Lang Noi Moi

Google: flotation cane sugar -> flotation

Introduction

Since williamson first created a system to combine phosphatation and flotation in l9l9[1], which process was

termed “Phosflotation” by saranin[2], many advances have been achieved and new flotation-clarification processes

have been developed in the sugar industry. These processes have improved the quality of the sugar produced, and in

some cases, increased the capacity of sugar plants. one important advance is the extensive application of highly

efficient polyacrylamide flocculants, which greatly increased the velocity and the stability of the flotation-separation

process. another advance is the application of special cationic surfactants such as “talofloc”[3], or dioctadecyl

dimethyl ammonium chloride, which combines with the negatively charged colorants (the major portion of color) as

well as other cationic impurities, which then precipitate together.

By this means, the efficiency of color removal and clarification has been increased to a high level. However,

these chemicals are still too expensive for many sugar plants, especially when the world price of sugar is low.

In china, most cane sugar factories produce plantation white sugar using a double sulphitation or double

carbonatation process. After the grinding season, some of them play the roe of a refinery and produce white sugar

from imported raw sugar. since the 1970's, the author and his colleagues have carried out intensive research on

phosflotation and other methods of flotation-clarification. Based on this research, a new, highly efficient and low

cost system has been developed and brought into use in several sugar factories in the Guangdong Province of china.

It is a process combining phosflotation with either sulphitation or carbonatation in which all of the precipitate is

removed from the liquor by flotation. compared with decolorization of about 30% for the simple phosphatation

process, this new system has a color removal of 50 to 70%, depending on the manner of combination and the

working conditions of the process, which can be selected flexibly according to the quality of the raw sugar treated

and the level of c1arification efficiency desired.

There exists a special problem for this new system, as caso3, and caco3, precipitates are heavier and more

difficult to float than calcium phosphate and, as the amount of these precipitates is much larger than that in the

phosphatation process, it is quite difficult to make such heavy precipitate float steadily and quickly. to solve this

problem some new equipment for aerating the liquor and for creating good flocculation and flotation have been

designed by the author. they have given satisfactory results and enabled this system to run smoothly.

1. Combination of phosflotation and sulphitation

When the phosflotation process was first applied in our sugar factories to clarify raw sugar liquor, so2 was not

used. it has been proved in practice, however, that the quality of sugar produced can be improved by addition of

small amount of so2, into the clarified liquor after phosflotation, and the effect is even better when a higher level of


sulphitation is applied prior to phosflotation. in the latter method, the caso3 precipitate forming in the liquor can be

removed together with calcium phosphate by flotation, and both functions of color removal - by so2 (mainly based

on chemical reaction) and by caso3(main1y based on adsorption) - can be utilized, giving a higher decolorization of

50-65%, depending on the level of so2 added. the flow sheet of this combined process is shown below:　

The main operating conditions are:

(1) melter liquor: 61 - 63ºBx, 60 - 65ºc; (2) pH of preliming: 8.2 - 8.8; (3) level of SO2 added: 0.4 - l .4 g/l (4) dosage of H3PO4: 300 - 500 ppm p2o5 on sugar solids; (5) heating temperature: 75 - 80ºc; (6) dosage of flocculent: 10 - l5 ppm on solids;

(7) pH of clarified liquor: 6.6 - 6.8.

The efficiency of color removal by the process increases with the amount of so2 added, and thus can be adjusted

to the desired level according to requirement. when the raw sugars treated are of good quality, for instance, with a


color value below 4000 mau, the addition of 0.4-0.8 g/l of so2, is sufficient to produce white sugar of normal quality

(90-l20 mau); if it is increased to l.0 or even l.4 g/l, superior white sugar with a low color of 80 or down to 60 mau

can be produced. on the other hand, when the raw sugars are poor in quality, such as with a high color of over 8000

mau, considerable problems would occur in the refining process, so a high level of sulphitation is necessary for these

raws to keep the process running normally. for instance, in l987, mei-san sugar factory in guangdong province (with

a crushing capacity of 6000 tons of cane per day) received imported raws with a dark brown color. during the two

months refining period, by controlling the leve1 of so2 at l.2-l.4 g/l, the quality of white sugar was kept normal. some

color figures during this period were as follows:

raw sugar: 7200 - 8500 maumelter liquor: 2200 - 3200 mauclarified liquor: 900 - l300 maudecolorization: 56 - 63%white sugar: l00 - l20 mau

During the milling season in our sugar factories, phosflotation is also used for syrup clarification, combined

with juice clarification in which l.2-l.4 g/l of so2 is added. nevertheless, it has been proved that, when the clarified

syrup absorbs a small amount of so2 of about 0.2 g/l again, the effect is even better. superior white sugar with the

following quality index has been produced in zhong-san sugar factory by this process:

pol: 99.8reducing sugars: 0.0l6%moisture: 0.036%ash content:

0.022%

color value: 64 mauinsoluble matter: 10.2mg/kgresidual so2: 7.5mg/kg

Moreover,

it is a significant phenomenon that these sugars are of good keeping quality. some samples made in l983 have been

stored in white glass bottles, without sealing to make them airtight. at the present time, although they have absorbed

moisture from the air and have turned wet and sticky, they still remain quite white and bright, without apparent

yellowing or darkening. in this process, both juice and syrup sulphitation are necessary. according to our experience

over a long period of time, both sulphitation and phosphatation each has its own function of removing colorants and

other impurities. they can complement each other, but the one cannot completely replace the other. this is also true of

the juice and syrup clarification process.

The effectiveness of phosphatation has been studied in detail by many researchers[4] and has been accepted

commonly in the sugar industry; but on the function of sulphitation, different evaluations exist. in l984, based on a


series of researches, shore pointed out[5] " so2 is effective in inhibiting the color forming reactions which occur during

the storage of sugar as well as during the processing stages", and " the major role of so2 as used in the factory

process is that of inhibiting the non-enzymic browning reactions", and "so2 also has a role in inhibiting color

formation by enzymic reactions". these conclusions are also confirmed by our experience.

It is worthwhile to mention the fact that, in most sugar factories in guangdong province, both juice and syrup

sulphitation are performed respectively using tubular reactors, which work under the condition of a slight vacuum

created by juice or syrup injection. this equipment is of simple construction, having a high absorption efficiency of

over 92% and with only a very short retention time of a few minutes.

2. Combination of phosflotation and carbonatation

The carbonatation process is well known to be more effective in removing colorants and other impurities than

sulphitation; however, it requires a great deal of capital investment for equipment and produces a large amount of

alkaline filter mud, the disposal of which is becoming increasingly difficult because of pollution problems.

Tto make use of the advantages of carbonatation but avoid its shortcomings, a new system, consisting of low-

level carbonatation and phosflotation, has been developed in guangdong and put into use with satisfactory results.

this process involves two stes of treatment and flotation as shown in flow sheet 2:


The main operating conditions are as follows:

(1) melter liquor: 6l - 63ºBx 60 -65ºc(2) liming: 0.4 - 0.5% CaO (3) final pH of saturation: 8.0 - 8.5(4) heating temperature: 78 - 82(5) Dosage (lieu dung) of flocculent: primary, 20 ppm on solids;

secondary, l0 ppm on solids(6) dosage of phosphoric acid: 200ppm P2O5on solids(7) level of sulphitation: 0.2 - 0.4 g SO2 per liter(8) final pH of clarified liquor: 6.6- 6.8

This process obtains high efficiency of color removal. some practical figures of color were as follows:

melter liquor:

final clarified liquor:

color removal:

3200 - 3800 mau

l000 - l200 mau

66 - 70%

Although the raw sugar is of a very dark color, this process yields a white sugar of low color and sparkling


appearance.

