魏海濤

(中成股份有限公司埃塞分公司)

0 前言

甜菜糖廠早期傳統(tǒng)清洗工藝歷來是采用水力流送輸送甜菜。采取邊清洗邊輸送工藝方式。即是濕法清洗除土原理。這個工藝由于存在耗水量大、糖分損失高、污水處理困難的缺點，近些年逐漸由干法除土及輸送所替代。但是多年來干法除土設(shè)備多采用傳送滾式，或者振篩式，都存在除土效果有限，設(shè)備故障多、綜合效益不理想等缺點。一直沒有較為理想的除土設(shè)備，能夠全面取代現(xiàn)有除土工藝。這也是甜菜預(yù)處理除土工藝不完善的地方，一直困擾著甜菜制糖行業(yè)專業(yè)技術(shù)人員的老大難問題。

作者從事制糖行業(yè)技術(shù)管理工作37年。曾經(jīng)在菜制糖廠工作了31年，在海外甘蔗糖廠工作了近6年。通過長時間生產(chǎn)實踐，積累了豐富的工作經(jīng)驗和理論基礎(chǔ)。也對目前我國甜菜制糖工藝系統(tǒng)及設(shè)備存在的問題比較了解。通過研究總結(jié)幾種清潔預(yù)處理方案實踐經(jīng)驗。經(jīng)過不斷改進，最后設(shè)計出一套較為科學(xué)可行的甜菜預(yù)處理新型甜菜干法除土系統(tǒng)清潔工藝方案。該系統(tǒng)具有用水量少、減少糖分損失、除土徹底、在線使用、容易自動控制等優(yōu)點?？梢蕴娲鷤鹘y(tǒng)的濕法和之前的干法除土設(shè)備。

1 甜菜幾種除土方式歷史沿革及流程

自從機制甜菜制糖生產(chǎn)開始,甜菜除土除雜方式就是利用甜菜窖底部流送溝進行流送洗滌甜菜，去除甜菜附帶雜土泥沙。由于這種方式需要使用相當于甜菜4倍到7倍的洗水，來清洗甜菜表面泥土。洗水在浸泡甜菜過程中對機械損傷的甜菜糖分產(chǎn)生了滲出，造成了洗水含糖高、糖分損失大、耗水大等諸多缺陷。這種方式一直沿用了近百年，直到上世紀末，隨著制糖行業(yè)對環(huán)保要求和清潔生產(chǎn)愈來愈高，導(dǎo)致國內(nèi)制糖行業(yè)紛紛改變甜菜流送水清洗除土方式，采用第一代干法除土。這種出土方式是利用多個帶有凸齒的棍子進行摩擦除土。除土效果只有70%左右，還有剩余部分殘土仍需要利用洗菜機清洗才能最后除去。同時對甜菜也產(chǎn)生部分機械損傷。

還有的企業(yè)采用振動篩選方式除土，同樣效果也不十分理想。

最近十幾年國內(nèi)有出現(xiàn)一種移動式除土機，采用機械傳動鏈板通過傳動鏈子運動將甜菜再輸送過程中將泥土分離。這種出土方式適合在甜菜起收場地及現(xiàn)場在裝車時進行第一次除土。有一定效果，但是還是不能徹底清除泥土，也存在部分機械損傷問題。下面對幾種除土流程設(shè)備簡介。

1)傳統(tǒng)濕法流送除土流程：缺點是基建費用高、耗水大、糖分損失大(見圖1)。

圖1 傳統(tǒng)濕法流送除土流程

2)老式干法除土流程： 缺點是出土不徹底、甜菜破損大。見下圖2。

圖2 老式干法除土流程

3)移動鏈棍式除土機

這是一套整體移動式除土機，通過練棍式傳動帶動甜菜滾動達到除去渣土目的。適用于在田地或者現(xiàn)場倒運甜菜時適用。不適合在線使用、除土效果有限、損失大。

4)新型干法滾筒填料除土系統(tǒng)：優(yōu)點是除土效率高，除土效率好。

圖3 新型干法滾筒填料除土系統(tǒng)

