降低糖廠蔗渣轉(zhuǎn)光度的改進措施

唐斌兵

（廣西東糖投資有限公司，廣西 南寧 530007）

1 前言

通過壓榨甘蔗來提取蔗汁的方法，在我國已有兩千多年的歷史，隨著社會的進步，甘蔗制糖加工技術(shù)越來越成熟，圍繞甘蔗形成的產(chǎn)業(yè)鏈越來越長。如今，蔗糖已廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生等行業(yè)，人們的生活越來越離不開蔗糖，對蔗糖的各種產(chǎn)品的需求也越來越多，所以加強對制糖業(yè)的研究和發(fā)展顯得尤為重要。本文以廣西某制糖企業(yè)對原料破碎工段及壓榨工段設(shè)備改造對降低蔗渣轉(zhuǎn)光度產(chǎn)生的作用效果進行論述。

2 技術(shù)措施

蔗渣轉(zhuǎn)光度，即蔗渣糖度，是用一次旋光法測得蔗渣中含蔗糖重量百分?jǐn)?shù)的近似值。同時是制糖企業(yè)壓榨車間的一個重要生產(chǎn)指標(biāo)，也是一項重要的經(jīng)濟指標(biāo)，蔗渣轉(zhuǎn)光度的高低直接反映出該企業(yè)壓榨設(shè)備生產(chǎn)效能的高低，蔗渣轉(zhuǎn)光度偏高，則不僅影響到壓榨抽出率，同時影響著企業(yè)的生產(chǎn)效益。為達(dá)到降低蔗渣轉(zhuǎn)光度的目的，糖廠一般主要是從努力提高甘蔗的破碎度、改善壓榨機組的入轆條件、加強排汁和減少重吸等環(huán)節(jié)入手。

2.1 提高甘蔗的破碎度

甘蔗預(yù)處理是甘蔗提汁方法的先行和必要手段，甘蔗經(jīng)預(yù)處理（或壓榨）后，相當(dāng)部分的含糖細(xì)胞已破裂。在甘蔗的全部含糖細(xì)胞中，已破裂細(xì)胞所占的百分率即為甘蔗糖分細(xì)胞破碎度（以下簡稱破碎度）。提高甘蔗破碎效果是全面提高壓榨效能的首要環(huán)節(jié)。在現(xiàn)有撕解機裝備的基礎(chǔ)上，通過增加原料蔗除泥裝置和新增一臺甘蔗預(yù)斬機的措施，減少蔗料的磨擦力和阻力，保持蔗料質(zhì)量，使蔗絲形狀細(xì)而長，提高含糖細(xì)胞的破碎程度。澳大利亞墨利博士指出，甘蔗破碎度每提高10%，對五座壓榨機列，一般抽出率可提高0.9%。而據(jù)該糖廠數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算顯示壓榨抽出率每提高0.2%左右可以相應(yīng)的降低末座壓榨機蔗渣轉(zhuǎn)光度（糖度）0.1%。2020/2021年榨季該糖廠的甘蔗破碎度達(dá)到了88%左右，在廣西制糖企業(yè)中甘蔗破碎度名列前茅。

