木薯渣脫水難的脫水方法介紹及原因分析
1前言
木薯淀粉生產中排出大量的木薯渣，一般每產1噸成品淀粉可得0.34-0.4噸的絕干渣，該薯渣內含豐富的纖維、半纖維、淀粉以及蛋白質、氨基酸、脂肪、糖類和各種維生素、無要鹽等，是進一步深加工制造全價配合飼料、食品、化工等到產品的優良原料。同時，避免大量的薯渣排入江河、農田，亦是綜合治理環境污染一項重要措施。但木薯渣脫水難的問題一直困擾著其進行綜合開發和利用，本文試就薯渣難脫水問題進行分析，并探討當今幾種常用脫水方法情況及利弊 。
2木薯渣組成及脫水難的原因分析
木薯淀粉生產中，原漿經浸漬中，通過壓力曲篩或錐蘭式離心篩等設備使淀粉與渣分離，該渣主要成份（以絕干計）。
曲篩排出未經進一步脫水處理的薯渣含水份85%-95%，干物質5%-15%，是流動性較差固液混合物，此混合物置于顯微鏡下，可觀察到下面幾種狀況：①經生產工藝處理后，如機械破碎、撞擊、浸漬等以及木薯自身生理特點多種因素影響，存在著大小不一，吸水膨脹的淀粉顆粒（直徑多在3-25um之間），并且有些顆粒表面已受磨損，外形各異；②直徑、長短不規則的纖維素吸水膨脹后互相交織在一起；③蛋白質、膠體物質等較均勻分布于淀粉、纖維等固型物質周圍空間。綜合鏡檢的結果為：淀粉、纖維、蛋白質以及膠體物質等如網狀相互結合交織在一起，各固相物質無明顯孔隙。由此，存在著①由于淀粉顆粒、纖維等物質的相互重疊，阻塞了排水必須物理通道；②各種膠體物質均勻分布，既阻塞排水孔隙又因其本身具有一定的粘稠性，以及其表面張力等作用，增大排水阻力；③各固相物質間的毛細管作用，特別是纖維與纖維間的毛細管作用，也增加排水的阻力；④蛋白質和大多數膠體物質均為親水膠粒以及纖維表面負電荷與水中正電荷相互吸引等，這些分子或離子間的作用力，使固液分離困難加大；由于纖維具有很強的“重吸”現象（即已脫水的纖維遇水又可重新吸收膨脹），以及薯渣中存在著多種可壓縮物質，如纖維等，所以在受外力作用時往往發生體積變化，導致微小排水孔道變得更為細小或堵塞，亦是之增大薯渣充分脫水困難。
3薯渣的脫水方法
薯渣如用于飼料、工業用料、貯存等時，需將薯渣脫水干燥至含水分大于15%。但實踐證明，目前單純用熱能或機械等方法進行薯渣脫水是不可行的，甚至是十分不經濟的。目前國內外較為理想及行之有效的方法是機械與熱能相互結合方法，即用機械方法將薯渣脫去部分水分，然后使用熱力烘干（如氣流干燥等）。顯然，該工藝的關鍵是采用何種機械設備脫去部分水分，而使之有效的進入干燥系統。下面將幾種常用脫水機械在實際使用中的情況作一些介紹。
3.1離心脫水機
國產用于淀粉行業的離心脫水機，大多轉速為1200-1600轉/每分鐘，分離因素為800-1500，為此經離心脫水后排出的薯渣濕料含水分在65%-75%之間，如進一步增大離心機的分離分離因素，所得水分降低率并不十分明顯，且使設備復雜化、投資大、能耗高，經濟上亦是不合算。
3.2螺旋壓榨機
設備復雜；安裝、制造要求高；能耗大。經壓榨后排出的濕渣含水分在55%-75%之間，其最大缺點是易受渣的組成、來料的水分變化以及篩片孔眼堵塞（該情況極易發生，且開機時雙不易徹底清洗）等因素影響，使之排出濕渣的含水分時高時低，十分不穩定。該機優點是能連續化生產，勞動強度較低。
3.3板框壓濾機
要達到一定的產量，設備占地面積大，投資及能耗高（指需配套泵的能耗），流程復雜，間斷工作，無法連續生產，勞動強度大。一般濕渣含水分在65%-75%之間，易受渣料組成、壓差的變化影響，使出渣含水分不穩定。要想進一步降低水分含量困難很大，除上述提及的原因外，還因渣料為可壓縮性物料，易堵塞排水孔道，不利水分的充分排出。
3.4真空吸濾機
設備造價高，所需配套設備復雜，能耗亦稍高，可連續化生產，產出顯渣含水分在70%左右。造成水分高的原因，除上述幾點影響因素外，還存在著推動力（即壓差）不足（轉鼓內真空度一般僅為0.04-0.053),濾布極易堵塞等因素的影響，以致排出渣料水分含量難以進一步降低。
