第三章 糖厂生产单元及工艺控制

第三章糖厂生产单元及工艺控制

第一节制糖物料流程

一、甘蔗提汁

提汁是糖厂生产的第一道工序，它的任务是把甘蔗中糖分提出来。衡量提汁工段成绩优劣的指标是处理量（t/d），糖分抽出率（％），安全率（％）。

提汁方法有压榨法、渗出法以及磨压法三种。但普遍是采用压榨法。

渗透水

图3–1 甘蔗压榨法流程

二、亚硫酸法澄清

中和过程一般采用先硫后灰或硫灰同时加入，现已很少采用先灰后硫。

流程的工艺条件，随甘蔗原料的变化情况和工厂设备的特点而有所不同，可适当调整。

如甘蔗含还原糖高，甘蔗尾梢部多，蔗皮色深，一般可采用较低温度和较低pH值（如一次加热60～62℃，二次加热98～100℃；中和pH6.8～7.0）。

如甘蔗含还原糖低，且纯度较高，一般可采用中性偏碱的工艺条件，温度亦可偏高，效果更为有利（如预灰pH7.0～7.2，中和pH7.0～7.5，即控制清汁pH7.0～7.2；一次加热63～65℃，二次加热100～102℃）。

澄清物料平衡图：

图3–2 澄清物料平衡图

澄清工艺流程：

图3–3 澄清工艺流程图三、煮糖分蜜

图3–4 成糖工艺流程图

赤砂糖可包装出厂亦可回溶煮乙糖。在甘蔗原料质量好、纯度高、且赤砂糖色值浅时可以作乙膏种。

第二节制糖水流程

一、冷水流程

二、热水流程

用减压汽的煮糖罐

图3–6 制糖热水流程图

第三节糖厂用电分配

图3–7 制糖厂用电分配图第四节糖厂用汽分配

清汁一级

图3–9 制糖厂蒸发站汽流程图

第五节制糖工艺指标的分析与控制

一、压榨指标分析

㈠压榨量：

不仅要完成厂部下达的每班榨量，重点应控制每小时的榨量均衡率。若误差过大，应找出原因，并订出措施。

㈡糖分抽出率：

影响因素很多：如甘蔗破碎度、每座压榨机出入口比、油压、蔗层厚度、排汁情况、渗透水量、水温、辊子线速、甘蔗纤维分、蔗渣水分、蔗渣转光度等都有影响，要逐项查找，排除次要因素，确定主要因素，然后采用相应的改进措施。

㈢安全率：

每班停榨或断槽损失的分钟数一定要记录清楚，并分析它是外界条件影响或是设备事故造成，若是设备事故，是常见还是偶然，是零部件材质还是维修质量，采用了何种办法解决并提出今后的防范措施。原始记录一定要认真、齐全,以备大修理时做检修计划的依据。

㈣甘蔗纤维分

它是影响榨量和抽出率的因素之一，又是关系到蔗渣发热值，最终影响到标准煤耗的指标。并是确定渗透水加入量和渗透水温的依据。

㈤蔗渣水分

蔗渣水分降低1个百分点，压榨抽出率可提高0.1个百分点，所以它对抽出有一定影响。同时蔗渣水分的降低，有利于锅炉的燃烧，可提高发热值，对节能有利。若蔗渣水分过高,应从末座压榨机油压以及出入口比和渗透水的水量、水温等原因，及时调整操作条件。

㈥初压汁与混合汁纯度差：

正常情况是：初压汁AP与混合汁AP的差值为1.5；若差数过大，可能是汁盘微生物污染，使蔗糖转化造成，就要加强灭菌消毒工作。若差数过小，应检查蔗渣转光度是否过高，糖分未充分提出，或是有葡聚糖生成，使混合汁转光度是假象，致混合汁AP偏高。

二、澄清过程指标分析

亚硫酸法澄清，通常使用SO2去降低糖品的色值；SO2的第二个作用是改善糖膏的煮炼特性。

在除色方面，SO2的作用是复杂的，它可转化有色的化合物为无色，防止氧化生成色素，并抑制还原糖和氨基酸的变色反应，避免色值加深。

㈠加灰全氧化钙量：

它与硫熏强度和中和pH的控制有关，但澄清过程的加灰全氧化钙量应以混合汁中带来的的非糖分为依据，一般以非糖分乘以7％作参考。

例：混合汁锤度18，简纯度84％，则混合汁中非糖分为：18×（1－0.84）＝2.88％。加灰全CaO 应为：2.88×7％＝0.20％。若超过此指标太大，可能是硫熏强度和中和pH值过高所致。若低于此指标，可能是硫熏强度和中和pH值太低。