2.1.1 增加原料蔗除泥裝置

近年隨著機械收割及機械裝車的情況增多，甘蔗中含的泥沙、石頭和鐵器等雜物較多，由于除泥設(shè)備簡陋，除雜效果不理想，導(dǎo)致撕解機刀片磨損快，榨輥磨損大，以致于甘蔗破碎度及榨輥持蔗能力下降，進而影響末座榨機蔗渣的轉(zhuǎn)光度。因此，新增加一套除泥系統(tǒng)，該系統(tǒng)工作原理是甘蔗運輸車通過液壓翻板機將原料甘蔗傾倒到蔗帶板式輸送機上，原料甘蔗被蔗帶板式輸送機輸送到泥土、砂石、雜草分離系統(tǒng)，使甘蔗表面上的泥沙、雜草等與甘蔗分離。系統(tǒng)的除泥除雜機為輥式除雜機，每個輥子均有動力驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，兼有除泥除雜的功能，泥沙和夾雜物從輥子之間掉落到漏斗，經(jīng)皮帶輸送系統(tǒng)提升到地面，從而達(dá)到除雜輸送的目的；經(jīng)過除雜后的原料甘蔗從除泥輥子上方直接進入1#蔗槽輸送帶。原料甘蔗除泥滾筒示意圖，如圖1所示。該除泥系統(tǒng)可以提高除雜效果，改善入榨原料蔗的質(zhì)量，減少撕解機刀片及榨輥的磨損，提高甘蔗破碎度及榨輥的持蔗能力。同時在蔗場吊蔗的通道上及喂蔗臺等位置安裝攝像頭，全方位監(jiān)控甘蔗質(zhì)量，對發(fā)現(xiàn)甘蔗中含有的雜物，及時取出并調(diào)取監(jiān)控畫面，錄成視頻發(fā)給相關(guān)部門，促其加大對甘蔗裝車質(zhì)量的把控，有效地防止和減少異物進入輸蔗槽，確保設(shè)備及生產(chǎn)的穩(wěn)定。

圖1 原料甘蔗除泥滾筒示意圖

2.1.2 新增一臺甘蔗預(yù)斬機

加強甘蔗預(yù)處理是提高甘蔗破碎度的重要因素。原料甘蔗經(jīng)過除泥裝置散落到輸蔗槽時參差不齊，直接進入1#撕解機將會使撕解機受到很大的沖擊，導(dǎo)致撕解機刀片更快的磨損。而撕解機刀片磨損嚴(yán)重，將會直接影響甘蔗的破碎度。在1#撕解機前安裝一臺預(yù)斬機，先對進入輸蔗槽的甘蔗進行預(yù)處理、理平及初步破碎，使1#撕解機入料能更順暢，更穩(wěn)定。漏斬的部分甘蔗到2#撕解機進行破碎，既能減輕1#撕解機負(fù)荷，又能充分發(fā)揮2#撕解機破碎作用，達(dá)到兩臺設(shè)備均衡“出力”的目的，大大地提高了甘蔗的破碎度。原料甘蔗預(yù)斬機示意圖，如圖2所示。

圖2 原料甘蔗預(yù)斬機示意圖

2.2 加強排汁和減少重吸

壓榨甘蔗的目的是把甘蔗中含糖的蔗汁盡可能多的擠壓出來，并把擠壓出來的蔗汁迅速排走，盡量減少蔗渣對已擠壓出的蔗汁的反重吸，減少蔗渣中的含糖分。因此，較好的排汁是降低蔗渣轉(zhuǎn)光度的一個重要環(huán)節(jié)，如果排汁不良，蔗渣就難以壓干，蔗渣中的蔗汁較多，相應(yīng)蔗渣轉(zhuǎn)光度就會偏高。通過壓榨機使用柔性聯(lián)軸器以及在底梳梳尾設(shè)置排汁溝這兩個措施，有利地改變了壓榨機組的排汁條件，延長了榨輥的排汁時間，提高排汁能力，利用蔗層的疏透性，全面加強排汁，減少壓榨過程中蔗料的重吸，提高壓榨處理量及抽出率，降低蔗渣的轉(zhuǎn)光度。

