降低糖厂蔗渣转光度的改进措施

唐斌兵

（广西东糖投资有限公司，广西 南宁 530007）

1 前言

通过压榨甘蔗来提取蔗汁的方法，在我国已有两千多年的历史，随着社会的进步，甘蔗制糖加工技术越来越成熟，围绕甘蔗形成的产业链越来越长。如今，蔗糖已广泛应用于食品工业、医药卫生等行业，人们的生活越来越离不开蔗糖，对蔗糖的各种产品的需求也越来越多，所以加强对制糖业的研究和发展显得尤为重要。本文以广西某制糖企业对原料破碎工段及压榨工段设备改造对降低蔗渣转光度产生的作用效果进行论述。

2 技术措施

蔗渣转光度，即蔗渣糖度，是用一次旋光法测得蔗渣中含蔗糖重量百分数的近似值。同时是制糖企业压榨车间的一个重要生产指标，也是一项重要的经济指标，蔗渣转光度的高低直接反映出该企业压榨设备生产效能的高低，蔗渣转光度偏高，则不仅影响到压榨抽出率，同时影响着企业的生产效益。为达到降低蔗渣转光度的目的，糖厂一般主要是从努力提高甘蔗的破碎度、改善压榨机组的入辘条件、加强排汁和减少重吸等环节入手。

2.1 提高甘蔗的破碎度

甘蔗预处理是甘蔗提汁方法的先行和必要手段，甘蔗经预处理（或压榨）后，相当部分的含糖细胞已破裂。在甘蔗的全部含糖细胞中，已破裂细胞所占的百分率即为甘蔗糖分细胞破碎度（以下简称破碎度）。提高甘蔗破碎效果是全面提高压榨效能的首要环节。在现有撕解机装备的基础上，通过增加原料蔗除泥装置和新增一台甘蔗预斩机的措施，减少蔗料的磨擦力和阻力，保持蔗料质量，使蔗丝形状细而长，提高含糖细胞的破碎程度。澳大利亚墨利博士指出，甘蔗破碎度每提高10%，对五座压榨机列，一般抽出率可提高0.9%。而据该糖厂数据统计计算显示压榨抽出率每提高0.2%左右可以相应的降低末座压榨机蔗渣转光度（糖度）0.1%。2020/2021年榨季该糖厂的甘蔗破碎度达到了88%左右，在广西制糖企业中甘蔗破碎度名列前茅。

2.1.1 增加原料蔗除泥装置

近年随着机械收割及机械装车的情况增多，甘蔗中含的泥沙、石头和铁器等杂物较多，由于除泥设备简陋，除杂效果不理想，导致撕解机刀片磨损快，榨辊磨损大，以致于甘蔗破碎度及榨辊持蔗能力下降，进而影响末座榨机蔗渣的转光度。因此，新增加一套除泥系统，该系统工作原理是甘蔗运输车通过液压翻板机将原料甘蔗倾倒到蔗带板式输送机上，原料甘蔗被蔗带板式输送机输送到泥土、砂石、杂草分离系统，使甘蔗表面上的泥沙、杂草等与甘蔗分离。系统的除泥除杂机为辊式除杂机，每个辊子均有动力驱动旋转，兼有除泥除杂的功能，泥沙和夹杂物从辊子之间掉落到漏斗，经皮带输送系统提升到地面，从而达到除杂输送的目的；经过除杂后的原料甘蔗从除泥辊子上方直接进入1#蔗槽输送带。原料甘蔗除泥滚筒示意图，如图1所示。该除泥系统可以提高除杂效果，改善入榨原料蔗的质量，减少撕解机刀片及榨辊的磨损，提高甘蔗破碎度及榨辊的持蔗能力。同时在蔗场吊蔗的通道上及喂蔗台等位置安装摄像头，全方位监控甘蔗质量，对发现甘蔗中含有的杂物，及时取出并调取监控画面，录成视频发给相关部门，促其加大对甘蔗装车质量的把控，有效地防止和减少异物进入输蔗槽，确保设备及生产的稳定。

