甘蔗制糖廠節(jié)水降耗節(jié)能優(yōu)化的生產(chǎn)實(shí)踐研究

摘 要：針對(duì)甘蔗制糖廠減少新鮮水消耗生產(chǎn)過程的用水管理問題，進(jìn)行科學(xué)合理的分析，并詳細(xì)介紹研究甘蔗制糖廠減少新鮮水消耗生產(chǎn)實(shí)踐的現(xiàn)實(shí)意義，提升甘蔗制糖廠的經(jīng)營(yíng)管理水平，減少新鮮水資源浪費(fèi)等，提出甘蔗制糖廠減少新鮮水消耗生產(chǎn)的實(shí)踐控制策略，希望能夠給甘蔗制糖廠提供一定的參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：甘蔗制糖廠；新鮮水；管理措施；改造設(shè)備

中圖分類號(hào)：TS248 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）33-0338-02

引 言

近些年來，伴隨我國(guó)居民生活水平的不斷提升，人們對(duì)食品安全問題越來越重視，糖作為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢扇钡恼{(diào)味品，占據(jù)非常重要的作用。在甘蔗制糖廠當(dāng)中，通過運(yùn)用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，能夠有效減少新鮮水的消耗，提升甘蔗制糖效率。對(duì)于甘蔗制糖廠來講，在實(shí)際工作當(dāng)中，要對(duì)原有的制糖工藝進(jìn)行優(yōu)化，在提升甘蔗制糖效率的同時(shí)，減少新鮮水的浪費(fèi)。鑒于此，本文主要分析甘蔗制糖廠減少新鮮水消耗的生產(chǎn)實(shí)踐。

1 研究甘蔗制糖廠減少新鮮水消耗生產(chǎn)實(shí)踐的現(xiàn)實(shí)意義

在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的今天，我國(guó)甘蔗制糖工業(yè)不斷改進(jìn)，技術(shù)不斷提升，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，如何在發(fā)展制糖業(yè)的同時(shí)，節(jié)省資源，保護(hù)環(huán)境，讓甘蔗制糖行業(yè)走綠色可持續(xù)發(fā)展之路？國(guó)家在對(duì)此提出了規(guī)定，制糖企業(yè)的相關(guān)生產(chǎn)指標(biāo)要達(dá)到《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)甘蔗制糖業(yè)》（HJ/186-2006）的要求，其中，對(duì)新鮮水的使用指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)如表1。

在一些發(fā)展規(guī)模比較大的甘蔗制糖廠當(dāng)中，如果仍然采用傳統(tǒng)的甘蔗生產(chǎn)工藝及設(shè)備，會(huì)浪費(fèi)大量的新鮮水，在水資源相對(duì)缺乏的地區(qū)，會(huì)影響制糖企業(yè)的正常運(yùn)行，同時(shí)增加制糖企業(yè)的運(yùn)行成本，是不符合清潔生產(chǎn)的綠色發(fā)展要求的。因此，甘蔗制糖廠中相關(guān)工作人員要結(jié)合原有制糖工藝操作過程中經(jīng)常出現(xiàn)的問題，做好相應(yīng)的改進(jìn)工作，在提升甘蔗制糖廠整體經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)[1]。

除此之外，通過研究甘蔗制糖廠減少新鮮水消耗生產(chǎn)實(shí)踐，能夠幫助甘蔗制糖廠中的相關(guān)工作人員更好的了解甘蔗制糖工藝操作流程，有效減少新鮮水的消耗。原料甘蔗中通常含有75%左右的水分，通過對(duì)原有的甘蔗制糖工藝進(jìn)行優(yōu)化，能夠保證生產(chǎn)工藝用水得到更好的利用，真正實(shí)現(xiàn)零取水的目標(biāo)。

2 甘蔗制糖廠減少新鮮水消耗生產(chǎn)過程的用水管理問題

甘蔗制糖廠為了更好的實(shí)現(xiàn)零取水目標(biāo)，相關(guān)工作人員要明確甘蔗制糖新鮮水消耗生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)的用水管理問題，并采取妥善的解決對(duì)策，在提升甘蔗制糖效率的同時(shí)，有效減少水資源的損耗與浪費(fèi)。

