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高效率的平流式沉降器

平流式沉降器及其工作原理

传统的蔗汁沉淀池的工作分析

高效率的平流式沉降器

平流式沉降器及其工作原理

传统的蔗汁沉淀池的工作分析

连续沉淀池是甘蔗糖厂中的重要设备。目前多数糖厂所用的多尔式沉淀池已有约100年历史，

设备体积庞大，结构复杂，蔗汁停留时间长以至产生不良化学反应（pH下降、蔗糖转化和已凝聚

的胶体复溶）。如何改革沉淀设备是糖厂普遍关心的问题。

上世纪70年代以后，美国、澳大利亚和南非等都研究开发了新的沉降器，以澳大利亚糖业研

究所（简称SRI）设计的一种称为无盘式（trayless）的单层沉降器效果较好，在东南亚多个糖厂

推广。我国广西亦有10余个糖厂采用这类设计，沉降时间较短，因此亦称为快速沉淀池。

作者于上世纪在广东数个糖厂进行过几种新型式沉降器（包括两类单层式以及斜板式）的研

究试验。在2000年设计了新型的平流式沉降器，经过数个糖厂在生产上进行试验与改进，2004年

正式应用于广西大新雷平永鑫糖业公司，运行稳定正常，清汁质量良好。该设备直径5m，存汁量

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28m，每小时处理量达到70～80m，效率很高。随后在2006年推广应用到广西和广东的6个糖厂，

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其中5个厂的设备直径为7m，如广西来宾永鑫糖业公司的平流式沉降器，存汁量约80m，每小时

处理量达到160吨，能够将日榨12000吨的无滤布真空吸滤机的滤汁全部处理，得到良好的清汁。

这些设备都还有较大潜力，有助于糖厂提高压榨量。

沉降器的效率可以用如下的处理量比率（每小时处理量/存汁体积）来衡量。上述雷平的设

备，这一比率为2.5～2.8，来宾的设备为2。复算国内外糖厂沉淀池的这一数据，多数在1.5以下。

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例如广西数个糖厂在2006年新装的快速沉淀池，直径13.2m，存汁量530m，每小时处理量为500m，

此比率只约为1；而传统的多尔沉淀池，这一比率多数在0.6～0.8之间。

不同型式的沉降器的效率相差那么大，是由于它们的工作原理和模式有很大的不同。这个问

题既是实用性的，也是学术理论性的。

1、平流式沉降器及其工作原理

圆筒形平流式快速沉降器是作者设计的新型设备，是我国的专利技术（专利号Z3，

专利授权日2002年10月9日）。多个糖厂生产实践证明，它的运行稳定，设备效率高，清液质量好，

容易管理。

这种沉降器采用液体平流的工作模式，蔗汁在器内水平流动，工作状况非常接近“静态”，汁

中的沉淀物能自由迅速沉降，很少受到蔗汁流动的干扰。

沉降器的主体部分为圆筒形，底部为圆锥形。在圆筒形的主体内，装有4件垂直设置并互相平

行的导流挡板，将器体的圆筒形部分分隔成为两侧各三格的互相平行的结构，如下图（顶视）。

蔗汁先进入左面的入汁箱，通过絮凝剂的作用形成较粗大的絮凝物，再流入沉降器。蔗汁沿

着挡板水平流动，在靠近器体外边缘处向两侧转折，流到另一侧末端后又转折，再流向两侧排出。

蔗汁在器内的流动过程很长，约为器体直径的一倍（10～15m）。因为蔗汁均匀散布在很大的面积

上，流动速度很低。这样，蔗汁中的絮凝沉淀物能够以较高的速度自然沉降到器体下部。得到的

清汁从器体上部的两侧流出。

沉降器底部圆锥体内装有低速旋转的拨桨。基于国内外糖厂应用连续沉淀器约一百年的经验

教训，泥汁区内缓慢旋转的拨桨可以促进沉淀物浓集，缩小泥汁体积，改善泥汁过滤，并消除泥

汁区的死角。本设备的泥汁浓度很高，含泥量达到6～8％。

在平流式沉降器中，蔗汁水平流动，不会干扰沉淀物的沉降过程。而传统型式的沉淀池，都

是在下部入汁再向上流，汁液流动直接干扰和妨碍了沉淀物的沉降。此外，在平流式沉降器中，

物料水平流动距离很长，它们顺着一定的通道向前流动，顺序前进，物料条件（如温度、密度等）

稍有变化也不会产生强烈的对流，不会因此而反底。而在传统的沉淀器中，新入的物料和原有的

物料接触面积很大，入汁条件变化会引起大容积中的蔗汁明显对流以至反底。

下面具体分析平流式沉降器中的工