㈡硫熏强度：

此指标应从原始记录中考核其均衡率，不要从班报中考核平均合格率，因指标波动大则合格率无代表性。而硫熏强度的高低，受加灰全CaO量的制约，可通过计算得到参考依据，即预灰时约消耗全CaO25～30％来中和混合汁中的有机酸和加入的磷酸，尚剩余70～75％的全CaO则为中和SO2之用。

例：据上例计算，混合汁非糖分2.88％，加灰全CaO0.2％，需与SO2反应的＝0.2×70％＝0.14％，所以，硫熏强度＝[SO2分子量×反应的CaO质量/CaO分子量]×100＝[64×0.14/56]×100＝16mL 若生产科下达硫熏强度指标过高。虽然易得到较坚实的沉淀物，沉降过滤性能良好。清汁清亮，色浅，但最终会影响白砂糖含硫量高。反之则结果相反，所以应按甘蔗质量来确定这一控制指标。

㈢中和pH值：

应按照生产科下达的指标控制，但主要按原始记录考核其均衡率，过高会引起还原糖分解，糖汁色深，过低会造成蔗糖转化，影响总收。所以忽高忽低都会产生不良效果。

㈣反应温度：

报表中无此项指标，但此为澄清三要素之一，应经常检查原始记录和指示仪表，如发现不在规定范围内，应查找原因，若是外界条件造成，应加强与上下工序和供汽部门联系，尽快解决，若是本班组的问题，要督促组员精心操作。

㈤清汁锤度降

即混合汁与清汁的锤度差，它与过滤时滤泥洗水量，石灰波美度，磷酸稀释量等有关。若锤度降过大，会影响蒸发负荷加大，能源消耗增加。所以应查出原因及时联系解决。

㈥滤泥转光度：

这与泥汁过滤性能，过滤洗涤水量、水温、洗涤均匀度等有关，它会影响糖分总收回，一定要及时检查及时指导组员改进。

㈦滤泥水分：

它由三方面的因素影响：即泥汁的特性，关系到滤饼结构和脱水难易；过滤设备的性能，如真空吸

滤机的真空度和转速，压滤机的生产能力等；操作条件的洗水量、水温、水压、压滤机的汽洗时间长短等。而滤泥中的水分是低浓度糖水，水分高则损失糖分多，所以应找出原因采用相应对策及时解决。

㈧清汁钙盐

这与澄清过程控制的工艺指标以及指标的均衡稳定性有关，如硫熏中和的PH值，甘蔗的成熟期大多使用中性偏碱，只有甘蔗欠成熟和变质时还原糖含量高，才使用中性偏酸的指标，因为偏碱时生成的亚硫酸钙沉淀溶解度小，清汁中可溶性钙盐少，就可以减少传热设备的积垢生成，有利于热传导并节约能源，且可降低白砂糖的灰分。所以要教育组员精心操作，尽量避免指标波动过大。

㈨还原糖/蔗糖：（RS/S）

此项指标要关注混合汁中的（RS/S），然后与清汁中的（RS/S）的变化作比较，若清汁中（RS/S）过大，说明蔗糖转化成还原糖过大,糖分总收难以保证。若（RS/S）过小,则还原糖被破坏,产品质量受危害,所以一定要控制好PH值,在规定范围内并要求均衡稳定。

㈩澄清效率：

也即混合汁中清汁的非糖分除去率，可用简单的公式计算：（混合汁污染度－清汁污染度）×100%/混合汁污染度。而混合汁污染度=（100－混合汁AP）/混合汁AP；清汁污染度=（100－清汁AP）/清汁AP。而亚硫酸法一般澄清效率在8%～12%之间，如算得过小，则应从控制的工艺条件和操作上找原因，然后及时纠正。

三、蒸发

㈠末效罐的绝对压力：

检查原始记录来考核，这一指标是通过调节冷凝器用水量而控制，从而维持末效糖浆的标准温度约55℃。绝对压力的选用值取决于糖浆的折光锤度，在65°Bx的范围内，绝对压力应在10厘米汞柱左右。