图1 原料甘蔗除泥滚筒示意图

2.1.2 新增一台甘蔗预斩机

加强甘蔗预处理是提高甘蔗破碎度的重要因素。原料甘蔗经过除泥装置散落到输蔗槽时参差不齐，直接进入1#撕解机将会使撕解机受到很大的冲击，导致撕解机刀片更快的磨损。而撕解机刀片磨损严重，将会直接影响甘蔗的破碎度。在1#撕解机前安装一台预斩机，先对进入输蔗槽的甘蔗进行预处理、理平及初步破碎，使1#撕解机入料能更顺畅，更稳定。漏斩的部分甘蔗到2#撕解机进行破碎，既能减轻1#撕解机负荷，又能充分发挥2#撕解机破碎作用，达到两台设备均衡“出力”的目的，大大地提高了甘蔗的破碎度。原料甘蔗预斩机示意图，如图2所示。

图2 原料甘蔗预斩机示意图

2.2 加强排汁和减少重吸

压榨甘蔗的目的是把甘蔗中含糖的蔗汁尽可能多的挤压出来，并把挤压出来的蔗汁迅速排走，尽量减少蔗渣对已挤压出的蔗汁的反重吸，减少蔗渣中的含糖分。因此，较好的排汁是降低蔗渣转光度的一个重要环节，如果排汁不良，蔗渣就难以压干，蔗渣中的蔗汁较多，相应蔗渣转光度就会偏高。通过压榨机使用柔性联轴器以及在底梳梳尾设置排汁沟这两个措施，有利地改变了压榨机组的排汁条件，延长了榨辊的排汁时间，提高排汁能力，利用蔗层的疏透性，全面加强排汁，减少压榨过程中蔗料的重吸，提高压榨处理量及抽出率，降低蔗渣的转光度。

2.2.1 压榨机使用柔性联轴器

某日榨7000吨的糖厂其生产线使用的5台压榨机型号均为QA2000型，配套使用的联轴器属于刚性联轴器，在榨季运行时，顶辊在大升大降过程中难以对减速箱起到保护作用，减速箱齿面容易受到冲击。在近几年的设备解体鉴定过程中，发现部分齿轮已出现点蚀麻坑，甚至有崩裂现象。由于减速箱本身的设计过于紧凑，且场地受限，减速箱未能配置三输出分配箱，单一输出轴传动不够平稳，受力大；又有部分轴承滚子磨损导致游隙变化增大。因此，减速箱在运行过程中引起齿面跳动，使齿轮受到冲击振动后容易崩块脱落，对减速箱影响较大。在榨量偏差过大时，榨机受力过大，电流过高，需提高榨机转速，而榨机转速偏高，则榨辊线速偏高，且由于蔗汁横向流动的主方向与蔗层前进运动即榨辊线速方向相反，在线速加快时，排汁更困难，重吸系数明显升高，不利于降低蔗渣转光度。柔性联轴器的柔性可以缓冲外界给予的冲击力，所以将原刚性联轴器更换为柔性联轴器，可以减少顶辊升浮时对减速箱的影响。在保证蔗料入榨时榨机开口、油压稳定的同时，可降低榨机的转速，延长了榨辊排汁时间，从而进一步减少了重吸现象，有助于降低蔗渣转光度及保证压榨设备的稳定和安全。

2.2.2 在底梳梳尾设置排汁沟

在每把底梳梳尾设置排汁沟，使底梳参与排汁，减少梳面上蔗料的重吸现象。梳尾的排汁沟与后辊齿顶间隔宽20 mm左右，作45°角斜开。

2.3 改善入辘条件

压榨车间压榨机组需入榨蔗层厚薄均匀，形状细而长的蔗料；同时压榨机组的各项工作开口需合理；以及下送辊持蔗能力要强，能起到强制蔗料入辘的作用，才能确保蔗料顺利入辘。降低整组压榨机的转动线速，有利于降低蔗渣转光度及保证压榨设备的稳定、安全。而当蔗料入辘情况较差时，压榨车间将被迫采取减少榨量、放大压榨机开口和减轻压榨机油压等措施来保证蔗料的入辘，因而蔗渣转光度会增高；如果蔗料不能顺利入辘，生产将被迫中断，无法均衡稳定进行，对蔗渣转光度的控制不利。榨季时若整列压榨机的其中一台压榨机出现蔗料入辘不良的现象，则整列压榨机组对蔗渣的压榨将受到限制，最终影响蔗渣转光度。

该糖厂为改善入辘条件采取了提高压榨机组的装嵌效果和增大下送辊辊径的措施，效果显著。在榨季生产中，整列压榨机组在正常的压榨作业过程中使压榨机进料量均匀稳定，蔗层厚度适中，压榨机顶辊上升量稳定在规定的范围内，油压正常发挥作用，压榨机线速适当，设备的负荷均衡稳定，充分发挥了设备的效能，提高了压榨抽出率。

