干鹽生產(chǎn)中異物率高的原因分析及解決方法

李 煥，陳留平，徐 敏，趙營峰

(中鹽金壇鹽化有限責(zé)任公司，江蘇 常州 213200)

食鹽是人類生活中必不可少的營養(yǎng)素和調(diào)味品，又是若干化學(xué)工業(yè)的基本原料，故被稱為“生命的精髓”和“化學(xué)工業(yè)之母”?？梢?，制鹽工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有相當(dāng)重要的地位。

鹽按照用途來分類，可以分為食用鹽和工業(yè)用鹽。按照其水分含量來分類，可以分為散濕鹽和干鹽。其中散濕鹽的水分含量為2%～3%，干鹽的水分為≤0.1%。

1 項目背景

1.1 干鹽的生產(chǎn)工藝

對于干鹽的生產(chǎn)，國內(nèi)一般采用多效蒸發(fā)真空鹽硝聯(lián)產(chǎn)工藝或者機械熱壓縮工藝。中鹽金壇金賽鹽廠于2008-10從瑞士SEP引進 100 萬 t/a 機械壓縮制鹽生產(chǎn)技術(shù)，采用世界先進的“機械壓縮(MVR)+ 母液回收”鹽硝聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)工藝，為國內(nèi)第一家采用MVR工藝年產(chǎn)100萬t精制鹽的鹽廠，填補了我國多效蒸發(fā)技術(shù)與機械壓縮技術(shù)結(jié)合生產(chǎn)工藝的空白。

中鹽金壇鹽化有限責(zé)任公司(以下簡稱“公司”)目前生產(chǎn)的工藝則采用多效蒸發(fā)真空鹽硝聯(lián)產(chǎn)工藝[3]和機械熱壓縮工藝兩種。

1.2 干鹽的生產(chǎn)流程簡述

干鹽的生產(chǎn)的工藝流程主要為：鹵水經(jīng)過鹵水凈化去除其中的鈣鎂離子后得到精鹵，通過五級預(yù)熱后，依次進入一效蒸發(fā)罐、二校蒸發(fā)罐、三校蒸發(fā)罐和四校蒸發(fā)罐。這四效蒸發(fā)罐同時蒸發(fā)結(jié)晶析出鹽顆粒。通過鹽腿將鹽漿排入鹽漿桶。經(jīng)過增稠器增稠，離心脫水后，通過皮帶輸送至鹽干燥床干燥，再經(jīng)過皮帶輸送至包裝車間進行產(chǎn)品包裝。

1.3 干鹽生產(chǎn)流程簡圖(圖1)

礦區(qū)開采鹵水后通過管道輸送至鹽廠，鹽廠采用化學(xué)方法對鹵水進行凈化，去除鹵水中的鈣、鎂離子等雜質(zhì)，精制鹵水送至制鹽車間蒸發(fā)結(jié)晶。結(jié)晶顆粒經(jīng)過鹽腿排入鹽漿桶，鹽漿泵入增稠器沉降后排入離心機脫水，得到含水量大約為2.5%的濕鹽，一部分濕鹽經(jīng)過皮帶運輸進入干燥床干燥，得到含水量約為0.1%的干鹽，再通過皮帶運輸進入包裝車間進行包裝。

圖1 干鹽工藝流程簡圖Fig.1 Dry salt process flow diagram

2 異物投訴率的生產(chǎn)現(xiàn)狀

隨著鹽業(yè)體制的改革不斷推進以及民眾對于食品安全問題的關(guān)注度越來越高。作為食用鹽的生產(chǎn)單位，食鹽內(nèi)異物的控制則凸顯重要。

公司自食鹽生產(chǎn)以來，一直高度重視食品安全問題以及干鹽生產(chǎn)中異物的控制問題。因此干鹽中一旦出現(xiàn)異物，則會將此批次產(chǎn)品直接進行降級，按照工業(yè)用鹽來進行處理，因此則會造成資源浪費。

對公司B線干鹽的生產(chǎn)現(xiàn)狀進行了按月統(tǒng)計，異物投訴率月均為1 914 mg/kg，見表1。

表1 2016-01～07 B線干鹽異物投訴率統(tǒng)計表Tab.1 Statistical table of complaint rate of foreign matters in dry salt of line B from January to July in 2016