㈡糖浆锤度：

与入罐清汁锤度，1效罐用汽压力，蒸发罐效能，积垢的生成，汁汽的抽用以及自身操作（凝结水排除、排氨）等因素有关，但一般是通过调节末效糖浆排放阀而控制。

㈢液位高度

在加热管中的液位是传热速度的一个重要因素，如果液位太低，未能使用管子的全部加热表面，管子的顶部会产生“干壁”现象。如液位太高，管子的下部将全部为糖汁充满，流速太低，以至不能达到最佳蒸发速度。

最佳液位是：液体刚好能被蒸汽泡带到管子顶部，只有少量液流在管板上流过。最佳液位随管子的尺寸、温度、传热速度、积垢和糖汁粘度而变，在正常条件下，最好的液位是在管子长的25%左右，极少超过40%。

㈣各效间的温差：

末效蒸发罐的操作温度，一般不低于55℃，因低温下高黏度的糖浆传热很差，而Ⅰ效蒸发罐的温度由所用乏汽的压力而定。总之蒸发罐的总温差应达到61℃，即五效蒸发罐对应的平均温差为12℃，四效蒸发罐为15℃，应经常检查原始记录。若发现偏差太大，可能与抽用汁汽的多少、罐顶三通阀的可靠性、凝结水以及不凝气的排除、加热面上积垢厚度、末效罐真空度、首效用汽压力等有关，要及时查出原因，并果断清除障碍。

㈤四定操作

1、保持第一效汽鼓内蒸汽压力稳定：应根据入罐清汁锤度、温度以及数量和罐内积垢情况来决定用气压力，并使其稳定，以便保持一定的总温差。这样不至于影响各效液面和真空度的波动，而减少跑糖机会。

2、保持各效压力（真空度）以及各效之间的压力差稳定：因真空波动会引起蒸发罐汽体（汁汽）的体积急剧膨胀，而引起冒顶跑失。

3、控制泡沫液面高度一定：为保证蒸发效率的提高，应控制低液面或各效糖汁液面始终保持一定高度，切忌短时间内液面忽高忽低，波动不已。这样最容易引起走糖和糖液局部焦化。

4、保持各过汁开关的稳定：这与控制液面高度有连带关系，要保持液面高度稳定，必须保持过汁开关稳定，不要任意拨动各效间过汁阀。

四、煮糖、分蜜

㈠各系糖膏锤度：

按生产部下达的指标控制，但当设备条件（煮糖罐，分蜜机能力）、操作水平、煮糖罐能放罐的前提下，尽量提高糖膏锤度，因为锤度高，母液中水分少，溶解蔗糖量就少，糖蜜量少，提糖率高，糖蜜纯度也低。下面举例计算说明。

例：甲糖膏锤度94.5%和95%，纯度86%，求晶间蜜纯度？

使用过饱和度公式：α=H1/H0

据顺德糖厂查定各段糖膏的晶间蜜过饱和度系数为：甲膏α=1.30～1.40；乙膏α= 1.40～1.50；丙膏α=1.50～1.60。H0为同温度下纯蔗糖溶液的蔗糖溶解度；查表得放罐时糖膏温度75度，H0=3.463。而H1为非纯蔗糖溶液的蔗糖溶解度=蔗糖分/水分=锤度×纯度/（100－锤度）