制糖企業(yè)的生產(chǎn)過程需要大量的水，按不同的設(shè)備以及不同的生產(chǎn)工藝用途來分類，某二步法制糖廠的各類水的用量如表2。

熱水是從甘蔗來，甘蔗原料含水分約75%，所得清汁在蒸發(fā)濃縮產(chǎn)生汽凝水、在煮糖結(jié)晶工序產(chǎn)生氣凝水等，這是糖廠熱水的來源，熱水的來源具體如表3。

從上面表2、表3數(shù)據(jù)，一效汽凝水回收入爐，水量不足。二效汽凝水含糖分一般為1/30000，可作為入爐補(bǔ)充水，需用補(bǔ)沖二效水量為42～36.05%=5.96%（對(duì)蔗），則產(chǎn)出熱水可用于工藝用水為86.52-5.96=80.56%（對(duì)蔗），實(shí)際使用44%（對(duì)蔗），剩余熱水80.56-44=36.56%（對(duì)蔗）。

在生產(chǎn)實(shí)踐中，各工藝用水單元普遍遇到的問題如下：①在高溫條件下，真空系統(tǒng)中的循環(huán)冷卻用水溫度不斷提升，甘蔗制煉生產(chǎn)過程真空度下降，技術(shù)人員需要補(bǔ)充一定量的新鮮水，降低循環(huán)水溫才可有效保證甘蔗制煉生產(chǎn)的真空度。②在煮制糖膏的過程當(dāng)中，技術(shù)人員需要添加一定量的水進(jìn)行輔煉，但是，由于熱水的溫度過高，需要在新鮮水中加入新鮮水進(jìn)行降溫處理。煮糖過程為了防止溶糖，整理、煮水應(yīng)以用溫水為宜。傳統(tǒng)獲得溫水的方法是在熱水加入冷水以之混合來降溫，這會(huì)耗用一定的新鮮水。③高壓清洗機(jī)在運(yùn)行的過程中，為了保持設(shè)備內(nèi)部清潔，技術(shù)人員需要耗用大量的新鮮水。

另外，在清洗蒸發(fā)罐與結(jié)晶罐的過程當(dāng)中，包括冷卻淋罐，技術(shù)人員為了進(jìn)一步提升清洗效率，需要采用新鮮水進(jìn)行降溫處理。蜜水冷式空壓機(jī)在運(yùn)行的過程中，技術(shù)人員經(jīng)常采用新鮮水作為冷卻水，增加熱水的回收利用率[2]。

甘蔗在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的熱水是充足的，技術(shù)人員應(yīng)考慮如何回收熱水，如何將熱水降溫至滿足各用水單元的工藝要求。

3 甘蔗制糖廠減少新鮮水消耗生產(chǎn)的實(shí)踐控制策略

3.1 改造設(shè)備

甘蔗制糖廠中的蒸發(fā)、煮糖真空系統(tǒng)主要由兩種，一種是水噴射冷凝器，另一種為隔板式冷凝器加真空泵。無論哪種真空系統(tǒng)，都使用大量的水來夾帶和冷凝蒸汽，這種水不與糖液接觸，非接觸食品，可循環(huán)使用。這類真空循環(huán)水溫度要在34℃以下，才能冷凝蒸汽，保證蒸發(fā)、煮糖的真空度。

真空系統(tǒng)的循環(huán)水在復(fù)用過程中，不斷的夾帶糖汁或糖膏中沸騰汽化出的水蒸汽，溫度會(huì)逐步升高。因此，必須對(duì)循環(huán)水進(jìn)行降溫處理。加入適量的新鮮水進(jìn)行降溫是最簡(jiǎn)單的方法，但卻是最不環(huán)保的方法?，F(xiàn)在多數(shù)制糖廠均增加冷卻塔設(shè)備，將從蒸發(fā)、煮糖冷凝器尾管出來的水，在冷卻塔經(jīng)噴嘴噴射成霧狀，通過抽風(fēng)散熱冷卻，降溫后流至容積較大的蓄水池，這樣處理就能保證循環(huán)水的溫度達(dá)到要求，也不需要補(bǔ)充新鮮水來降溫了。另外，對(duì)于甘蔗制糖廠，可以將原有的真空系統(tǒng)進(jìn)行全面改造，將系統(tǒng)中的真空泵改造成高效噴射霧化冷凝器，高效噴射霧化冷凝器的霧化效果比較明顯，能夠增加水與蒸汽的接觸面，具有較好的冷凝效果，有效提升了冷凝器的運(yùn)行效率。當(dāng)冷卻循環(huán)水溫超過35攝氏度時(shí)，高效噴射霧化冷凝器仍然能夠正常運(yùn)行，不必補(bǔ)充新鮮水，有效減少了新鮮水的消耗。

