1 引 言       澄清是制糖生产过程中一个重要的工序。在经过压榨机或者渗出器提汁之后，混合汁必须进行澄清，以除去悬浮物、中和有机酸和降低蔗汁浊度。通常，这一步操作是通过添加石灰到蔗汁中并进行加热完成，而当这些澄清剂不足时，也添加一定的磷酸作为补充。钙盐与有机酸、磷酸盐，以及混合汁中的固体悬浮物一起在沉降器中沉淀出来，适当加入絮凝剂可以促进沉降作用，这样我们就得到了清亮的蔗汁。这些清汁从沉降器上部溢出，而含有大量悬浮物的泥汁则从下部排出。为了回收泥汁中的蔗糖，采用了带有水清洗装置的真空吸滤机。按干固物重量，将0.5～1.0％的蔗屑与泥汁混合，然后送进旋转真空吸滤机，滤泥被卸出，含糖份一般不超过1.0％。从吸滤机出来的滤汁仍然很混浊，含有大量的悬浮物，滤汁质量差，不允许与清汁混合直接进入蒸发工段，因此一般要返回前面的混合汁。滤汁的再循环加重了沉降池的负荷，更重要的是非糖分也进入这个循环系统。非糖分的再循环对澄清效率是有害的，它加剧了蔗糖的转化，从而降低了糖品质量，增加了糖分损失。      经过吸滤机后，磷酸钙絮凝物长链被破坏，即便在加灰之后也无法完全恢复到原来的长链絮凝物，从而使澄清汁的浊度很高。另外——注：该文将提交2006年2月的“美国甘蔗糖业学会(ASSCT)”年会。这样的破坏还影响了泥汁层的密实性和沉降效率，使滤饼转光度偏高，同时也降低了沉降器的生产能力。      众所周知，除了浊度加深，非糖杂质的再循环还会加速还原糖的破坏，并形成有机酸,有机酸与沉淀析出的钙盐物质反应，重新生成可溶盐，使得澄清汁钙盐含量升高，而这些有机酸还是色素的来源。正是由于这些杂质的存在，即便滤汁仅占混合汁量的15～18％，也会对沉降器生产能力和沉降作用带来很大的影响。而蔗屑在吸滤工段的加入，当它返回沉降器长时间停留，会产生“泡茶”（tea-brewing）效应，从而带来越来越高的色值。      滤汁中这些细微颗粒（蔗屑、胶体和沉淀物）本身就具有上浮的趋势，这是因为它们的粒度很小。滤汁上浮澄清系统增大了这种天然上浮的趋势，它与真空吸滤机配合使用，将可成功除去这些悬浮物质，避免非糖杂质的再循环^[1]。

