砂糖は、飲料、加工食品、ファストフード、キャンディー、ペストリー、および関連産業の基本的な原料です。また、日常生活における調味料としてもよく使われます。用途が広く、需要も非常に大きいです。砂糖は通常、テンサイとショ糖から作られます。砂糖生産量の20%はテンサイ由来で、80%はサトウキビ由来です。世界のサトウキビ砂糖生産量上位5カ国は、ブラジル、インド、中国、タイ、パキスタンです。テンサイ砂糖生産量上位5カ国は、フランス、アメリカ、ドイツ、ロシア、トルコです。
砂糖を製造する過程では、大量の廃水と糖液が発生します。これらの廃水と糖液は、処理工程または排出時に基準を満たすように処理する必要があります。中でも、清澄化は最も重要な工程です。
過去10年間、ポリ塩化アルミニウムその高い効率性と安定性から、世界中の製糖工場で広く使用され、最も人気のある凝集剤の一つとなっています。砂糖液の精製から廃水中のCOD処理まで、PACは製糖業界に最適なソリューションを提供します。
砂糖産業におけるPACの応用
ポリ塩化アルミニウムは、懸濁粒子、コロイド、溶解有機物を効果的に分解・凝集させることができます。高重合度かつ高電荷密度の無機ポリマー清澄剤です。製糖業界では、以下のような用途でよく使用されます。
- サトウキビジュースまたはビートジュースの清澄化。
- 色を取り除き、濁度を低減する。
- 沈殿およびろ過性能を向上させる。
- 排水は、排出または再利用される前に処理される。
硫酸アルミニウムや石灰などの従来の凝集剤とは異なり、PACはより広いpH範囲で効果的に機能し、発生する汚泥が少なく、凝集速度が速い。
ポリ塩化アルミニウムは砂糖ジュースの清澄化に用いられる
未加工の砂糖液には、懸濁物質、植物繊維、コロイド、タンパク質、多糖類、色素、土壌、無機粒子など、さまざまな不純物が含まれています。これらの不純物は、砂糖液の純度、結晶化効率、最終製品である砂糖の品質などに影響を与えます。PACは、懸濁物質や溶解性不純物を除去することができ、この効果は清澄化と呼ばれます。
ポリ塩化アルミニウムの果汁清澄化における作用機序
・ポリ塩化アルミニウムの正電荷は、コロイドや微粒子の負電荷を中和し、それらを不安定にする。
・液体中のタンパク質、砂粒、色素化合物、その他の物質を捕捉し、それらを大きな凝集塊として形成させ、清澄槽内で速やかに沈殿させる。
・さらに、PACは液体の着色を引き起こす化合物を吸着する能力も持ち、砂糖シロップの色を薄くすることで、最終製品の色をより透明にすることができる。
ジュース精製におけるPACの利点
* ジュースの透明度と色をより効果的に低減
* より速い沈降速度とより短い滞留時間
* 清澄ジュースの濁度を低減
* 蒸発器およびヒーターにおけるスケール付着の低減
結晶化能力の向上により、糖収率が向上する。
* 従来の凝集剤と比較して化学薬品の使用量が少ない
汚泥量の削減と汚泥ろ過の簡素化
総合的に見て、PACは最終的な砂糖製品の品質を高めると同時に、操業効率を向上させる。
ジュースの清澄化におけるPACの推奨投与量
一般的な投与量は、ジュースの品質、サトウキビまたはテンサイの種類、および必要な純度によって異なります。一般的な投与量の範囲は次のとおりです。
生のサトウキビジュース中のPACの添加量は20～50mg/Lです。
補助凝集剤と併用する場合、PACの濃度は10～30mg/Lである。
不純物含有量が多い果汁や雨季の果汁の場合、PACの添加量は40～80mg/Lです。
投与量の最適化は、実験室のビーカーを用いた試験によって行うのが最適です。
砂糖液の濁度の違いに基づいて、最適な投与量を決定する。
ポリ塩化アルミニウム：製糖工場廃水の処理に使用
製糖工場の廃水が未処理のまま排出されると、水生および陸生生態系に汚染問題を引き起こします。さらに、製糖工場の廃水が完全に処理されない場合、環境中に放出されると不快な臭いが発生します。製糖工場からの廃水の主な発生源には、搾汁・洗浄工程、ボイラーブローダウン、ろ過・清澄工程、設備洗浄作業、凝縮水、冷却水などがあります。
製糖産業廃水の特性
この種の廃水は通常、有機物（CODおよびBOD）、浮遊物質、顔料、油分、その他の物質を含んでいます。色は褐色で、pH値が低く、悪臭があり、総固形分濃度が高く、溶存有機物および無機物の割合が比較的高いのが特徴です。
廃水処理におけるPACの作用原理
PACは、以下の方法で効果的な廃水処理を実現します。
・凝固と沈殿
これは懸濁物質や有機コロイドの安定性を損ない、それによって凝集物の急速な形成を促進する可能性がある。
・化学的酸素要求量と生物学的酸素要求量が減少した
PACは、COD/BOD負荷を大きくする溶存有機化合物を除去することができる。
・脱色
PACは廃水中の発色性化合物や顔料を吸着することができる。
・汚泥の量が減少する
PACによって生成される汚泥は、密度が高く、よりコンパクトで、取り扱いや脱水が容易である。
廃水管理におけるPACの利点
- 工場の状況にもよりますが、COD除去率は60％から85％に達する可能性があります。
- 濁度と総懸濁物質（TSS）が大幅に改善されました。
- 清澄槽の沈殿速度を上げる
- ミョウバンや鉄塩と比較すると、汚泥の発生量は少ない。
- 幅広いpH範囲（5～9）において安定した性能を発揮します。
- pH調整剤の需要が減少した
- 生物処理システムの性能向上
- これらの利点により、PACは法令遵守とコスト効率を追求する製糖工場にとって最適な選択肢となっています。
廃水処理におけるPACの推奨投与量
PACの投与量は、廃水の特性によって異なります。
一般的に、濃度は30～150 mg/Lです。高COD廃水の場合、濃度は100～200 mg/Lです。
凝集剤（PAMなど）と併用する場合、濃度は20～50mg/Lです。
適切な投与量を守ることで、過剰投与や不必要な費用をかけることなく、効果的な浄化が可能になります。
水処理におけるPAC添加ポイント
前処理段階：これがPAC添加の主な利点であり、コロイド粒子を効果的に不安定化させ、濁度を低減させる。
凝集沈殿前：この段階でPACとPAMなどの凝集剤を組み合わせることで、最適な凝集・沈殿性能が得られ、水の透明度と処理効率が全体的に向上する。
PACと他の凝集剤との相乗効果
PAMと組み合わせてよく使用されます（ポリアクリルアミド凝集強度を向上させるため。
発色を強くしたい場合は、脱色剤を添加することができる。
最適な効果はpH6.5～7.5で得られます。pH調整には石灰を使用できます。
ポリ塩化アルミニウム（PAC）は、糖液の清澄化や廃水処理において高い効率性、安定性、適応性を発揮するため、現代の製糖業界において欠かせない化学添加剤となっています。従来の凝集剤と比較して、PACはpH範囲の広さ、沈降速度の速さ、スラッジ発生量の少なさ、運転効率と糖収率の向上など、多くの利点を提供します。PACの添加量を精密に制御し、ポリアクリルアミド（PAM）などの補助凝集剤と組み合わせることで、製糖工場は最適な清澄化結果とコスト効率を実現できます。
砂糖産業に関する詳細情報は「製糖業界向け化学ソリューションこれがあなたのお役に立てば幸いです。
投稿日時：2025年12月2日
