1国内外鲜木薯预处理加工工艺的现状
1.1鲜木薯加工工艺的技术背景
木薯是一种多年生灌木植物，高1m以上，叶子为深绿色，根茎形状如红（白）薯；在植物中属大戟科，木薯为学名，是世界三大薯类作物之一。鲜木薯的淀粉含量为14%～38%，被誉为"淀粉之王"，"地下粮食"；为热带和亚热带地区重要的经济作物。2007年世界鲜木薯总产量为2.18亿t/a，其中非洲和亚洲分别占54.4%和27.4%，产量*高的国家为尼日利亚，其次为巴西，泰国，印度尼西亚，刚果。在我国，木薯主要种植于广西，广东，海南和云南等几个省区，贵州，四川，湖南，江西等省亦有少量栽培，全国种植面积约700万亩。
木薯的加工产品有酒精，淀粉及变性淀粉，淀粉糖，有机酸等深加工产品。木薯加工产业已形成一定规模，但是鲜木薯粉碎前的预加工工艺技术还未完善。其原因是鲜木薯的个体形状差异大，体积体重差异大，性脆易破碎，给现行的鲜木薯预处理加工工艺带来机械故障多，原料能源损耗高，生产率低等技术困难。国际和国内对鲜木薯预处理加工工艺的研究，还没有得到行之有效的技术成果。
1.2现有生产工艺存在的缺点
1.2.1碎料损失
在原料粉碎过程容易造成损失，主要是在清洗碎料的过程中，被清理出的2mm以上的部分占原料总重的1%～1.5%，造成损失；2mm以下碎料进入清洗水中，无法计算。
1.2.2机械故障率高
粉碎过程因滚筒清洗机清杂性能，薯块体积较大，细粉碎机不能调节进料量，负荷不易掌握等容易造成机械故障，机械故障造成生产率下降达20%～30%.
1.3鲜木薯水力输送兼水力比重除杂工艺研制目的
采用新的料场卸车，存料，取料和运料工艺，减少平地卸料，存料和装载机推料，取料，运料过程中的碎料损失。
采用新的清杂工艺和现有的清杂工艺相结合，能清除8mm以上的重杂，减少重杂对生产设备造成故障和磨损。
采用新型的，性能更好的粗粉机，以适合各种体型的鲜木薯，从而降低大体型鲜木薯对粗粉碎机的影响，提高粗粉碎机的产量。
改进细粉碎机进料系统，使细粉碎机运行平稳，提高细粉碎机的产量。
采用新的废水过滤系统，回收废水中的碎料，废水初步净化后可多次利用，减少用水量。
2鲜木薯水力输送和水力除杂工艺的原理和工艺特点
2.1鲜木薯水力输送和水力除杂工艺的工艺原理
"水力输送"工艺是运用水流作载体，输送工作介质的一种工艺。"水力比重除杂工艺"是运用水流作载体，对不同比重的工作介质，产生"悬浮速度"和"沉降速度"差异，运用"差异"对工作介质进行分离除杂的一种工艺。鲜木薯比重在1.1～1.2之间，比重略大于水，易在水流中和水一起流动，适合水力取料和水力输送。又因鲜木薯和杂质的比重差异，在水流中产生的"悬浮速度"和"沉降速度"差异，本差异会形成鲜木薯和杂质的自然分层而自然分离的工艺技术。
2.2水力输送和水力比重除杂的工作原理叙述
①比重在0.95以下的物质，在稳流的流水中，依靠自身的排水量，飘浮在水流上层，和大于水比重的物质分层。该类物质可采取漂流的工艺先分离出去，减少比重小于原料的物质在悬浮速度选法分离时的不利影响，例如木薯的叶，茎等类物质。
②鲜木薯比重在1～1.2之间，在稳流的流水中，依靠流体势能获得悬浮速度，和水一起向前流动，而和大于它比重的物质分层而分离。
③比重在1.4以上的物质，在稳流的水流中，随水流方向在水底向前移动，移到排杂口时，下沉落至垂直的排重杂口，而和木薯分离。
以上工艺是以清水作为分离介质的。若是采用一定浓度的泥浆水时，分离效果好于清水，因为它自身的浮力大于清水。
采用一定浓度的泥浆水，在稳流浆液中，就能把比重1～1.2的物质和比重1.4以上的重杂质分离。较之清水介质，泥浆水介质成本*低，因为鲜木薯的清洗过程，也就是泥浆介质浓度的增加过程，当介质浓度增加到一定含量时，稳流浆液就能分离比重1.4以上的杂质，该方法可减少以清水作为分离介质的运行成本。
3工艺和设备的技术性能设计
3.1设备技术性能的设计
①产量设计：生产能力为20t/h.