2.3.1 提高压榨机组的装嵌效果

抓好压榨机组检修质量，掌控好压榨机组的各项安装数据的取值，特别是压力、辊子线速、开出口、工作开口比以及底梳安装尺寸，这些数据将直接影响蔗汁的提取率。根据该糖厂压榨机组的配置现状和生产运行的实际情况，蔗料的破碎、排汁和渗浸等客观条件，以及多年的压榨机组的装嵌经验，前后辊工作开口取值应两头大中间小，并适当降低各机组比值，1#压榨机m1=50/24；2#压榨机m2=40/21；3#压榨机m3=28/15；4#压榨机m4=26/12；5#压榨机m5=22/10。其目的是使前后辊压力分配合理，尽可能加大前辊排汁量，减少蔗汁再次渗进蔗渣；同时降低后辊排汁压力。

梳嘴工作开口选定为前辊工作开口的1.5～1.8倍，尽可能控制梳刃圆心角为12.2°～12.5°，控制梳尾间隙，1#压榨机的为22 mm；2#压榨机的为20 mm；3#压榨机的为18 mm；4#压榨机的为16 mm；5#压榨机的为15 mm。其目的是保证使底梳与前辊相连的位置正确，梳尾与后辊的相互位置和梳尾间隙尽可能保证蔗渣顺利进入后辊且漏面渣较少，保证蔗渣从前辊出口至后辊入口的整个过程畅通无阻，以克服因底梳安装过低或过高给蔗料的通过增加阻力。

2.3.2 增大下送辊辊径

该糖厂的下送辊除1#和5#压榨机使用了新型错齿式下送辊，2#、3#和4#压榨机采用莲藕辊加强排汁外，还增大了下送辊辊径，以改善蔗料地入辘情况。

将现有φ2000的压榨机下送辊辊径从φ700 mm加大至φ900 mm，安装时需确保下送辊与顶辊之间的开口为压榨机工作开口的4～5倍，1#压榨机的为220 mm；2#压榨机的为170 mm；3#压榨机的为150 mm；4#压榨机的为140 mm；5#压榨机的为115 mm。下送辊与前辊之间的间隙以不漏渣为取值依据，1#压榨机的为10 mm；2#压榨机的为8 mm；3#压榨机的为7 mm；4#压榨机的为6 mm；5#压榨机的为5 mm。下送辊与顶辊运行时的拉力增大，组成更强有力的外推力，顶辊与下送辊对蔗料产生一定的压缩作用，使蔗料地入辘得到更好的强化。调整下送辊与顶辊、前辊的位置，以加大下送辊与蔗料的磨擦力强行带动蔗料地入辊，更加有效地增大入料的外推力，增加和稳定糖厂的日处理量。

3 结束语

该糖厂为寻求提高压榨各项生产指标的途径，经过多年的探索和应用，在对压榨设备进行挖潜力，以最大化的提高设备利用率，各项生产指标得到了显著提高。该糖厂通过一系列的改进措施，榨季生产中撕解机和压榨机组设备运行平稳正常，其的吨蔗电耗有了明显的下降，甘蔗破碎度得到了有效提高，达到了88%左右，特别是蔗渣转光度由2018/2019年榨季的2.15%下降到了2020/2021年榨季的1.86%，效果显著。由于压榨车间技术改造的成功，使该糖厂的动力、蒸汽、物料等的各项经济技术指标得到了提高，2019/2020年榨季产糖率为13.74%，取得了该糖厂产糖率的历史新高。

通过对撕解机和压榨机组的技术改造，提高了甘蔗的破碎度、改善了压榨机组的入辘条件、加强排汁和减少重吸现象。首先，有利于实现了均衡压榨，均衡渗透，提高压榨抽出率，尽可能的把甘蔗的蔗汁压榨出来，降低了蔗渣转光度；其次，为车间的安全生产提供保障，提高了车间的生产安全率；最后，有利于后续煮糖等工序，生产的均衡有序，有助于提高产糖质量和产糖率，对整个糖厂的生产有着至关重要的作用。同时极大的提高压榨车间全体职工的生产积极性和均衡生产意识，员工的凝聚力得到了加强。