2 滤汁上浮澄清的好处

采用滤汁澄清工艺，避免了滤汁回流处理，它具有以下优点：2.1 更高的糖分收回^[2]1).转化损失a.因为再循环的取消，发生在沉降器内的蔗糖转化损失将减少。b.澄清汁纯度进一步提高。2).糖蜜a.滤汁再循环处理需要添加石灰，这样就增加了非糖杂质中可溶性钙盐的含量，而1分子镁或者钙，可将2分子的蔗糖带入最终废糖蜜中。因此，滤汁上浮避免了钙盐的增加，有利于提高蔗糖产量和降低糖蜜量 ^[3]。b.较少的还原糖破坏^[4]上浮器与多层沉降器相比，其内部没有分层，滤汁停留时间短，限制了还原糖破坏，否则，还原糖有可能会形成造蜜物质。3).未测损失取消了滤汁回流处理，非糖分不再反复循环，有利于减少蔗糖分的破坏。2.2 产品质量^[5]1).色值a.随着蔗屑的去除，避免了“泡茶”效应。b.再次加灰被怀疑是形成较高色值的原因之一，因为在这个时候还原糖被破坏，从而形成有机酸。c.在传统的沉降器中，回流的滤汁长时间停留，引起色值不断增加。而滤汁澄清技术停留时间短，减少了色值加深的可能。2).灰分由于取消了再循环，额外加灰也随之被取消，所以去除了大部分可溶性钙盐、胶体、蔗屑等杂质，降低了灰分含量。3).蔗糖转化非糖分再循环，以及滤汁加热都会造成蔗糖的转化，所以采用滤汁澄清工艺，这些转化损失进一步减少了。2.3 直接和间接效益^[6]1).提高清净效率。2).沉降器絮凝剂用量减少30％。3).减少石灰用量。4).改善了真空吸滤机的处理能力^[7]。○浮渣密实，很适合用真空吸滤机处理，滤饼厚度增加，且多孔，从而促进了吸滤机处理能力的提高。特别是那些原来随滤汁循环的固体微粒，它在原来的真实吸滤机中是很难分离的。5).蒸发罐中钙盐较少意味着积垢少，减少维护费用和蒸汽用量。6).提高了沉降器的处理量和生产效率。7).在主蔗汁沉降器中由微生物引起的蔗糖分转化损失的危险降低^[8]滤汁中含有很多微生物，其在沉降器中长时间停留，会发生由微生物引起的蔗糖转化损失。因此，滤汁不跟混合汁混合，可以大大降低蔗糖转化的风险。需要强调的是，微生物污染并不在于滤汁本身，而是滤汁中的悬浮物，它们可以在滤汁澄清时通通被除去。8).提高全线生产能力^[9]本系统的应用可使糖厂很容易地提高20％的生产效率，且不必替换或新增设备（如：蔗汁沉降器、蔗汁反应容器、蔗汁加热器、蔗汁泵等等），从而避免了大量的投资。9).项目经济分析：日  榨  量       10,000 吨蔗榨 季 榨 量       1,000,000 吨蔗滤汁对蔗比      15%收  回  率      10%○节约的石灰a.假定一吨甘蔗消耗1.25磅石灰，减少15%的滤汁回流。b.10,000吨蔗×1.25磅/吨蔗×0.15=1,875磅石灰(原文可能有误，已作校正—译者注)c.1,875磅 石灰×100天×（＄90/2000）=＄8437.5(原文可能有误，已作校正—译者注)○节约的絮凝剂a.假定消耗量为4ppm,＄1.60/磅b.[(10,000吨蔗×2000)/1,000,000]×（4×0.15）=12磅/天c.12磅/天×100天×＄1.6/ 磅=＄1,920d.增加的滤汁澄清聚合物费用为：＄8,640○获得的收回率a.假定糖价以＄400/吨计，由于消除了非糖分的循环和非糖杂质的减少，糖份损失仅0.2%。（据文献报道为0.5%，所以上面的是保守的估计）b.(10,000吨蔗×10%收回率)×0.2%×$400=$800c.(100,000吨糖×0.2%)×$400=$80,000

3 设备配置

      设备配置根据糖厂的实际情况及所签订的合同而变化。最初的滤汁圆形上浮澄清器用于糖浆和污水处理（请看图3）。新一代的DAF结合了流体动力学新技术和新研制的充气系统。（请参看图1和2 ）。糖浆上浮和滤汁上浮系统共用可以产生较好质量的糖（请参看图3）。最重要的设计要素是确保上浮器有适当的生产能力。其次，质量控制系统确保只有合格的清净滤汁才能送到下一工艺蒸发工段。

4 检测结果

      滤汁中加入适当的絮凝剂（已在Iberia糖厂2005年榨季中检测），并控制其进入上浮器的流量。澄清中的泥渣被从澄清滤汁中分离出来。同时，鼓入的气泡促进了泥渣上浮分离。上浮后的滤汁清透，所形成的浮渣体积大且结实。 表Ⅰ 2005年11月9日运行结果

