制糖工藝技術(shù)參數(shù)與工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)淺析

□ 劉佶昆 江蘇省鹽城市大豐區(qū)大豐港大豐英茂糖業(yè)有限公司

1 引言

制糖工藝相對(duì)復(fù)雜，制糖生產(chǎn)過程具有流程性特點(diǎn)，在制定、執(zhí)行制糖工藝參數(shù)的過程中，任何參數(shù)出現(xiàn)變化都會(huì)影響后續(xù)工藝參數(shù)，這就為制糖工藝參數(shù)制定帶來了很大難題。而工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，為執(zhí)行制糖工藝參數(shù)提供了很大便利，生產(chǎn)全過程都是自動(dòng)化操作，減少了能源的消耗量，為企業(yè)創(chuàng)造了更多效益，在很大程度上推動(dòng)著制糖業(yè)的發(fā)展?；诖?，文章介紹了我國(guó)制糖廠制糖現(xiàn)狀，分析了制糖工藝技術(shù)參數(shù)的制定、工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用。

2 我國(guó)制糖廠制糖現(xiàn)狀

我國(guó)制糖廠普遍是根據(jù)甘蔗品種、成熟情況、生長(zhǎng)環(huán)境和體制處理等各項(xiàng)因素，合理制定工藝參數(shù)，但在甘蔗成熟度不夠、糖分轉(zhuǎn)化低的情況下，嚴(yán)重影響了糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。在制糖加工過程中，為了增加糖漿的鈣鹽含量，需要向其中添加石灰，有效解決糖分分解后產(chǎn)生的有機(jī)酸問題[1]。并且，分解過程中會(huì)產(chǎn)生很多膠體狀物質(zhì)，導(dǎo)致糖漿粘度有所增加，為澄清、煮糖等加工工藝帶來了很大困難。因此，制糖廠需要強(qiáng)化制糖過程，及時(shí)調(diào)整、修改制糖工藝參數(shù)，有效地提升糖的產(chǎn)量和質(zhì)量。

3 制糖工藝技術(shù)參數(shù)的制定

在制糖過程中，由融化粗糖、結(jié)晶程序回流會(huì)構(gòu)成原糖液，原糖液進(jìn)入澄清工段時(shí)，溫度在70 ℃左右，干物質(zhì)含量是62%，隨后進(jìn)行過濾，清糖汁澄清工藝去除精煉粗糖中的殘留非糖物質(zhì)，去除原糖液中的固體物質(zhì)，如纖維、碎木、塵土等，隨后對(duì)澄清原糖汁進(jìn)行石灰飽充處理。從融糖工段開始，原糖液被泵輸送通過加熱器，被加熱至80 ℃。石灰乳被加入到加熱后的原糖液中，由靜態(tài)混合器混合。加入足夠的石灰乳，直至堿度達(dá)到0.65～0.70 g CaO/100 cm3。石灰乳的加入量取決于流過換熱器的原糖液量，后者取決于原糖液罐的液位。因此，相關(guān)部門不僅要控制飽充中的氣體供給，還需要在CO2壓縮機(jī)吸入端加入空氣，將CO2濃度調(diào)至12%～18%，這種方式的優(yōu)勢(shì)是飽充的各個(gè)階段都會(huì)有大量氣體、空氣混合物送入系統(tǒng)中，以滿足集中混合/循環(huán)的實(shí)際要求。在最后階段，飽充原糖液直接通過輸出口到達(dá)儲(chǔ)罐，再送往隔膜壓濾機(jī)。在飽充工藝中，含CO2的煙氣或石灰窯氣同含石灰的糖汁直接接觸。碳酸同氫氧化鈣在反應(yīng)罐中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生碳酸鈣。