2.2.1 壓榨機使用柔性聯(lián)軸器

某日榨7000噸的糖廠其生產(chǎn)線使用的5臺壓榨機型號均為QA2000型，配套使用的聯(lián)軸器屬于剛性聯(lián)軸器，在榨季運行時，頂輥在大升大降過程中難以對減速箱起到保護作用，減速箱齒面容易受到?jīng)_擊。在近幾年的設(shè)備解體鑒定過程中，發(fā)現(xiàn)部分齒輪已出現(xiàn)點蝕麻坑，甚至有崩裂現(xiàn)象。由于減速箱本身的設(shè)計過于緊湊，且場地受限，減速箱未能配置三輸出分配箱，單一輸出軸傳動不夠平穩(wěn)，受力大；又有部分軸承滾子磨損導(dǎo)致游隙變化增大。因此，減速箱在運行過程中引起齒面跳動，使齒輪受到?jīng)_擊振動后容易崩塊脫落，對減速箱影響較大。在榨量偏差過大時，榨機受力過大，電流過高，需提高榨機轉(zhuǎn)速，而榨機轉(zhuǎn)速偏高，則榨輥線速偏高，且由于蔗汁橫向流動的主方向與蔗層前進運動即榨輥線速方向相反，在線速加快時，排汁更困難，重吸系數(shù)明顯升高，不利于降低蔗渣轉(zhuǎn)光度。柔性聯(lián)軸器的柔性可以緩沖外界給予的沖擊力，所以將原剛性聯(lián)軸器更換為柔性聯(lián)軸器，可以減少頂輥升浮時對減速箱的影響。在保證蔗料入榨時榨機開口、油壓穩(wěn)定的同時，可降低榨機的轉(zhuǎn)速，延長了榨輥排汁時間，從而進一步減少了重吸現(xiàn)象，有助于降低蔗渣轉(zhuǎn)光度及保證壓榨設(shè)備的穩(wěn)定和安全。

2.2.2 在底梳梳尾設(shè)置排汁溝

在每把底梳梳尾設(shè)置排汁溝，使底梳參與排汁，減少梳面上蔗料的重吸現(xiàn)象。梳尾的排汁溝與后輥齒頂間隔寬20 mm左右，作45°角斜開。

2.3 改善入轆條件

壓榨車間壓榨機組需入榨蔗層厚薄均勻，形狀細(xì)而長的蔗料；同時壓榨機組的各項工作開口需合理；以及下送輥持蔗能力要強，能起到強制蔗料入轆的作用，才能確保蔗料順利入轆。降低整組壓榨機的轉(zhuǎn)動線速，有利于降低蔗渣轉(zhuǎn)光度及保證壓榨設(shè)備的穩(wěn)定、安全。而當(dāng)蔗料入轆情況較差時，壓榨車間將被迫采取減少榨量、放大壓榨機開口和減輕壓榨機油壓等措施來保證蔗料的入轆，因而蔗渣轉(zhuǎn)光度會增高；如果蔗料不能順利入轆，生產(chǎn)將被迫中斷，無法均衡穩(wěn)定進行，對蔗渣轉(zhuǎn)光度的控制不利。榨季時若整列壓榨機的其中一臺壓榨機出現(xiàn)蔗料入轆不良的現(xiàn)象，則整列壓榨機組對蔗渣的壓榨將受到限制，最終影響蔗渣轉(zhuǎn)光度。

該糖廠為改善入轆條件采取了提高壓榨機組的裝嵌效果和增大下送輥輥徑的措施，效果顯著。在榨季生產(chǎn)中，整列壓榨機組在正常的壓榨作業(yè)過程中使壓榨機進料量均勻穩(wěn)定，蔗層厚度適中，壓榨機頂輥上升量穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內(nèi)，油壓正常發(fā)揮作用，壓榨機線速適當(dāng)，設(shè)備的負(fù)荷均衡穩(wěn)定，充分發(fā)揮了設(shè)備的效能，提高了壓榨抽出率。

2.3.1 提高壓榨機組的裝嵌效果

抓好壓榨機組檢修質(zhì)量，掌控好壓榨機組的各項安裝數(shù)據(jù)的取值，特別是壓力、輥子線速、開出口、工作開口比以及底梳安裝尺寸，這些數(shù)據(jù)將直接影響蔗汁的提取率。根據(jù)該糖廠壓榨機組的配置現(xiàn)狀和生產(chǎn)運行的實際情況，蔗料的破碎、排汁和滲浸等客觀條件，以及多年的壓榨機組的裝嵌經(jīng)驗，前后輥工作開口取值應(yīng)兩頭大中間小，并適當(dāng)降低各機組比值，1#壓榨機m1=50/24；2#壓榨機m2=40/21；3#壓榨機m3=28/15；4#壓榨機m4=26/12；5#壓榨機m5=22/10。其目的是使前后輥壓力分配合理，盡可能加大前輥排汁量，減少蔗汁再次滲進蔗渣；同時降低后輥排汁壓力。

