移動(dòng)篩板床式滲出器在糖廠的應(yīng)用（二）

梁益宙

（中成進(jìn)出口股份有限公司，北京 100011）

3.2.2 采取的措施

為了減少滲出器的“積水”問題，有條件可以對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造的糖廠，也可以采用以下幾種方法。

3.2.2.1 增加安裝翻料機(jī)數(shù)量

一般目前新安裝的滲出器都會(huì)配置有翻料機(jī)，翻料機(jī)的數(shù)量卻各不相同。如果糖廠的榨蔗量大，要求加快過料速度，增加安裝一些翻料機(jī)是最經(jīng)濟(jì)的選擇。這個(gè)方案既可以讓滲出器內(nèi)的噴淋汁快速通過蔗層，還可以通過翻料的作用，使得蔗料能夠充分與噴淋汁接觸，對(duì)糖分的析出非常有效。

3.2.2.2 改變翻料機(jī)安裝的布局

目前很多滲出器安裝的翻料機(jī)都是螺旋上升形狀的機(jī)器，目的是將蔗料翻身與噴淋汁接觸表面更多。但是實(shí)際上翻料機(jī)也是可以考慮同時(shí)設(shè)計(jì)成有擠壓作用的。所以建議翻料機(jī)安裝要講究以下幾點(diǎn)。

第一，成對(duì)安裝?？梢酝ㄟ^將兩個(gè)翻料機(jī)的螺紋螺距設(shè)計(jì)為不同的尺寸，旋轉(zhuǎn)方向相反，那么旋轉(zhuǎn)工作的過程當(dāng)中，兩個(gè)螺旋葉片間的蔗料體積就會(huì)不停的發(fā)生變化，從而達(dá)到一定的擠壓目的。這樣兩個(gè)翻料機(jī)之間形成機(jī)械擠壓效應(yīng)，就可以把甘蔗纖維進(jìn)一步擠破，將纖維中深層的蔗糖分釋放出來，對(duì)提高滲出器的抽出率非常有效。

第二，分散布局。目前的翻料機(jī)一般都是設(shè)計(jì)成一排，設(shè)計(jì)目的為：一是讓蔗料可以進(jìn)行翻轉(zhuǎn)；二是可以將蔗料理平。統(tǒng)一設(shè)計(jì)成一排形式的位置還能節(jié)省安裝費(fèi)，也可以達(dá)到擠壓的目的。但實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)用中，翻料機(jī)的理平功能往往作用不大。因?yàn)檎崃系谋韺邮欠袼?，主要還是依靠入料口的布料機(jī)進(jìn)行控制的。而蔗料經(jīng)過翻料機(jī)之后，會(huì)形成一排排的溝壑。所以最佳的方法是將翻料機(jī)分散而且成對(duì)的布局安裝在整個(gè)滲出器平面上。這樣可以有效的利用每一個(gè)點(diǎn)的翻料作用，每一個(gè)平方米都能有翻料機(jī)在附近，噴淋汁很容易的滲濾進(jìn)到蔗層當(dāng)中，降低蔗料中的蔗糖分釋放阻力，降低形成“積水”的機(jī)率，提高過料速度，提高抽出率。

第三，安裝位置適宜對(duì)正噴淋汁下降點(diǎn)。當(dāng)翻料機(jī)進(jìn)行擠壓蔗料的時(shí)候，蔗絲纖維內(nèi)的蔗汁會(huì)被擠出來。纖維有一定的彈性，類似海棉的物理性質(zhì)，所以蔗料在被擠壓后會(huì)發(fā)生重吸引效應(yīng)。為方便噴淋汁對(duì)蔗層的滲濾作用，當(dāng)安裝的翻料機(jī)正對(duì)著布水槽的落水點(diǎn)時(shí)，甘蔗纖維內(nèi)的糖分子剛剛擠壓出來，那么噴淋汁正好可以進(jìn)入纖維內(nèi)，也就達(dá)到了低純度的汁或者熱水把高純度的糖分釋放出來的目的。

