目前在制糖工業(yè)中使用的膠狀聚丙烯酰胺絮凝劑,含量只有7%左右,其余絕大部分是水分;因此體積龐大,運(yùn)輸和使用均感不便。廣州南中塑料廠和廣東化工學(xué)院合作,于1977年試制成功了粉狀聚丙烯酰胺,交廣州糖廠試用。經(jīng)過(guò)小型試驗(yàn)表明,其質(zhì)量和膠狀的聚丙烯酰胺不相上下,但使用和運(yùn)輸都比較方便。粉狀的聚丙烯酰胺和膠狀的聚丙烯酰胺的使用方法雖然基本上相同,但仍有值得注意的地方??紤]到今后的發(fā)展,粉狀的聚丙烯酰胺必然會(huì)逐步代替膠狀的聚丙烯酰胺。因此,波濤凈水通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐,小結(jié)一些經(jīng)驗(yàn)介紹如下。
粉狀聚丙烯酰胺的質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)表1。
表1
序號(hào) | 項(xiàng)目 | 指標(biāo) |
1 | 外觀 | 白色粉狀或細(xì)粒狀固體 |
2 | 分子量 | >300萬(wàn) |
3 | 特性粘度 | >7.7 |
4 | 游離單體 | <1.5% |
5 | 揮發(fā)份 | 7%以下 |
6 | 水解度 | 5-25% |
7 | 固體含量 | 95%左右 |
8 | 水溶液pH | 6-7 |
這種粉狀聚丙烯酰胺比重較小,當(dāng)投放到水中時(shí)往往浮于水面,難以下沉,影響溶解。因此過(guò)去使用膠狀聚丙烯酰胺時(shí)的水擊式水解器,不很適用于粉狀的聚丙烯酰胺。因當(dāng)水擊式水解器開(kāi)動(dòng)后,器內(nèi)的水從下而上引起翻騰,互相沖擊,使粉劑更加不容易下沉,隨水飄浮;而且水擊式水解器多為方形,浮于水面上的粉劑部分飄浮至角落里,形成“死角”,很難溶解。另一方面,當(dāng)粉劑顆粒遇水后由于不立即下沉,部分為水所濕潤(rùn),濕潤(rùn)后粉粒與粉粒之間互相粘結(jié)起來(lái),時(shí)間愈長(zhǎng),粘結(jié)的顆粒愈大,就更難于溶解,結(jié)果延長(zhǎng)了溶解的時(shí)間。雖增加水擊式攪拌轉(zhuǎn)速對(duì)上述情況有所好轉(zhuǎn),但劇烈攪拌會(huì)使聚丙烯酰胺的化學(xué)鏈斷裂,降低了絮凝能力。因此,采用普通的螺旋葉片式攪拌裝置較為適宜。螺旋葉片式攪拌軸應(yīng)安裝于水解器的底部。如果軸在液面之上,當(dāng)旋轉(zhuǎn)后,未溶解的粉粒經(jīng)濕潤(rùn)而膨脹后,或粘稠的聚丙烯酰胺液會(huì)因軸的轉(zhuǎn)動(dòng)由于向心力的關(guān)系而沿軸往“上爬”,轉(zhuǎn)速愈高,“爬”的高度愈大,影響操作,而軸在液面之下時(shí)就不可能有這一現(xiàn)象。當(dāng)液體隨著攪拌葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)液面引起旋渦,粉劑投入后便會(huì)立即沉設(shè)于旋渦中心,而不致于象水擊式水解器有一部分粉劑浮于液面,因而加快溶解。
粉狀聚丙烯酰胺有吸濕性,久置于空氣中會(huì)受潮而結(jié)塊,塊粒更難溶解,使溶解時(shí)間成倍增加。所以粉劑應(yīng)注意在于處保存。投放于攪拌器時(shí)要用100目篩,慢慢把粉篩進(jìn)器內(nèi),結(jié)塊的應(yīng)設(shè)法細(xì)碎過(guò)篩后才可投進(jìn)器內(nèi),以免延緩溶解時(shí)間,妨礙生產(chǎn)。
目前在粉狀聚丙烯酰胺出廠時(shí)雖然有一定的水解度,但水解度仍比較低,不超過(guò)20%,不適于制糖工業(yè)使用。按我廠使用經(jīng)驗(yàn),水解度一般要求在26~30%之間,才能達(dá)到較佳的絮凝能力。因此要如使用膠狀聚丙烯酰胺一樣重行水解。其水解方法和條件基本上和膠狀聚丙烯酰胺大同小異。粉狀聚丙烯酰胺的水解條件為:濃度1%粉劑,加堿量為2~8%,在93℃保溫8O分鐘左右就可達(dá)到較佳的水解度26~30%。加堿量比膠狀的(16~20%)為少,這是因?yàn)榉蹌┰谥圃爝^(guò)程中加進(jìn)了一定量的堿,有了一定的水解度。
聚丙烯酰胺(不管是粉狀或膠狀)對(duì)鐵離子的存在會(huì)使其本身解聚,解聚后降低了分子量,從而降低了絮凝能力。所以在制造過(guò)程中強(qiáng)調(diào)要用無(wú)離子水。波濤凈水曾將已水解好的聚丙烯酰胺液,濃度為0.05%,分別盛于燒杯和用舊鋼管制的溶器中,經(jīng)20小時(shí)后測(cè)定其況降速度效應(yīng)如表2所示。
表2
編號(hào) | 鐵容器 | 燒杯 |
1 | 45 | 270 |
2 | 70 | 255 |
3 | 55 | 260 |
試驗(yàn)表明,鐵離子對(duì)聚丙烯酰胺的解聚是很嚴(yán)重的,受鐵離子影響的沉降速度相差數(shù)倍之多。因此水解器、貯箱和輸送管道最好是采用非鐵的材料制造,或涂上合適的涂料。
在澄清過(guò)程中使用聚丙烯酰胺為絮凝劑,主要作用是使糖汁中的粒子絮凝以增加其沉降速度。影響沉降速度的因素很多(這里不作論述),而操作者每當(dāng)沉降速度達(dá)不到生產(chǎn)要求時(shí),就盲目地增加絮凝劑的用量,這是沒(méi)有什么作用的。我們?cè)隽艘恍┬跄齽┯昧繉?duì)沉降速度的試驗(yàn),試驗(yàn)表明,當(dāng)達(dá)到較佳用量(2~3毫克/升)后再增加1~2亳克/升,雖然沉降速度會(huì)大一些,但是增加的數(shù)值是非常小的,如繼續(xù)增加用量,沉降速度反而下降。如用量過(guò)多,濾布的使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng),過(guò)量的聚丙烯酰胺會(huì)將濾布的孔眼堵死。所以,在生產(chǎn)中一定要掌握較佳用量。