	滤汁流量		处量后的滤汁
时间	加仑	gpm	0Bx	pH		浊度	温度
09:15			3.0	7.39			27.1
09:30	140	9.3	5.6	7.26		157	40.4
09:45	171	11.4	7.6	7.14		194	51.8
10:00	182	12.1	8.9	7.04		213	58.8
10:15	210	14.0	9.3	6.97		227	61.0
10:30	169	11.3	9.7	6.93		246	65.1
10:45	152	10.1	10.1	6.33		310	65.7
11:00	146	9.7		6.24		304	66.5
11:15	168	11.2	10.1	6.41		290	66.7
11:30	134	8.9	10.2	6.46			66.9
11:45	168	11.2	10.0	6.47		281	67.2
12:00	162	10.8	9.9	6.49		274	67.7
12:15	169	11.3	10.0	6.52		245	67.6
12:30	179	11.9	9.6	6.57		219	67.4
12:45	175	11.7	10.0	6.61		203	67.2
01:00	179	11.9	9.3	6.65		200	67.2
01:15	186	12.4	9.4	6.70		196	67.2
01:30	143	9.5	10.0	6.70		203	67.3
01:45	169	11.3	10.5	6.71		204	67.3
02:00	163	10.9	9.1	6.66		206	67.3
02:15	107	7.1	9.0	6.65		210	66.7
02:30	126	8.4	9.5	6.62		194	66.0
02:45	200	13.3	9.2	6.63		204	65.7
03:00	224	14.9	10.0	6.60		232	66.2
03:15	190	12.7	9.5	6.54		259	67.1
03:30	186	12.4	10.0	6.47		253	67.5
总量/平均	4198	11.2	9.7	6.59	236		69.7

检测分析数据如表Ⅱ、表Ⅲ所示（检测的第二天）。 表Ⅱ 检测分析数据

	0Bx	重力纯度	果糖%对固溶物	葡萄糖%对固溶物	色值IU	混浊度NTU	pH
入汁	9.3	87.6	1.77	2.19	14.980	1.396	6.9
出汁	10.6	88.7	2.08	2.26	12.760	292	6.2

 表Ⅲ 检测分析数据

	Mg Mg/lppm＊	Ca  Mg/lppm＊	乳酸ppm＊	乌头酸ppm＊	硫酸盐ppm＊	磷酸盐ppm＊
入汁	1740	3720	814	9970	3530	935
出汁	1540	2950	819	9678	3500	368

＊     对固溶物 可见，混浊度的降低达到79%。同样分析显示上浮器中没有糖份破坏（上浮过程纯度和乳酸值维持不变）。

5 结论

      最初的检测表明混浊度下降80%，浮清汁与清汁一样清亮，或者更好。在上浮系统中乳酸值没有升高表明没有糖份损失，蔗汁的纯度升高、色值略有下降。与其让滤汁在沉降工艺中循环，不如采用上浮清净技术将浮清汁直接泵送到蒸发。当蔗汁被送到上浮清净工段时，沉降池和无滤布真空吸滤机的工作负荷下降15%。这减少了由于污染和过热而引起的微生物蔗糖转化的危险。在澄清工段使用较少的石灰，可以减少导致造蜜的钙盐。色值的降低、灰分的减少和降低转化物的形成可以提高白糖质量。通过取消滤汁循环可以降低转化损失和无形损失，从而得到高收回率。 致谢ASCL；IBERIA；CORA TEXAS；ECOLAB 参考文献[1] http://www.sugarchem.com[2] http://www.sugarchem.com[3] Hawaii Sugar Technologist, Ten Day Course study, Ken Onna, personal notes.[4] http://www.suviron.com[5] http://www.sugarchem.com[6] http://www.sugarchem.com[7] http://www.suviron.com[8] http://www.suviron.com[9] http://www.suviron.com[10]Trott R.R., 1988, Clarification and decolorization processes, in Chemistry and Processing of Sugarbeet and Sugarcane, Ed. M. A .Clarke , M. A.Godshall, Elsevier Science Pub.——本刊编辑部校译 图 1充气设备图 
MicroDAF 图 2充气与絮凝剂混合设备 
图3滤汁上浮工艺流程图  

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