梳嘴工作開口選定為前輥工作開口的1.5～1.8倍，盡可能控制梳刃圓心角為12.2°～12.5°，控制梳尾間隙，1#壓榨機的為22 mm；2#壓榨機的為20 mm；3#壓榨機的為18 mm；4#壓榨機的為16 mm；5#壓榨機的為15 mm。其目的是保證使底梳與前輥相連的位置正確，梳尾與后輥的相互位置和梳尾間隙盡可能保證蔗渣順利進入后輥且漏面渣較少，保證蔗渣從前輥出口至后輥入口的整個過程暢通無阻，以克服因底梳安裝過低或過高給蔗料的通過增加阻力。

2.3.2 增大下送輥輥徑

該糖廠的下送輥除1#和5#壓榨機使用了新型錯齒式下送輥，2#、3#和4#壓榨機采用蓮藕輥加強排汁外，還增大了下送輥輥徑，以改善蔗料地入轆情況。

將現(xiàn)有φ2000的壓榨機下送輥輥徑從φ700 mm加大至φ900 mm，安裝時需確保下送輥與頂輥之間的開口為壓榨機工作開口的4～5倍，1#壓榨機的為220 mm；2#壓榨機的為170 mm；3#壓榨機的為150 mm；4#壓榨機的為140 mm；5#壓榨機的為115 mm。下送輥與前輥之間的間隙以不漏渣為取值依據(jù)，1#壓榨機的為10 mm；2#壓榨機的為8 mm；3#壓榨機的為7 mm；4#壓榨機的為6 mm；5#壓榨機的為5 mm。下送輥與頂輥運行時的拉力增大，組成更強有力的外推力，頂輥與下送輥對蔗料產(chǎn)生一定的壓縮作用，使蔗料地入轆得到更好的強化。調(diào)整下送輥與頂輥、前輥的位置，以加大下送輥與蔗料的磨擦力強行帶動蔗料地入輥，更加有效地增大入料的外推力，增加和穩(wěn)定糖廠的日處理量。

3 結(jié)束語

該糖廠為尋求提高壓榨各項生產(chǎn)指標(biāo)的途徑，經(jīng)過多年的探索和應(yīng)用，在對壓榨設(shè)備進行挖潛力，以最大化的提高設(shè)備利用率，各項生產(chǎn)指標(biāo)得到了顯著提高。該糖廠通過一系列的改進措施，榨季生產(chǎn)中撕解機和壓榨機組設(shè)備運行平穩(wěn)正常，其的噸蔗電耗有了明顯的下降，甘蔗破碎度得到了有效提高，達(dá)到了88%左右，特別是蔗渣轉(zhuǎn)光度由2018/2019年榨季的2.15%下降到了2020/2021年榨季的1.86%，效果顯著。由于壓榨車間技術(shù)改造的成功，使該糖廠的動力、蒸汽、物料等的各項經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)得到了提高，2019/2020年榨季產(chǎn)糖率為13.74%，取得了該糖廠產(chǎn)糖率的歷史新高。

通過對撕解機和壓榨機組的技術(shù)改造，提高了甘蔗的破碎度、改善了壓榨機組的入轆條件、加強排汁和減少重吸現(xiàn)象。首先，有利于實現(xiàn)了均衡壓榨，均衡滲透，提高壓榨抽出率，盡可能的把甘蔗的蔗汁壓榨出來，降低了蔗渣轉(zhuǎn)光度；其次，為車間的安全生產(chǎn)提供保障，提高了車間的生產(chǎn)安全率；最后，有利于后續(xù)煮糖等工序，生產(chǎn)的均衡有序，有助于提高產(chǎn)糖質(zhì)量和產(chǎn)糖率，對整個糖廠的生產(chǎn)有著至關(guān)重要的作用。同時極大的提高壓榨車間全體職工的生產(chǎn)積極性和均衡生產(chǎn)意識，員工的凝聚力得到了加強。