②采用水力取料和水力输送，减少机械取料，送料时散落料易碾碎的损失。采用水力比重去石工艺，能清理出8mm以上的重杂质，清杂效果达98%以上，从而降低重杂质对粗，细粉碎机及后续设备的破坏。
③水运渠中，装置捞草机，除去轻杂质。
④锤片式粗粉碎机改为辊齿粉碎机，以适应不同体型，不同重量的鲜薯，并能降低电耗。
⑤细粉碎机进料口前增加粗料仓和进料调速搅龙，使细粉碎机进料量稳定，提高产量。
⑥废水过滤器，过滤2mm以上的杂质和碎原料，碎原料回收，废水多次循环使用，减少废水排出量，减少水泵的故障率。
3.2鲜木薯水力输送兼除杂工艺流程
4试验数据处理与结果分析
4.1试验过程
**次实验：
①水运产量20t/h，水运性能良好；
②水力比重除杂效果：人为掺入的螺栓被选出，石子漂过选杂口；辊齿粉碎机正常，细粉碎机有杂音。
原因：水选口参数有偏差。
采取措施：修正水选口参数。
第二次实验：修正水选口参数。
A.①水运产量30t/h，水运性能良好；②水力比重除杂效果：选出12mm以上石子，辊齿粉碎机正常，细粉碎机偶尔有杂音。
修正水选口参数。
B.①水运产量25t/h，水运性能良好；②水里比重除杂效果：选出10mm以上石子，辊齿粉碎机正常，细粉碎机偶尔有杂音。
修正水选口参数。
C.①水运产量20t/h，水运性能良好；②水里比重除杂效果：选出8mm以上石子，并有少量泥土选出，辊齿粉碎机正常，细粉碎机正常。
第三次实验：修正水选口参数。
①水运产量20t/h，水运性能良好；②水力比重除杂效果：选出6mm以上石子和大量泥块，并有少量鲜薯落出，细粉碎机和辊齿粉碎机正常。
第四次实验：修正水选口参数。
①水运产量20t/h，水运性能良好；②水力比重除杂效果：选出6mm以上石子和大量泥沙，偶尔选出沾有泥块的鲜薯，细粉碎机和辊齿粉碎机运行正常。
第五次实验：修正水选口参数。
①水运产量13～15t/h，水运的进料口偶尔有堆料现象；②水里比重除杂效果：选出6mm以上石子和大量碎泥块，少量沾有泥块的鲜薯，细粉碎机和辊齿粉碎机运行正常。
4.2实验结果及评价
4.2.1实验结果
①水力运输和水力比重除杂技术均达到设计要求，第四次实验效果*好。5次试验，其水力比重除杂共清选出6mm以上石子和大量泥土160kg，占原料的0.1%，*大石子1kg多，超过设计要求。
②辊齿粉碎机的产量可达30t/h，已超过设计要求。
③细粉碎机进料搅龙喂料均匀，细粉碎机运行平稳，达到预期目的。
④废水过滤器过滤出2mm以上碎料2.53t，占原料总重1.5%，过滤面积和过滤效果达到设计要求。
⑤废水池沉淀2mm以下的泥沙2.5t，占原料总重的1.5%.⑥重杂排出器达到设计要求。
4.2.2实验评价
①实验中直径*大的薯块准200mm，*重的薯块380g，*长的薯块350mm，*小的薯块10g多。以上几种薯块混合进行的水力取料，水力输送和水力比重除杂实验，均不影响以上工艺的功能效果。原因是鲜木薯的比重，接近水的比重。鲜木薯的个体直径大小，体积大小，体重大小与否，它们在输送水流中的悬浮速度和沉降速度的比值相同；又与石子和湿泥的沉降速度差异大，达到*佳的水力分离效果。
②本工艺利用洗涤水作为工作介质，进行水力取料，水力输送，水力比重除杂和水力粗洗为一体的组合工艺技术。本工艺使用操作便捷，工作性能可靠，能耗低，生产效率高，成本低等优势，使本工艺处于该领域的**水平。
5两种工艺实验设备数据对比
5.1机械输送工艺设备
装载机：90kW，库房卸车堆料日8h工作入库量500t，原料碾碎率0.8%.装载机：90kW；间断供料产量20t/h，原料碾碎率0.5%.接料斗：容量5m3调节料量。
