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酒精蒸馏塔的清洗办法



酒精消费中醪垢构成、预防及清洗 
    蒸馏塔醪塔)结垢梗塞问题,特别是醪 塔堵塔问题,是蒸馏系统不能长周期运转的 主要限制要素。普通的处理方法是定期或不定期停止物理法或化学法 处置,固然能收到一定效果,但短时间又会产生同样的问题。
    本文试图对醪垢的成因、预防和肃清停止探讨,希望对业界处理这一问题能有所协助。
    1醪垢的定义
    醪垢是堆积在设备、管道内外表上由不溶性盐、泥砂、纤维、淀粉、蛋白质、糊精、糖、 酵母菌体及其它糖酵解代谢副产物等所组成的多成分物质。普通附着在成熟醪预热器、塔底再沸器的管壁及蒸馏塔塔盘和塔件上,常常形成进料温度降低,塔底各板间温差加大,塔顶真空度升高,严重时会形成塔底跑酒,最终招致消费不能正常停止。
    2醪垢的构成
    2.1发酵成熟醪成分
    发酵成熟醪是一个复杂的多组分非均相混合液。它由水(75%%-90%%,w/w)、干物质(4%%-10%%,w/w)、酒精及其它挥发性物质(6%%-15%%,w/w)构成。
    2.2醪垢成分
    醪垢的化学成分受各种条件影响很大。剖析结果标明,不同的原料产地、不同的前处置办法、不同的酒精消费工艺,醪垢的成分都不同。即使是同一工厂不同消费时期、不同部位醪垢成分也有一定差异。
    醪垢的化学成分为碳酸钙、碳酸镁、磷酸钙、硫酸钙、有机酸钙、糖、糊精、蛋白质等,是由多种无机物、有机物构成的,并以无机物为主。
    2.3醪垢的成因
    2.3.1 微溶或可溶物质在蒸馏过程中达到过饱和状态而析出发酵成熟醪在蒸馏过程中沿塔板逐层而下。相对挥发性大的物质在醪塔内沿塔板逐层上升,从顶部排出;干物质和水,还有高级醇、酸、酯类等相对挥发性小的物质沿塔板逐层向下,微溶或可溶物质浓度不时增加,当其浓度超越其溶解度到达过饱和状态后,便会在塔底再沸器的管壁及蒸馏塔塔盘和塔件外表析出。在蒸馏过程中首先析出的是溶解度较小的碳酸钙、碳酸镁、磷酸钙等,而溶解度稍大一些的也逐步被浓缩堆积,如硫酸钙、有机酸钙等。
    发酵成熟醪中的不溶性悬浮物质,如酵母菌体、纤维、淀粉及析出的无机盐构成晶核,加速了处于饱和状态下的无机盐、有机盐、糖、糊精、可溶性蛋白质等的析出。众所周知,国内大局部酒精厂采用了离心清液回配技术。离心清液的回配进一步进步了发酵成熟醪中干物质含量,加剧了微溶或可溶物质在醪液保送、换热、蒸馏过程中的析出和结垢概率。
    2.3.2 可溶性钙盐转化成碳酸钙垢
    在蒸馏过程中,可溶性有机酸钙盐与醪
    液中的可溶性碳酸盐反响生成碳酸钙垢:
    CaA2 +Na2CO3 =CaCO3 ↓+2NaACaA2 +K2CO3=CaCO3↓+2KA
   2.3.3 可溶性钙盐受热合成生成难溶碳酸钙垢
    在蒸馏过程中,可溶性钙盐受热合成生成溶解度小的盐垢:
    Ca(H CO3)2 =CaCO 3 ↓+H 2 O+CO2↑Mg(H CO 3 )2 = Mg CO3↓+H 2 O+CO2 ↑
    2.3.4 前处置制浆工艺对醪垢的生成也有影响
    在酒精消费中,前处置制浆工艺可分为 干法、半干法、湿法及改进湿法等,其对醪液保送、换热、蒸馏等过程中的结垢及积料影响水平从小到大,依次为湿法、干法、半干法、改进湿法。无论哪种制浆工艺,形成堵塔或换热器效率降落的主要缘由均为醪垢的积聚,物料粒度则是次要缘由。
    3醪垢的预防
    3.1化学防垢法
    投加阻垢剂。采取参加阻垢分散剂来抑制醪垢析出,这是一种经济上节约,操作上烦琐,效果上显著的办法。理论证明,阻垢分 散剂的投入量为mg/L级,即可起到很好的阻垢作用。由于酒精行业的特殊性,倡议使 用单宁、木质素等自然有机分散剂。
