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  1. 糖厂滤泥知识普及和可持续发展

    来源:农投农发公司

    作者:刘法球

    时间:2019-09-02

    责任编辑:
    编辑:张嘉佳

    广西是中国生产蔗糖的最大省份。滤泥是糖厂的三大主要副产品之一,占加工甘蔗的3%4%,含水量高达70%75%,其中的甜水转光度为2%2.5%。广西各糖厂每年因滤泥损失糖分接近2万吨,是制糖生产重大损失源头之一。

    一、滤泥的来源与分类

    在生产糖的过程中,甘蔗汁中含有一些非糖分物质和无机杂质不利于煮糖的结晶过程,因此要将Ca(OH)2SO2CO2H3PO4等物质加入蔗汁中,从中沉淀下来的物质即为滤泥。

    滤泥分为甘蔗滤泥和甜菜滤泥,我国的白糖主要产自于广西,广西糖厂以甘蔗为原料生产白糖,所以滤泥主要来源也是甘蔗糖厂。不同蔗汁澄清工艺所产生滤泥的性质不一样,根据甘蔗糖厂的澄清工艺可以将滤泥分为三大类,即石灰法滤泥、亚硫酸法滤泥、碳酸法滤泥。

    (一)石灰法澄清工艺

    石灰法工艺流程图如下图1所示。石灰法是用石灰作为主要澄清剂的蔗汁澄清方法。这种方法非常古老,早在公元1643年宋应星在《天工开物》中就有记载。石灰法具有取材容易,价格便宜,工艺过程简单等优点。根据其工序和工艺条件,石灰法可分为三种类型:冷汁加灰法、热汁加灰法和分次加灰法,这三种工艺大同小异,主要是加灰和加热次序不同。其中热汁加灰法最为常用,热汁加灰法有利于胶体物质的凝聚,清净效率大幅度提升,且石灰消耗量少,其缺点为沉淀不够结实,泥汁体积大等,其产生滤泥含水量高,呈现弱碱性,并且灰分含量相对较高。

     

    1 热汁加灰法工艺流程

    (二)亚硫酸法澄清工艺

    与石灰法不同的是,亚硫酸法除加石灰、磷酸外,又增加了一种澄清剂二氧化硫,由于多了一种亚硫酸钙的吸附作用,再加上二氧化硫具有抑制色素的生成作用,因此其清净效果优于石灰法。传统的亚硫酸法工艺分为五种:酸性亚硫酸法、碱性亚硫酸法、中性亚硫酸法、磷酸亚硫酸法及中间汁亚硫酸法。现在磷酸亚硫酸法工艺使用最多,此法加入磷酸或可溶性磷酸盐作为辅助澄清剂,澄清效率高,清汁清澈透明,能适应各种不同性质蔗汁。其产生滤泥呈中性,有机含量高,并且含有适量的微量元素。其工艺流程图如下图2所示。

     

    2 磷酸亚硫酸法工艺流程

    (三)碳酸法澄清工艺

    碳酸法是用石灰乳和二氧化碳作为主要清净剂处理蔗汁,这种方法普遍应用于甜菜糖厂,甘蔗产区也有少量糖厂使用此法。碳酸法制成白糖纯度较高,色泽较低,所含杂质较少,可生产优质白糖。此法缺点为生产流程长,设备多,耗用大量石灰和二氧化碳,因而其生产成本高,另外一个麻烦问题就是其产生滤泥为碱性,含有较多的碳酸钙盐,有机物含量少,容易造成污染环境。其工艺流程图如下图3所示。

     

    3 碳酸法工艺流程

    二、滤泥可持续发展建议

    滤泥含有甘蔗纤维、蔗糖、凝结胶体、蛋白质、磷酸钙等,可以作为一种有机肥。但滤泥由于含水量高,不便于运输、保存和使用等弊端,从而成为环境的负担。作为常规处理,大多数滤泥作为选择无害的处理方式选择关注到田地。直接关注田地占用土地资源的同时还会造成烧秧、板结、发臭等问题。针对滤泥的特性和基本理化性质现给出几点建议如下。

    (一)滤泥深度脱水

    滤泥的含水量较高,滤液中含有一定量的糖分,泥质中含有大量的有机质。滤泥的脱水作用不仅能够回收滤液中的糖分,有利于滤泥综合利用的开展,还可以增加滤泥的利用半径,可以对滤泥进行长途运输与长期保存,由此可知,脱水对滤泥的重要性。热压脱水是将机械压强与热力作用进行有机的结合,使滤泥的特性发生改变,并使其中水分以液态的形式排出滤泥,这种脱水工艺具有脱水效率高,耗能少的特点。

    (二)滤泥制备成有机肥料

    滤泥由于有机质丰富,将滤泥和蔗渣混合在一起后进行发酵制备有机肥料,可以对农作物的生长起着较好的促进作用。滤泥和蔗渣一起发酵,根据相关文献报道,发酵效果好,且占用地方少,同时还能避免臭气产生的二次污染,达到高效、环保的目的。

    (三)滤泥制备成生物炭

    生物炭又称生物质炭,学术界还没对此形成公认区分标准。从狭义上讲,生物炭是将生物质在无氧或限氧的前提下和相对较低的温度(<700℃)下,通过进行热化学裂解制备而成含炭元素固态物质,因其独特性质,具有广泛的应用价值。生物炭作为一种热化学转化后产品,从理论上讲,只要它是一种有机物质,就可以用来制备生物炭。将滤泥经过热解制备成生物炭后,一般呈碱性,并且还具有丰富的孔隙结构、较大的比表面积、较强的吸附能力以及稳定性比较好等特点,可以运用于污染水域的吸附、废弃矿山的吸附以及受重金属污染农田等的吸附。

    (四)滤泥制备成生物质燃料

    根据滤泥的特性和基本理化性质可知,滤泥含有较高的热值。将滤泥制备生物质燃料可以充分利用滤泥中有效热值,既可以代替少量煤炭的使用,还可以提高资源的利用率。

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