复合石灰粉在甘蔗制糖清净工艺中的应用研究.pdf

第44卷第7期
化工技术与开发
Vol44 No.
2015年7月
Technology &Development of Chemical Industr.
Jul.,2015
复合石灰粉在甘蔗制糖清浄工艺中的应用研究
唐震,黄龙飞,刘和清2,杨宇格,李强,杨华1,黄宁波
1.广西农垦糖业集团防城精制糖有限公司,广西防城港538021;2.广西大学化学化工学院,广西南宁53000
摘要:利用精制糖滤泥制备复合石灰粉,将其用于甘蔗制糖清浄工艺过程中的预灰和中和反应,顶灰的pH在
6.2-6.之间,中和反应的pH在8.3-~8.5之间。采用人工神经网络处理实验结果,获得了低硫无磷制糖清浄工艺的建模方
程和最佳工艺条件为:预灰pH-630,1%聚二甲基二烯丙基氯化铵用量为650mL?L,焦亚硫酸钠用量为1.05g?L
中和反应pH-8.30,0.%聚丙烯酰胺用量为3mL?L“。结果表明,用精制糖滤泥制备的复合石灰符合甘蔗制糖清净
工艺使用要求。
关键词:复合石灰;清净工艺;预灰;中和反应;人工神经网络
中图分类号:TQ112TS244.2
文献标识码
文章编号:1670-990560015)07-0004-06
亚硫酸一磷酸法楯潓泥、碳酸法糖滤泥、精制糖处理,对环境产生极大的污染。近年来,公司开展了
滤泥是制糖工业产生的一大宗废弃物,引起极大的精制糖滤泥的综合回收利用研究,获得了重要研究
环境污染问题。在我国,绝大部分糖厂采用亚硫酸一成果,由精制糖潓泥制备得到的一种复合石灰粉具
磷酸法生产工艺,其产出的滤泥主要成分是亚硫酸有广泛的用途。该研究解决了滤泥填埋的环境问题,
钙和磷酸钙,可用作生产复合肥的原料,具有一定的变废为宝,符合制糖企业绿色环保循环经济发展的
经济效益。少部分的甘蔗糖厂和精制糖炼糖厂采用特点,对提高企业的社会效益和经济效益具有重要
碳酸法生产工艺,产生的滤泥有别于亚硫酸法工艺,的意义。
其主要成分为碳酸钙和大量色素,具有碱性高、水分
该复合石灰粉主要由硅藻土助滤剂和氧化钙组
高、杂质多、难处理等特点,一般只能用填埋处理,会成,可用作甘蔗混合汁预灰、硫熏汁、碳酸汁中和,并
额外增加管理费用,同时也造成土壤环境污染。虽广泛用作建筑材料如水泥砂浆的调配、墙面抹灰等,
然碳酸法生产工艺产品优于亚硫酸法,但受限于碳在工业上具有广泛的应用前景。本文对精制糖滤泥
法工艺滤泥难处理的影响,其发展规模不大。虽然制备的复合石灰粉在低硫无磷制糖清净工艺中的应
经过科学工作者长期不懈的研究努力,碳法滤泥的用进行了研究。
综合开发应用也取得了可喜成果,一是进行发酵后
可作为复合肥原料,三是用作生产水泥和石灰的原1实验部分
料、建筑材料以及多孔陶瓷材料,但仍有大部分滤泥1.1实验伩器
被填埋而污染环境。广西农垦糖业集团防城精制糖
有限公司作为一家大型精制糖生产企业,采用原糖
く、HS-3C型酸度计、AL204型电子天平、锤度计
溶解生产精制糖。在生产过程中产生的糖滤泥主変PAL-1、WZ2-2型数字自动旋光仪、电动搅拌器、
包含有无机物如硅藻土助滤剂、碳酸钙,有机物如各
温箱、光波炉、烧杯、量筒等。
种色素、残留蔗糖分等杂质,称为精制糖滤泥。该公
.2实验材料及药品
司每年产生6000~8000潓泥,通常以填埋方式进行
甘蔗混合汁,复合石灰粉(配制成8°B∈乳状液
基金项目:广西壮族自治区特聘专家专项经费资助
