目前在制糖工业中使用的胶状聚丙烯酰胺絮凝剂,含量只有7%左右,其余绝大部分是水分;因此体积庞大,运输和使用均感不便。广州南中塑料厂和广东化工学院合作,于1977年试制成功了粉状聚丙烯酰胺,交广州糖厂试用。经过小型试验表明,其质量和胶状的聚丙烯酰胺不相上下,但使用和运输都比较方便。粉状的聚丙烯酰胺和胶状的聚丙烯酰胺的使用方法虽然基本上相同,但仍有值得注意的地方。考虑到今后的发展,粉状的聚丙烯酰胺必然会逐步代替胶状的聚丙烯酰胺。因此,波涛净水通过生产实践,小结一些经验介绍如下。
粉状聚丙烯酰胺的质量指标见表1。
表1
序号 | 项目 | 指标 |
1 | 外观 | 白色粉状或细粒状固体 |
2 | 分子量 | >300万 |
3 | 特性粘度 | >7.7 |
4 | 游离单体 | <1.5% |
5 | 挥发份 | 7%以下 |
6 | 水解度 | 5-25% |
7 | 固体含量 | 95%左右 |
8 | 水溶液pH | 6-7 |
这种粉状聚丙烯酰胺比重较小,当投放到水中时往往浮于水面,难以下沉,影响溶解。因此过去使用胶状聚丙烯酰胺时的水击式水解器,不很适用于粉状的聚丙烯酰胺。因当水击式水解器开动后,器内的水从下而上引起翻腾,互相冲击,使粉剂更加不容易下沉,随水飘浮;而且水击式水解器多为方形,浮于水面上的粉剂部分飘浮至角落里,形成“死角”,很难溶解。另一方面,当粉剂颗粒遇水后由于不立即下沉,部分为水所湿润,湿润后粉粒与粉粒之间互相粘结起来,时间愈长,粘结的颗粒愈大,就更难于溶解,结果延长了溶解的时间。虽增加水击式搅拌转速对上述情况有所好转,但剧烈搅拌会使聚丙烯酰胺的化学链断裂,降低了絮凝能力。因此,采用普通的螺旋叶片式搅拌装置较为适宜。螺旋叶片式搅拌轴应安装于水解器的底部。如果轴在液面之上,当旋转后,未溶解的粉粒经湿润而膨胀后,或粘稠的聚丙烯酰胺液会因轴的转动由于向心力的关系而沿轴往“上爬”,转速愈高,“爬”的高度愈大,影响操作,而轴在液面之下时就不可能有这一现象。当液体随着搅拌叶片转动时液面引起旋涡,粉剂投入后便会立即沉设于旋涡中心,而不致于象水击式水解器有一部分粉剂浮于液面,因而加快溶解。
粉状聚丙烯酰胺有吸湿性,久置于空气中会受潮而结块,块粒更难溶解,使溶解时间成倍增加。所以粉剂应注意在于处保存。投放于搅拌器时要用100目筛,慢慢把粉筛进器内,结块的应设法细碎过筛后才可投进器内,以免延缓溶解时间,妨碍生产。
目前在粉状聚丙烯酰胺出厂时虽然有一定的水解度,但水解度仍比较低,不超过20%,不适于制糖工业使用。按我厂使用经验,水解度一般要求在26~30%之间,才能达到较佳的絮凝能力。因此要如使用胶状聚丙烯酰胺一样重行水解。其水解方法和条件基本上和胶状聚丙烯酰胺大同小异。粉状聚丙烯酰胺的水解条件为:浓度1%粉剂,加碱量为2~8%,在93℃保温8O分钟左右就可达到较佳的水解度26~30%。加碱量比胶状的(16~20%)为少,这是因为粉剂在制造过程中加进了一定量的碱,有了一定的水解度。
聚丙烯酰胺(不管是粉状或胶状)对铁离子的存在会使其本身解聚,解聚后降低了分子量,从而降低了絮凝能力。所以在制造过程中强调要用无离子水。波涛净水曾将已水解好的聚丙烯酰胺液,浓度为0.05%,分别盛于烧杯和用旧钢管制的溶器中,经20小时后测定其況降速度效应如表2所示。
表2
编号 | 铁容器 | 烧杯 |
1 | 45 | 270 |
2 | 70 | 255 |
3 | 55 | 260 |
试验表明,铁离子对聚丙烯酰胺的解聚是很严重的,受铁离子影响的沉降速度相差数倍之多。因此水解器、贮箱和输送管道最好是采用非铁的材料制造,或涂上合适的涂料。
在澄清过程中使用聚丙烯酰胺为絮凝剂,主要作用是使糖汁中的粒子絮凝以增加其沉降速度。影响沉降速度的因素很多(这里不作论述),而操作者每当沉降速度达不到生产要求时,就盲目地增加絮凝剂的用量,这是没有什么作用的。我们曾做了一些絮凝剂用量对沉降速度的试验,试验表明,当达到较佳用量(2~3毫克/升)后再增加1~2亳克/升,虽然沉降速度会大一些,但是增加的数值是非常小的,如继续增加用量,沉降速度反而下降。如用量过多,滤布的使用时间过长,过量的聚丙烯酰胺会将滤布的孔眼堵死。所以,在生产中一定要掌握较佳用量。