甜菜制糖自動煮糖技術(shù)的應(yīng)用與實踐分析

姜永智 蔣阿寧 趙金龍

摘要：內(nèi)蒙古敕勒川糖業(yè)有限責(zé)任公司自2019年在原有DCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以siemens S7-300PLC為核心，使用以太網(wǎng)通信技術(shù)，實現(xiàn)了高效節(jié)能、縮短時間、節(jié)約蒸汽量、提高產(chǎn)品及經(jīng)濟效益的目的，旨在為制糖生產(chǎn)管理提供參考。

關(guān)鍵詞：糖業(yè)；自動煮沸技術(shù)；甜菜制糖

煮糖是糖業(yè)生產(chǎn)中的最后一個環(huán)節(jié)，也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，與蔗糖的質(zhì)量和產(chǎn)量密切相關(guān)，進(jìn)而影響糖廠的經(jīng)濟效益。中國是世界上第三大食糖生產(chǎn)國，同時食糖的消費量居世界第二位，因此自動煮糖技術(shù)的研究和應(yīng)用具有十分重要的意義。

1. 煮糖環(huán)節(jié)存在的問題

1.1 產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定

煮糖質(zhì)量的好壞全憑個人經(jīng)驗，每罐糖的物料指標(biāo)，由于生產(chǎn)波動并不穩(wěn)定，實際煮糖過程是不斷變動調(diào)節(jié)的過程，而操作人員調(diào)節(jié)始終是滯后的，還容易出現(xiàn)過調(diào)節(jié)或欠調(diào)節(jié)現(xiàn)象。

1.2 要求操作工人技術(shù)水平較高

普遍存在人員缺乏現(xiàn)象，煮糖、清凈、浸出、自動儀表等方面的人才尤為缺乏。

1.3 對各關(guān)鍵控制點缺乏量化控制

現(xiàn)在有70%的糖廠仍然是靠人來判斷裝罐液位、投粉或接種錘度、晶種數(shù)量、物料的配比比例等參數(shù)，缺乏量化控制。

1.4 煮糖時間長短不一，能耗較高

體積、濃度、結(jié)晶速率的非線性曲線掌控不好，進(jìn)氣壓力溫度調(diào)整不及時，既延長了煮制時間又增加了能源消耗。

1.5 工人勞動強度大，使用人員多，勞動效率低

制約著工廠自動化、智能化的發(fā)展，成為規(guī)模生產(chǎn)的主要瓶頸。

2. 自動煮糖技術(shù)改造內(nèi)容

在原有DCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以siemens S7-300PLC為核心，使用以太網(wǎng)通信技術(shù)，通過計算機進(jìn)行操作。對真空、液位、加熱壓力、錘度進(jìn)行準(zhǔn)確測量，使用調(diào)節(jié)閥控制罐內(nèi)真空，加熱壓力、液位錘度。將甲洗、再溶糖漿、蒸發(fā)糖漿配制成標(biāo)準(zhǔn)糖漿，通過儀表監(jiān)控糖漿錘度、溫度達(dá)到需要的標(biāo)準(zhǔn)物料，把結(jié)晶罐上的錘度、溫度、壓力、真空度等工藝數(shù)據(jù)通過組態(tài)軟件組態(tài)到計算機上。以物料錘度為主線，通過參數(shù)設(shè)置相互的依存關(guān)系，輸出信號控制閥門動作，實現(xiàn)從裝罐、濃縮、投種或串種起晶、固晶、養(yǎng)晶、濃縮、放罐、洗罐的全程自動化。

3. 效果分析

3.1 蒸汽量減少

對各關(guān)鍵點進(jìn)行量化，保證結(jié)晶速度的前提下，通過調(diào)節(jié)閥控制蒸汽閥門開度，避免產(chǎn)生偽晶，減少整晶過程，同時減少了煮糖用水量。與2018榨期相比較，使用自動煮糖技術(shù)可節(jié)約蒸汽消耗15%。

3.2 產(chǎn)品提高、質(zhì)量提升

通過定容量底料、定數(shù)量抽種或投晶種起晶，減少整晶時間。消除人為操作因素的影響，保證成品顆粒整齊，色值同比降低，合理控制單罐產(chǎn)糖增加5%左右。

3.3 減少煮制時間

采用自動煮糖后，每罐用時平均比以前縮短20分鐘，效率提高11%。

3.4 人員減少、生產(chǎn)效率提高

對操作人員專業(yè)技術(shù)要求降低，人員同比行業(yè)用工降低50%左右，隨規(guī)模化擴大生產(chǎn)效率還有提升空間。

3.5 經(jīng)濟效益分析

第一榨期平均噸糖耗汽3.14，第二榨期平均噸糖耗汽2.59，按每噸蒸汽130元計算。

節(jié)省費用（3.14-2.59）×130=71.5元/噸糖。

人工費用按年60000元/人計算，則按三班計，3×60000元=180000元，產(chǎn)糖40000噸/年計算，節(jié)約費用180000÷40000=4.5元/噸糖，合計成本降低：71.5+4.5=76元/噸糖。

結(jié)論

利用自動煮糖技術(shù)，實現(xiàn)了裝罐到洗罐的全程自動化。結(jié)果表明，實現(xiàn)了高效節(jié)能，縮短了生產(chǎn)時間，提高了經(jīng)濟效益，并積累了大量的可靠數(shù)據(jù)，為制糖技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

作者簡介：

姜永智（1976-），男，內(nèi)蒙古敕勒川糖業(yè)有限責(zé)任公司制糖車間主任。