一、前言

在制糖工业中，亚法糖厂的工艺过程都是将加灰、硫熏及加热后的糖汁送入沉降器进行沉淀，沉降是一种固液分离的方法，利用重力作为分离的推动力。沉降以后分为两部分，一部分是清澈透明的清汁约占70～75%，这一部分清汁直接进入下一道工序。另一部分是泥汁，约占25～30%，主要由蔗汁、泥沙、蔗糠以及澄清剂与蔗汁中的杂质作用后生成的沉淀物。由于泥汁中尚有95%左右的糖汁，因此必须把这部分糖汁分离出来，以收回其中的糖分，使糖分损失降低到较低限度。

现在亚硫酸法糖厂普遍使用无滤布真空吸滤机处理泥汁，一是排出的滤泥的水分比较高，达到70%以上，增大糖厂排出厂外的运输处理量，也不利于环境的清洁；二是干滤泥的糖分为6.5%（湿滤泥糖分为2%）比较高，糖分损失比较大；三是用真空吸滤机处理泥汁时吸水量比较大，达到8%左右，不利于后工序（蒸发）物料处理，增大蒸发量。

沉降式离心机是一种高效的固液分离设备，利用离心力作为分离的推动力，通过高速旋转，产生的离心力可达到重力的3000倍以上。本课题采用二级沉降式离心机代替无滤布真空吸滤机对泥汁进行分离处理，具有减少蔗糖损失及滤泥量、减少洗水量、节约能量、占用空间少，易安装的优点，同时离心滤液因停留时间短且在全封闭系统的清洗条件下产生，避免了由于微生物作用引起蔗糖转化造成的蔗糖分损失。

在甘蔗糖厂采用沉降式离心机代替无滤布真空吸滤机对泥汁进行固液分离，缩短物料的处理时间，减少蔗糖损失及滤泥量，解决了滤泥含水量高、增大运输量及对环境造成影响的问题。

二、沉降式离心机技术

沉降式离心机在国内糖厂未曾试用过。由东糖集团石塘分公司与设备厂家达成沉降式离心机在糖厂的试验协议，在2015/2016年榨季进行沉降式离心机处理泥汁的试运行和研究。

在沉降式离心机试运行前需明确研究的内容和方向，为能顺利正常运行于糖厂做好准备，需研究分析应用沉降式离心机生产条件下泥汁浓度、滤泥糖度及水分等指标，为较优的澄清分离效果选择提供依据；研究甘蔗糖厂中和泥汁的沉降分离特性，设计较佳的泥汁分离设备结构；研究确定生产条件下设备的合适转速、功率消耗、较佳控制的技术条件；研究开发生产应用的工艺和设备。

沉降式离心机的工作原理是：泥汁悬浮液经进料管从螺旋体出料口进入转鼓，在高速旋转产生的离心力作用下，密度较大的固相颗粒沉积在转鼓内壁上，与转鼓作相对运动的螺旋叶片不断地将沉积在转鼓内壁上的固相颗粒刮下并推出排渣口。分离后的滤汁经液层调节板开口溢流出转鼓。螺旋体与转鼓之间的相对运动（即为差转速）是通过差速器来实现的，其大小由副电机来控制，从而实现了离心机对物料的连续分离过程。

三、沉降式离心机在糖厂生产流程的试运行

2016年3月，石塘分公司进行沉降式离心机流程试运行处理泥汁，本次沉降式离心机装机容量为20m³/h，运行中处理泥汁量6～13m³/h，1#机电流约40A，2#机电流约17.5A，两台机共耗电约37.8千瓦时。

设备调试运行正常后，经过采样分析各数据，滤泥平均水分达到51.68%，干滤泥平均糖度达到3.87%，水分和糖度均比在用的无滤布真空吸滤机有大幅下降。

四、使用沉降式离心机和无滤布真空吸滤机的对比分析

沉降式离心机分离所得滤泥水分为51.68%，干滤泥糖度为3.87%，无滤布真空吸滤机的滤泥水分为70%，干滤泥糖度为6.3%，沉降式离心机指标有大幅下降，沉降式离心机的应用目标为滤泥水分低于55%，干滤泥糖度4.5%以下，且洗水量不超过吸滤机，现分析两者在相同处理量下的洗水量。

真空吸滤机洗水量的理论计算依据泥汁产率30%、泥汁干固物含量为1%、泥汁锤度17.29°Bx、滤清汁锤度13.72°Bx（以每百吨甘蔗为计算基础，每百吨甘蔗产生100吨蔗汁），则每百吨甘蔗产生泥汁30吨，泥汁经过滤水洗后变为滤泥与滤清汁，根据锤度变化，计算得所用洗水量为：30×（17.29-13.72）/13.72=7.81吨，即用真空吸滤机百吨甘蔗用洗水7.81吨。

采用沉降式离心机处理，按测试数据处理泥汁量平均值9.67吨，用洗水量为0.97吨，按以上理论计算每百吨甘蔗产生泥汁30吨，则用水量为：30×0.97/9.67=3.01吨，则每百吨甘蔗的泥汁用沉降式离心机比真空吸滤机的洗水量减少：（7.81-3.01）/7.81=61.46%，采用沉降式离心机处理泥汁，可以大幅度降低滤泥糖度，并可以减少滤泥洗水用量60%以上。

产生的经济效益对比，主要是洗水量减少后糖厂少用蒸汽从而降低的煤耗。真空吸滤机的洗水量为泥汁量的十分之一，目前泥汁量为40立方/小时，则洗水量为40×（17.29-13.72）/13.72=10.48立方/小时，全部用沉降式离心机处理，则洗水量为4立方/小时，按每小时150吨蔗计算，洗水与蔗比为3.33%，真空吸滤机洗水与蔗比为7.81%，节省用水4.48个百分点，如果处理40万吨甘蔗，则少用洗水量：400000×4.48%=17920吨，糖厂多效蒸发每吨水耗汽约1/3吨，则少用汽量为：17920/3=5973吨，按每吨标煤产汽8吨计算，节省标煤量：5973/8=747吨，则标煤与蔗比下降：747/400000×100=0.19%，约0.2%。

五、结论与展望

目前沉降式离心机只是试运行，设备处理能力较小，而各糖厂又因当前各厂石灰使用量已较理论值大了很多（理论上100吨甘蔗用石灰0.2吨，实际上已经达到了0.3吨）、甘蔗中含的泥沙量因机械化装车后剧增、泥汁的过滤性能差在泥汁中人为添加了蔗渣等原因造成滤泥量有所增加，故对于全部处理糖厂的泥汁需要确定设备的选型。

经过测试，采用沉降式离心机处理泥汁，可以大幅度降低滤泥糖度，并可以减少滤泥洗水用量60%以上，从而提高糖分收回、减少用汽使标煤与蔗比下降约0.2%，对糖厂的各方面生产有着积极的推进作用。据广西糖网报道，广西共有90多家糖厂，所有糖厂中和后的泥汁都采用真空吸滤机进行固液分离。无滤布真空吸滤机由于滤泥水分高，难以进一步进行综合利用，给环境造成一定的压力；同时也因洗水量过大，造成滤液锤度偏低，增大后工序的增发量。沉降式离心机的出现将给制糖澄清工艺带来新的理念，解决滤泥含水量高对环境造成影响的问题，加快了物料的处理速度，减少糖汁在高温条件下的化学变化和蔗糖分转化损失。因此本课题的应用研究有着良好的推广前景和较大的市场需求。