糖蜜自动稀释系统在糖厂的应用

陈 进，盘张利，刘 滨

（广西来宾东糖凤凰有限公司，广西 来宾 546102）

制糖行业的生产过程首先是从甘蔗中提取蔗汁，然后经过澄清工序、蒸发工序、煮糖工序和分蜜工序后制成成品白砂糖。在煮糖工序，物料种类繁多，能否合理利用，关系到能否多产糖和产好糖。大多数糖厂采用套种法煮糖，即抽取一定量的糖糊种子，用糖蜜原料煮上，糖蜜原料中的蔗糖分子在煮制过程中以扩散和沉积的形式促使糖糊晶体（晶核）不断长大。蔗糖分子的扩散和沉积都是以各自的速度进行的，正常的结晶操作就是要控制这两个过程的平衡进行，使蔗糖晶体正常长大。煮制过程需要控制最适宜的糖液过饱和系数，再取得最大的养晶速度。

若糖蜜锤度过低，则进料速度慢，煮制时间久，会增加能耗，影响物料平衡；若糖蜜锤度过高，糖蜜中的蔗糖分子扩散速度大于结晶速度，即晶核表面来不及吸收扩散来的蔗糖分，则过剩的蔗糖分会自行进行结晶，成为新晶（伪晶），分蜜机难分离，产品质量受影响，且容易使糖蜜“走砂”。“走砂”是指分蜜机分离出的糖蜜中带有细小、粉状糖砂，这会使糖蜜纯度升高，造成煮糖制度混乱和糖分损失增大的不良现象。因此许多糖厂都会采取稀释和加热的方式来控制糖蜜的锤度和温度，尽可能溶解糖蜜中夹杂的砂粒。

1 糖蜜的传统稀释方法

分蜜机分离出的糖蜜通过气送泵泵送至煮糖原料箱，煮糖原料箱中的糖蜜再通过阀门流往稀释箱。在稀释箱底部增加有生汽管、上部有热水管，生汽管提供生汽加热糖蜜，热水管提供热水稀释糖蜜，糖蜜在加热和稀释过程中，夹杂的部分砂粒得到溶解，从而保障糖膏中晶体的整体均匀度。糖蜜的传统稀释方法和加热过程示意图，如图1所示。

图1 糖蜜的传统稀释方法和加热过程示意图

糖蜜的传统稀释方法存在的问题是整个稀释过程是人工控制，完全凭借工作人员的经验来判断，稀释和加热方式简单，存在局部过热现象，稀释后锤度不稳定，不能完全溶解原料中夹杂的细小砂粒，难以保证在糖膏煮制过程中晶体的整体均匀度。

2 新型糖蜜自动稀释系统

针对糖蜜的传统稀释方法存在的问题，广西东糖投资有限公司下属的某一子公司管理人员多次外出考察，发现近几年部分糖厂引用糖蜜自动稀释系统，该系统为自动控制系统，深受好评。

2.1 工作原理

物料利用结晶罐真空吸入后与热水、加热蒸汽混合，经过抽吸器后再进入混合器，在通过缩喉时流速加快，物料与蒸汽强烈混合湍流，使物料内的微小晶体彻底溶解。

温度控制是通过对出料口温度探测，控制器根据预设物料的加热温度，控制加入汽源调节阀的开度，实现了出口物料温度的可调。

锤度的控制是根据物料流量、预设锤度和稀释目标锤度，由控制器的数学模型来控制稀释水量的加入，实现稀释锤度的按需调节。

2.2 工作特点

第一，入料和热水自动配比调节、出料温度高低自动调节、物料锤度随意调节。第二，采用两级升温方式，有效减少加热蒸汽对混合器的冲击，稀释过程更安全。第三，加热迅速，汽料水强烈湍流混和，黏度降低，出料温度及锤度可精确控制。第四，溶砂彻底。第五，物料液位进行自动控制，增设液位超限的保护功能，保障液位不冒箱。第六，系统自动存储一年内的实时数据，方便信息化管理。第七，维护量少、操作简单。