In this process, the amount of lime added is reduced considerably and hence, the amount of filter mud is also

much less than with traditional carbonatation. since the mud contains phosphate and is lower in alkalinity, it is a

suitable fertilizer for acid soil, and the problem of pollution is decreased to a minimum.

The CO2 used in this process may be obtained from either alcohol fermentation or flue gas, but the former is

much better in this application. when fermentation gas is used, the equipment of this system can be considerably

simplified because this gas is nearly pure co2. a tubular reactor used for co2 saturation of sugar liquor designed by the

author has resulted in good performance and high efficiency of co2 absorption. the gas enters the tubular reactor and

mixes with the liquor for only a few seconds, during which about 70% of the co2 is absorbed; the mixture then enters

a small tank where co2 is further absorbed to approximately 90% in about ten minutes. this process is easy to control,

the equipment and gas pipe are of small size and quite simple, and the power consumption is small. the greatest

benefit is obtained when this process is applied in a plant, which has adjacent alcohol production. investment cost for

this simplified carbonatation process is much lower than with traditional carbonatation. on the other hand, if flue gas

is used to provide co2, the saturator, washing equipment and gas piping are larger and more complicated, and the

power consumption is much bigger than when using fermentation gas.

The precipitated CaCO3 formed in the liquor is around l0 g/l, and such an amount of heavy precipitate particles

is very difficult to float. to solve this problem is of vital importance. in this area, some effective measures in aeration

and flocculation have been applied which will be described below.

This system involves two stages of flotation, and the primary stage needs more flocculent and air bubbles for

floating more precipitate. to serve the two stages of treatment, a newly designed double-layer clarifier of shallow

type is used, and the retention time of each layer is l4 to l8 minutes, depending on the amount of liquor treated.

Usually, good and complete flocculation and flotation can be achieved in both steps of this process when

running under normal conditions, and both clarified liquors are transparent. but if the working conditions of

carbonatation are unstable or unsuitable, the first flotation would worsen and the primary clarified liquor would be

turbid. however, this residual suspended matter can be removed at the secondary flotation, which works under more

favorable conditions (with less precipitate mainly comprising calcium phosphate which is easier to flocculate and

float); thus the final liquor is still clean and bright.

It appears that this process can be further simplified into one step of flotation, by prior addition of phosphoric

acid, controlling the ph at around 8.0, and providing with automatic devices to maintain the temperature, ph and

chemical dosage suitable and stable. then the system will be more beneficial and economical.


3. Mmechanism of flotation process

The modern flotation process is a highly efficient technology for separating solid particles in liquid to remove

or recover them through addition of suitable air bubbles and flocculent. by comparison with the traditional method

of sedimentation that is still in common use in the sugar industry and many other areas, the flotation process has a

much higher separation velocity so that the flotation equipment can be of smaller volume. most solid particles in

sugar juices settle under gravity at such a low velocity that many factories have to install sedimentation tanks

(clarifiers) with a very large volume. an additional advantage for the sugar industry of increasing the separation

velocity is shortcoming of the retention time and, hence, reduced sugar loss.

The flotation process works on the princip1e of forming low-density aggregates of particles and bubbles, and

the lower the density, the more quickly they float. it is obvious therefore that the most important factor for this

process is to have all solid particles attached firmly to sufficient air bubbles, which in turn is determined by many

physical-chemical factors and hydrodynamic parameters.

Physical-chemically, the properties of the solid particle surface can be divided into two classes: hydrophobicity

and hydrophilicity. particles with hydrophobic surfaces themselves repel the water from their surfaces and tend to

adhere to air bubbles by their own nature, so they can become firmly attached to the bubbles and rise together

spontaneously. on the other hand, hydrophilic particles have surfaces with affinity for water, so they do not adhere

readily to bubbles and are difficult to float.

As pointed out by gochin[6]: "almost all naturally occurring solid particles and most inorganic chemical

precipitates have surfaces with a strong affinity for water (hydrophilicity) and they are invariably unflotable". this is

or liquor: most insoluble matters are coagulates of hydrophilic organic colloids and various calcium salts and are

typical substances having hydrophilic surfaces. experience shows that it is not easy to make them float.

In order to further examine this problem and the relative mechanism of the flotation process, the author has

carried out a series of researches and some important phenomena have been studied. the first problem is to find out

the properties of calcium phosphate - a major chemical constituent in the phosflotation process. a test was made as

follows: sodium phosphate and calcium chloride solutions were added to distilled water, equivalent to the mixture

containing 300 ppm p2o5, and 400 ppm cao. calcium phosphate was precipitated in the form of many tiny solid

particles. these gradually combined into floccules of a slightly larger size and settled slowly. subsequently this liquid

was aerated by the addition of some aerated water, which is made by pressurization of the mixture of water and

injecting compressed air under 6 kg/cm2 pressure with a retention time of 3 minutes to make the air dissolve in the

water. this aerated water, called "dissolved air" water, liberates a great many minute air bubbles when it comes out

from the pressurized vessel, because the solubility of air in water decreases at low pressure. when this water was


mixed with the liquid containing the phosphate particles in the above-mentioned test, although lots of minute air

bubbles were released, they did not adhere to the solid particles and rose by themselves. none of the solid particles

were floated, and all of them continued settling gradually. this demonstrated that the phosphate precipitate has

hydrophilic surfaces. further tests showed that if some surface-active agents were added to the liquid before the

aeration, the air bubbles would attach to the solid particles and cause them to float together. this is because of the

orientation of the adsorbed surfactant molecules on the surface of the particles, whereby the hydrocarbon chains of

the surfactant make the surface of particles hydrophobic. however, it is impossible to use this method in the

production of sugar.

Calcium phosphate has a characteristic in that it can flocculate spontaneously into forms having a loose

structure, with plenty of cavities inside. in the course of forming floccules, some other solid particles such as the

impurities in sugar liquor can be trapped inside and these settle together. this is why phosphate is very effective in

removing suspended matter (including chemically inert particles). similarly, in the course of flocculation, calcium

phosphate particles can also trap minute air bubbles forming floccules having a lower density than the liquid. this

can be proved by a test, which is like that described above but in a different sequence as follows:

Water containing dissolved air is continuously added at the same time as sodium phosphate solution to a liquid

that contains calcium chloride. calcium phosphate is precipitated, and gradually forms floccules that have air bubbles

inside or on the surface that can be seen clearly. they float upwards at different velocities depending on the size of

the floccules and the amount of air occluded. this type of flotation is based on the flocculation of the solid particles,

and it has different characters from that of hydrophobic particles.

When the air bubbles float up singly, the larger bubbles rise more quickly and the smaller ones slowly. in the

case of flocculation-flotation, only minute bubbles can be trapped and are effective, whereas the bigger bubbles are

wasted and may even be harmful. in the system, the major factors that have been found to be most important in

determining the success and efficiency of flotation-separation are the parameters of the bubbles and the creation of

flocculation.

3.Mmechanism của quá trình tuyển nổiQuá trình tuyển nổi hiện đại là một công nghệ có hiệu quả cao để tách các hạt rắn trong chất lỏng để loại bỏ hoặc khôi phục lại chúng thông qua việc bổ sung các bong bóng khí phù hợp và flocculent. bằng cách so sánh với phương pháp truyền thống của các trầm tích mà vẫn còn sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp đường và nhiều lĩnh vực khác, quá trình tuyển nổi có tốc độ phân tách cao hơn nhiều để các thiết bị nổi có thể được khối lượng nhỏ hơn. các hạt rắn nhất trong các loại nước giải quyết đường dưới lực hấp dẫn ở tốc độ thấp như vậy mà nhiều nhà máy phải cài đặt các bể trầm tích (clarifiers) với một khối lượng rất lớn. một lợi thế bổ sung cho ngành công nghiệp đường tăng vận tốc tách là thiếu sót của thời gian lưu giữ và, do đó, mất đường giảm.

