日榨甘蔗5000吨亚硫酸法糖厂的工艺设计 毕业设计

第一章总论

一、设计依据

①广西大学生物技术与糖业工程学院制糖教研室下达的毕业设计任务书

②实习过程中收集的有关资料

二、设计原则与设计范围

(1)、设计原则

①遵守国家法律、法规，贯彻执行国家经济建设方针、政策和基本建设程序，特别应贯彻执行提高经济效益和促进技术进步的方针，响应党和政府发展糖业的号召。

②从全局出发，正确处理农、工、人民内部的关系，设计中尽量节约用地，不占或少占良田，充分利用荒山、空地、劣地和山地。

③本着切合实际、技术先进、经济合理、安全适用的原则，积极采用经过生产考验的先进成熟工艺、新技术、新设备，努力提高机械化、自动化水平，减轻劳动强度，改善劳动条件，合理使用劳动力，提高劳动生产率，力求达到投资少，收效快，质量好，成本低的要求。

④要节约能源，结合当地实际情况，积极实行综合利用，搞好“三废”处理，变废为宝，充分利用资源，支援农业，防止污染，保护环境。

⑤要立足自力更生，注意专业化合作

⑥要符合国家各项设计规范，技术标准。

(2)设计范围

本设计为日榨甘蔗5000吨亚硫酸法糖厂的工艺设计。

设计糖厂一般分为初步设计和施工图设计。初步设计由设计说明书、图纸和总概算组成。它是确定建设项目的投资额，控制了工程拨款，组织主要设备定货，签定贷款合同等的依据。施工图设计是根据批准的初步设计文件和筹建单位提供订购设备的技术资料和图纸进行，并据以指导施工。而工艺设计则是初步设计内容之一，是整个糖厂总体设计的一个重要组成部分，是整个设计的核心。由于全厂设计的工作量大，而毕业设计的时间有限并且是初步设计，因此结合所学的专业知识，进行工艺部分的设计。设计范围包括确定生产方法、生产流程、物料衡算、热量衡算、设备能力计算、确定设备规范、型号及台数等；编制制炼车间部分设计规范一览表；绘制物料流程图、汽—汽凝水流程图、设备总图。

三、生产规模、生产方法和产品方案

(1)、生产规模：日处理甘蔗5000吨

结合我区实际情况以及当地的具体条件，根据糖业发展趋势，为满足广大人民对糖的需要，新建一个日榨5000吨的甘蔗糖厂。

(2)、生产方法：提汁工艺为压榨法，澄清工艺为磷酸亚硫酸法。

到现在为此，我国各甘蔗糖厂从甘蔗中提取蔗汁采用的方法有压榨法、渗出法和磨压法。目前，主要有压榨法和渗出法两种方法。

压榨法：甘蔗先经撕解机破碎到适当破碎度，然后经过三至六座压榨机进行压榨，并在各座之间加入稀汁、热水辅以复式多重渗透，提取其中的糖分，而得到一定数量的混合汁和蔗渣，蔗渣含水约45~50%。

渗出法：分为蔗丝渗出法及蔗渣渗出法。前者是用渗出设备将已破碎的蔗料送进渗出器，由热水及稀汁多次提取其中的糖分，排出蔗渣则经脱水机压至含水分45~50%；后者是将已破碎的蔗料经一台压榨机处理后，再进行用热水与稀汁多次提取其中糖分，排出蔗渣再经一至两座压榨机脱水处理。

压榨法和渗出法其抽出率都比较高，实际生产中渗出法的抽出率比压榨法的高，并且渗出汁的质量比压榨法的好，设备比较简单、投资及动耗都比压榨法省，维修也方便，但渗出法的生产管理工作要求很严。如抽出率高，必须有较高的破碎度，一般达85%以上才能获得良好的效果，因蔗丝形态要求也较高，否则渗浸效果不良，渗出法的末辗汁胶体物质和杂质较多，清净效果较低其在渗透过程中耗汽量比压榨法多5~6%，且散热损失较大，渗出温度较高，本可以抑制微生物繁殖，减少蔗糖转化，但由于蔗汁稀、浓度低、PH值低、温度高、渗滤时间较长，容易引起蔗糖转化。目前，甘蔗渗出法还存在一些问题，需要进一步改进。故本设计采用压榨法提汁。

压榨法历史悠久，工艺比较成熟，设备基本上处于定型化。安全可靠，生产技术和管理方面有许多成功的经验。目前，国内大多数糖厂采用压榨法提汁。压榨法提汁所用的渗透水（在相同抽出率情况下）比渗出法少15~17%。减少蒸发负荷，耗汽少，工作环境比渗出法的好。但设备笨重，功率大，造价高，维修难。

