甜菜制糖自動煮糖技術的應用與實踐分析

姜永智 蔣阿寧 趙金龍

摘要：內蒙古敕勒川糖業有限責任公司自2019年在原有DCS系統的基礎上，以siemens S7-300PLC為核心，使用以太網通信技術，實現了高效節能、縮短時間、節約蒸汽量、提高產品及經濟效益的目的，旨在為制糖生產管理提供參考。

關鍵詞：糖業；自動煮沸技術；甜菜制糖

煮糖是糖業生產中的最后一個環節，也是關鍵環節，與蔗糖的質量和產量密切相關，進而影響糖廠的經濟效益。中國是世界上第三大食糖生產國，同時食糖的消費量居世界第二位，因此自動煮糖技術的研究和應用具有十分重要的意義。

1. 煮糖環節存在的問題

1.1 產品質量不穩定

煮糖質量的好壞全憑個人經驗，每罐糖的物料指標，由于生產波動并不穩定，實際煮糖過程是不斷變動調節的過程，而操作人員調節始終是滯后的，還容易出現過調節或欠調節現象。

1.2 要求操作工人技術水平較高

普遍存在人員缺乏現象，煮糖、清凈、浸出、自動儀表等方面的人才尤為缺乏。

1.3 對各關鍵控制點缺乏量化控制

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

1.4 煮糖時間長短不一，能耗較高

體積、濃度、結晶速率的非線性曲線掌控不好，進氣壓力溫度調整不及時，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、智能化的發展，成為規模生產的主要瓶頸。

2. 自動煮糖技術改造內容

在原有DCS系統的基礎上，以siemens S7-300PLC為核心，使用以太網通信技術，通過計算機進行操作。對真空、液位、加熱壓力、錘度進行準確測量，使用調節閥控制罐內真空，加熱壓力、液位錘度。將甲洗、再溶糖漿、蒸發糖漿配制成標準糖漿，通過儀表監控糖漿錘度、溫度達到需要的標準物料，把結晶罐上的錘度、溫度、壓力、真空度等工藝數據通過組態軟件組態到計算機上。以物料錘度為主線，通過參數設置相互的依存關系，輸出信號控制閥門動作，實現從裝罐、濃縮、投種或串種起晶、固晶、養晶、濃縮、放罐、洗罐的全程自動化。

3. 效果分析

3.1 蒸汽量減少

對各關鍵點進行量化，保證結晶速度的前提下，通過調節閥控制蒸汽閥門開度，避免產生偽晶，減少整晶過程，同時減少了煮糖用水量。與2018榨期相比較，使用自動煮糖技術可節約蒸汽消耗15%。

3.2 產品提高、質量提升

通過定容量底料、定數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、生產效率提高

對操作人員專業技術要求降低，人員同比行業用工降低50%左右，隨規模化擴大生產效率還有提升空間。

3.5 經濟效益分析

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，產糖40000噸/年計算，節約費用180000÷40000=4.5元/噸糖，合計成本降低：71.5+4.5=76元/噸糖。

結論

利用自動煮糖技術，實現了裝罐到洗罐的全程自動化。結果表明，實現了高效節能，縮短了生產時間，提高了經濟效益，并積累了大量的可靠數據，為制糖技術的發展奠定了基礎。

作者簡介：

姜永智（1976-），男，內蒙古敕勒川糖業有限責任公司制糖車間主任。