Quá trình tuyển nổi hoạt động trên princip1e hình thành mật độ thấp của các hạt cốt liệu và bong bóng, và mật độ


thấp hơn, nhanh hơn chúng nổi được. nó là hiển nhiên vì thế mà yếu tố quan trọng nhất cho quá trình này là tất cả các hạt rắn gắn vững chắc để bong bóng không khí đầy đủ, do đó được xác định bởi nhiều yếu tố vật lý-hóa học và các thông số thủy động lực học.

Vật lý-hóa học, các tính chất của bề mặt hạt rắn có thể được chia thành hai lớp: sợ nước và hydrophilicity. các hạt với các bề mặt kỵ nước tự đẩy nước từ bề mặt của họ và có xu hướng tuân thủ các bong bóng khí do bản chất riêng của họ, để họ có thể trở nên vững chắc gắn liền với các bong bóng và sự gia tăng với nhau một cách tự nhiên. Mặt khác, các hạt có bề mặt thấm nước với ái lực với nước, để họ không tuân thủ dễ dàng để bong bóng và rất khó để nổi.

Như đã chỉ ra bởi gochin [6]: "tự nhiên gần như tất cả các hạt rắn và kết tủa hóa học vô cơ nhất có bề mặt với một mối quan hệ mạnh mẽ đối với nước (hydrophilicity) và họ luôn unflotable". điều này là hoặc rượu: vấn đề không hòa tan nhất là coagulates của chất keo ưa nước và các muối canxi hữu cơ khác nhau và là các chất điển hình có bề mặt ưa nước. kinh nghiệm cho thấy rằng nó không phải dễ dàng để làm cho họ nổi.

Để tiếp tục xem xét vấn đề này và cơ chế tương đối của quá trình tuyển nổi, tác giả đã thực hiện một loạt các nghiên cứu và một số hiện tượng quan trọng đã được nghiên cứu. vấn đề đầu tiên là tìm ra các thuộc tính của phosphate canxi - một thành phần hóa học chính trong quá trình phosflotation. thử nghiệm đã được thực hiện như sau: natri phosphate và các giải pháp clorua canxi đã được thêm vào nước cất, tương đương với hỗn hợp có chứa 300 ppm P2O5, và cao 400 ppm. đã bị kết tủa canxi phosphate ở dạng hạt nhỏ nhiều rắn. dần dần kết hợp thành những floccules có kích thước lớn hơn một chút và giải quyết từ từ. sau đó chất lỏng này là sục khí bằng cách cho thêm một ít nước có ga, đó là do áp của hỗn hợp nước và bơm khí nén dưới 6 kg/cm2 áp lực với thời gian lưu giữ của 3 phút để làm cho không khí hòa tan trong nước. nước này có ga, gọi là "hòa tan không khí" nước, giải phóng một nhiều bong bóng không khí phút tuyệt vời khi nó đi ra từ tàu áp lực, bởi vì độ tan của khí trong nước giảm ở áp suất thấp. khi nước này được trộn với chất lỏng có chứa các hạt phosphate trong các kiểm tra nói trên, mặc dù rất nhiều bong bóng khí phút đã được phát hành, họ đã không tuân thủ các hạt rắn và đã sống của mình. không ai trong số các hạt rắn được thả nổi, và tất cả chúng tiếp tục giải quyết từ từ. này đã chứng minh rằng các kết tủa phosphate có bề mặt ưa nước. thêm các xét nghiệm cho thấy nếu một số đại lý hoạt động bề mặt đã được thêm vào chất lỏng trước khi sục khí, các bọt khí sẽ gắn vào các hạt rắn và làm cho chúng nổi với nhau. điều này là do sự định hướng của các phân tử bề mặt hấp phụ trên bề mặt của các hạt, nhờ đó các chuỗi hydrocarbon của bề mặt làm cho bề mặt của các hạt kỵ nước. Tuy nhiên, không thể sử dụng phương pháp này trong sản xuất đường.

Calcium phosphate có một đặc tính ở chỗ nó có thể làm thành từng cục tự phát thành các hình thức có một cấu trúc lỏng lẻo, với nhiều khoang bên trong. trong quá trình floccules hình thành, một số hạt rắn khác như các tạp chất trong rượu đường có thể bị giữ bên trong và những giải quyết với nhau. đây là lý do tại sao phosphate là rất hiệu quả trong việc loại bỏ chất lơ lửng (bao gồm cả các hạt trơ hóa học). tương tự, trong quá trình keo tụ, canxi phosphate hạt cũng có thể bẫy hình thành bong bóng khí phút floccules có mật độ thấp hơn so với chất lỏng. điều này có thể được chứng minh bằng một bài kiểm tra, mà là giống như mô tả ở trên, nhưng theo một trình tự khác nhau như sau:

Nước có chứa khí hoà tan là liên tục gia tăng đồng thời là giải pháp phosphate natri để chất lỏng có chứa clorua canxi. là kết tủa canxi phosphate, và dần dần hình thức floccules có bong bóng không khí bên trong hoặc trên bề mặt có thể được nhìn thấy rõ ràng. chúng nổi lên trên với vận tốc khác nhau tùy thuộc vào kích thước của các floccules và lượng không khí occluded. loại hình này nổi được dựa trên kết bông của các hạt rắn, và nó có nhân vật khác nhau từ đó của các hạt kỵ nước.

Khi bong bóng khí nổi lên đơn lẻ, các bong bóng lớn hơn tăng nhanh hơn và nhỏ hơn những người chậm. trong


trường hợp của tuyển nổi, keo tụ, chỉ có bong bóng có thể bị giữ phút và có hiệu quả, trong khi các bong bóng lớn hơn là lãng phí và thậm chí có thể có hại. trong hệ thống, những yếu tố chính đã được tìm thấy là quan trọng nhất trong việc xác định sự thành công và hiệu quả của phân-tuyển nổi là các thông số của các bong bóng và tạo ra các flocculatione, làm rõ hiệu quả cao cũng như đầu tư thấp và chi phí vận hành đã được đạt được. các yếu tố chủ chốt cho hệ thống này là để đảm bảo một quá trình phù hợp và điều kiện làm việc của nó và áp dụng các phương pháp tốt trong thông khí và keo tụ kết hợp với máy móc mới. nhiều cải tiến mới cho hệ thống này với cơ chế và ứng dụng của họ đã được thảo luận chi tiết.

4. Air bubble parameters

Air bubbles provide the lifting force for flotation of the solid floccules; their size and number have great

influence on the stability and velocity of flotation. a basic physical-mathematical analysis has been made, from

which some fundamental rules can be shown.

The force f1, causing a body to float in a liquid is:

f1 = v (d2 -- d1) (l)

Where v is the vo1ume of the body, d2 the density of the liquid, d1 the density of the body.

The resistance f2 to a body in motion is given by

f2 = cd2 av2 / 2g (2)

Where c is the coefficient of motion resistance, a the sectional area of the body, v the moving velocity of the body,

and g the acceleration due to gravity.

The resistance coefficient varies with some other factors. under the conditions to be examined, it can be

expressed as:

c = 24 / re (3)

where re is the reynolds number of the system examined.

The rising velocity of an air bubble in a liquid is determined by its size and the

properties of the liquid, which can be calculated according to the above formulae


and the relative parameters. some figures of these velocities for air bubbles of various diameters in water and in a

60ºbrix sugar solution at various temperature are shown in figure l. they coincide with the results of practical

measure.

It can be seen from the figure that the rising velocity of air bubbles increases rapidly with their size, and is

approximately proportional to the square of the diameter, under same other conditions. from this relationship, the

size of bubbles can be estimated roughly by observing their rising velocity. for the sugar flotation process, minute air

bubbles smaller than 50 micrometers are advisable; their floating velocity in 60ºbrix sugar solution at 60º-80ºc is

less than 2 cm/min. if aerated sugar liquor is held at rest for about two minutes then plenty of bubbles remain, the

aeration effect is satisfactory.

