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木薯渣脫水難的原因分析及脫水方法介紹
木薯淀粉生產(chǎn)中排出大量的木薯渣,一般每產(chǎn)1噸成品淀粉可得0.34-0.4噸的絕干渣,該薯渣內(nèi)含豐富的纖維、半纖維、淀粉以及蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪、糖類和各種維生素、無要鹽等,是進一步深加工制造全價配合飼料、食品、化工等到產(chǎn)品的優(yōu)良原料。同時,避免大量的薯渣排入江河、農(nóng)田,亦是綜合治理環(huán)境污染一項重要措施。但木薯渣脫水難的問題一直困擾著其進行綜合開發(fā)和利用,本文試就薯渣難脫水問題進行分析,并探討當(dāng)今幾種常用脫水方法情況及利弊 。
1.木薯渣組成及脫水難的原因分析
木薯淀粉生產(chǎn)中,原漿經(jīng)浸漬中,通過壓力曲篩或錐蘭式離心篩等設(shè)備使淀粉與渣分離,該渣主要成份(以絕干計)。
曲篩排出未經(jīng)進一步脫水處理的薯渣含水份85%-95%,干物質(zhì)5%-15%,是流動性較差固液混合物,此混合物置于顯微鏡下,可觀察到下面幾種狀況:①經(jīng)生產(chǎn)工藝處理后,如機械破碎、撞擊、浸漬等以及木薯自身生理特點多種因素影響,存在著大小不一,吸水膨脹的淀粉顆粒(直徑多在3-25um之間),并且有些顆粒表面已受磨損,外形各異;②直徑、長短不規(guī)則的纖維素吸水膨脹后互相交織在一起;③蛋白質(zhì)、膠體物質(zhì)等較均勻分布于淀粉、纖維等固型物質(zhì)周圍空間。綜合鏡檢的結(jié)果為:淀粉、纖維、蛋白質(zhì)以及膠體物質(zhì)等如網(wǎng)狀相互結(jié)合交織在一起,各固相物質(zhì)無明顯孔隙。由此,存在著①由于淀粉顆粒、纖維等物質(zhì)的相互重疊,阻塞了排水必須物理通道;②各種膠體物質(zhì)均勻分布,既阻塞排水孔隙又因其本身具有一定的粘稠性,以及其表面張力等作用,增大排水阻力;③各固相物質(zhì)間的毛細(xì)管作用,特別是纖維與纖維間的毛細(xì)管作用,也增加排水的阻力;④蛋白質(zhì)和大多數(shù)膠體物質(zhì)均為親水膠粒以及纖維表面負(fù)電荷與水中正電荷相互吸引等,這些分子或離子間的作用力,使固液分離困難加大;由于纖維具有很強的“重吸”現(xiàn)象(即已脫水的纖維遇水又可重新吸收膨脹),以及薯渣中存在著多種可壓縮物質(zhì),如纖維等,所以在受外力作用時往往發(fā)生體積變化,導(dǎo)致微小排水孔道變得更為細(xì)小或堵塞,亦是之增大薯渣充分脫水困難。
2.薯渣的脫水方法
薯渣如用于飼料、工業(yè)用料、貯存等時,需將薯渣脫水干燥至含水分大于15%。但實踐證明,目前單純用熱能或機械等方法進行薯渣脫水是不可行的,甚至是十分不經(jīng)濟的。目前國內(nèi)外較為理想及行之有效的方法是機械與熱能相互結(jié)合方法,即用機械方法將薯渣脫去部分水分,然后使用熱力烘干(如氣流干燥等)。顯然,該工藝的關(guān)鍵是采用何種機械設(shè)備脫去部分水分,而使之有效的進入干燥系統(tǒng)。下面將幾種常用脫水機械在實際使用中的情況作一些介紹。
2.1離心脫水機
國產(chǎn)用于淀粉行業(yè)的離心脫水機,大多轉(zhuǎn)速為1200-1600轉(zhuǎn)/每分鐘,分離因素為800-1500,為此經(jīng)離心脫水后排出的薯渣濕料含水分在65%-75%之間,如進一步增大離心機的分離分離因素,所得水分降低率并不十分明顯,且使設(shè)備復(fù)雜化、投資大、能耗高,經(jīng)濟上亦是不合算。
2.2螺旋壓榨機