綜合上述的機械脫水方法不難看出，濕渣半成品含水分多在65%-75%之間，這類濕渣如直接進入氣流干燥（或其它熱干燥設備），極易形成團塊，并在“閃急”汽化的作用下團塊表面水分迅速汽化變干（以致焦化），而團塊內部水分則未能充分蒸發，形成“夾生飯”現象。另外，該濕渣進入有關干燥設備后，極易粘結管道、風機等，使之難以進行政黨的熱交換，其后果會造成物料的烤焦，著炎以致損壞設備等，并最終影響工藝的目的的完成，同時，半成品濕渣水分過高，亦會使所需干燥設備復雜、龐大，熱能消耗及綜合能耐高，經濟上很不合算。
于木薯渣存在著脫水難的特點，不少工廠及科研單位長期以來一直進行摸索、總結和試驗，以便制造出一種較為方便衫、經濟的機械脫水設備，配合氣流干燥系統使用，為薯渣的進一眇綜合開發利用闖出一條新路子。我廠經過多年的摸索試驗，并認真總結失敗的教訓和經驗，最近已成功地研制出一種較合適木薯渣、玉米渣和各種豆渣脫水的設備（設備型號：DLJ-850B型），經過近1年的生產實踐檢驗，基本可解決各類薯渣等脫水的難題。
經該機脫水后排出的濕渣含水分小于55%。可直接進入氣流干燥系統，熱能利用率大大提高，且不堵塞風機、管道等，具有重量輕，裝拆、檢修方便，易操作，能耗低，投資少，效率高等特點，如配套有離心篩或螺旋壓榨機的工廠使用，效果更佳。其主要的工作原理是利用兩條現一方向運動著的特制網帶，待脫水的濕渣置于兩網帶，待脫水的濕渣置于網帶之間并與網帶一起運動，運動著的網帶經多種直徑大小不同，壓力由小逐漸增大的。
輥轆 及兩網帶的拉緊張力的擠壓，最后再經兩道裝有導彈簧的可隨厚渣薄自動升降的壓轆壓榨后，渣經刮板刮落排了。完成一個周期后返回的網帶經水噴射洗滌，去除網眼殘積物后，重新進入下一周期的工作。全過程均為連續化生產，效率高，特別是出渣含水分穩定，受其它因素變化的影響較少，因此，較成功的克服了前述介紹的脫水設備存在的缺點及不足。
木薯淀粉生產中排出大量的木薯渣，一般每產1噸成品淀粉可得0.34-0.4噸的絕干渣，該薯渣內含豐富的纖維、半纖維、淀粉以及蛋白質、氨基酸、脂肪、糖類和各種維生素、無要鹽等，是進一步深加工制造全價配合飼料、食品、化工等到產品的優良原料。同時，避免大量的薯渣排入江河、農田，亦是綜合治理環境污染一項重要措施。但木薯渣脫水難的問題一直困擾著其進行綜合開發和利用，本文試就薯渣難脫水問題進行分析，并探討當今幾種常用脫水方法情況及利弊 。
2木薯渣組成及脫水難的原因分析
木薯淀粉生產中，原漿經浸漬中，通過壓力曲篩或錐蘭式離心篩等設備使淀粉與渣分離，該渣主要成份（以絕干計）。
曲篩排出未經進一步脫水處理的薯渣含水份85%-95%，干物質5%-15%，是流動性較差固液混合物，此混合物置于顯微鏡下，可觀察到下面幾種狀況：①經生產工藝處理后，如機械破碎、撞擊、浸漬等以及木薯自身生理特點多種因素影響，存在著大小不一，吸水膨脹的淀粉顆粒（直徑多在3-25um之間），并且有些顆粒表面已受磨損，外形各異；②直徑、長短不規則的纖維素吸水膨脹后互相交織在一起；③蛋白質、膠體物質等較均勻分布于淀粉、纖維等固型物質周圍空間。綜合鏡檢的結果為：淀粉、纖維、蛋白質以及膠體物質等如網狀相互結合交織在一起，各固相物質無明顯孔隙。由此，存在著①由于淀粉顆粒、纖維等物質的相互重疊，阻塞了排水必須物理通道；②各種膠體物質均勻分布，既阻塞排水孔隙又因其本身具有一定的粘稠性，以及其表面張力等作用，增大排水阻力；③各固相物質間的毛細管作用，特別是纖維與纖維間的毛細管作用，也增加排水的阻力；④蛋白質和大多數膠體物質均為親水膠粒以及纖維表面負電荷與水中正電荷相互吸引等，這些分子或離子間的作用力，使固液分離困難加大；由于纖維具有很強的“重吸”現象（即已脫水的纖維遇水又可重新吸收膨脹），以及薯渣中存在著多種可壓縮物質，如纖維等，所以在受外力作用時往往發生體積變化，導致微小排水孔道變得更為細小或堵塞，亦是之增大薯渣充分脫水困難。