3.2.2.3 安裝中部打散機(jī)

目前對(duì)大榨量的糖廠，滲出器一般都是對(duì)寬度進(jìn)行增大，長(zhǎng)度變化不大，因?yàn)榘惭b的噴淋泵數(shù)量都差不多。其實(shí)對(duì)大型糖廠，滲出器更適合設(shè)計(jì)成一個(gè)細(xì)長(zhǎng)型的長(zhǎng)方體。鏈板的重量和功率增加不多，但是長(zhǎng)度增加之后就可以同時(shí)在滲出器的中部多安裝一臺(tái)打散機(jī)。打散機(jī)是對(duì)于翻料機(jī)的一個(gè)補(bǔ)充，翻料機(jī)只能是縱向的翻料，但是為了保護(hù)篩板，設(shè)計(jì)的翻料機(jī)較難將蔗料翻到底部。因此，安裝打散機(jī)就可以很好地解決這個(gè)問題，而且安裝后，基本不會(huì)發(fā)生“積水”問題，蔗料表層也會(huì)更加平整，方便壓力水鼓安全高效工作。

3.2.2.4 混合汁布水槽的雙向流汁布置

糖廠中使用的很多混合汁布水槽都是使用鋼管來制作的，方便簡(jiǎn)單，減少死角。也有一些是使用鋼板做成方形的槽。但是很多布水槽都是只能往一側(cè)流出汁而不能兩邊出汁，這種方式有一定的缺點(diǎn)，因?yàn)閲娏艿拿娣e越寬廣，滲濾的速度就會(huì)越快，對(duì)蔗料的噴淋就越充分，糖分的釋放也更快捷，所以布水槽應(yīng)該設(shè)計(jì)成雙向流汁。

3.3 滲出器“冒汁”

滲出器出料口“冒汁”的問題，很大原因是因?yàn)闈B出器的“積水”問題引起的。當(dāng)然也不排除有時(shí)候是因?yàn)檎崃戏胖貌黄胶猓瑢?dǎo)致噴淋混合汁從入口處溢流至出口處。將此問題單獨(dú)研究，“冒汁”問題一般都是“積水”問題的后反應(yīng)，但是影響范圍不同，解決的方案也并不相同。滲出器的“冒汁”不但會(huì)直接造成糖分的損失，收回的降低，還會(huì)引起滲出器出料皮帶的積水打滑現(xiàn)象；另外因?yàn)檎崃虾^多，脫水壓榨機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行等問題。嚴(yán)重的情況會(huì)使脫水榨機(jī)的底梳梳橋受壓斷裂。一般解決此問題有以下幾個(gè)方案。

圖4 壓力水鼓增裝排汁半圓管

3.3.1 調(diào)整壓力水鼓的重量和位置

解決滲出器出料口“冒汁”最常用的方法是調(diào)整壓力水鼓的重量和位置。發(fā)現(xiàn)蔗料不平衡或者蔗料料位過低，可以通過此方法來達(dá)到減緩目的。調(diào)整壓力水鼓的重量就是給壓力水鼓多加一些水；壓力水鼓的上升和下降都會(huì)設(shè)置一個(gè)插銷位置進(jìn)行橫向位置的束縛，可以進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整后壓力水鼓的壓力可以將蔗料中大部分的汁擠壓出來，這樣即使發(fā)生了“積水”情況，只要蔗汁不大量越過壓力水鼓，就不會(huì)形成“冒汁”事故。

