糖厂自动煮糖的生产实践

2019-03-20莫友桓梁有发李盛鹏蔡卓丽

广西糖业 2019年1期

方俊，莫友桓，梁有发，李盛鹏，谭锐，蔡卓丽

（广西农垦糖业集团良圻制糖有限公司，广西南宁 530317）

1 前言

广西农垦糖业集团良圻制糖有限公司是广西农垦糖业集团的标杆企业，生产的涌泉白砂糖闻名全国。在长期的生产实践中，煮糖工人积累了丰富的实践经验，技术一流，一些厂家前来参观学习，技术熟练的工人到别的厂家传授操作经验。但是，随着时间的流逝，一批技术较好的工人已退休或即将退休，新工人没有太多的实践经验，言传身教，师父带徒弟的效果也不是太好，操作水平有点落差。人工煮糖操作主要依靠操作经验积累，操作人员要根据生产实践过程中物料、汽压、真空度等的变化，随时调节阀门来控制煮炼过程，存在操作者水平差异、人工操作的偶然性及工况变化等不确定因素，影响糖膏的结晶率和产品质量的稳定性。全自动智能煮糖系统可实现煮糖结晶过程自动控制和信息化管理，系统控制稳定，在同等条件下能缩短煮炼时间，提高煮糖结晶效率，从而实现节能降耗，提高煮炼收回率和白砂糖产品质量，减轻煮糖工人的劳动强度和避免人为因素的影响。

2 全自动煮糖的基本原理

全自动智能煮糖系统的基本原理是采集糖膏温度、锤度、糖膏液位、真空度、蒸汽压力、蒸汽温度等数据，建立数学模型，按计算结果自动控制蔗糖晶体生长的过程。

根据煮糖过程的不同阶段，可将控制程序分为建真空、暖管暖罐、抽种、整理、养晶、浓缩、卸糖、洗罐8个部分。煮糖的核心就是控制糖膏母液的过饱和度，把糖液中的蔗糖结成晶体提取出来。蔗糖晶体的形成和生长，受糖液的锤度、纯度、黏度及温度等条件所影响。因此，为了保证蔗糖晶体的生长条件稳定，采集煮糖罐温度、真空度、蒸汽压力、锤度、结晶罐液位、采样时间等数据，通过控制算法控制罐内的真空阀、蒸汽阀和入料阀的开度，确保糖膏母液过饱和度处于介稳区，最大的养晶速度而不会生成伪晶，同时保障母液水分蒸发与蔗糖沉积速度平衡，使液位和锤度呈一定的斜率平稳逐步浓上。

图1为系统的控制主界面，通过界面可以观察各传感器的物理量和执行机构的状态，并下达指令；图2为煮糖操作配置界面，通过该界面配置相应的子程序；图3为煮糖各参数上下限警报设置界面；图4为煮制糖膏锤度曲线，通过曲线知道该罐糖膏的煮炼稳定情况；图5为煮炼糖膏液位曲线；图6为系统每煮一罐糖，系统自动存储该罐糖的主要数据。从图1可看出软件具有实时数据采集、数据记录、数据浏览、自动煮糖控制、手动煮糖控制、警报提示、历史数据浏览等功能。

3 自动煮糖效果

自动煮糖系统由中国轻工业南宁设计工程有限公司研制，2017/2018年榨季在广西农垦糖业集团良圻制糖有限公司投入应用，在节水、节汽、省时、提糖等方面有显著的效果。

图1 软件主界面

图2 软件子程序

图3 煮糖各参数上下限警报设置界面

图4 锤度曲线

图5 结晶罐液位曲线

图6 自动煮糖记录主要数据

表1 人工煮糖数据表

表2 自动煮糖数据表

为了检验该系统甲糖膏煮炼效果，在同一物料来源相同的条件下，采用人工操作煮糖及全自动智能煮糖各取20罐糖膏数据进行数据统计分析，数据统计列表如表1、表2所示。6#罐为自动煮糖，5#罐为纯手动人工操作煮糖。

自动煮糖系统煮炼的糖膏锤度均＞95°Bx，有18罐糖膏的膏蜜纯度差＞22.8AP，再取其技术参数平均值与同期5#罐的20罐人工煮糖平均值进行比较，自动煮糖与人工煮糖相比耗时缩短约25分钟左右，甲原蜜有0.8AP左右的降幅。

6#罐采用自动煮糖系统后，煮糖各段工序得以较精确的控制，避免了（煮糖过程）出现溶砂或起伪晶的现象；同时解决了因加水消除伪晶所造成的耗汽、费时等人工难以克服的问题；煮糖过程均衡、稳定，从而优化、稳定糖膏质量，消除人工操作不准确性和不确定性对糖膏质量的影响。在煮制过程中有效地控制蒸汽压力、真空度和物料阀，保证蔗糖晶体生长条件处于最佳状态，将所有投入的物料糖分进行充分的回收，提高结晶率，保证砂糖颗粒均匀，减少煮糖用水，该系统煮糖过程中可以在自动煮糖与人工煮糖两个工况模式灵活转换，煮糖参数随时可以根据工艺变动灵活进行调整设置。