浅谈糖厂甘蔗破碎度的影响因素

2019-03-18唐黎标

广西糖业 2019年5期

唐黎标

（杭州市食品有限公司，浙江杭州 310004）

在甘蔗糖厂压榨收回率是压榨车间重要的经济技术指标，是糖厂降本增效的关键环节，也是反映出压榨车间设备技术水平及管理水平高低的具体表现。良好的甘蔗破碎度是实现压榨高回收率的前提条件。随着生产技术的发展，各制糖企业对压榨车间的甘蔗破碎度越来越重视，积极对甘蔗破碎设备的更新改造，在技术、工艺及管理上下功夫，以达到良好的效果。

1 提高甘蔗破碎度的意义

进厂的原料蔗直径约为25～40mm，整齐堆放的甘蔗密度约为125～150kg/m3，经过撕解机破碎后密度达到250～300kg/m3，甘蔗内层糖分细胞充分暴露出来，因而经过压榨时更容易把糖分提取出来，也能大大地提高了榨蔗量。

甘蔗破碎度即为被破碎的含糖汁细胞对甘蔗全部含糖汁细胞的百分率。糖厂一般要求甘蔗破碎度达到80%以上。甘蔗经撕解机破碎后的物理形状主要有三种：糠状、丝状、块状，压榨提汁时丝状的蔗料比较容易渗透液体，利于排汁，且丝状蔗料相互交织力较强，较易被压榨机吸入，有利于提高甘蔗处理和提高压榨抽出率。因此，在提高甘蔗破碎度时，蔗料形态应以呈丝状为主。

2 影响撕解机破碎效果的因素

甘蔗糖厂中破碎甘蔗的设备多为逆转式撕解机，具有破碎效果好、负荷稳定的特点。其影响破碎效果的因素归纳如下。

2.1 撕解机蔗刀的形状、安装角度和数量对甘蔗破碎度的影响

撕解机蔗刀的厚度、长度、刀形以及蔗刀的水平线夹角对蔗料入料的难易程度、蔗料的破碎形状、破碎效果等有很大的影响。

2.1.1 蔗刀厚度对甘蔗破碎效果的影响

蔗刀厚度越薄，斩切甘蔗所耗用的功率越小，蔗料形状多为碎糠状、块状，且薄刀的强度相对薄弱，容易出现断刀的现象。而厚刀斩切甘蔗时以锤击为主，所得蔗料形状多为丝状为主，破碎度高，且蔗刀强度高，不易断刀，缺点是斩切甘蔗时耗用的功率高。一般选择蔗刀的厚度约为甘蔗直径的1/2为宜，结合某公司的甘蔗纤维情况，1#撕解机蔗刀厚度取25mm，2#取20mm，3#取20mm。

2.1.2 蔗刀长度对甘蔗破碎效果的影响

蔗刀长度越长，刀罩通道越大，蔗料通过更容易，处理甘蔗量更多，同时撕解机负荷较低。但因蔗刀长度越长，蔗料与刀罩碰撞次数减少，蔗刀对甘蔗的斩切锤击次数越少，而且部分蔗料从刀与刀之间的间距通过没有被刀尖砍击，导致甘蔗破碎效果较差。蔗刀长度越短效果刚好相反，刀罩通道小，蔗料与刀罩、蔗刀的碰撞次数增加，蔗料破碎效果更好，但破碎时耗用的功率增大。

因此在蔗刀长度的选择上，要从破碎耗用电机功率及蔗料的破碎效果两方面综合考虑，既要得到良好的甘蔗破碎度，也要求耗用的电机功率在合理的经济的范围内。因此蔗刀长度要根据各座撕解机的入口蔗料的不同对蔗刀进行选择：1#撕解机要破碎的甘蔗为整条甘蔗，选择长刀比较合适；而2#撕解机蔗刀长度次之；3#撕解机蔗料最细碎，蔗刀长度宜最短。