3薯渣的脫水方法
薯渣如用于飼料、工業用料、貯存等時，需將薯渣脫水干燥至含水分大于15%。但實踐證明，目前單純用熱能或機械等方法進行薯渣脫水是不可行的，甚至是十分不經濟的。目前國內外較為理想及行之有效的方法是機械與熱能相互結合方法，即用機械方法將薯渣脫去部分水分，然后使用熱力烘干（如氣流干燥等）。顯然，該工藝的關鍵是采用何種機械設備脫去部分水分，而使之有效的進入干燥系統。下面將幾種常用脫水機械在實際使用中的情況作一些介紹。
3.1離心脫水機
國產用于淀粉行業的離心脫水機，大多轉速為1200-1600轉/每分鐘，分離因素為800-1500，為此經離心脫水后排出的薯渣濕料含水分在65%-75%之間，如進一步增大離心機的分離分離因素，所得水分降低率并不十分明顯，且使設備復雜化、投資大、能耗高，經濟上亦是不合算。
3.2螺旋壓榨機
設備復雜；安裝、制造要求高；能耗大。經壓榨后排出的濕渣含水分在55%-75%之間，其最大缺點是易受渣的組成、來料的水分變化以及篩片孔眼堵塞（該情況極易發生，且開機時雙不易徹底清洗）等因素影響，使之排出濕渣的含水分時高時低，十分不穩定。該機優點是能連續化生產，勞動強度較低。
3.3板框壓濾機
要達到一定的產量，設備占地面積大，投資及能耗高（指需配套泵的能耗），流程復雜，間斷工作，無法連續生產，勞動強度大。一般濕渣含水分在65%-75%之間，易受渣料組成、壓差的變化影響，使出渣含水分不穩定。要想進一步降低水分含量困難很大，除上述提及的原因外，還因渣料為可壓縮性物料，易堵塞排水孔道，不利水分的充分排出。
3.4真空吸濾機
設備造價高，所需配套設備復雜，能耗亦稍高，可連續化生產，產出顯渣含水分在70%左右。造成水分高的原因，除上述幾點影響因素外，還存在著推動力（即壓差）不足（轉鼓內真空度一般僅為0.04-0.053),濾布極易堵塞等因素的影響，以致排出渣料水分含量難以進一步降低。
綜合上述的機械脫水方法不難看出，濕渣半成品含水分多在65%-75%之間，這類濕渣如直接進入氣流干燥（或其它熱干燥設備），極易形成團塊，并在“閃急”汽化的作用下團塊表面水分迅速汽化變干（以致焦化），而團塊內部水分則未能充分蒸發，形成“夾生飯”現象。另外，該濕渣進入有關干燥設備后，極易粘結管道、風機等，使之難以進行政黨的熱交換，其后果會造成物料的烤焦，著炎以致損壞設備等，并最終影響工藝的目的的完成，同時，半成品濕渣水分過高，亦會使所需干燥設備復雜、龐大，熱能消耗及綜合能耐高，經濟上很不合算。
于木薯渣存在著脫水難的特點，不少工廠及科研單位長期以來一直進行摸索、總結和試驗，以便制造出一種較為方便衫、經濟的機械脫水設備，配合氣流干燥系統使用，為薯渣的進一眇綜合開發利用闖出一條新路子。我廠經過多年的摸索試驗，并認真總結失敗的教訓和經驗，最近已成功地研制出一種較合適木薯渣、玉米渣和各種豆渣脫水的設備（設備型號：DLJ-850B型），經過近1年的生產實踐檢驗，基本可解決各類薯渣等脫水的難題。
經該機脫水后排出的濕渣含水分小于55%。可直接進入氣流干燥系統，熱能利用率大大提高，且不堵塞風機、管道等，具有重量輕，裝拆、檢修方便，易操作，能耗低，投資少，效率高等特點，如配套有離心篩或螺旋壓榨機的工廠使用，效果更佳。其主要的工作原理是利用兩條現一方向運動著的特制網帶，待脫水的濕渣置于兩網帶，待脫水的濕渣置于網帶之間并與網帶一起運動，運動著的網帶經多種直徑大小不同，壓力由小逐漸增大的。
輥轆 及兩網帶的拉緊張力的擠壓，最后再經兩道裝有導彈簧的可隨厚渣薄自動升降的壓轆壓榨后，渣經刮板刮落排了。完成一個周期后返回的網帶經水噴射洗滌，去除網眼殘積物后，重新進入下一周期的工作。全過程均為連續化生產，效率高，特別是出渣含水分穩定，受其它因素變化的影響較少，因此，較成功的克服了前述介紹的脫水設備存在的缺點及不足。