3.3.2 制作排汁半圓管

在壓力水鼓上制作排汁半圓管，如圖4所示。壓力水鼓一般是用不銹鋼管制作，直徑為800mm~1500mm。直徑越大，裝水越多，重量越大，但是轉(zhuǎn)鼓受力的切入角度卻越小，對(duì)轉(zhuǎn)鼓的阻力越小。生產(chǎn)實(shí)踐中，蔗汁雖然在壓力水鼓入料端就被壓出來，但是因?yàn)閿D壓出來的蔗汁排汁不順暢，很快就又被重吸收回去。如果擠壓出來的蔗汁量很多，液位高，這部分蔗汁就有可能會(huì)越過壓力水鼓的出料端，而發(fā)生“冒汁”的現(xiàn)象。只有及時(shí)的排走擠壓出來的蔗汁，壓力水鼓才能發(fā)揮很好的效果。最佳的方法就是在壓力水鼓上制作一圈的排汁半圓管，而且需要將壓力水鼓的直徑端面兩側(cè)的滲出器面板換成排汁篩板，以方便蔗汁排出。排汁的半圓管，用Φ108×5的不銹鋼管切開制成兩半。在半圓管的入料一側(cè)每隔10cm設(shè)置一排Φ12的孔，出料端的這一側(cè)則不開孔。

排汁半圓管的工作原理：當(dāng)壓力水鼓開始擠壓蔗料層的時(shí)候，蔗汁便會(huì)從孔洞進(jìn)入到這個(gè)排汁半圓管中；當(dāng)擠壓達(dá)到最大的位置時(shí)，這時(shí)候的蔗層受力最大，壓縮達(dá)到最大強(qiáng)度，蔗汁可以分流走；當(dāng)蔗料層離開壓力水鼓時(shí)，纖維的彈性會(huì)讓蔗料發(fā)生重吸收效應(yīng)，所以管的另一側(cè)不開孔，避免蔗汁再次被蔗料吸收回纖維當(dāng)中。蔗料在壓力水鼓的中心線兩側(cè)，一側(cè)形成了濕料側(cè)，一側(cè)是干料側(cè)。蔗汁進(jìn)入排汁半圓管后，便會(huì)順著這個(gè)管流到管徑的兩端，從滲出器的側(cè)面篩孔板處流走，達(dá)到了固液分離的目的。

3.3.3 安裝出料器鏈板式輸送機(jī)

滲出器出料口適宜安裝鏈板式輸送機(jī)，鏈板式輸送機(jī)底板利用打孔的篩板制作，孔板下面是一個(gè)汁槽層，跟隨蔗料溢流出滲出器的混合汁可以隨時(shí)從這個(gè)孔板處流下，進(jìn)入汁槽層內(nèi)，再泵送回滲出器內(nèi)。這樣的設(shè)計(jì)就可以將蔗料和混合汁分離。現(xiàn)有的出料口一般為皮帶輸送機(jī)，容易發(fā)生打滑。當(dāng)泥砂含量多時(shí)，滲出器可能會(huì)發(fā)生“冒汁”現(xiàn)象。

在滲出器出料段安裝鏈板式輸送機(jī)，如圖5所示。安裝鏈板式調(diào)速輸送機(jī)是可以很好的綜合解決“冒汁”和“出料”問題，但是投資額較大。

圖5 滲出器出料段安裝鏈板式輸送機(jī)示意圖

3.4 滲出器過料時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致蔗糖分轉(zhuǎn)化較多

一般滲出器的過料時(shí)間設(shè)計(jì)得較長(zhǎng)，為2~3小時(shí)。主要原因是滲出器的工作原理導(dǎo)致：一是滲出器需要安排更多的時(shí)間過料，這樣可以讓熱水或者低濃度糖汁有充足的時(shí)間滲透進(jìn)蔗料內(nèi)部，把蔗絲中的糖分溶解出來；二是滲出器的結(jié)構(gòu)布局本身就是需要將混合汁多次往復(fù)滲透，才能更好的將糖分抽提出來。而“機(jī)械壓榨法”則是通過榨機(jī)的碾壓，直接將甘蔗纖維里面的糖分?jǐn)D壓出來，時(shí)間短，效率更快。

