超效射流气浮分离提纯糖汁的机理及应用研究

论文摘要

气浮作为一种固液分离技术，广泛应用于化工、采矿、造纸、制糖、废水净化和环境保护等领域。超效射流气浮技术同传统的气浮方法相比，更显得高效实用。本实验利用获得国家专利的射流气浮机，充分利用了流体力学原理，所产生的气泡细小均匀，气浮过程时间短，固液分离效率高。 影响糖汁气浮提纯分离的主要因素是糖汁中胶体非糖分的絮凝程度和微气泡同絮凝物结合的强弱。生产过程中的工艺参数、澄清剂用量、胶体及色素等非糖分的形态和性质等，均会对絮凝过程产生重要影响。 本实验分别对糖汁气浮提纯分离过程中工艺参数进行优化、糖汁中胶体的形态及变化、酚类物质的含量及变化、不同条件下气泡的形成和破灭的规律等进行研究，并将研究结果和优化方案应用于实际生产过程，取得了显著的效果。对于指导生产、提高理论学术水平具有现实意义。 正交试验的分析结果表明，磷酸加入量是影响纯度、还原糖、色值、混浊度、钙盐和浮升速度的主要因素，加灰pH值是影响色值、混浊度和浮渣体积的主要因素，中和pH值是影响纯度和钙盐的主要因素，絮凝剂加入量是影响浮渣体积和浮升速度的主要因素。磷酸加入量对清汁还原糖变化率的影响和对色值的影响、中和pH值对混浊度降低率的影响以及加灰汁pH值对浮渣体积的影响为显著，磷酸加入量对钙盐变化率和浮升速度的影响为高度显著。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 文献综述
• 1.1 超效射流气浮技术的研究与应用状况
• 1.1.1 超效射流设备构造
• 1.1.1.1 射流起泡器
• 1.1.1.2 顺流浮升器
• 1.1.2 射流气浮过程的分选行为
• 1.1.2.1 射流充气前后基本行为
• 1.1.2.2 气泡与固体颗粒的作用行为
• 1.1.2.3 气泡与固体颗粒结合体的运动行为
• 1.1.3 超效射流气浮技术的应用状况
• 1.1.3.1 在处理抄纸白水中的生产应用
• 1.1.3.2 在处理油田污水中的生产应用
• 1.1.3.3 在发生炉煤气洗涤废水封闭循环处理中的生产应用
• 1.1.3.4 在矿物浮选中的生产应用
• 1.2 气浮技术在制糖工业中的研究及应用进展
• 1.2.1 甜菜糖厂预灰汁的气浮提纯分离
• 1.2.1.1 目的、内容及意义
• 1.2.1.2 应用效果
• 1.2.2 碳酸法甘蔗糖厂混合汁的冷汁浮清
• 1.2.2.1 目的、内容及意义
• 1.2.2.2 应用效果
• 1.2.3 甘蔗糖厂蒸发糖浆的上浮澄清
• 1.2.3.1 目的、内容及意义
• 1.2.3.2 应用效果
• 1.3 本课题的研究内容及意义
• 1.3.1 本课题的研究内容
• 1.3.2 本课题研究的意义
• 参考文献
• 第二章 超效射流低温气浮技术提纯混合汁的参数优化研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料和方法
• 2.2.1 原料和助剂
• 2.2.2 试剂
• 2.2.3 主要仪器和设备
• 2.2.4 工艺流程
• 2.2.4.1 实验组工艺流程
• 2.2.4.2 对照组工艺流程
• 2.2.5 正交实验方案
• 2.2.6 混合汁样品的采集和处理
• 2.2.7 混合汁温度和pH值的调节
• 2.2.8 回流打泡汁的抽取
• 2.2.9 回流打泡汁与混合汁的合并及气浮过程
• 2.2.10 浮清汁与浮渣的分离
• 2.2.11 硫熏过程
• 2.2.12 测定方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 第一阶段正交实验结果
• 2.3.1.1 极差分析
• 2.3.1.2 主次因素分析
• 2.3.1.3 方差分析
• 2.3.2 第二阶段正交实验结果
• 2.3.2.1 极差分析
• 2.3.2.2 主次因素分析
• 2.3.2.3 方差分析
• 2.4 本章小结
• 参考文献
• 第三章 气浮过程相关变化及其机理的研究
• 3.1 胶体体积及数量变化规律的研究
• 3.1.1 实验材料和方法
• 3.1.1.1 原料
• 3.1.1.2 仪器及性能
• 3.1.1.3 测定原理
• 3.1.1.4 实验步骤
• 3.1.2 结果与讨论
• 3.1.2.1 气浮过程胶体体积的变化行为
• 3.1.2.2 气浮过程胶体数量的变化行为
• 3.2 酚类含量及变化的测定研究
• 3.2.1 实验材料和方法
• 3.2.1.1 原料
• 3.2.1.2 试剂
• 3.2.1.3 仪器及性能
• 3.2.1.4 测定原理
• 3.2.1.5 实验步骤
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.3 气泡的形成及破灭规律的研究
• 3.3.1 实验材料和方法
• 3.3.1.1 原料
• 3.3.1.2 仪器及性能
• 3.3.1.3 测定原理
• 3.3.1.4 实验步骤
• 3.3.2 结果与讨论
• 3.3.2.1 气浮过程的起泡行为
• 3.3.2.2 气浮过程的消泡行为
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 超效射流低温气浮技术提纯混合汁的生产实验研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料和方法
• 4.2.1 原辅料的制备
• 4.2.1.1 混合汁的制备
• 4.2.1.2 石灰乳的制备
• 4.2.1.3 磷酸的制备
• 4.2.1.4 絮凝剂的制备
• 4.2.2 研究与开发技术方案
• 4.2.3 工艺流程及说明
• 4.2.4 项目“三废”处理措施和方案
• 4.2.5 项目实施的组织管理
• 4.2.6 项目生产实验进展情况
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 超效射流气浮提纯过程对糖汁纯度的影响
• 4.3.2 超效射流气浮提纯过程对糖汁还原糖分的影响
• 4.3.3 超效射流气浮提纯过程对色值的影响
• 4.3.4 超效射流气浮提纯过程对钙盐的影响
• 4.3.5 超效射流气浮提纯过程对混浊度的影响
• 2O₅残留量的影响'>4.3.6 超效射流气浮提纯过程对 P₂O₅残留量的影响
• 4.3.7 超效射流气浮提纯过程对糖浆纯度的影响
• 4.4 科学技术成果鉴定证书
• 4.4 本章小结
• 参考文献
• 第五章 气浮技术提纯高浊度滤汁的研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验材料和方法
• 5.2.1 原料和助剂
• 5.2.2 试剂
• 5.2.3 主要仪器和设备
• 5.2.4 试验方案
• 5.2.5 工艺流程
• 5.2.6 分析项目
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 方案一分析
• 5.3.2 方案二分析
• 5.3.3 方案三分析
• 5.4 本章小结
• 参考文献
• 第六章 结论与展望
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 附录一 试验数据附表
• 附录二 “超效射流低温气浮提净糖汁新工艺”成果鉴定证书