In a high brix sugar solution, the rising velocity of small air bubbles is quite low. but in a good flotation

process, the floccules can rise at higher speed. therefore, after most of the floccules rise, there are still some minute

bubbles left in the clarified liquor that makes the liquor look somewhat turbid. the floccules have a much higher

density than that of the air bubbles but, because they are much larger than the bubbles, when their density is lower

than the liquid by occlusion of many air bubbles, the floccules will rise faster than individual bubbles.

Calculating the rising velocity of floccules of different size and different

density by the above formulae can also show this. the results of such calculations

are shown in figure 2, which gives the rising velocity of spherical bodies having

densities of 0.9. 1.0 and l.1, respectively, and having diameters of 0.l to 0.8 mm,

floating in a 60ºbrix sugar solution at 60ºc (with density of l.264 and viscosity of

9.69 centipoises). it can be seen that the rising velocity of these bodies increases

rapidly with their sizes; this is the same as in the sedimentation process (only


replacing rising by settling). particles larger than 0.5 mm and with densities lower than l.l can rise at more than 10

cm/min that is much faster than that of small air bubbles.

The above figures are calculated for spherical bodies, whereas, in practice, floccules have different,

complicated shapes. this affects the coefficient of motion resistance and the rising velocity to some extent, but the

above correlation between the relative parameters is still applicable on the whole.

The size and density of the floccules are two major factors in determining their rising velocity in a certain

liquid. it can be seen from figure 2 that, if the density decreases by 0.1, the rising velocity increases by 40 to 70%.

since the densities of the solid and the liquid show little variation, the density of the floccules is mainly determined

by the amount of air bubbles occluded. this discussion explains the important role of modern flocculation technique

in considerably improving the flotation-separation velocity through forming floccules with large size and low

density by occluding bubb1es. through a series of researches, the following factors have been found to be essential in

achieving good results.

(1) Air bubbles must be of microscopic size. as pointed out by saranin[2]: "the bubbles need to be of sufficiently

small size as to be easily enmeshed into the floccules of the precipitate". generally, sizes smaller than 30 microns are

preferable, and smaller than 50 microns are acceptable. larger bubbles are wasted and may even be harmful, because

they can bring about detrimental turbulence in the clarifier and interfere with the flotation of floccules.

(2) Tthe quantity of bubbles should be sufficient but not too much; as the floccules can only enmesh a certain

quantity of bubbles, excessive bubbles are useless and harmful. in a good system using a high-efficiency flocculent

where air bubbles can be utilized effectively, the quantity of bubbles required for lifting these floccules is not large.

in the simp1e phosflotation and sulphitation-phosflotation process, a volume ratio of bubbles to liquor between 0.5

and 1% is sufficient. taking into account the amount of insoluble solids in the liquor, including the precipitate

formed by chemical treatment is only l-3 g/l, the bubbles of the above-mentioned volume of air amount to 3-5 ml per

gram of solid. if the bubbles and solids can mix together by themselves, the mixture will have a density as low as

0.2-0.3. it is obvious that, in this case, the key factor is to utilize the bubbles effectively, but not to supply too many.

on the other hand, too many bubbles increase the volume of floating scum and, hence, decrease the effect of a certain

amount of flocculent in the floccules and the scum.

(3) Good flocculation is of great help in the occlusion of bubbles by the floccules. during the flocculation of

calcium phosphate, named "primary flocculation", they can enmesh some bubbles. based on this function, the

phosflotation process has been applied in many sugar refineries for some fifty years. however, this effect is limited,

the process is therefore not too stable, and the practical results are not very good. the application of polyacrylamide

greatly improves flocculation in what is known as "secondary flocculation", when floccules are formed of much


larger size, often reaching several millimeters, while they have many more bubbles occluded inside. these make the

flotation process more stable and of much higher efficiency. in this aspect aeration at the right time to coordinate

both flocculation to achieve the best effect is also important.

Phần dịch:

4. Air bong bóng thông số

Bong bóng không khí cung cấp cho lực lượng nâng cho tuyển nổi của floccules rắn; kích thước và số lượng của họ

đã ảnh hưởng lớn đến sự ổn định và vận tốc của tuyển nổi. một phân tích vật lý toán học cơ bản đã được thực hiện,

từ đó một số quy tắc cơ bản có thể được hiển thị.

Các lực lượng f1, gây ra một cơ thể trôi nổi trong một chất lỏng là:

f1 = v (d2 - d1) (l)

Trường hợp v là vo1ume của cơ thể, d2 mật độ của chất lỏng, d1 mật độ của cơ thể.

Các f2 đề kháng với một cơ thể chuyển động được cho bởi

f2 = cd2 AV2 / 2g (2)

Trong đó c là hệ số kháng chuyển động, một khu vực cắt của cơ thể, v vận tốc di chuyển của cơ thể, và g gia tốc do

trọng lực.

Hệ số kháng thay đổi theo một số yếu tố khác. theo các điều kiện để được kiểm tra, nó có thể được thể hiện như:

c = 24 / lại (3)

mà lại là số Reynolds của hệ thống kiểm tra.

Vận tốc tăng của một bong bóng không khí trong chất lỏng được xác định bởi kích thước của nó và các tính chất của

chất lỏng, có thể được tính theo công thức trên và các thông số tương đối. một số con số của những vận tốc cho bong

bóng khí có đường kính khác nhau trong nước và trong một dung dịch đường 60 o Brix ở nhiệt độ khác nhau được

thể hiện trong hình l. họ trùng với kết quả đo thực tế.

Nó có thể được nhìn thấy từ con số rằng vận tốc tăng của bong bóng không khí tăng nhanh với kích thước của

chúng, và xấp xỉ tỉ lệ với bình phương của đường kính, dưới điều kiện tương tự khác. từ mối quan hệ này, kích thước

của bong bóng có thể được ước tính khoảng bằng cách quan sát tốc độ của họ tăng lên. cho quá trình tuyển nổi

đường, phút bọt khí nhỏ hơn 50 micromet được khuyến khích, vận tốc nổi của họ trong 60 giải pháp º đường Brix ở

60 º -80 º c là ít hơn 2 cm / phút. nếu rượu có ga đường được tổ chức tại phần còn lại khoảng hai phút sau đó vẫn còn

rất nhiều bong bóng, hiệu ứng khí là thỏa đáng.

Trong một dung dịch đường cao Brix, vận tốc tăng của bong bóng không khí nhỏ là khá thấp. nhưng trong một quá

trình tuyển nổi tốt, floccules có thể tăng lên ở tốc độ cao hơn. do đó, sau khi hầu hết các tăng floccules, vẫn còn một

số bong bóng phút còn lại trong rượu làm rõ mà làm cho rượu nhìn hơi đục. các floccules có mật độ cao hơn nhiều


so với các bong bóng không khí, nhưng vì họ là lớn hơn nhiều so với các bong bóng, khi mật độ của họ thấp hơn

chất lỏng bằng cách tắc của bong bóng khí nhiều, các floccules sẽ tăng nhanh hơn so với bong bóng cá nhân.

Tính toán vận tốc tăng của floccules kích thước khác nhau và mật độ khác nhau bởi các công thức trên cũng có thể

hiển thị này. kết quả tính toán như vậy được thể hiện trong 2 con số, cho phép tốc độ tăng của các cơ quan hình cầu

có mật độ là 0,9. 1,0 và l.1, tương ứng, và có đường kính đến 0,8 mm 0.l, trôi nổi trong một dung dịch đường 60 o

Brix tại c º 60 (với mật độ và độ nhớt của l.264 centipoises 9,69). có thể thấy rằng tốc độ tăng của các cơ quan này

tăng nhanh với kích thước của chúng, điều này cũng giống như trong quá trình trầm tích (chỉ thay thế tăng giải

quyết). các hạt lớn hơn 0,5 mm và với mật độ thấp hơn sẽ có thể tăng ở mức hơn 10 cm / phút là nhanh hơn nhiều so

với các bọt khí nhỏ.