    3.2物理防垢法
    物理防垢法又称电磁防垢法,即在醪管线相应位置加电磁防垢器,当醪液经过电磁防垢器磁场时,钙、镁等成垢因子受强磁场感应而失去结晶才能,只能生成一种构造疏松易碎而不易结实附着的沉渣,到达防垢的 目的。
    3.3控制离心清液回配比,肯定回配率
    前文已提到,离心清液的回配进一步提 高了发酵成熟醪中干物质含量,加剧了微溶 或可溶物质在设备外表的析出,因而,只需 恰当控制回配比,增加新颖工艺水量就能够 把成垢因子稳定在一定范围而不析出。也可给出最高上限,根据离心清液回配数学模型,肯定最佳回配率。
    3.4改善工艺、标准操作
    醪垢构成除与机理有关外,还与温度、流速、浆料粒度、设备构造等要素有关。因 此,新工厂要从工艺设计、设备选型、资料选 择、施工装置质量抓起。已建成的工厂要从改良工艺、标准操作,增强管理抓起。 理论证明:当醪液在设备或管道内处于 湍流状态下,醪垢构成概率大为减少;在生产运转中,合理控制消费负荷,稳定操作,避免蒸馏塔温度、压力动摇过大,会有效降低系统醪垢构成速率;深化研讨系统运转规 律,正确肯定设备清洗、检修周期,定期对系统停止有方案地清洗,是避免醪垢构成和积 累的一个有效途径。
    4醪垢的清洗
    4.1化学清洗法
    4.1.1 碱煮法
    应用纯碱或烧碱与碳酸钙、硫酸钙等发生化学反响而除掉醪垢的办法。碱煮通常使用纯碱或烧碱,有时再参加少量磷酸钠和食 盐作辅助除垢剂,以进步煮洗除垢的协同效 应。主要化学反响如下:
CaCO3 +2NaOH= Ca(OH)2 + Na  2 CO  3
CaSO 4 +2NaOH= Ca(OH) 2  + Na   2 SO  4
        4.1.2 酸洗法
    应用盐酸或硫酸与碳酸钙、磷酸钙等发 生化学反响而溶解醪垢的办法。主要化学反 应如下:
CaCO 3     +2HCl= Ca Cl     2     + +CO     2     ↑+H     2     O
    Ca     3     (PO     4     )     2      + 6HCl =3Ca Cl     2      +2H     3  PO  4
    4.2CIP清洗法
    4.2.1  CIP清洗是Clean In Place(就地清洗)的简称,是指不拆解或挪动消费设备,采用恰当的化学清洗配方,在一定温度、压 力下停止清洗、杀菌和除垢。
    4.2.2  CIP清洗技术具有减轻工人劳动强度,避免操作失误,清洗效率高,平安牢靠 等优点。通常分为预洗、碱洗、水洗、漂洗等 几个阶段,是酒精工厂清洁消费的必备手腕 之一。
    4.3高压水射流清洗法
    高压水清洗就是应用高压泵打出高压 水经喷嘴转化成高流速的射流,沿着正向或 切向冲击醪垢,高压水在醪垢上产生强大的 冲击力将其击碎,从而显露被清洗的设备表 面。高压水清洗需专业设备,已广为酒精厂 采用。
    5小结
    5.1 经过对酒精消费中醪垢构成缘由分析,找出了却垢因子、结垢机理、结垢条件, 为预防与清洗提供了理论根据,对醪垢预防 和处置具有普遍指导意义。
    5.2 醪垢的预防和肃清,有些是从理论上给出的办法,如化学防垢法,固然在其它 行业已胜利应用,但在醪垢处置上尚需实践;有些是从理论角度给出的办法,为成熟经历,如物理防垢法、CIP清洗法等可直接 运用。
    5.3 理论证明,应用离心清液回配数学 模型,可随时监测结垢因子浓度,肯定最佳 回配比,使结垢因子浓度控制在允许范围内。

 


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