制糖工艺生产过程自动化研究

制糖工艺生产过程自动化研究

周海金周静

广西贵糖（集团）股份有限公司广西贵港537102

摘要：近些年来随着我国社会经济的快速发展以及各项工业科学技术的发展，使得制糖工艺技术不断完善。目前我国制糖厂由于受到生产条件以及制糖原料等构成要素的影响，使得各类糖类产品质量和产量的提升受到限制。所以现阶段制糖过程中需要对原有的工艺技术进行创新，应用先进的生产技术和工艺，提高制糖生产过程自动化程度，扩大生产效率。

关键词：制糖工艺；生产过程；自动化

蔗汁中除了含我们需要的蔗糖外，还有很多其他组成部分，如还原糖、多糖、蛋白质、各种氨基酸与酰胺、有机酸、胶体物质、植物色素、灰分等非糖分，各种成分的数量还与甘蔗的品种、种植的土壤、施肥情况、气候条件、收割后的存放时间与条件等因素有关，蔗汁中的成分组成复杂，因此制糖生产各项工艺指标设定较为复杂，制糖生产属于流程性生产，工艺指标的变动对制糖生产过程中其他工艺指标也会产生不同程度影响，现阶段制糖指标在实际执行过程中复杂性较高。当前随着我国科学技术的快速发展，原有人工控制操作模式逐渐被自动化控制措施所取代，在一定程度上减少了人为操作因素对工艺指标的影响，能够降低制糖工艺生产过程中的资源损耗，全面提高制糖生产效率，为制糖企业带来较大的经济效益。

一、当前我国制糖厂制糖基本现状概述

从目前我国部分制糖厂实际发展现状来看，制糖厂拟定的各项工艺指标主要是针对甘蔗品种、成熟度、新鲜度、蔗汁纯度等实际情况进行综合分析。新鲜成熟甘蔗糖分转化较慢，制糖过程比较容易处理，而不成熟且新鲜度差的甘蔗，还原糖和胶体多，纯度下降，对制糖生产及产品质量较大影响，所以制糖工艺生产过程中，制糖厂技术人员需要结合生产实际情况有针对性对工艺指标进行适当调整，实现生产工艺最优化，以便保证产品质量和提高产糖率[1]。

二、制糖工艺指标拟定的必要性分析

制糖原料甘蔗由于不同的自然生长环境、种植土壤、甘蔗品种等因素会对蔗汁实际成分造成影响，同时新鲜度差的甘蔗糖分转化快，增加蔗汁的非糖分，给制糖生产带来困难，不但会影响产糖率还会影响糖产品的质量，此时需要对工艺指标进行适当的调整，以保证均衡生产及确保产品质量。

三、制糖工艺生产过程自动化探析

（一）压榨车间自动化

在制糖工艺生产过程中压榨车间的自控系统，系统主要是均衡进榨系统、西门子PLC控制系统以及hongeyelLHC900组成的DCS控制系统。均衡进榨系统可以主要分为进蔗系统以及磷酸控制系统。进蔗系统规是根据实际榨量为基本核心，通过不同反馈电流以及反馈速度作为对比量，建立完善的PID控制系统。磷酸添加量对制糖过程具有重要作用，在过去制糖工艺生产过程中，磷酸的有效添加都是通人为控制方式进行操作，人为控制将会导致磷酸添加量精确值不够。目前通过磷酸设置系统的有效应用，系统能够根据实际榨量以及混合汁磷酸值进行自动添加，这样能够控制磷酸添加量的精确值。通过均衡进榨系统的有效应用，能根据生产过程中的实际需求自动添加磷酸。与传统人工操作方式向比较，通过自动化控制能够对磷酸与蔗比进行合理调控。通过西门子PLC控制器以及hongeyelLHC900合成的DCS控制系统，能够对制糖过程中压榨各个子系统进行集中管理[3]。

通过压榨自动控制系统的有效应用，能够促使压榨过程中能够实现均衡压制，对压榨机的转速进行调控，稳定控制蔗渣水分，也能避免设备使用过程中出现各类故障，确保压榨生产均衡进行，能够从整体上实现均衡输出蔗渣、均衡用电等目的。但是目前此类系统在实际应用过程中也存在一定问题，为了更好的突出生产有序进行，需要提出相应的改进措施。为了降低机器使用过程发生故障的概率，可以在控制器中安装双网线控制器，可以针对DCS系统建立完善的空调控制室，能够避免设备受到外力震动和温度的干扰[4]。