除此之外，里氏管系統(tǒng)（“重力運(yùn)作循環(huán)反應(yīng)器”）的高粘度蔗糖溶液飽充，能夠作為一系列問題的解決方案，使加入石灰乳后的糖漿充分與CO2接觸。飽充期間系統(tǒng)內(nèi)所有位置的堿度幾乎一致，使得引入的大量石灰所產(chǎn)生的氫氧化鈣等成分完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈣等沉淀物。建議在將糖液引入飽充罐之前，直接在糖液中加入石灰乳并在靜態(tài)混合器混合。飽充可在＞80 ℃的溫度下進(jìn)行。該溫度下出現(xiàn)的低粘度使混合物均質(zhì)化更容易，可加速反應(yīng)且有利于產(chǎn)生小氣泡。為了避免大幅熱量流失，當(dāng)引入大量氣體時(shí)，溫度不應(yīng)超過80 ℃。

4 制糖工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)

4.1 自動(dòng)化蒸發(fā)、澄清工藝

在制糖工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)中，蒸發(fā)、澄清工藝是其中的關(guān)鍵，其具有復(fù)雜性、混合性特點(diǎn)，在這一過程中糖漿系統(tǒng)、用汽系統(tǒng)發(fā)揮著十分重要的作用。制糖工藝工作人員需要將液位檢測(cè)點(diǎn)放在粗糖漿箱、混合汁箱、五效蒸發(fā)罐等位置，充分發(fā)揮出糖漿系統(tǒng)的作用。另外，為了確保工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)中蒸發(fā)工藝的有序進(jìn)行，制糖工藝工作人員需要重視五效真空蒸發(fā)的加熱溫度，一般將溫度檢測(cè)點(diǎn)放在五效蒸發(fā)罐以及加熱器等位置，充分發(fā)揮出用汽系統(tǒng)的作用，通過兩個(gè)系統(tǒng)的結(jié)合，減少能源的消耗量，進(jìn)一步提升糖分的回收率。

4.2 自動(dòng)化技術(shù)結(jié)晶工藝

在制糖過程中，結(jié)晶方法主要分成2種，分別是連續(xù)結(jié)晶法、間歇結(jié)晶法。其中，間歇結(jié)晶法中糖膏體積、加熱面積之比會(huì)在結(jié)晶過程中不斷變小，對(duì)流效果相對(duì)較差，煮糖過程消耗的時(shí)間比較長(zhǎng)，但能夠產(chǎn)生良好的結(jié)晶效果，有效提升成品糖的整體質(zhì)量。同時(shí)，連續(xù)結(jié)晶液面比較低，靜壓損失相對(duì)較小，制糖工藝工作人員需要利用低參數(shù)的蒸汽，提高對(duì)流結(jié)晶效果，這一方式消耗的煮糖時(shí)間比較短，這時(shí)可以利用間歇式結(jié)晶法提高成品糖整體質(zhì)量。因此，在連續(xù)結(jié)晶缺陷未得到有效解決之前，制糖工藝工作人員需要實(shí)行間歇式結(jié)晶方式，利用自動(dòng)控制方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工控制方法。除此之外，為了降低能源的消耗量，簡(jiǎn)化結(jié)晶過程，工作人員還需要添加輔助工具，如設(shè)計(jì)有攪拌功能的結(jié)晶自控系統(tǒng)，針對(duì)溫度、真空度、蒸汽壓力與粘稠度等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。為了確保結(jié)晶的穩(wěn)定、安全進(jìn)行，制糖工藝工作人員需要將雙控制器、雙路穩(wěn)壓電源應(yīng)用到結(jié)晶自控系統(tǒng)中。

5 結(jié)語

綜上所述，制糖工藝流程具有一定的復(fù)雜性，制糖工藝人員必須引進(jìn)工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，確保制糖工藝參數(shù)的合理性，有效提升制糖產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。并且，在制糖過程中，制糖工藝人員需要充分考慮安全性、生產(chǎn)效率，充分發(fā)揮工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的作用，確保制糖工藝流程的有序進(jìn)行。