紅糖輸送設(shè)備淺析

□ 唐文韜　廣西洋浦南華糖業(yè)集體股份有限公司

紅糖輸送設(shè)備淺析

□ 唐文韜廣西洋浦南華糖業(yè)集體股份有限公司

前言

紅糖是甘蔗汁濃縮后得到的帶蜜的甘蔗成品糖。紅糖的原料是甘蔗，甘蔗砍收后經(jīng)過(guò)切碎、壓榨得到含有雜質(zhì)甘蔗汁，甘蔗汁再經(jīng)過(guò)澄清過(guò)濾后進(jìn)行加熱濃縮，濃縮到一定的濃度后出鍋冷卻制成粉狀紅糖或者澆鑄成塊紅糖。紅糖的主要成分為蔗糖（85%以上）、糖蜜（葡萄糖、果糖等）和水分（3%～4%），還含有維生素和微量元素，如鐵、鋅、錳、鉻等。因而紅糖是一種粘性很大的混合物。并且由于糖蜜和水分的存在，粉狀紅糖的顆粒很不均勻，3 mm以下的顆粒約占70%，3～10 mm的顆粒約占20%，10mm以上的顆粒約占10%。

目前，國(guó)內(nèi)紅糖產(chǎn)量每年月15萬(wàn)噸，其中手工小作坊生產(chǎn)約12萬(wàn)噸，正規(guī)紅糖企業(yè)規(guī)模生產(chǎn)約3萬(wàn)噸。手工小作坊生產(chǎn)規(guī)模一般為每天工作12~16小時(shí)，日產(chǎn)紅糖0.5~3噸，各工序之間的銜接全靠人工搬運(yùn)。作為一種傳統(tǒng)的食品生產(chǎn)方法，手工小作坊具有投資小、生產(chǎn)靈活、周邊市場(chǎng)信任等特點(diǎn)，但是由于生產(chǎn)環(huán)境衛(wèi)生條件差，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大，隨著國(guó)家對(duì)紅糖行業(yè)的規(guī)范化，這種生產(chǎn)方式將會(huì)越來(lái)越少。正規(guī)紅糖企業(yè)根據(jù)紅糖的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，采用機(jī)械設(shè)備代替人工勞動(dòng)，既降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、增大了生產(chǎn)規(guī)模，又保留了紅糖的獨(dú)特韻味，并且由于對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的嚴(yán)格控制，保證了紅糖質(zhì)量的穩(wěn)定性和安全性。隨著紅糖市場(chǎng)的發(fā)展和成熟，正規(guī)紅糖企業(yè)必將逐漸增加，規(guī)模逐漸增大，紅糖的輸送也將越來(lái)越受關(guān)注。但是由于正規(guī)紅糖企業(yè)中糖分抽取率、紅糖中糖蜜的含量相對(duì)手工小作坊較高，紅糖粘性更大，輸送也更加困難。

常用固體物料輸送設(shè)備

固體物料的形態(tài)多樣，包括粉末狀、顆粒狀、大粒狀、塊狀，等等，對(duì)于不同形態(tài)的固體物料應(yīng)采用不同的輸送方式及設(shè)備。工業(yè)上常用的輸送設(shè)備有斗式提升機(jī)、刮板輸送機(jī)、氣力輸送機(jī)、帶式輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)與振動(dòng)輸送機(jī)。

斗式提升機(jī)適用于垂直輸送粉狀、顆粒及小塊的物料，具有密封性好、結(jié)構(gòu)緊湊、提升量大、提升度高（可達(dá)30 m）等優(yōu)點(diǎn)，但是斗式提升機(jī)料斗多，提升粘性物料時(shí)容易粘斗，輸送量會(huì)迅速減少，清理困難。