設(shè)備復(fù)雜;安裝、制造要求高;能耗大。經(jīng)壓榨后排出的濕渣含水分在55%-75%之間,其較大缺點是易受渣的組成、來料的水分變化以及篩片孔眼堵塞(該情況極易發(fā)生,且開機時雙不易徹底清洗)等因素影響,使之排出濕渣的含水分時高時低,十分不穩(wěn)定。該機優(yōu)點是能連續(xù)化生產(chǎn),勞動強度較低。
2.3板框壓濾機
要達到一定的產(chǎn)量,設(shè)備占地面積大,投資及能耗高(指需配套泵的能耗),流程復(fù)雜,間斷工作,無法連續(xù)生產(chǎn),勞動強度大。一般濕渣含水分在65%-75%之間,易受渣料組成、壓差的變化影響,使出渣含水分不穩(wěn)定。要想進一步降低水分含量困難很大,除上述提及的原因外,還因渣料為可壓縮性物料,易堵塞排水孔道,不利水分的充分排出。
2.4真空吸濾機
設(shè)備造價高,所需配套設(shè)備復(fù)雜,能耗亦稍高,可連續(xù)化生產(chǎn),產(chǎn)出顯渣含水分在70%左右。造成水分高的原因,除上述幾點影響因素外,還存在著推動力(即壓差)不足(轉(zhuǎn)鼓內(nèi)真空度一般僅為0.04-0.053),濾布極易堵塞等因素的影響,以致排出渣料水分含量難以進一步降低。
綜合上述的機械脫水方法不難看出,濕渣半成品含水分多在65%-75%之間,這類濕渣如直接進入氣流干燥(或其它熱干燥設(shè)備),極易形成團塊,并在“閃急”汽化的作用下團塊表面水分迅速汽化變干(以致焦化),而團塊內(nèi)部水分則未能充分蒸發(fā),形成“夾生飯”現(xiàn)象。另外,該濕渣進入有關(guān)干燥設(shè)備后,極易粘結(jié)管道、風(fēng)機等,使之難以進行政黨的熱交換,其后果會造成物料的烤焦,著炎以致?lián)p壞設(shè)備等,并最終影響工藝的目的的完成,同時,半成品濕渣水分過高,亦會使所需干燥設(shè)備復(fù)雜、龐大,熱能消耗及綜合能耐高,經(jīng)濟上很不合算。
由于木薯渣存在著脫水難的特點,不少工廠及科研單位長期以來一直進行摸索、總結(jié)和試驗,以便制造出一種較為方便衫、經(jīng)濟的機械脫水設(shè)備,配合氣流干燥系統(tǒng)使用,為薯渣的進一眇綜合開發(fā)利用闖出一條新路子。我綠豐木薯渣壓渣機經(jīng)過多年的摸索試驗,并認(rèn)真總結(jié)失敗的教訓(xùn)和經(jīng)驗,目前已成功地研制出一種較合適木薯渣、玉米渣和各種豆渣脫水的設(shè)備(設(shè)備型號:DYQ1500-2000型),經(jīng)過近1年的生產(chǎn)實踐檢驗,實際解決各類薯渣等脫水的難題。
經(jīng)該機脫水后排出的濕渣含水分小于55%??芍苯舆M入氣流干燥系統(tǒng),熱能利用率大大提高,且不堵塞風(fēng)機、管道等,具有重量輕,裝拆、檢修方便,易操作,能耗低,投資少,效率高等特點,如配套有離心篩或螺旋壓榨機的工廠使用,效果更佳。其主要的工作原理是利用兩條現(xiàn)一方向運動著的特制網(wǎng)帶,待脫水的濕渣置于兩網(wǎng)帶,待脫水的濕渣置于網(wǎng)帶之間并與網(wǎng)帶一起運動,運動著的網(wǎng)帶經(jīng)多種直徑大小不同,壓力由小逐漸增大的輥轆及兩網(wǎng)帶的拉緊張力的擠壓,然后再經(jīng)兩道裝有導(dǎo)彈簧的可隨厚渣薄自動升降的壓轆壓榨后,渣經(jīng)刮板刮落排了。完成一個周期后返回的網(wǎng)帶經(jīng)水噴射洗滌,去除網(wǎng)眼殘積物后,重新進入下一周期的工作。全過程均為連續(xù)化生產(chǎn),效率高,特別是出渣含水分穩(wěn)定,受其它因素變化的影響較少,因此,較成功的克服了前述介紹的脫水設(shè)備存在的缺點及不足。
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