2.1.3 蔗刀的形状及刀刃的水平夹角选择

逆转式撕解机的蔗刀将蔗料挑起并通过刀罩的作用把蔗料进行多次破碎。要想保证蔗料顺利通过撕解机，必须克服或减少蔗刀斩切蔗料时产生的入料阻力，除了施加蔗料向撕解机的推力外，蔗刀的形状及刀刃的水平夹角至关重要。如果刀刃的水平夹角过小，蔗料破碎次数增多，负荷增大，蔗刀产生的反向阻力增大，影响蔗料顺利进入撕解机。如果刀刃的水平夹角过大，蔗料不容易甩出撕解机，部分蔗料会“返渣”现象，也会造成撕解机负荷增大。根据蔗刀角度的受力分析，综合生产经验总结得出刀刃与水平线的夹角控制在25°～40°为宜［1］。

2.1.4 蔗刀数量对甘蔗破碎度的影响

蔗刀数量对甘蔗破碎效果及耗用功率影响很大。这是蔗刀数量选择需要考虑的两个重要因素。所以选用蔗刀数量时应该选择合理的蔗刀叠加系数，蔗刀叠加系数即为撕解机蔗刀总数的总厚度与刀鼓有效宽度的比值。叠加系数越大，蔗料破碎效果越好，但耗用功率越高。根据生产实际情况总结得出，在耗用功率一定的条件下，要得到良好的破碎效果，各座撕解机选用的蔗刀叠加系数：1#为1.2～1.4；2#为1.4～1.6；3#为1.5～2.0。蔗刀数量可以根据已定的蔗刀厚度、蔗刀叠加系数、刀鼓有效长度来衡算出各座撕解机蔗刀的数量［2］。

2.2 撕解机蔗刀的排刀方法对破碎度的影响

蔗刀的排刀方法很多种，各种排列形式的不同，对蔗层的分布、蔗料的形态影响均不一样，耗用的功率及负荷稳定性不一样。根据实际生产总结，利用“之”字形排刀法负荷稳定，蔗丝形态好，破碎度高，蔗料通过撕解机后蔗层分布均匀，不会出现蔗层中部高或两边厚薄不匀的现象。

2.3 撕解机蔗刀堆焊硬质合金对破碎度的影响

撕解机在破碎蔗料时，主要为刀尖对蔗料进行破击、锤击的作用，所以蔗刀刀尖的磨损很大。当刀尖磨损过大时，蔗刀长度变短，刀刃部分磨损后与原蔗刀的斩切角度发生变化，蔗料不易被挑起通过刀罩，造成撕解机堵塞、电机负荷增加甚至电机跳闸等现象。因此，为了保持刀刃的斩切角度以达到破碎效果，必须进行刀尖部分堆焊耐磨材料，以保证蔗刀的形状及水平线夹角变化在设计的允许范围内。

2.4 撕解机顶盖对甘蔗破碎度的影响

撕解机顶盖的作用为：降低蔗料在撕解机内的运行速度并改变蔗料的运行方向，蔗料被蔗刀反复斩切锤击，获得的蔗丝形状更好，破碎度更高。蔗料在顶盖运行时被斩切的次数影响蔗料的破碎效果及撕解机的负荷大小。经实际生产表明，蔗料在顶盖内被斩切的次数在2～3次为最佳，此时蔗料达到理想的破碎效果，撕解机耗用功率更合理。

2.4.1 撕解机顶盖的长度、入口、出口的确定

为了使蔗料在顶盖内被斩切2～3次，达到理想的破碎效果，顶盖起点至刀鼓中心的连线与水平线的夹角取值为45°，顶盖的弧长所对应的圆心角取值65°～70°，入口即刀尖至顶盖入料起点的距离最佳为刀长的1～2倍，出口则约为80mm左右。

2.4.2 顶盖栅板的设置

顶盖内的栅板作用为增加蔗料的斩切次数并起到搓磨的作用，使蔗料呈丝状，破碎效果更好。栅板条的安装位置起点为刀鼓中心垂线偏向入口方向夹角15°为第一根栅板条，最后一根位置为刀鼓中心垂线偏向出口方向偏20°的位置为宜。中间栅板距离80～100mm左右，数量一般4～6根为宜。栅板条表面堆焊耐磨材料，起到耐磨粗糙的作用，对蔗料破碎有一定的效果。