姚超云

（杭州紙友科技有限公司，浙江 杭州 310018）

淀粉在造紙工業(yè)中的應(yīng)用已有一定的歷史，淀粉的使用可以追溯到造紙業(yè)的開始?，F(xiàn)在，造紙行業(yè)對淀粉的興趣大大超過了從前，作為一種可再生的輔助原料，與其他不可再生資源相比，其在造紙中的應(yīng)用重要性可想而知。

世界上第1臺用于商業(yè)應(yīng)用的淀粉噴射式蒸煮設(shè)備，誕生在20世紀(jì)50年代。淀粉噴射式蒸煮技術(shù)又叫淀粉高溫連續(xù)蒸煮技術(shù)，它是通過一個(gè)特殊的裝置將淀粉漿液和蒸氣高速混合，并在高壓和高溫下使淀粉迅速糊化的一項(xiàng)新技術(shù)。淀粉高溫連續(xù)蒸煮技術(shù)與常規(guī)間歇式蒸煮技術(shù)相比，有著絕對的比較優(yōu)勢。淀粉高溫連續(xù)蒸煮技術(shù)能顯著提高淀粉蒸煮質(zhì)量和淀粉糊液的均勻性，淀粉高溫連續(xù)蒸煮技術(shù)是高溫?zé)峤獾矸?、連續(xù)式生物酶轉(zhuǎn)化淀粉、高聚合度淀粉等一系列淀粉應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)。半個(gè)多世紀(jì)的實(shí)踐表明，淀粉高溫連續(xù)蒸煮器已成為現(xiàn)代化高速紙機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)裝備。

如何使用好該設(shè)備成為很多造紙工作者孜孜不倦的追求，由于本人近30年來一直從事造紙變性淀粉的應(yīng)用技術(shù)研究，對淀粉高溫連續(xù)蒸煮技術(shù)接觸較多，對該設(shè)備在應(yīng)用中較容易出現(xiàn)故障的地方作了整理，現(xiàn)分享給大家。

1 淀粉高溫連續(xù)蒸煮有著非常明顯的優(yōu)點(diǎn)

淀粉高溫連續(xù)蒸煮具有以下非常明顯的優(yōu)點(diǎn)：

（1）通過計(jì)算得知，淀粉高溫連續(xù)蒸煮相比于間歇式蒸煮，蒸煮1 t干淀粉可以省下電能50%左右，蒸氣量可以節(jié)約10%左右，主要原因是與淀粉蒸煮濃度大幅提高和蒸煮時(shí)間大幅縮短有關(guān)；

（2）由于完全智能自動(dòng)化，可以機(jī)械化操作，因此人工成本極低，連接DCS中控系統(tǒng)后，幾乎不用增加什么人員，可以大幅降低用工成本；

（3）糊化濃度高、時(shí)間短，可以現(xiàn)做現(xiàn)用，減少備料時(shí)間；

（4）由于淀粉完全而均勻地糊化，使變性淀粉可以發(fā)揮它最大的功能，特別是濕部用的陽離子淀粉，可改善整個(gè)造紙系統(tǒng)的工作效率，并因此而降低了生產(chǎn)成本；

（5）表面施膠淀粉可以自轉(zhuǎn)化，因此可以使用較低廉的淀粉產(chǎn)品；

（6）由于設(shè)備完全智能自動(dòng)化，可以避免一些人為造成的錯(cuò)誤。

2 淀粉高溫連續(xù)蒸煮工藝流程

圖1顯示的是一套典型的淀粉酶轉(zhuǎn)化高溫連續(xù)蒸煮工藝流程，主要包括送粉系統(tǒng)、泡漿系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、蒸煮系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、蒸氣分離系統(tǒng)、存貯系統(tǒng)和分送系統(tǒng)等。

圖1 淀粉酶轉(zhuǎn)化高溫連續(xù)蒸煮工藝流程

3 整個(gè)工藝流程較容易出現(xiàn)故障的地方

3.1 送粉系統(tǒng)

送粉系統(tǒng)出現(xiàn)的最主要問題有粉結(jié)拱，雖然目前很多設(shè)備都增加破拱器，但需要經(jīng)常操作，而破拱器又比較容易壞，不是特別理想；所以有的廠家索性直接在干粉桶上放一個(gè)長鋼筋，每次走到那里就搖一下。其實(shí)這里最關(guān)鍵的問題是我們不知道它何時(shí)結(jié)拱了，等到發(fā)現(xiàn)的時(shí)候，濃度就已經(jīng)發(fā)生了變化。

3.2 泡漿系統(tǒng)

泡漿系統(tǒng)也是這套工藝流程目前出現(xiàn)故障比較多的地方，比如出口的管道由于編織袋絲和細(xì)繩子的堵塞，導(dǎo)致泡漿桶產(chǎn)生溢流，進(jìn)而造成系統(tǒng)停機(jī)。其他還有如粉和水的不穩(wěn)導(dǎo)致濃度忽高忽低，造成粉堵塞。最后還有一個(gè)是計(jì)量問題，因這個(gè)地方的罐體較小，如果設(shè)計(jì)不夠精確，也會(huì)造成漿濃波動(dòng)大，設(shè)備儀器不停地調(diào)整，導(dǎo)致設(shè)備易損壞等不好的現(xiàn)象。因此工藝設(shè)計(jì)時(shí)需充分考慮到這些問題，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)雙方應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況仔細(xì)討論后加以完善。

