技术领域本发明专利涉及一种甘蔗制糖领域的生产设备，尤其是一种甘蔗糖厂硫熏中和器及其进行硫熏中和反应的方法。
背景技术：
亚硫酸法糖厂的蔗汁硫熏中和是整个生产流程的关键技术之一，目前大多数糖厂使用的是立式管道蔗汁硫熏中和器，基本上采用多喷嘴中和器，部分还使用单喷嘴中和器，这种传统的硫熏中和器存在较多缺陷，如中和反应速度慢、受榨量波动影响大、硫熏强度稳定性差等，从而导致白砂糖二氧化硫含量高等诸多问题。近年来，国家对白砂糖二氧化硫含量越来越重视，总的趋势是要降低二氧化硫含量，有些名牌的食品厂和饮料厂甚至要求所用的糖不含二氧化硫。但部分糖厂生产的白砂糖残留二氧化硫较高，接近甚至超过国家标准，成为糖厂迫切需要解决的重大技术问题。
技术实现要素：
本发明提供了一种甘蔗糖厂硫熏中和器及其进行硫熏中和反应的方法，可以有效提高吸硫效率，提高蔗汁的清净效率，减少硫磺使用量，降低糖厂蔗汁中二氧化硫残留量，减少蔗汁中和的可溶性钙盐，降低生产成本和保障白砂糖含硫量。为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种硫熏中和器，包括汁室和抽吸室，所述汁室和抽吸室之间间隔设有若干条蔗汁导流管，蔗汁导流管的上端与汁室连接，蔗汁导流管的下端通过喷嘴与抽吸室连接；所述蔗汁导流管上还设有阀门。本发明通过对汁室和抽吸室做分体式设计，在汁室和抽吸室之间设计了蔗汁导流管进行连接，且通过阀门来控制喷嘴的压力和流速，使硫熏中和器的主要组成部分汁室、抽吸室、蔗汁导流管便于维护、清洗和更换。优选的，所述抽吸室的顶面上设有喷嘴座，喷嘴的前端穿过喷嘴座伸入至抽吸室中。喷嘴座对喷嘴的位置进行固定，以保证良好的喷射效果。优选的，所述喷嘴包括中部的抽吸段和前部的扩散段，所述抽吸段为圆台形结构，所述扩散段为圆柱体结构；喷嘴的后部还设有与蔗汁导流管的连接段。抽吸段和扩散段的结构设计可使蔗汁均匀地喷射至抽吸室中。优选的，所述抽吸段与扩散段延长线所形成的夹角为α，α为10~15°，如此更有利于喷射的蔗汁聚焦形成负压，提高二氧化硫的抽吸效率。其中，α以12°为最佳。优选的，所述阀门包括气动球阀和手动球阀，至少有一根蔗汁导流管上设有气动球阀，至少有一根蔗汁导流管上设有手动球阀。气动球阀可自行根据压力来调节流速和流量，手动球阀可根据实际情况进行调节，增加了调节流速和流量的手段。优选的，所有蔗汁导流管中心轴的延长线交于同一点上，以使喷射的蔗汁更好的聚焦形成负压。所述蔗汁导流管的前端设有导流管连接座，喷嘴的后端设有喷嘴连接座，导流管连接座和喷嘴连接座上设有相匹配的螺孔，螺栓穿过导流管连接座和喷嘴连接座上的螺孔使蔗汁导流管和喷嘴连接在一起。喷嘴和导流管形成可拆卸连接，便于拆卸和维护。采用以上所述的硫熏中和器进行硫熏中和反应的方法，包括以下步骤：（1）一次加热后的蔗汁以0.30～0.70MPa的压力进入汁室，然后被分配到各个蔗汁导流管；（2）蔗汁导流管通过阀门的开关来调节蔗汁的流量及流速，蔗汁以22～24m/s的流速通过喷嘴射向抽吸室形成稳定负压，进而抽吸二氧化硫气体，使蔗汁和二氧化硫气体在抽吸室混合形成气液混合流。所述阀门由PLC控制系统控制，PLC控制系统根据蔗汁的压力自动调节喷嘴的使用数量。采用以上所述的硫熏中和器进行硫熏中和反应的方法，包括以下步骤：（1）一次加热后的蔗汁以0.30～0.70MPa的压力进入汁室，然后被分配到各个蔗汁导流管；（2）蔗汁导流管通过阀门的开关来调节蔗汁的流量及流速，蔗汁以22～24m/s的流速通过喷嘴射向抽吸室形成稳定负压，进而抽吸二氧化硫气体，使蔗汁和二氧化硫气体在抽吸室混合形成气液混合流。进一步的，所述阀门由PLC控制系统控制，PLC控制系统根据蔗汁的压力自动调节喷嘴的使用数量。本发明具有以下优点：1、喷嘴抽吸段采用12°倒角设计、扩散段为圆柱体设计，有利于喷射的蔗汁聚焦形成负压，提高二氧化硫抽吸效率，能有效节约硫磺消耗；2、抽吸室内负压的形成，大大提高了蔗汁与SO2气体的反应效率，硫熏强度可达18～30mg/mL；3、操作控制方便，能适应榨量的波动，自动硫熏中和器采用多喷嘴分体式设计，汁室和抽吸室之间分别采用手动、气动球阀控制喷嘴的压力和流速，同时通过PLC控制系统根据混合汁来汁压力自动调节喷嘴的使用数量，从而确保抽吸室内需要的负压而提高抽吸SO2气体的效率，进而保证硫熏强度；4、采用多管式结构，每根蔗汁导流管分别对应装上一个阀门和喷嘴后，分别与汁室和抽吸室上的喷嘴座上的喷嘴联接，且喷嘴采用可拆卸式设计，喷嘴堵塞时，可拆卸疏通，拆卸维护方便。