Các con số nêu trên được tính cho các cơ quan hình cầu, trong khi đó, trong thực tế, floccules có khác nhau, hình

dạng phức tạp. này ảnh hưởng đến hệ số cản chuyển động và vận tốc tăng lên đến mức độ nào đó, nhưng mối tương

quan giữa các thông số trên tương đối vẫn còn áp dụng trên toàn bộ.

Kích cỡ và mật độ của floccules là hai yếu tố chính trong việc xác định vận tốc của họ tăng lên trong một chất lỏng

nhất định. nó có thể được nhìn thấy từ hình 2 rằng, nếu mật độ giảm từ 0,1, tăng vận tốc lên tới 40 đến 70%. kể từ

khi mật độ của những chất rắn và chất lỏng cho thấy ít sự thay đổi, mật độ của các floccules chủ yếu là xác định bởi

số lượng bong bóng không khí occluded. thảo luận điều này giải thích vai trò quan trọng của kỹ thuật hiện đại trong

kết bông cải thiện đáng kể tốc độ tuyển nổi, tách thông qua floccules hình thành với kích thước lớn và mật độ thấp

bởi bubb1es occluding. thông qua một loạt các nghiên cứu, các yếu tố sau đây đã được tìm thấy là cần thiết trong

việc đạt được kết quả tốt.

(1) Air bong bóng phải có kích cỡ nhỏ. như đã chỉ ra bởi saranin [2]: "các bong bóng cần phải có kích cỡ đủ nhỏ để

được dễ dàng vướng vào floccules của kết tủa". nói chung, kích thước nhỏ hơn 30 micron là thích hợp hơn, và nhỏ

hơn 50 micron là chấp nhận được. bong bóng lớn hơn là lãng phí và thậm chí có thể có hại, bởi vì họ có thể mang lại

sự nhiễu loạn gây bất lợi trong lắng và cản trở nổi của floccules.

(2) Tthe số lượng bong bóng là đủ nhưng không quá nhiều, như là chỉ có thể móc khía floccules một số lượng nhất

định của bong bóng, bong bóng quá mức là vô ích và có hại. trong một hệ thống tốt sử dụng một flocculent hiệu quả

cao, nơi bong bóng khí có thể được sử dụng có hiệu quả, số lượng bong bóng cần thiết để nâng những floccules là

không lớn. trong phosflotation simp1e và quá trình sulphitation-phosflotation, một tỷ lệ khối lượng của bong bóng

với mặt hàng rượu từ 0,5 đến 1% là đủ. có tính đến lượng chất rắn không hòa tan trong rượu, bao gồm kết tủa được

hình thành bằng cách xử lý hóa học chỉ l-3 g / l, các bong bóng của khối lượng nói trên của lượng không khí 3-5 ml

mỗi gram của rắn. nếu bong bóng và chất rắn có thể kết hợp với nhau tự, hỗn hợp sẽ có mật độ thấp 0,2-0,3. rõ ràng

là, trong trường hợp này, yếu tố quan trọng là sử dụng các bong bóng có hiệu quả, nhưng không cung cấp quá nhiều.


Mặt khác, bong bóng quá nhiều làm tăng khối lượng của cặn bã nổi và do đó, làm giảm tác dụng của một số tiền

nhất định của flocculent trong floccules và các cặn bã.

(3) Tốt keo tụ là giúp đỡ rất nhiều trong tắc của bong bóng của floccules. trong quá trình keo tụ của canxi phosphat,

đặt tên là "chính keo tụ", họ có thể móc khía một số bong bóng. dựa trên chức năng này, quá trình phosflotation đã

được áp dụng trong các nhà máy lọc nhiều đường cho một số năm mươi năm. Tuy nhiên, hiệu ứng này là hạn chế,

quá trình này là do đó không quá ổn định, và kết quả thực tế không phải là rất tốt. việc áp dụng polyacrylamide kết

bông cải thiện đáng kể trong những gì được gọi là "keo tụ thứ cấp", khi floccules được hình thành có kích thước lớn

hơn nhiều, thường đạt tới vài mm, trong khi họ có nhiều bong bóng hơn occluded bên trong. những làm cho quá

trình tuyển nổi ổn định hơn và hiệu quả cao hơn nhiều. trong khía cạnh này sục khí vào đúng thời điểm để cả hai

phối hợp keo tụ để đạt được hiệu quả tốt nhất là cũng quan trọng.

5. Method of aeration ( PP sục khí)

Many aeration methods have been used in the flotation process in the sugar processing and other industries. in

the early years, the aeration of liquor was done by injecting compressed air into it, or pumping either the whole or a

part of the liquor through an injector to suck air in, but these methods formed many large bubbles. in the 1950's, the

so-called "dissolved air" method was introduced in some sugar refineries. this method can make minute and uniform

air bubbles and has been used extensively in other industries. saranin examined its application in the sugar industry

in detail[2]. however this aeration system is somewhat complicated. another method is the use of an aerating pump,

usually a modification of a centrifugal pump, with some changes in the construction to increase the breaking effect

on the bubbles. in general, these machines provide bubbles that are not so good as those produced by the "dissolved

air" method. according to the above-mentioned mechanism, the author has designed a new aeration system. the

aerator is of multi-knife style, consisted of a rotor having 20 knife blades running at high speed (about 2900 rpm)

inside a cylindrical shell. the knives are machined to make their edges very sharp, and both ends are made tortuous

in a special shape to increase the cutting effect on the bubbles; the shell is machined to form hundreds of small

troughs with sharp edges on the inner surface. the annular clearance between the rotor and the shell is very small. the

treated liquor or syrup with air flows through the passage formed by this clearance, and is cut by knives and ground

by the shell, producing numerous minute bubbles. all larger bubbles are broken down and eliminated. microscopic

observation shows that the bubbles formed are in the size range 10 to 30 microns, as good as those liberated in the

"dissolved air” method, and much more suitable than those produced by other methods. the aerator is equipped with

a 7 kw electric motor and can provide sufficient aeration for a refinery with a capacity of 1000 tons raw sugar per

day.


The aerated liquor or syrup from this aerator is a yellowish emulsion, containing 10-30% by volume of minute

bubbles, depending on the composition of the liquor. genera1ly speaking, washed raw sugar liquors contain less

surface-active substances and bubble-forming action is not too strong. on the other hand, during the crushing season,

cane syrups contain much more surface-active substances, such as nitrogenous compounds; they often form many

bubbles which are very stable and can stand for a long time. some syrup samples have been found to be able to form

an aerated emulsion containing as much as 40% by volume of stable minute bubbles.

Since the aerated liquors contain a great many bubbles, it is not necessary to put all the liquor through the

aerator. if a part of the liquor is treated by the aerator and then mixed with the rest, by adjusting the proportion of

this first part the amount of bubbles in the whole liquor can easily be controlled at a suitable level. usually, this

proportion is 15-25% for cane syrup and 25-40% for washed raw sugar liquor. since some air bubbles will disappear

(merge and break) in the course of the process before they pass into the clarifier, the proportion of aerated liquor

should be controlled according to the flotation in the clarifier.

