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【产业观察】甘蔗制糖部分核心技术的开发与应用
2024-12-1830
我国甘蔗糖产量占食糖产量的85%以上，是国内食糖消费的重要保障。目前国内甘蔗制糖企业主要采用亚硫酸法，其工艺流程为破碎、压榨、澄清、蒸发、结晶、分蜜、包装。近年来，政府的扶持政策为甘蔗制糖企业提供了发展契机，甘蔗制糖企业积极开展生产工艺技术变革，部分制糖企业通过小改小革解决了制糖生产工艺的关键问题，越来越多的新技术在甘蔗制糖企业得到有效应用，实现了花小钱解决大问题的目的，实现甘蔗制糖行业长期稳定向好发展。01 板式换热技术多场景应用
在甘蔗糖的生产过程中，蔗汁的加热、糖浆蒸发浓缩和煮糖结晶三个环节的节能效果，很大程度上决定了糖厂整体能耗水平。目前大多数糖厂压榨混合汁、中和汁以及清汁加热主要依赖于列管式加热器，蒸发浓缩过程则主要采用罗伯特式蒸发罐。随着技术装备的进步，新型加热技术得到了越来越多甘蔗制糖企业的应用，板式换热器则是其中之一。板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器，各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。板式换热器是进行“液—液”“液—汽”热交换的理想设备。
02 间歇罐煮糖控制技术的开发及应用
煮炼工序是蔗糖生产过程中的重要工序，通过该工序可以使蔗糖糖分从蔗糖溶液中结晶析出，获得成品白砂糖。近些年有糖厂尝试通过控制锤度来实现煮糖过程的自动控制，但由于生产过程中物料的纯度和浓度在不断地变化，单纯依靠锤度很难灵活应对，经常会出现起伪晶的情况，效果并不理想。由蔗糖溶液成核理论可知，煮糖的核心就是控制糖膏母液的过饱和度，把其中的蔗糖晶体提取出来，然而糖膏母液的过饱和度无法通过仪表直接测量出来。因此，为了保证蔗糖晶体的生长条件稳定，需要采集糖膏温度、真空度、蒸汽压力等参数，利用这些参数拟合出过饱和度的计算方法，测算出当前母液的过饱和度，确保糖膏母液处于介稳区，在加快结晶速度的同时而不产生伪晶，同时保证母液水分蒸发的速度与蔗糖结晶速度平衡，使液位和锤度以一定的速度稳定上升。
03 糖膏连续结晶技术的应用
糖厂的结晶过程一般采用间歇方式。即由单罐煮制完成，其结构性能决定了该方式能源要求高、能耗大、效率低，与现代化规模工业生产不匹配。采用连续结晶工艺即卧式自动连续结晶罐，可用蒸发低压蒸汽，耗能低，糖膏处理量大，工艺指标控制稳定，有利于整个生产过程的控制和管理。卧式连续结晶罐内部分为多个舱室，是一种改进型的新式煮糖罐，其工作原理是把传统单罐结晶过程中的抽种、入料养晶、煮水和浓缩等各个操作阶段放在同一设备的不同部位同时进行，免去诸如卸糖和洗罐等许多辅助操作。糖膏凭自身的重力通过室与室之间的通道进入下一室，每一室都有各自的入料管和自控装置。04 白砂糖色值在线分析技术
色值是白砂糖产品质量的一项关键指标。白砂糖国家标准（GB/T 317）也对此有具体规定。白砂糖色值在线分析系统是一种融合视频图像分析技术及光谱分析技术，实现白砂糖色值实时在线分析测量的设备。系统工作时，LED光源发射出谱范围为380nm～780nm白光，光线照射到白砂糖表面反射出来后被高光谱相机捕捉并记录。后台分析系统实时分析图像，提取图像中的颜色信息，将颜色转化为Lab色彩空间，提取出亮度和黄度的数据，结合糖层的厚度，与化验室化验的结果进行关联拟合，建立好预测模型。实际测量时，根据预测模型便可以实时得到产线上白砂糖的色值数据。05 结论
随着甘蔗制糖业发展和技术进步，越来越多的新技术被运用到甘蔗制糖生产过程中，使企业在扩能提质、降本增效、节能降耗和提高回收等方面均取得较为明显的效果，甘蔗制糖业高端化、智能化、绿色化水平得到进一步提升，创造出了更大的经济效益和社会效益，使甘蔗制糖企业可持续发展能力得到进一步加强。（本文摘自《甘蔗制糖部分核心技术的开发与应用》）
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