刮板輸送機(jī)工作時(shí)其刮板鏈條埋于物料之中，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、體積小、可單點(diǎn)和多點(diǎn)進(jìn)、出料，常用于輸送顆粒狀、小塊狀和粉狀物料，能在0°～30°范圍內(nèi)作傾斜和垂直輸送。但是不適用于懸浮性大、塊度大、磨損性大、粘性大及易碎的物料。

氣力輸送機(jī)是指在管道中借空氣的動(dòng)能或靜壓能使物料按指定路線進(jìn)行輸送的方式。氣力輸送的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，使用、管理和維護(hù)方便，自動(dòng)化程度高，環(huán)境污染小等。缺點(diǎn)是動(dòng)力消耗較大，物料易于破碎或粘附管道，管壁已磨損，物料尺寸需小于30 mm?？伤?、垂直或傾斜輸送。

常用的帶式輸送機(jī)有移動(dòng)升降式和固定式之分。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、動(dòng)作平穩(wěn)、輸送能力較高、各部分摩擦阻力較小、動(dòng)力消耗較低，在輸送過(guò)程中物料的破損較少，而且安裝維修方便。帶式輸送機(jī)既可輸送細(xì)散的物料，又可成包輸送。粘性物料在輸送帶底部和刮板處易掉落和堆積，帶式輸送機(jī)不適用于溫度過(guò)高物料。

螺旋輸送機(jī)俗稱絞龍，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、橫截面尺寸小、密封性能好、可以中間多點(diǎn)加料和卸料、操作安全方便以及制造成本低等。但存在機(jī)件磨損較嚴(yán)重、輸送量較低、消耗功率大、物料在運(yùn)輸過(guò)程中易破碎等缺點(diǎn)。不適宜輸送易變質(zhì)的、磨損性大、粘性大的易結(jié)塊的物料。

振動(dòng)輸送機(jī)采用電動(dòng)機(jī)作為優(yōu)質(zhì)振動(dòng)源，使物料被拋起的同時(shí)向前運(yùn)動(dòng)，達(dá)到輸送的目的。振動(dòng)輸送機(jī)輸送面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于清理，且具有良好的散熱特性。但振動(dòng)輸送機(jī)振動(dòng)大，對(duì)基礎(chǔ)要求高，且不宜放置在樓面，否則會(huì)影響廠房的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和其他設(shè)備的精度。廣泛用于冶金、煤炭、建材、化工、食品等行業(yè)中粉狀及顆粒狀物料水平輸送。

從上述常用輸送設(shè)備的特點(diǎn)可以看出，真正適用于紅糖輸送的設(shè)備很少。

紅糖輸送設(shè)備現(xiàn)狀

粘性物料的輸送是工業(yè)輸送中的一個(gè)難點(diǎn)，而紅糖作為粘性食品，它的輸送過(guò)程中既要保證不結(jié)塊不粘附又要保證散熱和衛(wèi)生安全，它的輸送設(shè)備要求更加嚴(yán)格。

目前，工業(yè)上粘性物料輸送使用較多的是螺旋輸送機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、能調(diào)節(jié)輸送速度，但不可避免地存在粘附、結(jié)塊現(xiàn)象，明顯不適用于成品紅糖的輸送。

目前，國(guó)內(nèi)的正規(guī)紅糖企業(yè)僅4家，且生產(chǎn)歷史均在10年以上，設(shè)備比較老。由于過(guò)去紅糖產(chǎn)業(yè)不受重視，紅糖設(shè)備基本沒(méi)有開(kāi)發(fā)改進(jìn)，因而紅糖輸送使用的是傳統(tǒng)的、沒(méi)有新技術(shù)改造的設(shè)備。隨著近年來(lái)人們對(duì)于生態(tài)食品、傳統(tǒng)保健食品的追求，紅糖市場(chǎng)不斷升溫和擴(kuò)大，紅糖價(jià)格不斷提升，使紅糖企業(yè)進(jìn)入盈利時(shí)期，能夠有資金進(jìn)行技術(shù)更新和規(guī)模擴(kuò)大，同時(shí)也對(duì)紅糖輸送設(shè)備提出了更高的要求。