Phần Dịch:

Nhiều phương pháp sục khí đã được sử dụng trong quá trình tuyển nổi trong chế biến đường và các ngành công

nghiệp khác. trong những năm đầu, các thông khí của rượu đã được thực hiện bằng cách bơm khí nén vào nó, hoặc

bơm hoặc toàn bộ hoặc một phần rượu qua một vòi phun để hút không khí trong, nhưng các phương pháp này được

hình thành bong bóng nhiều lớn. vào những năm 1950, cái gọi là "hòa tan không khí" phương pháp được giới thiệu

trong một số nhà máy tinh chế đường. phương pháp này có thể làm cho bong bóng khí phút, thống nhất và đã được

sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp khác. saranin kiểm tra ứng dụng của nó trong ngành công nghiệp đường

chi tiết [2]. Tuy nhiên hệ thống sục khí có phần phức tạp. phương pháp khác là sử dụng một máy bơm nạp ga,

thường là một sửa đổi của một máy bơm ly tâm, với một số thay đổi trong xây dựng để tăng hiệu quả phá vỡ các

bong bóng trên. nói chung, các máy này cung cấp bong bóng không được tốt như vậy là những người sản xuất theo

phương pháp "hòa tan không khí". theo cơ chế nói trên, tác giả đã thiết kế một hệ thống sục khí mới. aerator là

phong cách con dao đa, bao gồm một rotor có 20 lưỡi dao chạy ở tốc độ cao (khoảng 2900 rpm) bên trong một vỏ

hình trụ. các dao được gia công để làm cho các cạnh của họ rất sắc nét, và cả hai đầu được thực hiện quanh co trong

một hình dạng đặc biệt để tăng hiệu lực cắt trên các bong bóng, vỏ được gia công để tạo thành hàng máng nhỏ với

các cạnh sắc nét trên bề mặt bên trong. giải phóng mặt bằng hình khuyên giữa các cánh quạt và vỏ là rất nhỏ. rượu

được điều trị hoặc xi-rô với không khí chảy qua đoạn hình thành giải phóng mặt bằng này, và được cắt bằng dao và

mặt đất bằng vỏ, sản xuất bong bóng nhiều phút. tất cả các bong bóng lớn hơn là chia nhỏ và loại bỏ. kính hiển vi

quan sát cho thấy các bong bóng hình thành trong khoảng kích thước 10-30 micron, tốt như những người giải phóng


trong phương pháp "hòa tan không khí", và nhiều hơn nữa phù hợp hơn so với sản xuất bằng phương pháp khác.

aerator được trang bị với một điện 7 kw động cơ và có thể cung cấp đủ khí cho nhà máy lọc dầu với công suất 1000

tấn đường thô mỗi ngày.

Các rượu có ga hoặc xi-rô từ aerator đây là một màu vàng nhũ tương, có chứa 10-30% theo thể tích của bong bóng

phút, tùy thuộc vào thành phần của rượu này. genera1ly nói, rửa rượu đường thô có chứa các chất hoạt động bề mặt

ít hơn và bong bóng hình thành hành động không phải là quá mạnh. Mặt khác, trong mùa nghiền, xirô mía chứa các

chất nhiều hơn nữa hoạt động bề mặt, chẳng hạn như các hợp chất chứa nitơ; chúng thường tạo nhiều bong bóng

được rất ổn định và có thể đứng trong một thời gian dài. một số mẫu xi-rô đã được tìm thấy để có thể tạo thành một

nhũ tương có ga chứa nhiều như 40% theo thể tích ổn định của bong bóng phút.

Vì rượu có ga chứa nhiều bong bóng tuyệt vời, nó không cần thiết phải đặt tất cả các rượu thông qua các aerator. nếu

một phần của rượu là điều trị bằng aerator và sau đó trộn với phần còn lại, bằng cách điều chỉnh tỷ lệ này phần đầu

tiên số lượng bong bóng trong rượu toàn có thể dễ dàng được kiểm soát ở mức phù hợp. thường, tỷ lệ này là 15-25%

đối với xi-rô mía và 25-40% đối với rượu rửa đường thô. vì một số bong bóng khí sẽ biến mất (kết hợp và phá vỡ)

trong quá trình của quá trình này trước khi họ đi vào sự lắng, tỷ lệ rượu có ga nên được kiểm soát theo quy định của

tuyển nổi trong các lắng.

6. Flocculation and the use of flocculent (hóa chất sử ding và cách dung hóa chất)

The efficiency of modern flotation process has been raised greatly by using polyacrylamide, of which the

chemical constitution and the relative parameters, as well as the preparation and application method, have great

influence on the effect of flotation.

Most flocculants used in the sugar industry are co-polymers of acrylamide and acrylic acid, the latter

component usually comprising about 20-30%. some other flocculants have other components containing other

chemically active groups. a chemical plant in guangzhou has made many species of flocculent samples according to

our requirements and, through a series of tests and comparisons, some highly effective flocculants have been

selected for sugar industry application. in general, polyacrylamides of higher molecular weight have higher

efficiency in flocculation. the flocculants we use now have a molecular weight of over ten million and also contain

some other special active groups. they should be carefully dissolved in warm soft water using a low-shear stirrer to

give a 0.1% solution.


The dosage of flocculent has great influence on the flotation velocity of

floccules. some results of our laboratory tests shown in figure 3 present the effect

of flocculent dosage on the rising velocity of floccules in cane syrup treated by

phosflotation. it can be seen that the rising velocity obviously increases with the

dosage of flocculent, since bigger floccules containing more bubbles are formed.

The flocculent dosage required for the process is not only dependent on the

variety of flocculent used and its properties, but also on the arrangement of the

process. for example, in the cane syrup phosflotation process, aeration should be

arranged before phosphate flocculation, so that the primary flocculation of

phosphate can play a useful role in enmeshing air bubbles. this action decreases the density of floccules, thus

diminishing the load of flocculent and the dosage required. by this means, combined with good treatment, 3 ppm

flocculent on solids in the laboratory and 5 ppm in production are sufficient to obtain good and fast flotation. on the

other hand, when treating raw sugar liquors, even if aerated earlier, some of the bubbles will disappear in the course

of treatment. so, the principal aeration mainly depends on the action of the secondary flocculation through adding

the flocculent, and more flocculent is therefore needed. as a rule, 8-10 ppm on solids for simple phosflotation, l0-15

ppm for sulphitation-phosflotation, and 20 ppm for carbonatation-flotation are required.

The thorough mixing of flocculent and 1iquor is another aspect that must be emphasized but may often be

neglected in practice. since the flocculent solution is very viscous, it is not easy to disperse it uniformly in the liquor

that is also viscous. incomplete mixing often leads to uneven distribution and distinctly decreases the effect of the

flocculent. in some systems, flocculent solution is added into the liquor pipe prior to the entry of the clarifier, as the

pipe is quite short and without a stirrer, the flocculent hardly ever disperses to the whole liquor. in l some other

systems, flocculent is added to the overflow-exit of a high-level container prior to the c1arifier; since the pipe is

longer and the greater level difference leads to a stronger turbulence, the mixing effect is better. but this method


often brings about another problem: sucking in air from the opening of the overflow, which produces many large

bubbles that seriously disturb the flotation process in the clarifier.

In the new system designed by the author, a special mixer is equipped beside the clarifier. it first mixes the

aerated liquor with the rest, and then mixes the whole liquor with the flocculent. each step is achieved completely.

the liquor stays in it for about one minute to get better mixing and to bring-about preflocculation to trap the air

bubbles. the mixture flows out from the bottom of the mixer, which ensures the liquor only carries away minute

bubbles. the larger bubbles, having a higher upward velocity, will rise to the surface of the mixer and separate from

the liquor. this measure eliminates the detrimental effect on the flotation process of large bubbles, which are often

formed in liquid or syrup.

