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木薯渣脱水难的原因分析及脱水方法介绍

木薯淀粉生产中排出大量的木薯渣，一般每产1吨成品淀粉可得0.34-0.4吨的绝干渣，该薯渣内含丰富的纤维、半纤维、淀粉以及蛋白质、氨基酸、脂肪、糖类和各种维生素、无要盐等，是进一步深加工制造全价配合饲料、食品、化工等到产品的优良原料。同时，避免大量的薯渣排入江河、农田，亦是综合治理环境污染一项重要措施。但木薯渣脱水难的问题一直困扰着其进行综合开发和利用，本文试就薯渣难脱水问题进行分析，并探讨当今几种常用脱水方法情况及利弊 。
1.木薯渣组成及脱水难的原因分析
木薯淀粉生产中，原浆经浸渍中，通过压力曲筛或锥兰式离心筛等设备使淀粉与渣分离，该渣主要成份（以绝干计）。
曲筛排出未经进一步脱水处理的薯渣含水份85%-95%，干物质5%-15%，是流动性较差固液混合物，此混合物置于显微镜下，可观察到下面几种状况：①经生产工艺处理后，如机械破碎、撞击、浸渍等以及木薯自身生理特点多种因素影响，存在着大小不一，吸水膨胀的淀粉颗粒（直径多在3-25um之间），并且有些颗粒表面已受磨损，外形各异；②直径、长短不规则的纤维素吸水膨胀后互相交织在一起；③蛋白质、胶体物质等较均匀分布于淀粉、纤维等固型物质周围空间。综合镜检的结果为：淀粉、纤维、蛋白质以及胶体物质等如网状相互结合交织在一起，各固相物质无明显孔隙。由此，存在着①由于淀粉颗粒、纤维等物质的相互重叠，阻塞了排水必须物理通道；②各种胶体物质均匀分布，既阻塞排水孔隙又因其本身具有一定的粘稠性，以及其表面张力等作用，增大排水阻力；③各固相物质间的毛细管作用，特别是纤维与纤维间的毛细管作用，也增加排水的阻力；④蛋白质和大多数胶体物质均为亲水胶粒以及纤维表面负电荷与水中正电荷相互吸引等，这些分子或离子间的作用力，使固液分离困难加大；由于纤维具有很强的“重吸”现象（即已脱水的纤维遇水又可重新吸收膨胀），以及薯渣中存在着多种可压缩物质，如纤维等，所以在受外力作用时往往发生体积变化，导致微小排水孔道变得更为细小或堵塞，亦是之增大薯渣充分脱水困难。
2.薯渣的脱水方法
薯渣如用于饲料、工业用料、贮存等时，需将薯渣脱水干燥至含水分大于15%。但实践证明，目前单纯用热能或机械等方法进行薯渣脱水是不可行的，甚至是十分不经济的。目前国内外较为理想及行之有效的方法是机械与热能相互结合方法，即用机械方法将薯渣脱去部分水分，然后使用热力烘干（如气流干燥等）。显然，该工艺的关键是采用何种机械设备脱去部分水分，而使之有效的进入干燥系统。下面将几种常用脱水机械在实际使用中的情况作一些介绍。
2.1离心脱水机
国产用于淀粉行业的离心脱水机，大多转速为1200-1600转/每分钟，分离因素为800-1500，为此经离心脱水后排出的薯渣湿料含水分在65%-75%之间，如进一步增大离心机的分离分离因素，所得水分降低率并不十分明显，且使设备复杂化、投资大、能耗高，经济上亦是不合算。
2.2螺旋压榨机
设备复杂；安装、制造要求高；能耗大。经压榨后排出的湿渣含水分在55%-75%之间，其较大缺点是易受渣的组成、来料的水分变化以及筛片孔眼堵塞（该情况极易发生，且开机时双不易彻底清洗）等因素影响，使之排出湿渣的含水分时高时低，十分不稳定。该机优点是能连续化生产，劳动强度较低。
2.3板框压滤机
要达到一定的产量，设备占地面积大，投资及能耗高（指需配套泵的能耗），流程复杂，间断工作，无法连续生产，劳动强度大。一般湿渣含水分在65%-75%之间，易受渣料组成、压差的变化影响，使出渣含水分不稳定。要想进一步降低水分含量困难很大，除上述提及的原因外，还因渣料为可压缩性物料，易堵塞排水孔道，不利水分的充分排出。
2.4真空吸滤机
设备造价高，所需配套设备复杂，能耗亦稍高，可连续化生产，产出显渣含水分在70%左右。造成水分高的原因，除上述几点影响因素外，还存在着推动力（即压差）不足（转鼓内真空度一般仅为0.04-0.053),滤布极易堵塞等因素的影响，以致排出渣料水分含量难以进一步降低。
综合上述的机械脱水方法不难看出，湿渣半成品含水分多在65%-75%之间，这类湿渣如直接进入气流干燥（或其它热干燥设备），极易形成团块，并在“闪急”汽化的作用下团块表面水分迅速汽化变干（以致焦化），而团块内部水分则未能充分蒸发，形成“夹生饭”现象。另外，该湿渣进入有关干燥设备后，极易粘结管道、风机等，使之难以进行政党的热交换，其后果会造成物料的烤焦，着炎以致损坏设备等，并最终影响工艺的目的的完成，同时，半成品湿渣水分过高，亦会使所需干燥设备复杂、庞大，热能消耗及综合能耐高，经济上很不合算。
由于木薯渣存在着脱水难的特点，不少工厂及科研单位长期以来一直进行摸索、总结和试验，以便制造出一种较为方便衫、经济的机械脱水设备，配合气流干燥系统使用，为薯渣的进一眇综合开发利用闯出一条新路子。我绿丰木薯渣压渣机经过多年的摸索试验，并认真总结失败的教训和经验，最近已成功地研制出一种较合适木薯渣、玉米渣和各种豆渣脱水的设备（设备型号：DYQ1500-2000型），经过近1年的生产实践检验，实际解决各类薯渣等脱水的难题。
经该机脱水后排出的湿渣含水分小于55%。可直接进入气流干燥系统，热能利用率大大提高，且不堵塞风机、管道等，具有重量轻，装拆、检修方便，易操作，能耗低，投资少，效率高等特点，如配套有离心筛或螺旋压榨机的工厂使用，效果更佳。其主要的工作原理是利用两条现一方向运动着的特制网带，待脱水的湿渣置于两网带，待脱水的湿渣置于网带之间并与网带一起运动，运动着的网带经多种直径大小不同，压力由小逐渐增大的辊辘及两网带的拉紧张力的挤压，最后再经两道装有导弹簧的可随厚渣薄自动升降的压辘压榨后，渣经刮板刮落排了。完成一个周期后返回的网带经水喷射洗涤，去除网眼残积物后，重新进入下一周期的工作。全过程均为连续化生产，效率高，特别是出渣含水分稳定，受其它因素变化的影响较少，因此，较成功的克服了前述介绍的脱水设备存在的缺点及不足。