2 新型干法滾筒填料除土機特點分析

本文重點介紹這套系統(tǒng)原理和方法

2.1 基本原理

新型干法滾筒填料除土機系統(tǒng)，由兩部分組成，第一部分為滾筒填料除土機，第二部分為填料分離回收系統(tǒng)。

主要原理是采用精選河流石作為填料與甜菜在滾筒除土機混合的方式，通過填料與甜菜緊密混合過程及在旋轉(zhuǎn)推進運動中產(chǎn)生溫和摩擦作用清除雜土雜質(zhì)。由于填料體積較小且較為光滑，與甜菜接觸點較多，使得浮著在甜菜表面上的泥土被清除掉。其中填料為精選的?12-?16毫米小粒河流石顆粒。

第一部分為滾筒填料除土機，整體除土機為圓柱形筒體結(jié)構(gòu)。采用無齒滾輪摩擦傳動，筒體內(nèi)部設(shè)有攪拌托板。筒體由三段組成。第一段約2米長，主要作用為甜菜與填料混摩擦階段；第二段為3 米長，內(nèi)壁均勻分布?8/ ?10毫米錐形孔，孔的形狀是內(nèi)小外大。主要作用是將脫落下的泥沙雜質(zhì)通過這些孔依靠重力自然下落排出；第三段約2米長，內(nèi)壁均勻分布?15毫米條形篦子，篦子間距為20毫米。主要作用是將甜菜與填料通過這些條孔間隙進行分離，填料靠重力自然下落排出；第二部分是填料潔凈循環(huán)分離回收系統(tǒng)。這部分主要有一個小型滾筒機(直徑小轉(zhuǎn)速要快些，增加摩擦分離效果)，利用旋轉(zhuǎn)碰撞摩擦將填料附帶的雜土等清除脫離填料，再通過滾筒上的篦子分離出去。

該系統(tǒng)不用水，不損壞甜菜表面，不損失糖分。實現(xiàn)了清潔除土工藝方式。填料可以循環(huán)使用。之所以選擇河流石而不選擇機械碎石作為填料，就是為了通過沒有棱角的圓滑接觸摩擦除土方式，不對甜菜表面有過度機械破壞磨損。缺點是系統(tǒng)設(shè)備較多流程較為復(fù)雜。

2.2 新型干法滾筒填料除土機系統(tǒng)主要設(shè)備結(jié)構(gòu)簡介

1)滾筒填料除土機

該除土機為旋轉(zhuǎn)滾筒式，由一個直徑約2米、全長為7米(3000-6000TCD能力)的圓筒組成，滾筒前后設(shè)有兩條滾帶。采用無齒滾輪帶動滾帶旋轉(zhuǎn)，由變頻電機驅(qū)動。每分鐘6-10轉(zhuǎn)。根據(jù)加工能力可以進行一定范圍調(diào)整。

滾筒填料除土機總長7米，由三部分組成。前部分長滾筒約2米，為封閉圓筒，筒體內(nèi)壁有螺旋形抄板，主要作用使甜菜和填料在滾筒旋轉(zhuǎn)過程不斷揚起翻轉(zhuǎn)中得到充分混合和摩擦清除掉浮著在甜菜塊根上的沙土；中間段圓筒長約3米，外壁為帶有均勻孔的圓筒篦子，主要作用是將分離下來的沙土通過篦子孔排除筒體下部；后部分筒體長約2米，外壁有圓形骨架焊接有均勻條形篦子，主要作用是分離填料石子和甜菜。主要結(jié)構(gòu)詳見圖5。為了方便渣土從篦子孔中順利脫落到外部，可以在筒壁上設(shè)計幾個活動錘子，利用重力不斷敲打桶壁起到振搗作用，避免篦子孔堵塞。