對(duì)于煮糖需用的溫水，可以通過換熱來將熱水降溫至所需溫度，現(xiàn)在主要的方式為用板式加熱器來加熱混合汁，加熱源為蒸發(fā)、煮糖的汽凝熱水。此換熱流程為：

熱水從總熱水箱溢流（熱水）→板式加熱器（加熱混合汁）→泵送（溫水）→溫水箱（溫水）→煮糖煮煉（溫水），如圖2所示。

蒸發(fā)、煮糖的汽凝水是溫度較高的熱水，經(jīng)過板式換熱器加熱混合汁，可將混合汁加熱至35℃左右，熱水的溫度降至70℃左右，適合用于煮煉，蒸發(fā)罐、結(jié)晶罐沖洗淋罐，也可用清潔衛(wèi)生，多余的溫水溢流可分流至其它崗位使用。通過這樣獲得工藝用的溫水，既充分利用熱能，又不需用新鮮水降溫，環(huán)保經(jīng)濟(jì)節(jié)能。

在糖廠的機(jī)械設(shè)備運(yùn)行中，有相當(dāng)多的設(shè)備需要冷卻，其中，利用剩余熱水作壓榨機(jī)軸瓦冷卻、壓榨減速機(jī)機(jī)油的冷卻是重要的節(jié)水措施。榨輥的軸承一般使用銅軸瓦，改進(jìn)后的銅軸瓦，內(nèi)置有冷卻盤管，并設(shè)有進(jìn)出接口，冷卻水流經(jīng)軸瓦后，冷卻水仍可回收，流回壓榨機(jī)械冷卻水系統(tǒng)，經(jīng)冷卻塔冷卻后，可循環(huán)使用。壓榨減速機(jī)機(jī)油，也要用冷卻器來冷卻，冷媒可用壓榨機(jī)械冷卻水系統(tǒng)的循環(huán)水。這樣的用水系統(tǒng)，可利用剩余的熱水加入，經(jīng)冷卻塔冷卻，循環(huán)使用。

糖廠的在開榨生產(chǎn)期，蒸發(fā)罐、結(jié)晶罐的加熱管因容易形成積垢，傳熱效率降大幅降低，因此，積垢達(dá)到一定程度是，必須進(jìn)行通洗?，F(xiàn)在通洗的主要辦法是利用高壓清洗機(jī)產(chǎn)生的約50～100MPa的高壓水，從專門設(shè)計(jì)的噴嘴噴出，沖擊管壁的積垢，將附著的積垢通洗出。高壓清洗機(jī)通洗需要的水，可從以上的壓榨機(jī)械冷卻水系統(tǒng)接管要水，達(dá)到充分利用過剩熱水，減少新鮮水的使用。

除此之外，糖廠節(jié)水的措施，還有空壓機(jī)的設(shè)備改造。甘蔗制糖廠的自動(dòng)化設(shè)備、物料壓送等，普遍用到壓縮空氣，糖廠一般設(shè)有空壓機(jī)站，安裝有3～5臺(tái)大功率空氣壓縮機(jī)。壓縮機(jī)的運(yùn)行，也需要進(jìn)行冷卻。以前的空壓設(shè)備，使用冷水來冷卻機(jī)體，用水量大，浪費(fèi)水資源?，F(xiàn)在，新型的空壓機(jī)，已經(jīng)植入了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻技術(shù)，空壓機(jī)機(jī)體用封閉循環(huán)的冷卻油冷卻，冷卻油循環(huán)流經(jīng)冷卻器時(shí)，用風(fēng)機(jī)吹散熱量降溫，達(dá)到了冷卻壓縮機(jī)的效果。因此，將水冷式的壓縮機(jī)更換為風(fēng)冷式空壓機(jī)，不需要新鮮水，節(jié)水效果明顯。