現(xiàn)在紅糖企業(yè)使用的成品紅糖輸送設(shè)備有兩種：振動(dòng)輸送機(jī)（如圖1所示）和電動(dòng)葫蘆提升機(jī)。

圖1　紅糖振動(dòng)輸送機(jī)

振動(dòng)輸送機(jī)主要用于成品紅糖的水平運(yùn)送和分類篩選。紅糖振動(dòng)輸送機(jī)為彈性連桿式，紅糖從糖粉機(jī)落入振動(dòng)輸送機(jī)，被振槽帶動(dòng)以70°～75°向上向前拋起，并不斷翻動(dòng)，從而使物料均勻分布并向前運(yùn)動(dòng)，同時(shí)由于翻動(dòng)時(shí)與空氣交換熱量，降低了紅糖的溫度，增加了紅糖包裝后的穩(wěn)定性，減少了存儲(chǔ)后結(jié)塊現(xiàn)象。為了減少紅糖自身和對(duì)設(shè)備的磨損，通常采用較低的振動(dòng)頻率，一般為4～6Hz。

振動(dòng)輸送機(jī)振槽使用304不銹鋼制造，槽內(nèi)應(yīng)打磨光滑，并在轉(zhuǎn)角處使用圓角，以減少紅糖的粘附。但是由于紅糖自身的粘性，輸送一段時(shí)間后，振槽內(nèi)會(huì)粘附有比較多的紅糖，需要定時(shí)清理，否則容易滋生細(xì)菌，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

生產(chǎn)線中后部振動(dòng)輸送機(jī)通常會(huì)安裝分類篩，以分篩出顆粒過(guò)大的糖頭，合格的顆粒輸送至大包裝秤包裝。而糖頭則進(jìn)入到儲(chǔ)箱中，通過(guò)電動(dòng)葫蘆提升機(jī)提升到重熔設(shè)備重熔利用。由于目前紅糖沒(méi)有合適的連續(xù)提升和分配設(shè)備，大包裝秤通常在振動(dòng)輸送機(jī)尾部直接進(jìn)行包裝，這就造成振動(dòng)輸送機(jī)振槽安裝位置必須提高，才能滿足包裝秤的安裝要求。一臺(tái)振動(dòng)輸送機(jī)通常對(duì)應(yīng)1～2臺(tái)大包裝秤，包裝秤數(shù)量再增加時(shí)物料不容易分配，并且振動(dòng)輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)振動(dòng)大，包裝秤精度容易受到影響。為了減少對(duì)包裝秤及廠房結(jié)構(gòu)的影響，振動(dòng)輸送機(jī)通常安裝在地面，并且需要制作牢固的設(shè)備基礎(chǔ)。由于紅糖的粘性，紅糖大包裝秤的包裝速度較慢，一般為80~130包/小時(shí)（25 kg包裝），那么每條輸送線產(chǎn)能僅為4～6.5t/h，不利于生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大。

振動(dòng)輸送機(jī)設(shè)備體積大，僅能水平輸送，振動(dòng)大，物料不易分配，已不能滿足紅糖生產(chǎn)日益提高的要求。而電動(dòng)葫蘆提升機(jī)僅能間歇提升，并且不能密閉運(yùn)行，也已經(jīng)不能滿足自動(dòng)化生產(chǎn)和食品衛(wèi)生安全的要求。

紅糖輸送設(shè)備的開(kāi)發(fā)方向

根據(jù)現(xiàn)有常用工業(yè)輸送設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合食品輸送的特殊要求，以及新技術(shù)新材料的應(yīng)用，借鑒國(guó)外食品設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，食品行業(yè)出現(xiàn)了一些新型輸送設(shè)備。結(jié)合紅糖的特性，對(duì)這些設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，可以試驗(yàn)開(kāi)發(fā)出合適的輸送設(shè)備。