3.3 過濾系統(tǒng)

過濾系統(tǒng)基本沒有什么大的問題，但因?yàn)榻?jīng)常需要清洗，因此選擇能快速拆洗過濾系統(tǒng)的產(chǎn)品為佳。還有這里不建議一味地增加網(wǎng)的目數(shù)，以免管壓高，間接影響了螺桿泵的壽命。

3.4 高溫蒸煮系統(tǒng)

蒸煮系統(tǒng)，這里產(chǎn)生的問題也比較多，主要是產(chǎn)能設(shè)計(jì)沒有根據(jù)淀粉的原理設(shè)計(jì)，產(chǎn)能設(shè)計(jì)偏低，導(dǎo)致淀粉蒸煮不完全，設(shè)備長期運(yùn)轉(zhuǎn)。另外該系統(tǒng)還有結(jié)垢、結(jié)膠、溫度波動(dòng)大、濃度不穩(wěn)定等問題。而且這里一旦產(chǎn)生問題，后果都比較嚴(yán)重，為此而造成的停機(jī)往往是不可避免的。當(dāng)然一個(gè)好的工藝設(shè)計(jì)和控制技術(shù)，會(huì)減少這些問題的產(chǎn)生，可以避免或減輕一些問題。圖2為淀粉高溫蒸煮過程中管道結(jié)膠、結(jié)垢后的情況。

圖2 淀粉高溫蒸煮過程中管道結(jié)膠、結(jié)垢后的情況

由圖2可見，管道結(jié)膠、結(jié)垢后其堵塞情況觸目驚心。

3.5 蒸氣分離系統(tǒng)

蒸氣分離系統(tǒng)一旦產(chǎn)生問題，也會(huì)對紙機(jī)造成比較嚴(yán)重的影響。比較常見的問題如結(jié)膠。這是因?yàn)楦唣ざ鹊牡矸酆猴w濺到管壁上，脫水之后造成的，多見于濕部淀粉或高聚合度淀粉。還有這個(gè)地方的設(shè)計(jì)，基本都不太容易清洗，長時(shí)間很容易造成堆積，結(jié)膠后還會(huì)時(shí)不時(shí)掉一些膠塊下來，如果后面步驟沒有做好過濾，極有可能會(huì)給生產(chǎn)的紙張?jiān)斐善贫础嗉埖日系K。另外目前的蒸氣分離系統(tǒng)也沒有考慮到蒸氣的回收問題，造成了蒸氣浪費(fèi)。圖3是蒸氣分離系統(tǒng)掉下來、被管道過濾網(wǎng)攔截的膠塊，及其長時(shí)間累積后所產(chǎn)生的碳化淀粉塊。

3.6 設(shè)備運(yùn)行正常后的交接

圖3 被管道過濾網(wǎng)攔截的膠塊及其長時(shí)間累積后所產(chǎn)生的碳化淀粉塊

淀粉酶轉(zhuǎn)化高溫連續(xù)蒸煮工藝流程的設(shè)備運(yùn)行正常后的交付過程中，設(shè)備制作人沒有完整地將設(shè)備工作原理等交接給紙廠，導(dǎo)致很多紙廠發(fā)現(xiàn)問題后，也不敢輕易修改設(shè)備的蒸煮參數(shù)和進(jìn)行必要的設(shè)備改造。

3.7 其他

存貯、分送系統(tǒng)等方面，目前發(fā)現(xiàn)的問題較少，相對還好。

4 結(jié)束語

淀粉高溫連續(xù)蒸煮技術(shù)經(jīng)過這半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，工藝流程版本雖有很多，但經(jīng)應(yīng)用發(fā)現(xiàn)其實(shí)都不夠完美。幾十年的使用表明，目前非常需要重新來審視這套智能設(shè)備，重新來優(yōu)化、設(shè)計(jì)這套工藝流程，使它更完美、更先進(jìn)、更貼近市場的需求。市場需要?jiǎng)?chuàng)新，當(dāng)然一個(gè)好的設(shè)計(jì)不僅僅是工藝流程的設(shè)計(jì)，是需要懂得這套設(shè)備使用的真正內(nèi)涵，因此總設(shè)計(jì)人員最好能理解淀粉知識、化學(xué)品知識、設(shè)備材料知識、PLD等自動(dòng)控制知識、設(shè)備工作原理、動(dòng)力學(xué)知識和產(chǎn)品應(yīng)用知識等，統(tǒng)一全盤考慮，才能使設(shè)備和工藝技術(shù)達(dá)到更上一層樓的境界。

未來，淀粉高溫連續(xù)蒸煮技術(shù)一定會(huì)進(jìn)一步發(fā)展，其工藝設(shè)備會(huì)更加簡潔、易于操作。比如模塊化設(shè)計(jì)，可以根據(jù)需求的不同，隨意組裝，縮短制作和維修周期，也就是說設(shè)備可以做成可變化的；更加智能化，比如無線技術(shù)的應(yīng)用，可以節(jié)約巨大的布線成本，還可以建立遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備應(yīng)用中的問題，更加環(huán)保、節(jié)能化，對使用中的能源進(jìn)行完全回收利用等，這些都急需廣大設(shè)備工作者一起合作來推動(dòng)、完善。