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,運輸和使用均感不便。廣州南中塑料廠和廣東化工學院合作,于1977年試制成功了粉狀聚丙烯酰胺,交廣州糖廠試用。經(jīng)過小型試驗表明,其質(zhì)量和膠狀的聚丙烯酰胺不相上下,但使用和運輸都比較方便。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。考慮到今后的發(fā)展,粉狀的聚丙烯酰胺必然會逐步代替膠狀的聚丙烯酰胺。因此,波濤凈水通過生產(chǎn)實踐,小結(jié)一些經(jīng)驗介紹如下。
粉狀聚丙烯酰胺的質(zhì)量指標見表1。
表1
序號 | 項目 | 指標 |
1 | 外觀 | 白色粉狀或細粒狀固體 |
2 | 分子量 | >300萬 |
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,當投放到水中時往往浮于水面,難以下沉,影響溶解。因此過去使用膠狀聚丙烯酰胺時的水擊式水解器,不很適用于粉狀的聚丙烯酰胺。因當水擊式水解器開動后,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,當粉劑顆粒遇水后由于不立即下沉,部分為水所濕潤,濕潤后粉粒與粉粒之間互相粘結(jié)起來,時間愈長,粘結(jié)的顆粒愈大,就更難于溶解,結(jié)果延長了溶解的時間。雖增加水擊式攪拌轉(zhuǎn)速對上述情況有所好轉(zhuǎn),但劇烈攪拌會使聚丙烯酰胺的化學鏈斷裂,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安裝于水解器的底部。如果軸在液面之上,當旋轉(zhuǎn)后,未溶解的粉粒經(jīng)濕潤而膨脹后,或粘稠的聚丙烯酰胺液會因軸的轉(zhuǎn)動由于向心力的關(guān)系而沿軸往“上爬”,轉(zhuǎn)速愈高,“爬”的高度愈大,影響操作,而軸在液面之下時就不可能有這一現(xiàn)象。當液體隨著攪拌葉片轉(zhuǎn)動時液面引起旋渦,粉劑投入后便會立即沉設于旋渦中心,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,久置于空氣中會受潮而結(jié)塊,塊粒更難溶解,使溶解時間成倍增加。所以粉劑應注意在于處保存。投放于攪拌器時要用100目篩,慢慢把粉篩進器內(nèi),結(jié)塊的應設法細碎過篩后才可投進器內(nèi),以免延緩溶解時間,妨礙生產(chǎn)。
目前在粉狀聚丙烯酰胺出廠時雖然有一定的水解度,但水解度仍比較低,不超過20%,不適于制糖工業(yè)使用。按我廠使用經(jīng)驗,水解度一般要求在26~30%之間,才能達到較佳的絮凝能力。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分鐘左右就可達到較佳的水解度26~30%。加堿量比膠狀的(16~20%)為少,這是因為粉劑在制造過程中加進了一定量的堿,有了一定的水解度。
聚丙烯酰胺(不管是粉狀或膠狀)對鐵離子的存在會使其本身解聚,解聚后降低了分子量,從而降低了絮凝能力。所以在制造過程中強調(diào)要用無離子水。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小時后測定其況降速度效應如表2所示。
表2
編號 | 鐵容器 | 燒杯 |
1 | 45 | 270 |
2 | 70 | 255 |
3 | 55 | 260 |
試驗表明,鐵離子對聚丙烯酰胺的解聚是很嚴重的,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),而操作者每當沉降速度達不到生產(chǎn)要求時,就盲目地增加絮凝劑的用量,這是沒有什么作用的。我們曾做了一些絮凝劑用量對沉降速度的試驗,試驗表明,當達到較佳用量(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。如用量過多,濾布的使用時間過長,過量的聚丙烯酰胺會將濾布的孔眼堵死。所以,在生產(chǎn)中一定要掌握較佳用量。