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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(xiàn)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(yù)灰的甘蔗汁混合，進(jìn)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(dǎo)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(jìn)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(dá)到降低制糖生產(chǎn)成本的目的提供相關(guān)基礎(chǔ)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(lán)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(xué)反應(yīng)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。化學(xué)反應(yīng)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(lán)即到終點。對照組用相同質(zhì)量的水替代樣品進(jìn)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(lán)色出現(xiàn)并且藍(lán)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(jìn)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(xué)反應(yīng)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(jìn)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(jìn)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(zhǔn)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(xiàn)
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