3 干鹽中異物投訴率的影響分析

根據(jù)工作人員日常統(tǒng)計，干鹽中的異物主要有四種，分別是鹽垢、檢修后焊渣、皮帶屑以及設(shè)備磨損物等。具體見表2、圖2。

從圖2中可以看出，鹽垢對干鹽投訴率影響最大。因此只需要著重尋找降低鹽垢投訴率的方法，則可以尋找到降低干鹽異物投訴率的方法。

表2 干鹽中各類異物投訴率統(tǒng)計表Tab.2 Statistical table of complaint rate of various foreign matters in dry salt

圖2 干鹽中各類異物投訴率排列圖Fig.2 Arrangement chart of complaint rate of various foreign matters in dry salt

4 鹽垢投訴率高的原因分析

如上所述，需要尋找到降低干鹽異物投訴率的方法，則只要著重尋找降低鹽垢投訴率的方法。那么，則需要知道導(dǎo)致鹽垢投訴率高的原因有哪些，特別是主要原因有哪些，然后可針對主要原因?qū)ふ业结槍π缘拇胧?，找到降低干鹽異物投訴率的方法。

4.1 管式過濾器濾袋破損對鹽垢的影響

管式過濾器是攔截鹵水中懸浮顆粒的重要設(shè)備，精度可達5 μm，若管式過濾器濾袋破損，則精鹵中的微溶懸浮顆粒會在蒸發(fā)罐內(nèi)富集形成鹽垢。進而隨排鹽排出，增大異物投訴率。根據(jù)朗播比爾定律，A=lg(1/T)=kCL測定鹵水中的濁度。根據(jù)行業(yè)規(guī)定，濁度低于7.96 NTU為合格。因此統(tǒng)計公司每月鹵水濁度情況，以觀察管式過濾器對于鹽泥的攔截是否有效，是否會造成鹽垢投訴率的增高。具體情況如表3。

表3 鹵水月均濁度數(shù)據(jù)Tab.3 Monthly average turbidity data of brine

從表3看出，檢測結(jié)果全部在要求范圍之內(nèi)，說明管式過濾器的效果維持較好，對鹽垢投訴率的增加影響不大。

4.2 震動篩篩網(wǎng)對鹽垢的影響

鹽進入干燥床干燥后，通過下料器排出進入震動篩進行顆粒的篩選。干鹽和塊鹽以及鹽垢等進入震動篩，鋪在震動篩篩網(wǎng)上，震動篩通過上下震動，小粒徑的干鹽掉出篩網(wǎng)進入干鹽皮帶，大顆粒的塊鹽以及鹽垢等留在篩網(wǎng)上，通過震動從外排口掉出。以達到篩分塊鹽和干鹽的目的。目前，公司生產(chǎn)的震動篩篩網(wǎng)則采用寬度為2.5 mm，長度為5 cm的條形篩網(wǎng)。

通過收集下道工序所投訴的鹽垢樣品并統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)，片狀鹽垢占鹽垢總量的比例達到74.5%，見表4。

表4 鹽垢形狀統(tǒng)計Tab.4 Statistics of salt scale shape

對投訴的片狀鹽垢隨機抽取的10個樣本壁厚進行測定，平均厚度為1.64 mm，條形篩網(wǎng)的寬度為2.5 mm。厚度小于篩網(wǎng)的寬度，因此從理論上推斷，鹽垢在震動過程中大部分可以通過篩網(wǎng)進入皮帶見表5。鹽垢種類統(tǒng)計見表6