3.2 管理措施優(yōu)化

在甘蔗制糖廠中，如果設(shè)備管理制度存在較多缺陷，在一定程度上影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，降低甘蔗制糖效率，也影響到新鮮水節(jié)水的效果。因此，企業(yè)中的管理人員要適當(dāng)加大管理力度，確保設(shè)備安全、生產(chǎn)按工藝指標(biāo)進(jìn)行。

新鮮水節(jié)水管理措施優(yōu)化有：

（1）鍋爐盡量不用新鮮水制軟化水。蒸汽閥泄漏，回爐水滴漏等，會(huì)造成入爐水的損失，因此，要做好蒸汽、回爐水管道的維修，杜絕跑冒滴漏。蒸發(fā)一效汽凝水不能含糖，因此，蒸發(fā)一效通洗后的汽鼓必須試壓，確保加熱管不漏，防止一效汽凝水跑糖不能入爐。蒸發(fā)要嚴(yán)格按五定進(jìn)行操，防止二效汽凝水含糖分過高不能補(bǔ)充入爐。以上的管理措施不到位，造成入爐水不夠，鍋爐被迫制軟水入爐，將會(huì)用到新鮮水。

（2）工廠的消防用水。工廠的過剩熱水在末端水處理系統(tǒng)經(jīng)處理后，一般儲(chǔ)存于容積較大清水池，儲(chǔ)水量大，水滿后才外排放。工廠的消防管路是一個(gè)獨(dú)立的用水系統(tǒng)，可抽取末端清水池的水進(jìn)入消防系統(tǒng)，不另使用新鮮水，就可滿足消防要求。

（3）各個(gè)使用過剩熱水的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，由于過剩熱水含微糖分，微生物容易滋生，因此，應(yīng)定期檢測(cè)循環(huán)系統(tǒng)的水質(zhì)，發(fā)現(xiàn)有藻類等微生物繁殖生長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)及時(shí)加藥消毒殺菌，防止冷卻水水質(zhì)變壞惡化，更換新水，更甚者會(huì)堵塞冷卻管道，對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行威脅。

3.3 生產(chǎn)應(yīng)用效果

通過節(jié)水設(shè)備設(shè)施的改造，以及采用合理的節(jié)水優(yōu)化管理措施，能夠有效充分的利用甘蔗制的過剩熱水，有效減少新鮮水的使用量。

4 結(jié)束語

綜上，通過詳細(xì)介紹甘蔗制糖廠減少新鮮水消耗的生產(chǎn)實(shí)踐要點(diǎn)，改造設(shè)備技術(shù)、管理措施優(yōu)化等，并分析生產(chǎn)應(yīng)用效果，能夠保證甘蔗制糖企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到更好提升，有效減少新鮮水的浪費(fèi)。從而推動(dòng)我國(guó)甘蔗制糖企業(yè)穩(wěn)定快速的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]刀靜梅，李復(fù)琴，高欣欣，樊 仙，劉少春，鄧 軍，張躍彬，思鴻保，張春平.甘蔗糖廠酒精廢液成分分析及科學(xué)施用[J].中國(guó)糖料，2018，40（03）：26～28.

[2]李世芯，譚 銳，方 俊.甘蔗制糖廠減少新鮮水消耗的生產(chǎn)實(shí)踐[J].輕工科技，2018，34（02）：9～10.

[3]林勇堅(jiān).基于云計(jì)算、半物理仿真和多媒體技術(shù)的甘蔗制糖廠實(shí)訓(xùn)教學(xué)研究平臺(tái)設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，29（06）：103～105+214.

收稿日期：2018-10-10

作者簡(jiǎn)介：隆宏鋒（1972-），男，壯族，廣西隆安人，助理工程師，本科，主要從事制糖工程工作。