1-甜菜皮帶機，2-滾筒填料除土機；3-除土皮帶機；4-分離填料排出皮帶機；5-分離清潔甜菜皮帶機；6-填料分離雜質(zhì)皮帶機；7-填料雜質(zhì)分離滾筒機；8-填料輸送皮帶機；9-填料儲斗暨喂料器。圖4 滾筒填料除土機系統(tǒng)簡圖

1-物料與填料混合段；2-除土段；3-筒體滾帶；4-電機減速器；5-物料與填料分離段條形篦子；6-筒體；7-托輥。圖5 滾筒填料除土機機構(gòu)示意圖

2)填料回收皮帶

填料回收皮帶由三條組成，為V型皮帶，寬度約為800毫米左右，速度為1米/秒左右?？梢愿鶕?jù)具體生產(chǎn)能力選擇寬度。通過皮帶將排出的填料回送到填料分離機，分離后填料送到高位填料儲斗循環(huán)使用。

3)除土皮帶

除土皮帶也是V型皮帶，寬度約為600毫米左右，速度為1米/秒左右。作用是將土渣排送到小車上運走。

4)填料儲斗暨旋轉(zhuǎn)喂料器

調(diào)料儲斗作為儲存填料石子的儲斗，下部有連續(xù)旋轉(zhuǎn)喂料器，采用變頻控制，配合填甜菜量進行自動調(diào)節(jié)控制填料進入數(shù)量。與甜菜混合一起下落進入填料滾筒除土機中。

5)填料石子分離回收機

填料石子分離回收機也是一個滾筒形狀的設(shè)備，直徑約1米，長度約為4米，筒壁是由小孔組成，內(nèi)部設(shè)有抄板，隨著滾筒旋轉(zhuǎn)使填料石子在自身摩擦作用下將粘附在填料上的泥土清理掉，通過篦子孔落到下面皮帶運走。填料隨滾筒出料段排出進入填料儲斗循環(huán)使用。

2.3 新型干法滾筒填料除土機系統(tǒng)主要控制要點

1)填料與甜菜比例控制

填料與甜菜比例控制與甜菜干凈程度、泥土含量及性質(zhì)有關(guān)。一般甜菜與填料混合比例為1∶1-1∶2。具體比例要根據(jù)和實際情況適當調(diào)試選擇比例。這個比例要根據(jù)不同時期的甜菜潔凈情況進行適當調(diào)整。

2)滾筒除土機使用一短時間后，填料會浮著一定雜質(zhì)影響出土效果，可以利用停機時間直接對填料河流石在滾筒中反復(fù)旋轉(zhuǎn)進行循環(huán)摩擦清除表面浮渣，再繼續(xù)使用；如果使用較長時間，調(diào)料河流石磨損較小后在中段的孔徑中脫落時，應(yīng)該考慮更換填料。填料選擇應(yīng)嚴格按照要求的顆粒直徑進行選篩。

3 新型干法滾筒填料除土機系統(tǒng)優(yōu)勢比較

形式除土效果甜菜破損情況設(shè)備故障及維修非投資(萬元)綜合效益棍子除土機60-70%較多較多10較低移動除土機70%一般較多30一般新型干法滾筒填料除土機90-95%很少較少30較好,系統(tǒng)復(fù)雜

4 討論

根據(jù)理論分析和實踐結(jié)果顯示，新型干法滾筒填料除土機在除土效果和減少甜菜破損，減少糖分損失方面，以及適應(yīng)清潔生產(chǎn)和環(huán)保要求方面，特別是設(shè)備安全運轉(zhuǎn)和經(jīng)濟運行、在線除土、自動控制等綜合方面都優(yōu)于以前傳統(tǒng)除土系統(tǒng)設(shè)備。因此該系統(tǒng)可以取代傳統(tǒng)除土設(shè)備，尤其是對需要改造和新建糖廠，提供了比較科學(xué)合理的優(yōu)選除土設(shè)備系統(tǒng)方案。