（二）澄清蒸发的自动化

目前制糖工艺生产过程中澄清和蒸发是难度较大的生产流程，首先混合汁从压榨泵送到制炼车间，然后再将糖汁进行加热，再进入到硫熏中和器中进行中和，硫熏中和后进行二次加热把浑浊不清的预灰汁，经硫熏中和、加热后生成大颗粒的沉淀物，再通过沉降器进行沉降，获取清汁，清汁经加热后进入蒸发浓缩，最后形成约65OBx的糖浆。从实际蒸发流程来看，蒸发过程主要是有物料系统和汽水系统不同控制系统来完成生产工艺要求的。从自动化控制角度来看，物料系统的控制，需要在混合汁箱、中和汁箱、沉降器、清汁器等设备中安装液位测量点，根据各个物料液位情况及时调整适当蒸发入汁量，各效汁室都需要安装温度监测点，从不同的加热以及蒸发环节对温度进行控制，能够对用汽系统进行控制，实现蒸发操作过程维持I效加热蒸汽压力稳定、各效汁汽压力稳定、罐内液面高度稳定、各阀门开度稳定、抽取汁汽量稳定的“五定”操作，以保证蒸发系统在最佳的工作条件下运行，能够更好完成工艺指标要求。提高蒸发效能，降低生产能耗[5]。

（三）结晶环节自动化

目前制糖结晶工艺中主要有连续性结晶方法以及间歇式结晶法。现阶段对制糖工艺自动化技术进行探究，需要掌握两种结晶方式的重要作用和不足之处，更好促进结晶工序的进行。当前连续结晶液面较低，静压损失值较大，能够有效应用低参数蒸汽，全面提升热能转换效率。间歇式结晶是在经常变动操作条件下运转，目前虽然有的已用电脑操作，但仍不能完全依靠电脑自动完成操作，需要人工采样检查糖膏质量情况调整，对操作工人经验技术水平要求较高，因间歇式结晶生产的不连续性，对蒸汽使用量有波动，不利于蒸汽系统的平衡。连续结晶加热面积与糖体数值会保持不变，更好的实现对流结晶，降低制糖时间，能节约能耗，促进制糖操作的稳定生产。连续制糖自身具有便于技术人员进行管理，能够实现制糖过程自动化控制。但是连续结晶自身也存在一定不足之处，存在混晶和壁面挂糖，晶粒大小不整齐，使得制糖质量受到影响，所以当前需要结合制糖生产实际情况选用相应的结晶方式，甲膏高纯度煮制选用间隙式结晶，乙、丙糖低纯度煮制选用连续结晶方式，通过发挥自动化控制模式降低人工操作模式中存在的各项问题[6]。

结语：

总而言之，当前随着我国科学技术的快速发展，使得制糖工艺自动化技术得到有效应用，能够改变传统制糖工艺中的落后部分。在制糖工艺生产过程中实现压榨车间自动化、澄清蒸发的自动化、结晶环节自动化，技术人员需要结合制糖实际情况对自动化技术应用进行调整，全面提升制糖生产效率，获取更大的经济效益。

参考文献：

[1]李健,万艳清.浅谈制糖工艺生产过程的自动化[J].企业文化（中旬刊）,2013(1):167-167.

[2]李冰.浅谈制糖工艺技术指标及工业自动化技术[J].科技风,2014(1):109-110.

[3]刘朝军.制糖工艺技术指标及工业自动化技术分析[J].大科技,2014(28):289-289,290.

[4]罗曼青.制糖工艺指标及工业自动化技术分析[J].中外食品工业（下半月）,2014(2):1-1,3.

[5]牛秀中.果葡糖浆生产中离子交换自动化研究与应用[J].城市建设理论研究（电子版）,2016(16).

[6]王宜军.麦芽糖醇生产工艺自动控制系统的设计[J].科技与企业,2012(5):274-274,276.