李朝明

(云南英茂糖业有限公司景真糖厂，云南勐海666200)

0 前言

随着国内高端客户对制糖产品的质量要求不断提高，普通甘蔗亚硫酸法糖厂生产的白砂糖已经很难满足这种日益提升的要求。近几年，我们一直在研究在投资不大的情况下，能够采用物理和化学的方法提高产品质量的设备和工艺。目前已制定出适合我厂使用的一种高磷、高硫、高灰的碱性亚硫酸法工艺[1-2]，同时引进糖浆上浮技术对蒸发糖浆进一步澄清，得到清晰有光泽的糖浆，白砂糖产品理化指标得到了很大的提升，高端用糖销售量逐年增加[3-4]。但对比国内先进亚硫酸法糖厂的产品质量以及高端客户日益提升的质量要求仍存在不足，主要是白砂糖中仍然偶有黑、黄点及糖垢等杂质检出的情况，影响了感官及理化指标，并使产品在终端销售中受到一定影响。

通过对国内外甜菜糖厂和精炼糖厂澄清系统的研究，并对内蒙和广西等一些甜菜糖厂和精炼厂进行了考察交流，了解到无论是采用糖浆上浮还是饱充过滤作为糖浆澄清手段，其后都有一次再过滤的过程，或称精过滤、或检查过滤，进一步除去悬浮微粒。我们早期采用了对浮清糖浆进行传统100目尼龙布袋过滤，可以除去部分悬浮微粒，但因目数较低除去率有限，而且存在可能爆袋的隐患。2017/18年榨季开始采用全自动刮刷式自清洗过滤器对浮清糖浆进行全汁过滤处理，白砂糖产品不溶于水杂质和混浊度都明显减少，取得良好效果。2018/19年榨季我们扩大试验，又引进在甜菜糖厂广泛应用的蜡烛过滤器，对浮清糖浆进行2种过滤设备的对比试验，力求发现最适浮清糖浆过滤的设备，并最大限度将糖浆中的悬浮微粒清除，进而提高白砂糖品质，满足高端客户要求。

1 生产性全流程试验

1.1 主要设备与仪器

糖浆上浮器，刮刷式自清洗过滤器，蜡烛过滤器，化验室仪器仪表。

1.2 试验材料及样品采集化验

浮清糖浆，再过滤糖浆，成品白砂糖。

1.3 试验方法及效果对比

2016/17年榨季使用 100目尼龙布袋过滤浮清糖浆，化验室检测过滤前后的糖浆浊度和水不溶物杂质，以及成品糖的质量，进行整个榨季的平均值统计。

2017/18年榨季使用刮刷式自清洗过滤器过滤浮清糖浆，化验室检测过滤前后的糖浆浊度和水不溶物杂质以及成品糖的质量，进行整个榨季的平均值统计，并与2016/17年榨季的结果进行对比。

2018/19年榨季分时段交叉使用刮刷式自清洗过滤器或蜡烛过滤器过滤浮清糖浆，化验室检测过滤前后的糖浆浊度和水不溶物杂质以及成品糖的质量，并将2种过滤设备进行成品糖理化指标分析对比。最后再根据设备价格、运行成本以及操作简易程度，选择性价比高的设备用于景真糖厂今后的实际生产。

1.4 刮刷式自清洗过滤器主要特性

刮刷式自清洗过滤器由上海萨尔公司提供，过滤元件的结构见图 1，取自设备制造商的使用说明书。过滤器为单筒筛网，采用精密不锈钢锲形丝加强网，精度可靠，本试验产品的过滤精度是74 μm(或200目)，而且抗压强度大，质量保证期年限长。过滤器带中心推进式刮刷，有自动清洗和除垢功能，当筛网内外的压差达到预设值，自动停止进料、排底、清除垢层，再进行下一个过滤周期。可做到免维护(无停机)，过滤时间持久，除杂排渣彻底，能确保流量稳定，波动性小。刮刷式自清洗过滤器配备专门PLC彩色触摸屏控制箱、气动进汁阀和排污阀、压差信号控制。可多台设备并行，控制动作相互独立，具有易操控性，运行安全可靠。

图1 自清洗糖浆过滤器筛网结构示意图

1.5 蜡烛过滤器主要特性

蜡烛糖浆过滤器由山东蓬莱公司提供，蜡烛滤芯的结构见图 2，取自设备制造商的使用说明书。过滤器由腔室内一组几十个滤芯组成，外套滤布。过滤器的滤芯是用不锈钢制成，在不锈钢滤芯外面为了滤液流通与卡夹滤布需要，设有聚丙烯支持网与压布环。本试验产品的过滤精度为：滤布1#密度35、透气率300；滤布2#密度45、透气率420。

清糖浆透过滤布从滤芯上部收集排出，滞留在滤布外的固形物可以做到自动或手动反向清洗，当滤芯内外的压差达到预设值，停止进料、排底、反冲洗，再继续进行下一个过滤周期。蜡烛过滤器也需要配置多台组成一组，保证周期性操作的物料均衡通过。

图2 蜡烛式过滤器滤芯结构示意图

2 结果与分析

2.1 3个榨季的过滤糖浆质量对比

2016/17年榨季采用糖浆上浮技术对粗糖浆进行处理，浮清糖浆再用100目尼龙布袋简单过滤。2017/18年榨季采用新购3台刮刷式自清洗过滤器，对浮清糖浆进行过滤。2018/19年榨季又与设备厂商合作试用蜡烛过滤器，同时与原来安装的刮刷式自清洗过滤器进行对比试验，交叉轮用，对浮清糖浆进行过滤。

