淺談糖廠甘蔗破碎度的影響因素

唐黎標

（杭州市食品有限公司，浙江 杭州 310004）

在甘蔗糖廠壓榨收回率是壓榨車間重要的經濟技術指標，是糖廠降本增效的關鍵環節，也是反映出壓榨車間設備技術水平及管理水平高低的具體表現。良好的甘蔗破碎度是實現壓榨高回收率的前提條件。隨著生產技術的發展，各制糖企業對壓榨車間的甘蔗破碎度越來越重視，積極對甘蔗破碎設備的更新改造，在技術、工藝及管理上下功夫，以達到良好的效果。

1 提高甘蔗破碎度的意義

進廠的原料蔗直徑約為25～40mm，整齊堆放的甘蔗密度約為125～150kg/m3，經過撕解機破碎后密度達到250～300kg/m3，甘蔗內層糖分細胞充分暴露出來，因而經過壓榨時更容易把糖分提取出來，也能大大地提高了榨蔗量。

甘蔗破碎度即為被破碎的含糖汁細胞對甘蔗全部含糖汁細胞的百分率。糖廠一般要求甘蔗破碎度達到80%以上。甘蔗經撕解機破碎后的物理形狀主要有三種：糠狀、絲狀、塊狀，壓榨提汁時絲狀的蔗料比較容易滲透液體，利于排汁，且絲狀蔗料相互交織力較強，較易被壓榨機吸入，有利于提高甘蔗處理和提高壓榨抽出率。因此，在提高甘蔗破碎度時，蔗料形態應以呈絲狀為主。

2 影響撕解機破碎效果的因素

甘蔗糖廠中破碎甘蔗的設備多為逆轉式撕解機，具有破碎效果好、負荷穩定的特點。其影響破碎效果的因素歸納如下。

2.1 撕解機蔗刀的形狀、安裝角度和數量對甘蔗破碎度的影響

撕解機蔗刀的厚度、長度、刀形以及蔗刀的水平線夾角對蔗料入料的難易程度、蔗料的破碎形狀、破碎效果等有很大的影響。

2.1.1 蔗刀厚度對甘蔗破碎效果的影響

蔗刀厚度越薄，斬切甘蔗所耗用的功率越小，蔗料形狀多為碎糠狀、塊狀，且薄刀的強度相對薄弱，容易出現斷刀的現象。而厚刀斬切甘蔗時以錘擊為主，所得蔗料形狀多為絲狀為主，破碎度高，且蔗刀強度高，不易斷刀，缺點是斬切甘蔗時耗用的功率高。一般選擇蔗刀的厚度約為甘蔗直徑的1/2為宜，結合某公司的甘蔗纖維情況，1#撕解機蔗刀厚度取25mm，2#取20mm，3#取20mm。

2.1.2 蔗刀長度對甘蔗破碎效果的影響

蔗刀長度越長，刀罩通道越大，蔗料通過更容易，處理甘蔗量更多，同時撕解機負荷較低。但因蔗刀長度越長，蔗料與刀罩碰撞次數減少，蔗刀對甘蔗的斬切錘擊次數越少，而且部分蔗料從刀與刀之間的間距通過沒有被刀尖砍擊，導致甘蔗破碎效果較差。蔗刀長度越短效果剛好相反，刀罩通道小，蔗料與刀罩、蔗刀的碰撞次數增加，蔗料破碎效果更好，但破碎時耗用的功率增大。

因此在蔗刀長度的選擇上，要從破碎耗用電機功率及蔗料的破碎效果兩方面綜合考慮，既要得到良好的甘蔗破碎度，也要求耗用的電機功率在合理的經濟的范圍內。因此蔗刀長度要根據各座撕解機的入口蔗料的不同對蔗刀進行選擇：1#撕解機要破碎的甘蔗為整條甘蔗，選擇長刀比較合適；而2#撕解機蔗刀長度次之；3#撕解機蔗料最細碎，蔗刀長度宜最短。

2.1.3 蔗刀的形狀及刀刃的水平夾角選擇

逆轉式撕解機的蔗刀將蔗料挑起并通過刀罩的作用把蔗料進行多次破碎。要想保證蔗料順利通過撕解機，必須克服或減少蔗刀斬切蔗料時產生的入料阻力，除了施加蔗料向撕解機的推力外，蔗刀的形狀及刀刃的水平夾角至關重要。如果刀刃的水平夾角過小，蔗料破碎次數增多，負荷增大，蔗刀產生的反向阻力增大，影響蔗料順利進入撕解機。如果刀刃的水平夾角過大，蔗料不容易甩出撕解機，部分蔗料會“返渣”現象，也會造成撕解機負荷增大。根據蔗刀角度的受力分析，綜合生產經驗總結得出刀刃與水平線的夾角控制在25°～40°為宜［1］。

