甘蔗制糖装置自动控制解决方案
一、前言
食糖是天然甜味剂，是人们日常生活的必需品，同时也是饮料、糖果、制药等含糖食品中不可或缺的原料。

我国作为重要的食糖生产国和消费国，糖料种植在农业经济中占有重要地位，仅次于粮食、油料、棉花，居第四位。

中控作为国内领先的自动化设备供应商，能够很好的满足甘蔗制糖行业各个工段的监控要求，有效提高制糖企业的生产效率与竞争力。

二、工艺流程简介
总体来看，甘蔗制糖的基本步骤分为：原料→提汁→澄清→蒸发→煮糖与结晶→分蜜→干燥→筛分→包装→贮藏。

三、控制方案
3.1 提汁
从甘蔗中提取蔗汁主要有压榨法与渗出法两种。

在压榨法提汁生产过程中，为了实现蔗料的平衡输送和均衡压榨，需要自动调节的项目
包括：
输蔗带速度调节
根据第1座高位槽的料位高度，自动调节三级输蔗带速度，杜绝空槽或涨槽的现象。

各
台输蔗带的速度将按随动的原理协调调节，保持进蔗量的均衡。

压榨机转数自动调节
压榨机列的自动调节是靠保持各高位槽稳定料位来实现，第1座压榨机根据榨量要求保持某一固定转速，由三级带的调速维持高位槽的料位稳定，保证均衡进榨。

2－6座压榨机是靠自身的瞬时调速来稳定各自高位槽的料位，从而保证通过各榨机的蔗层厚度均匀，达到高榨、高抽出、低负荷的目的。

渗透水比例调节
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控
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根据压榨量及合理的渗透比，调节清水泵出口阀门开度，调节清水流量，使渗透水保持在最佳值。

清水箱、混汁箱水位调节
分别以调节热水阀的开度，保持清水箱水位；调节混汁泵出口流量来保持混汁箱的液位。

清水箱水温自动调节
调节进入清水箱的冷水阀门开度，调节清水箱内水温，基本保持要求的温度。

混合汁液位－流量控制
自动根据汁池的液位变化自动调节流量，以保证汁池的液位不至于满溢或抽空。

设置完善的连锁保护系统
各级输蔗带、齿耙机、榨机列连锁关停，保证任何一台设备在任何情况下停机时，前面的齿耙机和输蔗带立即随停。

渗出法的控制要点与策略： 渗出汁pH 值的控制
在渗出过程中，为了防止糖分的转化，一般要把渗出汁的pH 值调整在6.0～6.5范围。

系统根据输蔗机的蔗量负荷比例控制加灰量，以维持渗出汁的pH 值在合适范围。

渗出汁温度控制
通过调节蒸汽阀门实现对渗出汁温度的控制 渗透水量控制
依据输蔗量，按比例对渗透水注加量的阀门进行调节。

3.2 澄清
控制要点与策略： 预加灰控制系统
¾ pH 值控制：即按预灰桶出口糖汁的pH 值控制加灰量 ¾ 预灰比值调节系统：按糖汁流量控制加入石灰乳量 主加灰自动控制系统
¾ 配比自动控制：将预灰过程同主灰过程放在一起考虑，即设计一套公用的配比
调节系统。

¾ 石灰乳浓度的测量
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蔗汁加热中和控制系统
¾ 蔗汁加热的温度控制：通过调节蒸汽阀门开度控制加热量
¾ 蔗汁的pH 值控制：通过控制加入糖汁中的SO 2气体量（或磷酸量）或者控制加
入糖汁中的石灰乳量来达到调节糖汁pH 值的目的。

