制糖工艺技术参数与工业自动化技术浅析

□ 刘佶昆 江苏省盐城市大丰区大丰港大丰英茂糖业有限公司

1 引言

制糖工艺相对复杂，制糖生产过程具有流程性特点，在制定、执行制糖工艺参数的过程中，任何参数出现变化都会影响后续工艺参数，这就为制糖工艺参数制定带来了很大难题。而工业自动化技术的应用，为执行制糖工艺参数提供了很大便利，生产全过程都是自动化操作，减少了能源的消耗量，为企业创造了更多效益，在很大程度上推动着制糖业的发展。基于此，文章介绍了我国制糖厂制糖现状，分析了制糖工艺技术参数的制定、工业自动化技术的应用。

2 我国制糖厂制糖现状

我国制糖厂普遍是根据甘蔗品种、成熟情况、生长环境和体制处理等各项因素，合理制定工艺参数，但在甘蔗成熟度不够、糖分转化低的情况下，严重影响了糖的产量和质量。在制糖加工过程中，为了增加糖浆的钙盐含量，需要向其中添加石灰，有效解决糖分分解后产生的有机酸问题[1]。并且，分解过程中会产生很多胶体状物质，导致糖浆粘度有所增加，为澄清、煮糖等加工工艺带来了很大困难。因此，制糖厂需要强化制糖过程，及时调整、修改制糖工艺参数，有效地提升糖的产量和质量。

3 制糖工艺技术参数的制定

在制糖过程中，由融化粗糖、结晶程序回流会构成原糖液，原糖液进入澄清工段时，温度在70 ℃左右，干物质含量是62%，随后进行过滤，清糖汁澄清工艺去除精炼粗糖中的残留非糖物质，去除原糖液中的固体物质，如纤维、碎木、尘土等，随后对澄清原糖汁进行石灰饱充处理。从融糖工段开始，原糖液被泵输送通过加热器，被加热至80 ℃。石灰乳被加入到加热后的原糖液中，由静态混合器混合。加入足够的石灰乳，直至碱度达到0.65～0.70 g CaO/100 cm3。石灰乳的加入量取决于流过换热器的原糖液量，后者取决于原糖液罐的液位。因此，相关部门不仅要控制饱充中的气体供给，还需要在CO2压缩机吸入端加入空气，将CO2浓度调至12%～18%，这种方式的优势是饱充的各个阶段都会有大量气体、空气混合物送入系统中，以满足集中混合/循环的实际要求。在最后阶段，饱充原糖液直接通过输出口到达储罐，再送往隔膜压滤机。在饱充工艺中，含CO2的烟气或石灰窑气同含石灰的糖汁直接接触。碳酸同氢氧化钙在反应罐中发生化学反应，产生碳酸钙。

除此之外，里氏管系统（“重力运作循环反应器”）的高粘度蔗糖溶液饱充，能够作为一系列问题的解决方案，使加入石灰乳后的糖浆充分与CO2接触。饱充期间系统内所有位置的碱度几乎一致，使得引入的大量石灰所产生的氢氧化钙等成分完全转化为碳酸钙等沉淀物。建议在将糖液引入饱充罐之前，直接在糖液中加入石灰乳并在静态混合器混合。饱充可在＞80 ℃的温度下进行。该温度下出现的低粘度使混合物均质化更容易，可加速反应且有利于产生小气泡。为了避免大幅热量流失，当引入大量气体时，温度不应超过80 ℃。

4 制糖工业自动化技术

4.1 自动化蒸发、澄清工艺

在制糖工业自动化技术中，蒸发、澄清工艺是其中的关键，其具有复杂性、混合性特点，在这一过程中糖浆系统、用汽系统发挥着十分重要的作用。制糖工艺工作人员需要将液位检测点放在粗糖浆箱、混合汁箱、五效蒸发罐等位置，充分发挥出糖浆系统的作用。另外，为了确保工业自动化技术中蒸发工艺的有序进行，制糖工艺工作人员需要重视五效真空蒸发的加热温度，一般将温度检测点放在五效蒸发罐以及加热器等位置，充分发挥出用汽系统的作用，通过两个系统的结合，减少能源的消耗量，进一步提升糖分的回收率。

4.2 自动化技术结晶工艺

在制糖过程中，结晶方法主要分成2种，分别是连续结晶法、间歇结晶法。其中，间歇结晶法中糖膏体积、加热面积之比会在结晶过程中不断变小，对流效果相对较差，煮糖过程消耗的时间比较长，但能够产生良好的结晶效果，有效提升成品糖的整体质量。同时，连续结晶液面比较低，静压损失相对较小，制糖工艺工作人员需要利用低参数的蒸汽，提高对流结晶效果，这一方式消耗的煮糖时间比较短，这时可以利用间歇式结晶法提高成品糖整体质量。因此，在连续结晶缺陷未得到有效解决之前，制糖工艺工作人员需要实行间歇式结晶方式，利用自动控制方法代替传统的人工控制方法。除此之外，为了降低能源的消耗量，简化结晶过程，工作人员还需要添加辅助工具，如设计有搅拌功能的结晶自控系统，针对温度、真空度、蒸汽压力与粘稠度等参数进行检测。为了确保结晶的稳定、安全进行，制糖工艺工作人员需要将双控制器、双路稳压电源应用到结晶自控系统中。

5 结语

综上所述，制糖工艺流程具有一定的复杂性，制糖工艺人员必须引进工业自动化技术，确保制糖工艺参数的合理性，有效提升制糖产品质量和产量。并且，在制糖过程中，制糖工艺人员需要充分考虑安全性、生产效率，充分发挥工业自动化技术的作用，确保制糖工艺流程的有序进行。