2.1.4 蔗刀數量對甘蔗破碎度的影響

蔗刀數量對甘蔗破碎效果及耗用功率影響很大。這是蔗刀數量選擇需要考慮的兩個重要因素。所以選用蔗刀數量時應該選擇合理的蔗刀疊加系數，蔗刀疊加系數即為撕解機蔗刀總數的總厚度與刀鼓有效寬度的比值。疊加系數越大，蔗料破碎效果越好，但耗用功率越高。根據生產實際情況總結得出，在耗用功率一定的條件下，要得到良好的破碎效果，各座撕解機選用的蔗刀疊加系數：1#為1.2～1.4；2#為1.4～1.6；3#為1.5～2.0。蔗刀數量可以根據已定的蔗刀厚度、蔗刀疊加系數、刀鼓有效長度來衡算出各座撕解機蔗刀的數量［2］。

2.2 撕解機蔗刀的排刀方法對破碎度的影響

蔗刀的排刀方法很多種，各種排列形式的不同，對蔗層的分布、蔗料的形態影響均不一樣，耗用的功率及負荷穩定性不一樣。根據實際生產總結，利用“之”字形排刀法負荷穩定，蔗絲形態好，破碎度高，蔗料通過撕解機后蔗層分布均勻，不會出現蔗層中部高或兩邊厚薄不勻的現象。

2.3 撕解機蔗刀堆焊硬質合金對破碎度的影響

撕解機在破碎蔗料時，主要為刀尖對蔗料進行破擊、錘擊的作用，所以蔗刀刀尖的磨損很大。當刀尖磨損過大時，蔗刀長度變短，刀刃部分磨損后與原蔗刀的斬切角度發生變化，蔗料不易被挑起通過刀罩，造成撕解機堵塞、電機負荷增加甚至電機跳閘等現象。因此，為了保持刀刃的斬切角度以達到破碎效果，必須進行刀尖部分堆焊耐磨材料，以保證蔗刀的形狀及水平線夾角變化在設計的允許范圍內。

2.4 撕解機頂蓋對甘蔗破碎度的影響

撕解機頂蓋的作用為：降低蔗料在撕解機內的運行速度并改變蔗料的運行方向，蔗料被蔗刀反復斬切錘擊，獲得的蔗絲形狀更好，破碎度更高。蔗料在頂蓋運行時被斬切的次數影響蔗料的破碎效果及撕解機的負荷大小。經實際生產表明，蔗料在頂蓋內被斬切的次數在2～3次為最佳，此時蔗料達到理想的破碎效果，撕解機耗用功率更合理。

2.4.1 撕解機頂蓋的長度、入口、出口的確定

為了使蔗料在頂蓋內被斬切2～3次，達到理想的破碎效果，頂蓋起點至刀鼓中心的連線與水平線的夾角取值為45°，頂蓋的弧長所對應的圓心角取值65°～70°，入口即刀尖至頂蓋入料起點的距離最佳為刀長的1～2倍，出口則約為80mm左右。

2.4.2 頂蓋柵板的設置

頂蓋內的柵板作用為增加蔗料的斬切次數并起到搓磨的作用，使蔗料呈絲狀，破碎效果更好。柵板條的安裝位置起點為刀鼓中心垂線偏向入口方向夾角15°為第一根柵板條，最后一根位置為刀鼓中心垂線偏向出口方向偏20°的位置為宜。中間柵板距離80～100mm左右，數量一般4～6根為宜。柵板條表面堆焊耐磨材料，起到耐磨粗糙的作用，對蔗料破碎有一定的效果。

2.5 撕解機刀尖與輸蔗機帶板的距離對蔗料破碎度的影響

撕解機旋轉刀尖至輸蔗機帶板的距離越小，則蔗料被漏斬的機會越小，破碎度越高。但為了避免間距過小蔗刀碰撞到蔗帶板造成的安全事故，一般選用的距離為甘蔗直徑的1/2為宜。某公司蔗刀與蔗帶板的距離為：1#取30mm；2#取25mm；3#取20mm。生產實際情況表明，撕解機甘蔗漏斬很少，達到良好的破碎效果。

3 結束語

通過以上措施，撕解機的效能得到提高，蔗料形態良好，甘蔗破碎度明顯提高。然而，在現代制糖企業中，科學技術發展日新月異，不斷有新材料、新裝備、新工藝投入生產中，新的理論和觀念不斷更新。我們只有通過學習，不斷地改良設備、工藝和采用自動化、信息化等手段，才能適應現代化制糖企業的發展趨勢。