刮板机：5.5kW；连续定量供料产量20t/h，原料夹碎率0.2%.清选机：5.5kW；清除8mm以下杂质，占原料总重量的1.5%.锤片粗粉机：75kW；有大型薯块时，电流不稳，进料口有堵塞现象，产量只有80%左右。
细粉机：75kW×2台；进料量不易控制，产量80%左右。
浆池：5.5kW；10m3调节料浆。
搅拌：料浆搅拌均匀。
浆泵：11kW；输送料浆。
废水泵：4kW；供粗洗用水。
清水泵：4kW；供清选用水，供粗细粉机加水。
废水过滤器：3kW；废水过滤净化后可多次使用。
废水池：容量80m3，沉淀泥沙。
合计：设备数量：15台；动力千瓦数：443.5kW. 5.2水力输送工艺设备水泵，水喷头：18.5kW；库房卸车，冲散料入库日8h工作入库量500t，原料破碎率0.1%.水泵，水运渠，水喷头：37kW；连续定量供料产量达20t，无原料破碎损失。
水运渠，捞草机，比重去石机：2.2kW×2台；清除6mm以上重杂质，占原料总量0.1%，日加工500t原料，清除轻杂若干，清除重杂质500kg.清选机：5.5kW；清除8mm以下杂质，占原料总量的1.5%.裙边输送机：4kW；无碎料损失。
辊齿粉碎机：37kW；能达到满负荷工作，电流稳定，进口不堵塞。
粗料斗：容量5m3调节用料。
细粉进料调速搅龙：2.2kW×2台；细粉进料量调节。
细粉机：75kW×2台；来料能进行调节，产量可达到满负荷。
浆池：容量10m3，调节料浆。
搅拌：5.5kW；料浆搅拌均匀。
浆泵：11kW；输送料浆。
废水过滤器：3kW；废水过滤净化后多次使用。
废水池：容量80m3，沉淀泥沙。
清水泵：4kW；供清水机，辊齿粉碎机和细粉机用水。
合计：设备数量：17台；动力千瓦数：285.1kW.从以上两种工艺比较可知：把入库工艺的堆料机械，取料运料机械编入工艺中，两种工艺的优劣对比如下。
5.3动力配备
5.3.1机械输送工艺
动力配备443.5kW.
5.3.2水力输送工艺
动力配备285.1kW.水力输送和水力除杂工艺比机械输送工艺减少动力188.4kW，每吨原料减少动力9.4kW，是机械输送工艺的64%，而水力取料和输送的动力是水泵，水泵工作动力运行成本是装载机工作动力运行成本的32%.酒精厂和淀粉厂的水运水源，采用清洗后的二次水，不增加一次水用量。
5.4清杂效果
5.4.1机械输送工艺
仅能选出占鲜木薯总量1.5%的8mm以下杂质。
5.4.2水力输送工艺
能选出6mm以上杂质0.1%，日鲜木薯加工量在500t时，可选出6mm以上杂质500kg，大大减少设备的故障率和磨损率。
5.5碎料损失
5.5.1机械输送
原料破碎率在1.5%左右，碎木薯块直径在4mm下不能回收，造成损失。而破裂的薯块创面，因是碾压破碎，粘的泥土较多，清洗时带来困难。
5.5.2水力输送
原料破裂率在0.1%左右，仅在来料车卸车时，互相碰破，直径在4mm以下碎料极少，而破裂创面粘上的泥土，很容易清洗掉。
5.6故障率
5.6.1机械输送
因除杂效果不好以及薯块大小原因，不能及时调节粗粉机和细粉机的进料量，极易引起粗粉碎机和细粉碎机机械故障和供料不均，使生产效率降低。
5.6.2水力输送
因水力输送工艺和水力除杂工艺效果良好，辊齿粉碎机，粗料斗，细粉碎进料搅龙的设计，完善了粗粉碎机和细粉碎机的工艺性能，连续供料无故障，提高20%左右的产量。
从以上对比可以清楚地看到，水力输送兼水力比重清杂工艺对鲜木薯加工工艺生产带来的使用便捷，性能可靠，生产率高，能耗低等优势。
鲜木薯水力输送兼水力比重去石技术的实验成功，填补了鲜木薯除杂技术在国际和国内上的空白，为薯类原料的除杂开辟了一条新的技术途径，也为我公司即将进行的鲜木薯水力输送，水力比重去石工艺设计获得了**手的经验和数据资料。
网友评论
共有0条评论