由上面可知，压榨法和渗出法各有其优缺点。根据设计原则：采用比较成熟的技术。于是采用压榨法。为保证较高的抽出率，采用多重压榨，由于五座以后的压榨抽出作用并不明明显，且抽出汁中含胶体、杂质、还原糖较多。又会增加能耗，故采用五座复式渗透压榨法。

工艺流程如下所示：

甘蔗

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蔗磅

↓

起重机

↓

卸蔗台

↓

甘蔗输送机

↓

第一台撕解机

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第二台撕解机

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打散机

↓

↓

↓↓

混合汁

↓

↓

↓

蔗渣

澄清方法：传统的亚硫酸法分为五种：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。

①酸性亚硫酸法：混合汁经过筛滤和称重以后，先加热,后硫熏，使部分胶体物质凝聚.再加灰中和，加热到沸腾。经散雾后送入沉降器，引出上层澄清汁，沉降器底部的泥汁送入压滤机或真空吸滤机进行过滤，滤清汁与澄清汁合并送往蒸发工段。此法的优点是沉淀颗粒比较结实，沉降速度较快，泥汁体积较少，过滤性能较好。缺点是蔗糖容易转化，硫熏设备易于腐蚀。

②碱性亚硫酸法：即所谓先灰后硫法。蔗汁在短时间内与石灰进行反应，达到某些胶体的最适凝聚点，从而清除非糖物质。混合汁经筛滤、称重和第一次加热后，立即加灰，然后硫熏到中性，再进行第二次加热、沉降和过滤。

此法的优点是非糖分的沉淀比较完全，清净效率较高；蒸发罐的积垢较少。缺点是在碱性条件下，沉淀物容易发生作用，沉淀颗粒不坚实，泥汁体积庞大；沉降、过滤缓慢。此外，高碱度易使还原糖分解，增加糖汁负责钙盐含量和色值。

③中性亚硫酸法：混合汁经过筛滤、称重和第一次加热以后，同时进行加灰和加硫处理，使糖汁保持中性，然后进行第二次加热、沉降和过滤。缺点是由于在制取SO2气体的过程中，还没有适当的方法控制它的速率，加上进汁流速的不稳定，蔗汁的PH实际上并不稳定的控制在中性。因此，还原糖分解或蔗糖转化的现象时有发生，而且该法不能充分利用蔗汁中某些胶体物质凝聚点的聚沉作用，因而使清净效果受到一定的限制。

④磷酸亚硫酸法：磷酸或者过磷酸钙一般是在混合汁计量称的受汁糟中加入的，后预灰汁进行第一次加热，然后进入管道硫熏中和器，通过管道喷嘴抽吸二氧化硫气体进行硫熏，蔗汁在离开管道末端前或后加入石灰乳进行中和，随即进入散气箱，散去空气及未吸收的少量二氧化硫气。后中和汁进行第二次加热至沸腾，再过滤。优点是澄清效率高，清汁清澈透明，能适应各种不同性质的蔗汁，只要适当改变工艺重要条件即可满足要求。

工艺流程如下：

⑤中间汁亚硫酸法：混合汁经过预灰以后，立即加热送入蒸发罐，先蒸发至浓度为35~40B X中间汁后再进行硫熏中和、加热和过滤等工序。此流程的特点是浓度高、非糖分也比较集中的中间汁进行硫熏中和处理，蒸发罐的积垢较少。缺点是混合汁中含有较多蔗糠类物质，因未经分离直接送入蒸发罐，不仅引起塞管，同时在高温情况下，还会引起蔗糠水解，增加了蔗汁色值和非糖分含量。此外，中间汁的粘度较大，过滤也较困难，滤泥损失糖分较高，特别是在操作管理方面，对它的PH的控制要比普通亚硫酸法更为严格，否则容易引起蔗糖转化和还原糖的分解。

通过以上几种亚硫酸法特点分析比较酸性亚法的蔗糖容易转化，碱性亚法还原糖破坏多，中间的的操作控制较难，澄清效果不高，中间汁亚法的操作管理要求高，流程复杂，投资大，磷酸亚法澄清效果较其它种方法都高。为满足质量要求，权衡各种方法的利弊，选用磷酸亚法。磷酸亚法是目前国内糖厂广泛使用的澄清方法，在我们实习的几家亚法厂中，都是采用这种方法，它积累了许多宝贵成熟的经验。