设晶间蜜糖分为C’；糖膏锤度为β；纯度为P；非糖分为N

整理公式得：

1、甲糖膏晶间蜜蔗糖分C’=αH0（100-β）=1.35×3.463×（100-94.5）=25.71%

2、晶间蜜非糖分N= 甲糖膏非糖分N’=β×（1-P）=94.5×（1-0.86）=13.23%

3、晶间蜜固溶物β’=N’+C’=13.23+25.71=38.94%

4、晶间蜜纯度P’=（C’/B’0）×100%=（25.71/38.94）×100%=66%

若甲糖膏锤度β为95%时，则晶间蜜纯度为：

1、甲糖晶间蜜蔗糖分C’=αH0（100－β）=1.35×3.463×（100－95）=23.37%

2、晶间蜜非糖分N=甲膏非糖分N’=β×（1－P）=95×（1－0.86）=13.3%

3、晶间蜜固溶物β’=N+C=13.3+23.37=36.67%

4、晶间蜜纯度P=（C’/β’）×100%=（23.37/36.67）×100%=63.73%

从上述计算可见，甲糖膏锤度由94.5%提高95%。增加0.5个百分点。晶间蜜纯度可降低66－

67.73=2.27个百分点

㈡各系糖膏结晶率：

结晶率也称含晶率。糖膏中“晶液比”。即糖膏中晶粒含量用结晶率表示。它是一个重量百分率。一般有三种表示方法：

（1）固溶物量结晶率（结晶糖量对糖膏固溶物量）

X=(P中-P低) ×100%/（100-P低）

（2）糖度量结晶率（结晶糖量对糖膏糖度量）

X=100（P中-P低）×100%/P中（100-P低）

（3）重量结晶率（结晶糖量对糖膏重量）

K=（P中-P低）β中×100%/〔（100-P低）100〕

糖厂习惯使用固溶物量结晶率，一般甲糖膏在55～60%，乙糖膏在45～50%。丙糖膏在40%左右。为方便起见，很多厂用膏蜜纯度差作考核。甲糖膏约20，乙糖膏约25，丙糖膏约15～20。

㈢各系糖膏煮制时间：

它与物料的纯度、锤度、汽压、真空、操作水平等有关。为了把母液中蔗糖充分吸收到晶体上，必须要求一定的煮制时间，正常条件下，每罐甲糖膏约4小时、乙糖膏约6小时、丙糖膏约8小时。应经常检查原始记录分析原因，如是外界条件影响，加强与有关班组联系，及时解决，若是本班组操作问题，勤督促、教育、提高技术水平。

㈣煮糖罐的温度，压力条件

这是影响煮制质量和煮糖时间的重要条件，应督促组员勤检查，勤观察，发现反常时，及时联系供汽，供水部门以满足工艺要求，自身加强调整使在最优化条件下操作。

㈤甲糖提糖包数

这与煮糖技术和分蜜操作有关，若结晶砂粒硬实均匀整齐，放罐锤度较高，再在分蜜机装筛时不冒筛，洗水时不过量，都易得到较高的提糖包数。一般每立方米糖膏约提糖800千克，否则再找原因。

㈥白砂糖色值：

它与糖浆质量，煮糖操作（洗砂次数多，煮糖时间长，洗罐不彻底，糖浆箱抽空，煮糖温度高，对流不良等），分蜜打洗水（洗水量少，温低，不均匀，不过底等）有关，应逐个排查原因，及时排除并改进。

㈧白砂糖水分：

大多数甘蔗糖厂没有干燥设备，主要靠分蜜机的汽洗及回转时间，通过路线较长的输送设备，冷却后水分挥发掉而达到指标要求。因此煮糖晶粒要均匀，分蜜操作要注意。

㈧非糖分平衡：

糖浆的非糖分量＝白砂糖非糖分量＋赤砂糖非糖分量＋废蜜非糖分量

如果非糖分入多出少，可能中间制品有积压，或低纯度物料回头过多，形成非糖分恶性循环，物料煮制困难，很易造成顶笼；如果非糖分入少出多，说明蔗糖被转化，总收回难以保证。所以班组应引起重视。

㈨还原糖平衡

糖浆的还原糖量＝白砂糖中还原糖量＋赤砂糖还原糖量＋废蜜中还原糖量

如果还原糖入多出少，煮糖过程受到破坏，则产品质量会危险，且废蜜纯度会偏高。若还原糖入少出多，则煮糖过程蔗糖转化，总收受威胁，废蜜纯度虽然稍低些，但废蜜量会偏大，所以班组操作要注

意。

㈩废蜜纯度：

这是煮糖班组重要的考核标准，它与糖浆的组分和性质有关，如还原糖含量高，废蜜纯度会低些，若无机灰分高，则废蜜纯度也高，可通过废蜜的还原糖/灰分来观察分析。一般还原糖灰分约3～4%，超过此数值，很难获得较低的废蜜纯度。此外，它与煮糖技术，助晶管理和分蜜操作等也会有影响。在这些方面一定要加强控制。

〔十一〕废蜜产率：

首先与甘蔗原料质量有关，尤其是有机物非糖分（包括半纤维素、果胶、多缩戊糖、蛋白质、氨基酸、有机酸、皂素、脂肪等）在澄清过程中除去低，它是影响废蜜产率的主要因素。其次与煮糖技术、助晶管理、分蜜操作等也有影响，若废蜜锤度控制得过低，必然会加大废蜜量，并使纯度偏高。建议使用过饱和度公式α=H1/H0来控制废蜜锤度，而废蜜的过饱和度α正常按1.42控制，非纯糖溶液的蔗糖溶解度 H1= β*P/（100- β），助晶结束50℃时的纯蔗糖溶液溶解度查表得 H0＝2.6，把上述数据代入公式，整理后得：