Phần dịch:

Hiệu quả của quá trình tuyển nổi hiện đại đã được nâng lên rất nhiều bằng cách sử dụng polyacrylamide, trong

đó hiến pháp hóa học và các thông số tương đối, cũng như phương pháp chuẩn bị và ứng dụng, có ảnh hưởng lớn

đến hiệu quả của việc tuyển nổi.

Hầu hết flocculants được sử dụng trong ngành công nghiệp đường là đồng polymer của acrylamide và axit acrylic,

thành phần thứ hai thường chiếm khoảng 20-30%. một số flocculants khác có thành phần khác có chứa các nhóm

hóa học khác hoạt động. một nhà máy hóa chất ở Quảng Châu đã có nhiều loài flocculent mẫu theo yêu cầu của

chúng tôi và, thông qua một loạt các xét nghiệm và so sánh, một số flocculants có hiệu quả cao đã được chọn để ứng

dụng công nghiệp đường. nói chung, polyacrylamides trọng lượng phân tử cao hơn có hiệu quả cao hơn trong kết

bông. các flocculants chúng tôi sử dụng bây giờ có trọng lượng phân tử hơn mười triệu USD và cũng có chứa một số

đặc biệt các nhóm khác hoạt động. họ cần phải cẩn thận hòa tan trong nước mềm mại ấm áp bằng cách sử dụng máy

khuấy thấp cắt để cho một giải pháp 0,1%.

Liều lượng của flocculent có ảnh hưởng lớn đến tốc độ nổi của floccules. một số kết quả xét nghiệm của chúng tôi

thể hiện trong hình 3 trình bày các tác dụng của liều flocculent vào vận tốc tăng của floccules trong xi-rô mía điều trị

bằng phosflotation. có thể thấy rằng vận tốc tăng lên rõ ràng là tăng theo liều lượng của flocculent, vì floccules lớn

hơn có chứa nhiều bong bóng được hình thành.

Liều lượng cần thiết cho quá trình flocculent không chỉ phụ thuộc vào sự đa dạng của flocculent sử dụng và tính chất

của nó, mà còn về sự sắp xếp của quá trình. ví dụ, trong quá trình mía phosflotation xi-rô, thông khí nên được sắp

xếp trước khi kết bông phosphate, để các kết bông chính của phosphate có thể đóng một vai trò hữu ích trong

enmeshing bong bóng khí. hành động này làm giảm mật độ floccules, do đó giảm bớt tải trọng của flocculent và liều

lượng cần thiết. bởi điều này có nghĩa, kết hợp với điều trị tốt, 3 ppm flocculent trên chất rắn trong phòng thí nghiệm

và 5 ppm trong sản xuất là đủ để có được tuyển nổi tốt và nhanh chóng. Mặt khác, khi điều trị rượu đường thô, ngay


cả khi có ga trước đó, một số các bong bóng sẽ biến mất trong quá trình điều trị. như vậy, chủ yếu là khí chủ yếu phụ

thuộc vào hành động của keo tụ thứ cấp thông qua thêm flocculent, và do đó flocculent hơn là cần thiết. như một quy

luật, 8-10 ppm trên chất rắn cho phosflotation đơn giản, ppm l0-15 cho phosflotation-sulphitation, và ppm-20 cho

tuyển nổi carbonatation được yêu cầu.

Sự pha trộn triệt để các flocculent và 1iquor là một khía cạnh khác cần phải được nhấn mạnh nhưng thường có thể

được bỏ qua trong thực tế. kể từ khi giải pháp flocculent là rất nhớt, nó không phải là dễ dàng để giải tán nó thống

nhất trong rượu đó cũng là nhớt. trộn không đầy đủ thường dẫn đến phân bố không đồng đều và rõ ràng làm giảm

hiệu quả của các flocculent. trong một số hệ thống, giải pháp flocculent được thêm vào các đường ống rượu trước

khi nhập cảnh của lắng, như đường ống là khá ngắn và không có máy khuấy một flocculent việc hầu như không

phân tán đến rượu cả. trong l một số hệ thống khác, flocculent được thêm vào lối ra-tràn của một container cấp cao

trước khi c1arifier; kể từ khi đường ống dài hơn và sự khác biệt cấp độ lớn hơn dẫn đến một biến động mạnh hơn,

hiệu quả trộn là tốt hơn. nhưng phương pháp này thường mang lại một vấn đề khác: hút trong không khí từ việc mở

cửa tràn, trong đó sản xuất nhiều bong bóng lớn nghiêm trọng làm phiền quá trình tuyển nổi trong các lắng.

Trong hệ thống mới được thiết kế bởi tác giả, một máy trộn đặc biệt được trang bị bên cạnh lắng này. nó lần đầu tiên

hỗn hợp rượu có ga với phần còn lại, và sau đó toàn bộ hỗn hợp rượu với các flocculent. từng bước đạt được hoàn

toàn. rượu ở lại trong nó trong khoảng một phút để có được pha trộn tốt hơn và mang lại-về preflocculation để bẫy

các bong bóng khí. hỗn hợp chảy ra từ phía dưới của máy trộn, đảm bảo các chỉ mang rượu ra bong bóng phút. các

bong bóng lớn hơn, có vận tốc cao hơn trở lên, sẽ tăng lên bề mặt của máy trộn và tách biệt với rượu này. biện pháp

này giúp loại bỏ sự ảnh hưởng bất lợi đến quá trình tuyển nổi của bong bóng lớn, mà thường được hình thành trong

chất lỏng hoặc xi-rô.

7. Clarifiers

Clarifiers are main equipment in the flotation process and many designs have been used in the sugar industry.

the major ones are: williamson's, jacobs', bulkley-dunton's, saranin's and the talo clarifier. some designs are round,

and some are rectangular; most are of single layer, and one is multicell. although they have different structures, their

basic principles are similar.

The aim of the flotation process is to achieve high-quality clarified liquor with high separation rate and short

retention time, in conjunction with a small volume of concentrated scum. the attainment of these goals mainly

depends on the previous treatment before the clarifier, but also depends on the working of the clarifier, the

construction of which is also significant.

A new style of clarifier having many new improvement designed by the author has obtained satisfactory results


in recent years. it has two layers, shallow but broad in cross-section, which serve for two steps of flotation. the

shallowness shortens the distance the floccules are required to float through the liquor, and thus shortens the

retention time, while the broad area improves scum concentration. the construction of this clarifier is illustrated in

figure 4. the upper layer is used for the carbonatation-flotation process, and the lower for phosflotation sulphitation.

the empty space between the two layers is provided for laying out the accessories and piping. the design of both

layers is similar but, for ease of construction, the upper layer is slightly larger than the lower one. some main

dimensions are as follows.


　

　 upper lower

Diameter, m 4.7 4.4

Flotation area, m2 l7.3 15.2

Available volume, m3 15.l 13.4


The avai1able depth of each layer is 0.8 meter or only about one-fifth of its diameter. this ratio is much

lower than that of many other designs. in this shallow clarifier, the liquor flow is mainly in the horizontal direction,

giving less interference with the rising of the floccules. this is quite different from that in some clarifiers with a deep

flotation cell, in which the liquor flows mainly in a vertical direction, which exerts a direct influence on the

floccules' floating. if the descending velocity of the liquor is higher than the rising velocity of the floccules, some of

the smaller particles will be carried out by the liquor, make the liquid turbid.

Of course, the adoption of the shallow clarifier must be based on good flotation with the system having good

aeration and good flocculation, and the floccules rising quickly. moreover, the entry of liquor must be smooth

without surging, and in the clarifier the liquor must be evenly distributed over the whole area and flow in a laminar

state without turbulence. for this purpose, the entrance of the clarifier and the method of discharge must be carefully

designed with reference to hydrodynamic principles, and adjusted through practical test running for new designs.