對產(chǎn)生鹽垢異物的2 h時間段內(nèi)產(chǎn)生的鹽垢總樣進行統(tǒng)計，片狀鹽垢仍占大多數(shù)，達到54.8%。

表5 鹽垢厚度統(tǒng)計Tab.5 Statistics of salt scale thickness

表6 干鹽中鹽垢種類統(tǒng)計Tab.6 Statistics of salt scale types in dry salt %

從上述數(shù)據(jù)中可以看出，目前的震動篩篩網(wǎng)對鹽垢的篩除效果不佳，對異物投訴率有較大影響。

4.3 處理系統(tǒng)對鹽垢的影響

四效真空制鹽過程中，隨著前三效的NaCl不斷結(jié)晶析出，在轉(zhuǎn)料的作用下，系統(tǒng)內(nèi)硫酸鈉和碳酸鈉以及鈣離子不斷富集。由化驗可知，鹵水凈化后的精鹵中NaCl含量為300 g/L，硫酸鈉含量為14 g/L，鈣鎂離子總含量不超過10 mg/kg。而進入第四效EV-304的料液中硫酸鈉含量達到65 g/L，碳酸鈉含量達到6.85 g/L，Ca2+含量達到2.5 g/L，這就為蒸發(fā)罐罐壁結(jié)垢形成了前提條件。在正常的生產(chǎn)過程中，由于罐內(nèi)溶液均為飽和鹵水，垢層不易脫落，但是如果對蒸發(fā)系統(tǒng)進行進水假刷處理，飽和鹵水置換成淡水后，罐壁鹽垢則會在淡水的溶解下，從罐壁大量脫落掉入鹽腿。最終隨著鹽漿脫水后進入干燥床，從而有可能會增大鹽垢的投訴率。

對2016-11～12系統(tǒng)處理后1 h內(nèi)接收特種鹽廠的投訴發(fā)現(xiàn)，每次“假”刷后均會接收到投訴，詳見表7。

表7 系統(tǒng)處理時間和投訴時間的對應(yīng)表Tab.7 Corresponding table of system processing time and complaint time

據(jù)公司制鹽操作規(guī)程，每5 d對各罐塊鹽進行處理一次，于是對2016-11～12頂排塊鹽的次數(shù)和頂排結(jié)束后收到投訴的次數(shù)進行了調(diào)查。結(jié)果見表8。

表8 頂排次數(shù)和投訴次數(shù)表Tab.8 Number of top row and number of complaint

從表8可得出，系統(tǒng)處理對鹽垢投訴有直接的影響。

5 鹽垢投訴率高的應(yīng)對策略

5.1 選擇并更換合適的篩網(wǎng)

由于長條型篩網(wǎng)不利于鹽垢的攔截，因此選擇圓孔型篩網(wǎng)成為了最佳選擇。那么，篩網(wǎng)的孔徑選擇則需要通過實驗來確定。選擇了1.5 mm～3.5 mm的不同尺寸的篩網(wǎng)孔徑進行了對比性實驗，結(jié)果見表9、圖3。

表9 不同尺寸的篩網(wǎng)孔徑對鹽垢影響對比實驗Tab.9 Comparative experiment on the influence of different screen sizes on salt scale

圖3 不同尺寸的篩網(wǎng)孔徑對鹽垢影響對比圖Fig.3 Commparison diagram of the influence of different screen sizes on salt scale

根據(jù)篩選，最佳孔徑為2.5 mm。更換篩網(wǎng)后，對2017-03鹽垢情況進行調(diào)查，片狀鹽垢通過率為0%。

5.2 對處理系統(tǒng)的流程進行優(yōu)化

原系統(tǒng)處理流程和新的系統(tǒng)處理流程見圖4、圖5。

此次優(yōu)化頂排處理結(jié)束之后，對鹽腿內(nèi)余鹽再次頂排3次，并且對暫時不生產(chǎn)干鹽，通過生產(chǎn)濕鹽的方式，將系統(tǒng)中的鹽垢通過濕鹽帶掉，從而避免鹽垢進入干燥床，降低鹽垢投訴。

圖4 原系統(tǒng)處理流程Fig.4 Original system processing flow

圖5 新系統(tǒng)處理流程Fig.5 New system processing flow

改變操作流程后，2017-05對鹽垢投訴調(diào)查發(fā)現(xiàn)，無鹽垢投訴，說明方法正確，改進有效。

6 結(jié)語

文章通過對干鹽生產(chǎn)線的分析，通過數(shù)據(jù)調(diào)查以及柏拉圖的方式，找到了影響干鹽生產(chǎn)中異物投訴率高的癥結(jié)，在于鹽垢的投訴率高。通過分析管式過濾器的濾袋、震動篩的篩網(wǎng)以及系統(tǒng)處理的方法來確定影響鹽垢投訴率高的原因，并且針對原因做了應(yīng)對方案且取得了一定的成效。