制糖生產(chǎn)工藝中輔料硫磺利用率分析論文
【摘要】硫磺燃燒利用后主要以亞硫酸鹽和升華硫形式存在。根據(jù)制糖生產(chǎn)工藝參數(shù)，本研究采取檢測濾泥、糖蜜、白砂糖、赤砂糖中的升華硫和亞硫酸鹽中的硫含量來探究制糖生產(chǎn)中輔助材料硫磺的利用率。
【關(guān)鍵詞】制糖；硫磺；利用率；亞硫酸鈣
【中圖分類號】TS245【文獻識別碼】A【文章編號】2095-3518（2016）02-26-01
1前言
硫磺是甘蔗制糖工藝生產(chǎn)中的重要輔助材料之一，研究查明硫磺在制糖工藝生產(chǎn)中的實際利用情況，對提高硫磺的利用效率、降低制糖成本有重要的參考作用。硫磺燃燒后產(chǎn)生的`二氧化硫通過與預灰的甘蔗汁混合，進行蔗汁的硫熏中和，同時產(chǎn)生大量亞硫酸鈣沉淀，并能吸附蔗汁中的膠體和色素一起沉降而除去，使蔗汁得以澄清。但是硫磺燃燒時，會有部分硫磺在高溫環(huán)境中產(chǎn)生升華，導致部分硫磺未能充分燃燒并以升華硫的形式損失掉。本研究分析制糖生產(chǎn)過程中單質(zhì)硫的可能去向進行檢測，通過分析檢測濾泥、糖蜜、白砂糖和赤砂糖中的硫含量，研究制糖生產(chǎn)過程中硫磺的利用率，從而減少硫磺使用量，達到降低制糖生產(chǎn)成本的目的提供相關(guān)基礎數(shù)據(jù)。
2試驗部分
2.1試驗原理2.1.1亞硫酸鈣的檢測原理亞硫酸鈣在酸性溶液中可以溶解生產(chǎn)亞硫酸根離子，加入淀粉指示劑，用已知濃度的碘溶液滴定亞硫酸根離子至變藍結(jié)束。通過計算碘溶液消耗量計算亞硫酸根離子含量，從而折算出亞硫酸鈣中的硫含量�；瘜W反應方程式：CaSO3+I2+H2O=CaSO4+2HI（酸性條件下）。2.1.2升華硫的檢測原理硫與亞硫酸鈉溶液加熱共煮轉(zhuǎn)化成硫代硫酸鈉，用已知濃度的碘液滴定，過量的亞硫酸鈉用甲醛掩蔽之�；瘜W反應方程式：S+NaSO3=Na2S2O3HCHO+NaSO3+H2O=H2C(OH)SO3Na+NaOHI2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI2.2試驗藥品和試劑無水亞硫酸鈉；甲醛；無水乙醇；冰醋酸；0.0292mol/L碘液；1%酚酞指示劑溶液；0.1mol/L鹽酸溶液；1%淀粉指示劑溶液。2.3試驗方法2.3.1亞硫酸鈣檢測步驟稱取一定質(zhì)量的檢測樣品，加入5ml0.1mol/L鹽酸溶液，搖勻至樣品溶解，然后定容至100ml，加入10ml1%淀粉指示劑溶液，搖勻。用0.0292mol/L碘液滴定至溶液變藍即到終點。對照組用相同質(zhì)量的水替代樣品進行檢測。2.3.2升華硫檢測步驟稱取一定質(zhì)量的樣品，加入25ml無水乙醇潤濕，加入50ml水和5.000g亞硫酸鈉，加熱至微沸維持10min，然后冷卻至室溫，定容至250ml。吸取50ml上述溶液于250ml錐形瓶中，加入7ml甲醛溶液，放置4min后加入2滴1%酚酞指示劑溶液，用冰醋酸溶液滴定至紅色消失并過量至5滴，加入5ml1%淀粉指示劑溶液，用0.0292mol/L碘液滴定至藍色出現(xiàn)并且藍色維持5s以上為滴定終點。對照組用相同質(zhì)量的水替代樣品進行檢測。2.4結(jié)果計算升華硫含量和亞硫酸鈣中硫含量分別按各自的化學反應方程式計算。
3試驗結(jié)果與分析
3.1升華硫和亞硫酸鹽中硫含量百分比檢測結(jié)果3.2制糖工藝中輔料硫磺的物料衡算根據(jù)制糖生產(chǎn)工藝參數(shù)，硫磺與甘蔗比為0.13%；濾泥與甘蔗比為3.80%，濾泥水份為71.30%；糖蜜與甘蔗比為3.25%；白砂糖與甘蔗比為12.00%；赤砂糖與甘蔗比為1.00%。按日榨甘蔗4000噸計算，結(jié)果如下：日硫磺使用量：4000噸×0.13%=5.200噸；日濾泥中硫含量：4000噸×3.80%×（1-71.30%）×（1%+10.147%）=4.863噸，其中升華硫0.436噸，亞硫酸鈣16.6噸，折算成單質(zhì)硫4.427噸。日糖蜜中硫含量：4000噸×3.25%×（0.118%+0.08%）=0.257噸，其中升華硫0.153噸，亞硫酸鈣0.390噸，折算成單質(zhì)硫0.104噸；日白砂糖中硫含量：4000噸×12.00%×12mg/kg=5.760kg。日赤砂糖中硫含量：4000噸×1.00%×35mg/kg=1.400kg制糖生產(chǎn)過程中中間制品、成品和副產(chǎn)物中硫總含量為5.120噸，總?cè)剂蛄繛?.200噸，差值0.073噸是硫磺爐二氧化硫尾氣排放造成的硫損失。每日硫磺燃燒時升華硫總量為0.590噸，占日消耗硫磺總量的11.35%。亞硫酸鹽中硫總量為4.531噸，占日消耗硫磺總量的87.13%。綜上所述，制糖生產(chǎn)中輔助材料硫磺經(jīng)燃燒后有87.13%的硫磺以亞硫酸鈣鹽形式進入到濾泥和糖蜜中，占11.35%的硫磺未經(jīng)燃燒以升華硫形式進入到濾泥和糖蜜中，約1.50%硫磺以二氧化硫氣體形式排放，極微量硫以亞硫酸鹽形式殘留于成品糖中。因此，今后可以通過優(yōu)化改造硫磺爐的結(jié)構(gòu)和精準控制硫磺燃燒條件，降低升華硫的產(chǎn)生量，從而提高硫磺的有效利用率，降低制糖生產(chǎn)成本。
參考文獻
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