In our clarifier, the liquor enters the bottom at the center, through a preparing chamber, which plays the role of

ensuring good flocculation and bubbles entrapment and eliminating turbulence in the feed liquor, which is then

distributed over the whole area of the clarifier. the flocculum floats to the surface and then gradually concentrates

into scum, which is scraped off by a low-speed rotating scraper into an annular chute and discharged. the clarifier

liquor flows towards the outer circumference of the clarifier and passes through an annular pipe with many small

holes, to discharge in a control tank. this controls the level of liquor in the clarifier, which is slightly lower than the

overflow surface, so that the scum has a suitable time for concentration to reduce its volume.

In the process having two steps of flotation, the upper layer of the clarifier discharges more scum containing a

large amount of caco3. it flows down to the scum chute of the lower layer, mixes with the scum discharged there, and

then is sent to the filtration station. this method can improve and simplify the treatment of scum.

Experience has shown that this clarifier has a capacity of treating 800 to 1000 tons of raw sugar per day,

depending on the quality of the raws and the working conditions of the process. the retention time of the liquor in

each layer is l4-18 minutes. this double-layer clarifier also has the advantages of reducing the area required for the

equipment centralizing operation and control, and reducing the heat loss.

Phần Dịch:

Clarifiers là thiết bị chính trong quá trình tuyển nổi và nhiều mẫu thiết kế đã được sử dụng trong ngành công

nghiệp đường. những người lớn là: Williamson, Jacobs, bulkley-dunton của, saranin và vùng lắng talo. một số thiết

kế tròn, và một số hình chữ nhật, nhất là của lớp, và một là multicell. mặc dù chúng có cấu trúc khác nhau, nguyên

tắc cơ bản là tương tự.

Mục đích của quá trình tuyển nổi là để đạt được chất lượng cao với rượu làm rõ tỷ lệ chia tách cao và thời gian lưu


giữ ngắn, kết hợp với một lượng nhỏ cặn bã tập trung. việc đạt được các mục tiêu này chủ yếu phụ thuộc vào điều trị

trước đó trước khi lắng, nhưng cũng phụ thuộc vào làm việc của vùng lắng, việc xây dựng cũng là đáng kể.

Một phong cách mới của lắng có nhiều cải tiến mới được thiết kế bởi tác giả đã thu được kết quả khả quan trong

những năm gần đây. nó có hai lớp, nông cạn nhưng rộng trong mặt cắt ngang, phục vụ cho hai bước của tuyển nổi.

nông cạn các rút ngắn khoảng cách floccules được yêu cầu phải thả nổi thông qua rượu, và do đó rút ngắn thời gian

lưu giữ, trong khi khu vực rộng lớn tập trung cải thiện váng. xây dựng lắng này được minh họa trong hình 4. các lớp

trên được sử dụng cho quá trình carbonatation-nổi, và thấp hơn cho sulphitation phosflotation. không gian trống giữa

hai lớp được quy định đặt ra các phụ kiện và đường ống. thiết kế của cả hai lớp là tương tự nhưng, để dễ xây dựng,

lớp trên là lớn hơn một chút so với cái thấp hơn. một số kích thước chính như sau.

trên thấp hơn

Đường kính, m 4,7 4,4

Khu vực tuyển nổi, 15,2 m2 l7.3

Có sẵn khối lượng, 13,4 m3 15.l

Độ sâu avai1able của mỗi lớp là 0,8 mét hoặc chỉ có khoảng một phần năm đường kính của nó. tỷ lệ này là thấp hơn

nhiều so với nhiều thiết kế khác. trong lắng sâu, dòng rượu chủ yếu theo hướng ngang, cho can thiệp ít hơn với tăng

của floccules. điều này là khá khác nhau từ đó trong một số clarifiers với một tế bào nổi sâu, trong đó chủ yếu là

rượu chảy theo một hướng thẳng đứng, mà tác dụng ảnh hưởng trực tiếp nổi của floccules. nếu vận tốc giảm dần của

rượu là cao hơn tốc độ tăng của floccules, một số các hạt nhỏ hơn sẽ được thực hiện bởi rượu, làm cho các chất lỏng

đục.

Tất nhiên, việc thông qua lắng nông phải căn cứ vào nổi tốt với các hệ thống thông khí tốt và có kết bông tốt, và

floccules tăng nhanh chóng. hơn nữa, sự xâm nhập của rượu phải được trơn tru, không tăng, và trong lắng rượu phải

được phân bố đều trên toàn bộ diện tích và lưu lượng trong một trạng thái thành lớp mà không nhiễu loạn. cho mục

đích này, các lối vào của lắng và phương pháp xả phải được thiết kế cẩn thận với tham chiếu đến các nguyên tắc

thủy động lực học, và điều chỉnh thông qua kiểm tra thực tế hoạt động cho các thiết kế mới.

Trong lắng của chúng tôi, rượu đi vào phía dưới cùng ở trung tâm, thông qua một buồng chuẩn bị, có vai trò đảm

bảo kết bông tốt và ngậm bong bóng và loại bỏ sự nhiễu loạn trong rượu thức ăn, mà sau đó được phân phối trên

toàn bộ diện tích lắng này. flocculum nổi lên mặt đất và sau đó dần dần tập trung vào các cặn bã, đó là cạo đi bởi

một scraper quay tốc độ thấp vào một máng hình khuyên và xả. rượu lắng dòng chảy về phía chu vi bên ngoài của

lắng và truyền qua một ống hình khuyên với nhiều lỗ nhỏ, xả trong hồ điều khiển. này điều khiển mức độ rượu trong


vùng lắng, mà là hơi thấp hơn so với bề mặt tràn, để cặn bã có một thời gian thích hợp để tập trung để giảm khối

lượng của nó.

Trong quá trình có hai bước của tuyển nổi, lớp trên của phóng lắng nhiều cặn bã có chứa một lượng lớn CaCO3. nó

chảy xuống máng cặn bã của lớp thấp hơn, trộn với cặn bã thải ra ở đó, và sau đó được gửi đến trạm lọc. phương

pháp này có thể cải thiện và đơn giản hóa việc xử lý cặn bã.

Kinh nghiệm cho thấy lắng này có công suất xử lý 800-1000 tấn đường thô mỗi ngày, tùy thuộc vào chất lượng của

các raws và điều kiện làm việc của quá trình. thời gian lưu giữ của chất lỏng trong mỗi lớp là L 4-18 phút. lắng này

hai lớp cũng có những ưu điểm của việc giảm diện tích cần thiết cho các hoạt động tập trung thiết bị và kiểm soát, và

giảm sự mất nhiệt.

Acknowledgements

The author expresses his thanks to professor chen shi-zhi of guangzhou cane sugar institute for his generous

guidance, and to mr. li chi-sin, san shi-you, and zhi you-zhong, etc., engineers of zhongsan and meisan sugar

factories, for their cooperation in this work.

Summary

It has always been a goal for sugar technologists to find a way to yield high quality white sugar by a simple

method at low cost. many achievements have been made, especially since the l970's. our work has shown an

economical benefit and an encouraging future. through combining the traditional sulphitation or carbonatation with a

newly developed flotation technique, high clarification efficiency as well as low investment and running cost has

been achieved. the key factors for this system are to ensure a suitable process and its working conditions, and to

adopt good methods in aeration and flocculation in conjunction with new machinery. many new improvements for

this system with their mechanism and application have been discussed in detail.

reference

[1] U.S.patent 1,317,607

[2] Sugar Technol.rev., 1972(vol 2), 1-72

[3] Bennett et al.: prtoc.14th congr.issct,1973,1569-1590

[4] Bennett: isj, 1974,40-44,68-73

[5] Shore et al.: sugar technol.rev., 1984(vol12), 1-99

[6] in “solid-liquid separation” ed.Svarovsky, 1981,chapter 19,503-535

Lang Noi Moi

Documents

Transcript of Lang Noi Moi