作者简介:唐震(1974-),男,广西农垦糖业集团防城精制糖有限公司,工程师,特聘专家创新团队成员
通信联系人:刘和清(1952-),男,广西壮族自治区特聘专家,广西大学教授。E-mai:13807878821@139.com
收稿日期:2015-04-22
第7期
唐震等:复合石灰粉在甘蔗制糖清净工艺中的应用研究
使用)聚二甲基二烯丙基氯化铵(以下用助剂A表2结果和讨论
示,A称取12.5g溶解到500mL),食品级焦亚硫酸
钠(以下用助剂B表示),PAM(配成01%,汁清2.1试验结果
净分析有关试剂。
根据表1均匀设计试验方案得到的试验结果见
1.3实验方案
表2
取甘蔗混合汁100oaL,加复合石灰粉乳状液2.2数据处理
预灰至pH=6.1~63,加人助剂A溶液8-10mL,加热
针对表2的实验结果,要获得最优化的工艺
到60-65℃,然后加入助剂B0.9-1.1g,用复合石灰条件,需要进行均匀设计计算和网格优化处理,其
粉乳状液中和到pH=8.3,继续加热至100℃,煮沸计算处理过程较为繁琐。因此本文采用 MASTER
30s,然后倒人装有3 ml PAM的量筒中,于100℃恒计算软件,基于 MASTER系统的人工神经网络
温箱中静止10min取出,用曲筛痣布缓慢滤出量筒( BPANN)进行模拟分析训练来获得最佳工艺条件
中上清液700mL左右。清液按照《甘蔗制糖化学管在 BPANN分析训练中,我们将清汁样品简纯度
理分析方法》分析其简纯度、国际色值和浊度。量大于88.5%的样本定义为优类样本1,小于885%
筒中剩余物料加热至90℃测定过滤100mL滤汁所的样本定义为劣类样本2,清汁色值、浑浊度、过
需时间,并测定滤液的pH值。
滤速度分别小于1350IU、26NTU、135s·(100mL)
为了确定最佳工艺条件,本试验采用均匀设计的样本定义为优类样本1,大于1350U、26NTU
法设计实验,均匀设计实验表见表1。
135s·(100mL)的样本定义为劣类样本2。设置输
表1均匀设计试验表
入层至隐蔽层的学习参数为0.6,隐蔽层至输出层
实验
X3
X4
X5
的学习参数为0.5,AN节点数输入层为5,隐蔽层
序号顶灰助剂A用量助剂B用量中和PAM用量
值/mL?L
面值『MLに为3,输出层为,动量项为Q4.控制训练次数为25
5.0
万次。训练后500步迭代平均误差为0-0.001。通
0.8
8.43
25.50
6.5
8.28
4.5
过用 MASTER计算软件支持向量回归算法[ support
9.17
4.0
vector regression简称SVR,是基于统计学习理论上
0.6
8.41
的一种回归算法,主要采用了 Epsilon不敏感函数
6.90
3.0
( epsilon- -insensitive function)和核函数的方法提高
66.30
5.0
8.84
2.5
模型的泛化能力],选择不敏感参数g为0.15,惩罚
6.0
7.81
2.0
参数c为10,得到的向量回归函数方程为:
7.0
6.6
f(x)=ZL(a力-(a)*K(x,x)+b=6*X(x,+b(1)
96.90
8.0
8.74
式中,a+、"~为拉格朗日待定系数;B,为训练
107.10
9.0
7.74
0.5
表2均匀设计试验结果
X2
Y4
实验
序号灰助剂A用量/助剂B用量中和PAM用量简纯度AP国际色值清汁浑浊度泥汁过滤速