2.3 系统设计参数控制

原料稀释生产能力为≥120 m3/小时，锤度从85°Bx稀释到65°Bx；流量计测量精度为进口罗斯蒙特0.02%，精度0.2级；原料加热可调温度为60~72℃；原料加热温度精度为±1.5℃；原料稀释可调锤度为60~80°Bx；原料稀释锤度精度为±1°Bx。

2.4 应用效果

2.4.1 系统投入使用前的调试

系统初使用时，糖蜜稀释后实际锤度与系统设定锤度偏离较大，分析原因发现糖蜜设定初始锤度与实际的偏离较大（以化验数据为参考）。及时修正设定初始锤度，再通过工艺查定及计算，检查稀释系统程序的计算公式输入错误，并及时修订。

系统设计热源为废汽，从节能降耗角度考虑，增加Ⅰ效汁汽管路。使用Ⅰ效汁汽加热时发现甲稀蜜的加热温度难以达到工艺要求，甲原蜜的加热温度满足工艺要求。在分蜜甲稀蜜原料箱用Ⅱ效汁汽预加热，泵往煮糖楼后再通过自动系统二次升温，改进后温度能够达到工艺要求。

广西来宾东糖凤凰有限公司的糖蜜自动稀释系统投入后，经过多方调试，2021/2022年榨季已正常使用。新型糖蜜自动稀释系统的现场安装图，如图2所示。

图2 新型糖蜜自动稀释系统的现场安装图

2.4.2 设计参数偏差情况

考虑到分蜜阶段式泵料及煮糖间歇式进料，要求项目实施后的目标为“系统设定温度、锤度与实际检测值的偏离度控制在±3%内”。为验证系统使用效果，技术人员多次采样分析，根据偏离度不断修正系统设计公式的参数。所有的修正数据在开榨后15天内完成，修正后多次采样结果均符合设计要求。使用糖蜜自动稀释系统后对糖蜜进行抽样检查，且在抽样时，并未发现糖蜜中夹杂有颗粒，抽样的结果比对记录，如表1所示；以及温度和锤度偏离度，分别如图3和图4所示。

图3 糖蜜自动稀释系统不同时期的温度偏离度

图4 糖蜜自动稀释系统不同时期的锤度偏离度

表1 使用糖蜜自动稀释系统后糖蜜的抽样结果比对记录

2.4.3 生产指标完成情况

系统改进后，甲稀蜜和甲原蜜经过系统自动稀释后的锤度及温度能够满足工艺要求，煮糖煮制过程吸收较好，母液量较少。因此，糖蜜自动稀释系统使用效果达到预期目标。自动系统投入前后连续两个榨季的糖膏蜜的纯度差值对比，如表2所示。

表2 自动系统投入前后连续两个榨季的糖膏蜜的纯度差值对比

3 结语

通过分析糖蜜传统稀释方法存在的问题，引进新型糖蜜稀释系统。该新系统投入后，经过初期调试及改进，糖蜜温度、锤度能满足工艺设计要求，改变了传统糖蜜稀释方式稀释不均、局部过热、容易结焦以及糖蜜中夹杂的细小颗粒得不到完全溶解的现象。新型糖蜜稀释系统的温度、锤度绝对值偏离度分别为2.04%、1.77%，达到要求的控制值3%以内；糖蜜中夹杂的细小颗粒得到完全溶解，甲乙糖膏膏蜜纯度差分别提高了1AP、1.37AP，确保了糖膏煮制时的颗粒混合均匀度。该新系统自动化程度高，操作简单，大大降低了员工劳动强度，改善了岗位现场工作环境。总之该新系统投入后，运行良好，效果较明显，糖膏煮制过程吸收较好，甲乙糖膏膏蜜纯度差均有所提高，值得推广使用。