5、可减少蔗汁中的可溶性钙盐，获得的亚硫酸钙沉淀颗粒结实，粒度均匀：由于硫熏强度高，二氧化硫与石灰乳发生中和反应，能够产生颗粒大小均匀、结构致密的亚硫酸钙沉淀，其吸附能力强、易于沉降；6、本发明的硫熏中和器结构简单，操作维护简便；7、通过本发明的硫熏中和器进行硫熏中和，能降低生产成本和保障白砂糖含硫量，提高成品糖质量。。附图说明图1是本发明的结构示意图；图2是蔗汁导流管和喷嘴的连接结构示意图；图3是喷嘴的放大结构示意图。图中，进汁管口1，汁室2，气动球阀3，手动球阀4，蔗汁导流管5，喷嘴6，二氧化硫气管口7，喉管8，尾管9，抽吸室10，喷嘴座11，支撑柱12，抽吸段13，扩散段14。具体实施方式以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于以下实施例：如图1所示，一种硫熏中和器，包括汁室2、抽吸室10，汁室2侧部设有进汁管口1，汁室2下方设有抽吸室10，抽吸室10的一侧设有二氧化硫气管口7，抽吸室10的底部依次通过喉管8、尾管9和反应管连通至中和反应箱中，在图中反应管和中和反应箱未示出。在汁室2和抽吸室10之间间隔安装有3~10条蔗汁导流管5，蔗汁导流管5的上端与汁室2连接，蔗汁导流管5的下端通过喷嘴6与抽吸室10连接，蔗汁进入汁室2之后通过蔗汁导流管进行分配，然后喷射进入抽吸室10，在蔗汁导流管5上还设有阀门。通过对汁室2和抽吸室10做分体式设计，在汁室2和抽吸室10之间设计了蔗汁导流管5进行连接，且通过阀门来控制喷嘴6的压力和流速，使得硫熏中和器的主要构成部件汁室2、抽吸室10、蔗汁导流管5方便进行维护、清洗和更换。另外，为减少蔗汁导流管5的承重力，可在汁室2和抽吸室10之间安装2~4条可拆卸的支撑柱12。为更好地固定喷嘴6，在抽吸室的顶面上设有喷嘴座11，喷嘴6的前端穿过喷嘴座11伸入至抽吸室10中，喷嘴6和喷嘴座11之间可采用螺栓进行固定。对喷嘴6的位置进行固定，可以保证良好的喷射效果。如图2所示，本实施例对喷嘴6进行了进一步的优化设计，喷嘴6包括后部的连接段、中部的抽吸段13和前部的扩散段14，喷嘴6通过连接段与蔗汁导流管5的前端连接，抽吸段13为圆台形结构，扩散段14为圆柱体结构6。抽吸段和扩散段的结构设计可使蔗汁均匀地喷射至抽吸室中。更进一步的，如图3所示，抽吸段13与扩散段14延长线所形成的夹角为α，α为10~15°，如此更有利于喷射的蔗汁聚焦形成负压，提高二氧化硫的抽吸效率。其中，α以12°为最佳。对于阀门的选择，可以包括气动球阀3和手动球阀4，至少有一根蔗汁导流管5上设有气动球阀3，至少有一根蔗汁导流管5上设有手动球阀4。气动球阀4可自行根据压力来调节流速和流量，手动球阀3可根据实际情况进行人工或自动控制系统调节流速和流量，或者关闭手动球阀3，如此一来，增加了调节流速和流量的手段。为使喷射的蔗汁更好的聚焦形成负压，所有蔗汁导流管5中心轴的延长线交于同一点上。蔗汁导流管5的前端设有导流管连接座，喷嘴6的后端设有喷嘴连接座，导流管连接座和喷嘴连接座上设有相匹配的螺孔，螺栓穿过导流管连接座和喷嘴连接座上的螺孔使蔗汁导流管5和喷嘴6连接在一起。如此喷嘴和导流管形成可拆卸连接，便于维护和更换。本实施例只是提供了一种较为方便的可拆卸结构，上述蔗汁导流管5和喷嘴6连接的方式也可以替换为其他便于拆卸的方式。采用以上所述的硫熏中和器进行硫熏中和反应的方法，包括以下步骤：（1）一次加热后的蔗汁以0.30～0.70MPa的压力进入汁室2，然后被分配到各个蔗汁导流管5；（2）蔗汁导流管5通过阀门的开关来调节蔗汁的流量及流速，蔗汁以22～24m/s的流速通过喷嘴6射向抽吸室10形成稳定负压，进而抽吸二氧化硫气体，使蔗汁和二氧化硫气体在抽吸室10混合形成气液混合流。（3）气液混合流顺利进入喉管8，进一步排向反应管，进入中和反应箱与石灰乳中和反应。其中，以上所述的阀门由PLC控制系统控制，PLC控制系统根据蔗汁的压力自动调节喷嘴的使用数量。