滲出器的最主要的操作參數(shù)有兩個(gè)。一個(gè)是運(yùn)行的帶速；另一個(gè)是蔗層的厚度。為保持滲出器的正常運(yùn)行，最重要的是每個(gè)班都要求蔗層厚度恒定不變，這樣壓力水鼓就能發(fā)揮正常的作用。當(dāng)榨量調(diào)整時(shí)，只需要將運(yùn)行帶速相應(yīng)調(diào)整快慢即可。單純調(diào)整帶速，就可以減少滲出器的過料時(shí)間，提高效率。但是實(shí)際運(yùn)用中，蔗糖分的抽出率和榨量總是相互抑制。原則上，只要平衡好“時(shí)間的增加對(duì)提高的糖分抽出率”和“時(shí)間的增加過程蔗糖分在滲出器中轉(zhuǎn)化的速度”兩者的關(guān)系。建議在每一組滲淋泵安裝采樣管，生產(chǎn)穩(wěn)定時(shí)抽取每一級(jí)的混合汁進(jìn)行化驗(yàn)比對(duì)純度和錘度。生產(chǎn)正常時(shí)混合汁純度降在2AP以內(nèi)。如果純度降超過了2AP，那么就要考慮是不是滲出器內(nèi)停留時(shí)間過久，慢慢摸索出最適合本廠的滲出時(shí)間。

3.5 滲出器單邊動(dòng)力的力距過大

因?yàn)闈B出器內(nèi)部容積大，蔗料多，所以整體運(yùn)行重量非常大，滿負(fù)荷時(shí)啟動(dòng)力距會(huì)非常大。按OMOKURAZ3糖廠滲出器的尺寸，長(zhǎng)度70多米，蔗料有效容量長(zhǎng)度有49.8米，寬12.38米，蔗料高1.5米進(jìn)行計(jì)算，蔗料體積是924.786m3，蔗料密度按1.10t/m3計(jì)算，那么光是蔗料的總重量就有1017.26噸，再加上鏈條等其它傳動(dòng)裝置的重量，總重量則超過1300噸。如此大的重量需要進(jìn)行拖動(dòng)是受力非常大的。舊式的滲出器為了避免單邊動(dòng)力的受力不均勻問題，一般是設(shè)計(jì)一個(gè)巨型的傳動(dòng)輪，如圖6所示。一方面可以進(jìn)行變速比調(diào)整；另一方面是平衡單邊力距對(duì)軸承座帶來的傷害。

改造此類滲出器的方案，可以參照DE SMET公司的設(shè)計(jì)理念，通過最新的同頻調(diào)節(jié)器，利用雙邊電機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)即如圖7所示，安裝節(jié)能、高傳動(dòng)比的減速箱，系統(tǒng)自動(dòng)控制一鍵啟動(dòng)，使用方便，非常值得行業(yè)推薦。同頻雙驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)控制器面板界面圖，如圖8所示。

圖6 某糖廠巨型傳動(dòng)鏈輪實(shí)物圖

圖7 同頻雙驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)控制的滲出器示意圖

圖8 同頻雙驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)控制器面板

4 結(jié)語

本文通過對(duì)滲出器兩年的生產(chǎn)使用情況以及遇到的問題進(jìn)行了總結(jié)分析，深入發(fā)掘問題的根源和提出相對(duì)應(yīng)的解決思路，滲出器的設(shè)計(jì)和利用又將提升一個(gè)新的臺(tái)階。滲出器一直困擾糖業(yè)界的出料不均、“積水”、啟動(dòng)力距大和“冒汁”等問題，都得到了很好的改進(jìn)和改造。通過對(duì)幾種滲出器的比較，可以揚(yáng)長(zhǎng)避短的去選擇和安裝不同的部件，以達(dá)到最適合本廠的工藝條件。通過分析滲出器的問題時(shí)，也給選擇滲出器的客戶提供新的工藝路線。另外，對(duì)于國(guó)內(nèi)一些計(jì)劃進(jìn)行擴(kuò)建的小廠，可以參考“將1#~3#榨機(jī)改造成滲出器，保留4#~5#榨機(jī)”的方式進(jìn)行改擴(kuò)建。