看糖厂的产品质量，大有潜力，提高煮糖及分蜜用水质量便是一个措施。

使用UF高效液固分离机是可行的，它的孔径从0.1微米至10微米，糖厂曲筛和糖浆葙过滤用的尼龙绢网一般是160目的筛布，孔径0.097毫米即97微米，所以如果我们使用1微米孔径以下的介质来过滤澄清汁和滤清汁（珠江糖厂用0.2微米）或糖浆，那产品质量一定有保证。

最初我们担心糖浆浓度高，粘度大，过滤有困难。经测试糖浆浓度60BX.左右，温度80℃左右，使用孔径0.2微米也能通过（广州糖厂）。这种过滤设备可以说是属于超滤分离介质，假如滤液粒径粗，含固体多，如中和汁，和坭汁，那便应先用真空吸滤机来粗过滤，或糖厂使用的平板筛和曲筛，我们在广州糖厂也试过，分离炼糖时的饱充汁，但很快滤棒上的滤坭便很厚要反冲了，看来过滤分离时，滤液杂质少，反冲次数便少，等于炼糖时，清糖浆过离交塔前，用板框式压滤机过滤一两个班才拆筛一次，而现在有些炼糖厂过离交树脂前，使用沙滤式机械过滤器过滤清糖浆，我看要研究，因为沙滤式机械过滤器，反冲时增加不少甜水，要浪费大量蒸汽，只适合用在水处理，而改用高效液固分离机，便没有甜水，它主要用压缩空气反冲。上浮法出来的清糖浆，如加活性炭脱色过滤后，精糖浆质量达到要求，那么连离子交换器也可以不用，我曾实践过，用白糖回溶后，不经离交脱色，直接煮制精幼砂糖质量完全达到国家指标的。

工艺流程可以缩短，减少部份设备投资，产品白糖提级后，每吨售价可提高50-100元，也就是说1000T/日，糖厂全年生产120天计产糖1.2万吨，在白糖销售方面，单糖价多收回60万元以上，其他节能和减少劳动力，提高收回等效益还未计算。

使用离子交换器的操作和管理水平要求比较高，一下不小心便会跑树脂造成损失，要连续通入清糖浆，不能时停时开，断断续续，因糖浆有一定浓度，停下来温度下降，粘度大便影响树脂，停止过糖浆不应超过一小时，如要超过一小时，应用水适当洗涤，否则冷却以后，糖浆粘着树脂便很难处理。如停用一个班以上，就必须完全洗净，浸无离子水备用。还要经常注意进树脂塔糖浆的质量，不能让有油污的，颜色过深的，有大量悬浮物杂质的糖浆进入树脂塔，因为树脂表面被污染，会使脱色效能降低或树脂老化，以目前国内管理水平和质量要求的情况下，以原糖为原料进行精炼白糖，还是采用磷酸上浮法，结合采用高效液固分离机，可以将工艺流程简化，以下将原糖生产精糖的工艺流程列出供参考：