废蜜锤度β＝369.2/( P %+3.692)

只要把生产科要求的废蜜纯度值代入可算出，

〔十二〕白砂糖的水不溶物：

它与澄清过程是否得到清澈透明的清汁有关，再有糖浆硫熏后有无检查过滤，目前甘蔗糖厂都在煮糖楼糖浆贮箱的入口管头上套纱布袋进行隔滤，应勤检查有无泄漏，是否按时清洗，更换。尤其注意严防物料箱的抽空，否则箱底沉淀物抽入罐中，必然增加水不溶物的含量。

〔十三〕白砂糖含硫量：

这与硫熏强度的控制以及中和PH的稳定程度有关，硫熏中和过程，pH中性偏碱时，

SO2 + H2O H2SO2，而H2SO3+Ca（OH）2 Ca（HSO3）2 + 2H2O

Ca（HSO3）+ Ca（OH）2 2CaSO3+2H2O

这些反应都是可逆反应，当中和pH偏酸时，反应向右进行，最终使SO2留在糖液中，在结晶时经吸附与包裸而进入成品白砂糖中。由此可见中和PH的均衡与稳定十分重要。

第六节制糖过程班组均衡生产控制

一、均衡生产对制糖企业的重要意义

均衡生产――即有节奏按比例的连续稳定的生产。

㈠均衡生产有利于保证设备和人力的均衡负荷，提高设备利用率和工时利用率。

㈡有利于建立正常的生产秩序和管理秩序，保证产品质量和糖分收回。

㈢有利于节约物资消耗，减少在制品占用，加速流动资金周转，降低生产成本。

㈣均衡生产是提供最佳工艺条件，实现最优化操作的前提，是提高设备安全运转率的根本保证。

二、实现均衡生产的具体措施

均衡生产必须克服前松后紧，力求避免突击性抢榨量，抢产量的三班三条龙竞赛现象。

要实现水、电、汽、物料四大平衡的均衡生产，在操作上必须抓住定、快、联、勤四个要素：㈠定：从均衡出发，定时、定量、定液位、定配比、定程序、定时检查、定点化验。七定操作是均衡的最低要求和保证。

㈡快：以快求均衡，以快求好，要求工艺处理要快，各桶罐容器，保持低液位，减少糖分转化率，力求均衡主动权。

㈢联：加强联系，互创条件，是均衡生产的主要手段。工艺过程变化因素多，各工序互为影响，互相制约，关系密切，只有加强联系，协同动作，才能更快调整条件，适应变化。

㈣勤：操作上勤检查、勤调整、勤请示、勤汇报、加强纵向、横向的互相沟通，才能为均衡生产创造条件。

第七节制糖班组生产指挥要领

制糖企业对外联系广泛，某部门联系失控或气候的变化都会给生产带来一定的困难。生产过程操作单元多，设备规格型号各式各样，一天24小时流水作业连续生产，某些环节出问题，都会影响生产的正常进行。

所以生产的组织者必须掌握：“预见、及时、全面、准确、统一”十字要领。

一、预见

生产组织者必须有预见性，学会走上步看下部，当情况变化时能预测未来。如天气的变迁，就应该预见到砍运的不正常，可能会造成断槽，再如前后工序某些指标的波动或产生突发事故，可能会影响本班组的正常生产，以便事前采取防范措施。

二、及时

制糖生产是流水作业，连续化生产，某些环节哪怕是几分钟的反常，也会在整个过程中产生不良效果。所以，当发现问题时，一定要及时、迅速、果断的进行处理。如果是班组的权力范围管不了时，应及时向领导或有关部门请示以便迅速解决。

三、全面

制糖生产前后工序关系密切，周边条件互相影响。所以查找问题、分析情况时，不能把局限的某一点代表全部，一定要客观，全面的看问题，这样在制定措施和对策时少出差错。

四、准确

作为生产组织管理者，应使用数据说话，所掌握情况正确无误，不要使用大概、或者、也许等不确定的词语，只有严密、准确的判断，才能定出对症下药的对策，各项工作才能顺利展开。

五、统一

制糖企业现场生产指挥者，有厂级的调度、车间级的值班长，还有各工段属下的生产班组，所以指挥一定要统一，不要各自为政，不要各发各自的指令，这样会造成混乱，操作工人很难执行。