¾ 中和过程纯度提高率、色值和过程速度三目标的最优化控制 一碳饱充
¾ I 罐按比例控制，II 罐按pH 值控制； ¾ II 罐出口糖汁pH 值控制
¾ pH 值串级调节系统：I 罐按pH 值控制，并且I 罐出口的pH 值作为副参数、
II 罐出口pH 值作为主参数，串级调节二氧化碳阀门开度，使II 罐出口糖汁碱度满足工艺要求
二碳饱充
¾ 以二碳罐糖汁出口pH 值控制饱充过程 ¾ 考虑钙盐含量的pH 控制系统
¾ 饱充罐入口、出口糖汁pH 值串级调节
¾ 根据糖汁的电导率控制二碳饱充过程
3.3 蒸发
控制要点：
热水平衡箱液位
糖浆平衡箱液位 稀汁罐液位控制
三效汁汽压力控制，四、五效汁汽压力及真空控制 进蒸发罐稀汁流量
一、二、三、四、五效蒸发罐液位控制 五效糖浆浓度控制 蒸发时间控制
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3.4 煮炼
图1 结晶流程图
工艺控制要点及策略：
真空度、蒸汽压力、入料浓度和温度协调稳定控制
在煮炼过程中，真空度、蒸汽压力、入料浓度和温度这四个技术条件，自始至终都是相互联系、相互影响的。

在整个煮炼过程中，需要稳定控制好真空度、蒸汽压力、入料浓度和温度，使水份蒸发与蔗糖沉积这两个速度平衡。

糖膏的对流控制
在任何情况下，保持在煮中的糖膏有良好的对流，是煮好一罐糖的先决条件。

糖膏煮制
过程中对流的状况变化很大，有时十分缓慢，甚至接近停顿不流动。

在煮制低级糖膏时较多
出现这种情况，因为它的纯度低，要在高浓度下蔗糖才能析出，这样就可能把糖膏“煮硬”。

在这种情况下，较好的处理办法是使用平衡水，即抽入适量的热水，平衡糖膏水分的蒸发速度，避免母液过浓而妨碍糖膏的对流。

过饱和度的控制
煮糖操作的首要要求，就是要控制好在煮中的糖膏保持最适合的过饱和度，务使糖膏自始至终保持在安全养晶区内进行煮炼。

为此，要充分利用现有的煮糖仪器，提供煮炼过程的参数，目前还主要依靠煮糖人员通过实践，积累丰富的经验来进行操作。

从起晶到卸糖一般控制在1.1～1.3的过饱和度范围内进行，通过调节加料和加热蒸汽量控制所需的过饱和度，方便地进行起晶、养晶操作。

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入料温度的控制
如果入料温度低于罐内糖膏温度，会使罐内糖膏温度突然下降，过饱和度突然升高，这一瞬间会产生伪晶；但入料温度也不宜过高，以免原料一入罐就迅速自蒸发，产生微细液滴向上剧烈跳动，随着汁汽带入冷凝器，造成走糖。

入料的温度控制在比罐内糖膏沸点高约5度为宜。

入料浓度控制
无论采取间歇入料或是连续入料方式，都不要采用大稀大浓的养晶操作，过浓会促使晶体与晶体间发生剧烈摩擦，从而破坏晶体面的完整性、清洁度和闪光度，过稀则不但会影响糖膏的紧结度，而且会导致产生粘晶、伪晶、微晶。

卸糖浓度控制
卸糖浓度控制在90～91折光纯度为宜。

3.5干燥
热空气温度控制系统
干燥器内压力自动控制系统 干燥控制系统
以干燥器出口湿空气温度来间接表征绵糖含水量作为主参数，糖量作为副参数，构建串
级控制系统，最终通过调节热空气阀门开度进行控制。

四、结束语
中控基于Web技术的网络化控制系统－WebField，它的主要特点是突破了传统控制系统
的层次模型，实现了多种总线兼容和异构系统综合集成，具有高度的可靠性、稳定性、安全性、开放性，十分适合于甘蔗制糖的监视与控制。

WebField系列的DCS系统在包括广西东糖集团、广西柳兴制糖有限公司、云南凤庆糖厂、云南思茅糖厂、云南德宏英茂糖业有限公司等十余家制糖企业得到了成功的应用。

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