3个榨季浮清糖浆采用不同设备再过滤，过滤后的糖浆的不溶于水杂质、混浊度检测指标和成品糖色值检测结果累计平均值见表1。

表1 过滤糖浆和成品糖的理化指标检测累计平均值

表1中的数据表明，使用100目尼龙布袋简单过滤，异物除去率还很有限，过滤糖浆的混浊度仍然较高。使用刮刷式自清洗过滤器和蜡烛过滤器，糖浆浊度明显下降，对成品糖的色值降低也产生一定的作用，整个榨季的过滤糖浆和成品糖不溶于水杂质都明显下降，达到糖浆过滤进一步清除杂质的预期效果。从2018/19、2017/18年榨季对比中发现，在同样采用刮刷式自清洗过滤器的情况下，2018/19

年榨季的糖浆混浊度和成品糖色值进一步降低了，说明浮清糖浆过滤虽然是糖浆澄清的最终手段但不是唯一手段。2018/19年榨季我们同时采用了高磷、高硫、高灰的碱性亚硫酸法工艺等组合措施，同时加强了生产技术和过程指标管控，浮清糖浆的浊度已经降低到平均 57 MAU，经过再过滤进一步降低至46～48 MAU，使成品糖的质量有了很大提升。

2.2 2种过滤器对成品糖质量的影响对比

为追求更适合景真糖厂浮清糖浆的过滤设备，2018/19年榨季对刮刷式自清洗过滤器和蜡烛过滤器进行分时段交叉试验，对成品糖质量的影响效果见表2。

表2 2种过滤器的成品糖质量检测累计平均值

从表2中的数据看，采用刮刷式自清洗过滤器和蜡烛过滤器均使成品糖质量保持非常好的理化指标，全部达到优A一级品率。其中采用蜡烛过滤器时段的成品糖色值和不溶于水杂质的2项指标略好一点。

2.3 2种过滤器对白砂糖絮凝物的影响对比

虽然白砂糖絮凝物不属于理化指标的检测范围，但某些高端客户对此会有更严格的要求。从质检科出具的“2018/19年榨季白砂糖絮凝(可口可乐检测法)检测报告”中分析，在2月1日至3月4日使用刮刷式自清洗过滤器期间，检测87罐成品糖，有10罐成品糖出现轻度絮凝物异常，占11.5%。从3月5日投运蜡烛过滤器以后，检测60罐成品糖，有13罐成品糖出现轻度絮凝物异常，占21.7%。从在3月29日至4月5日重新使用刮刷式自清洗过滤器期间，检测15罐成品糖，有2罐成品糖出现轻度絮凝物异常，占 13.3%。上述数据说明投运蜡烛过滤器后成品糖出现絮凝物的次数多于刮刷式自清洗过滤器的次数。

从表2数据和分析中得知，采用蜡烛过滤器期间的成品糖色值和不溶于水杂质2项指标都略好于刮刷式自清洗过滤器，但絮凝物检测的情况正好相反。我们分析，第一，成品糖出现絮凝物异常的情况与色值、水不溶物、浊度、二氧化硫等理化指标没有关联；第二，在蜡烛过滤器使用期间，成品糖出现絮凝物异常状况的频次较高可能与蜡烛过滤器需要频繁装拆设备和清洗滤布等操作存在卫生隐患有关，或需要进一步的试验证实。

2.4 使用刮刷式自清洗过滤器与蜡烛过滤器的性价比(5000 t/d生产线)

考察设备的性价比要从性能、效果、单机能力、易操作性、投资成本、运行成本等多方面综合考虑。2种设备的初步比较见表3。

从表3中的比较数据看，蜡烛过滤器有明显不足的地方：

表3 2种过滤器性价比的初步比较

⑴首先是操作麻烦，更换滤布频繁，劳动强度大，而且更换下来的滤布需要用稀酸液浸泡，还要增加工业洗布机搅拌清洗才能取得更好的清洗效果。

⑵停机(洗机)时，蜡烛过滤器筒体内未滤糖浆回流至粗糖浆箱的量较大，对上浮系统造成一定的冲击，这期间会影响上浮效果，或需要将粗糖浆箱的缓冲容积增加很多。

⑶设备运行压力达到设定值需转换过滤器时，蜡烛过滤器内精糖浆不能全部回流至粗糖浆箱，滤布底部会残留部分糖浆(10～15 cm左右)，这些残留的糖浆与清洗过滤器的热水回流至压榨车间渗透水箱作为生产渗透水，因清洗频繁总量较大，会造成一定的糖分损失。

⑷收榨时，蜡烛过滤器要提前停机，过滤器内的糖浆回流至粗糖浆箱经过上浮直接泵送至煮糖楼，有违浮清糖浆需要过滤的初衷。

⑸最后是蜡烛过滤器投资成本高，正常操作的运行成本高。

3 结论

经过3个榨季的应用研究和全流程生产试验，结果表明，使用传统100目尼龙布袋过滤糖浆，异物除去率还很有限，过滤糖浆的混浊度仍然较高。使用刮刷式自清洗过滤器和蜡烛过滤器，浮清糖浆再过滤对降低白砂糖的浊度与不溶于水杂质2项指标以及提升白砂糖质量有很好的作用。刮刷式自清洗过滤器因其独特的金属网结构和自动排渣功能，操作简单，无需人工干预。而且与100目尼龙布袋相比，其孔径更小，过滤效果更好；与蜡烛过滤器相比，性价比更高。根据景真糖厂的试验情况，我们认为使用刮刷式自清洗过滤器已经达到预期目的，完全满足生产需要。