傾斜式多斗提升機(jī)

如圖2所示，此設(shè)備由斗式提升機(jī)改進(jìn)而成，斗數(shù)量較少，比較容易清理，提升高度3～6 m，輸送能力1～8 m3/H。一般采用塑料或不銹鋼斗，如果在斗內(nèi)表面增加聚四氟乙烯涂層，則可以盡可能地減少紅糖粘附的可能性，再配合定時(shí)清理的裝置，可以滿足紅糖的大部分提升要求。

圖2　傾斜多斗提升機(jī)

Z型提升機(jī)

Z型提升機(jī)同樣由斗式提升機(jī)改進(jìn)而成，斗數(shù)量較多，可以同時(shí)水平和垂直輸送，并可以同時(shí)開(kāi)多個(gè)出料口，提升高度3～15 m，輸送能力6～15 m3/H。此設(shè)備也可以通過(guò)增加斗內(nèi)聚四氟乙烯涂層和定時(shí)清理的裝置滿足紅糖大高度提升要求。

食品級(jí)帶式輸送機(jī)

食品級(jí)帶式輸送機(jī)采用食品級(jí)PVC膠帶、不銹鋼滾筒和支架，即能水平輸送，又能傾斜提升。此設(shè)備可以在膠帶面增加聚四氟乙烯涂層，將頭部清理刮板改為氣吹清理，并在輸送帶底部配備托盤和定時(shí)清理裝置，減少粘附和細(xì)菌感染。

平衡式振動(dòng)輸送機(jī)

完全平衡式振動(dòng)輸送機(jī)采用獨(dú)特的彈性支撐型式，使輸送槽體與平衡體組成一個(gè)質(zhì)量完全平衡的雙質(zhì)體共振系統(tǒng)，輸送槽在激振器的作用下，與平衡體形成一個(gè)共振系統(tǒng)，該共振系統(tǒng)產(chǎn)生的慣性振動(dòng)力在系統(tǒng)內(nèi)基本抵消；設(shè)備支撐底架通過(guò)彈簧隔震系統(tǒng)與安裝基礎(chǔ)聯(lián)接，可再次消減振動(dòng)，因此基礎(chǔ)受到的設(shè)備動(dòng)載荷非常小，可以安裝在高樓層。輸送槽內(nèi)增加聚四氟乙烯涂層也可以極大地較少粘附。

快退慢進(jìn)式水平輸送機(jī)

快退慢進(jìn)式水平輸送機(jī)是一種新型的輸送設(shè)備，它提供一個(gè)清潔、柔和的產(chǎn)品輸送環(huán)境，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易維修，可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)物料分配。它的工作原理是：物料在輸送槽隨著槽體緩慢前進(jìn)以小段距離，然后槽體迅速后退，由于槽體與物料的摩擦較小，物料慣性的作用懸停在之前的位置，這樣完成了一個(gè)循環(huán)；下一個(gè)循環(huán)物料再隨槽體前進(jìn)。輸送機(jī)輸送能力1～12 m3/H。

另外，紅糖廠原來(lái)采用的振動(dòng)輸送機(jī)和電動(dòng)葫蘆提升機(jī)也可以經(jīng)過(guò)改進(jìn)后使用。振動(dòng)輸送機(jī)可以通過(guò)在槽內(nèi)增加聚四氟乙烯涂層減少粘附。電動(dòng)葫蘆提升機(jī)可以改為酒店傳菜機(jī)式的設(shè)備，包裝衛(wèi)生安全。

結(jié)語(yǔ)

紅糖粘性大，其輸送設(shè)備要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、粘附少、易清理、不擠壓物料，并且安全衛(wèi)生。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有食品輸送設(shè)備和現(xiàn)用紅糖輸送設(shè)備的技術(shù)改造，進(jìn)行試驗(yàn)開(kāi)發(fā)，可以滿足紅糖輸送的需要。