【正文】 其 工作原理：將幾個蒸發(fā)罐串連組合使用，各效壓力和溫度由前往后逐漸降低；當加熱蒸汽從第一效加入，罐內(nèi)糖汁受熱沸騰產(chǎn)生的二次蒸汽引入第二效做 為 加熱蒸汽，二效產(chǎn)生的二次蒸汽再引入第三效汽鼓，依次類推，末效 二次蒸汽 能利用的應盡量使用于物料的加熱， 多余的汁汽進入水噴射冷凝器 ，如果無法 使用則全部進冷凝器 。然而，效數(shù)過多是不經(jīng)濟的。另外，效數(shù)的增加會增加有效溫差的損失，因為蒸發(fā)系統(tǒng)的總溫差是一定的，效數(shù)的增加會使每效罐所能分得的溫差減小，這會降低蒸發(fā)罐的蒸發(fā)強度，使蒸發(fā)罐的傳熱系數(shù) 下降，因此糖廠一般采用 3~5 效的蒸發(fā)方案。 1． 帶濃縮罐的三效壓力蒸發(fā)方案 這種方案就是在三效蒸發(fā)系統(tǒng)的后面再串上一個罐作為濃縮罐。濃縮罐由噴射冷凝器抽真空，離開第三效罐的糖漿進入濃縮罐內(nèi)，通過自蒸發(fā)進一步濃縮，如果第三效的汁汽有多余時，可進濃縮罐 再利用 [11]。 在生產(chǎn)波動時，帶濃縮罐的三效壓力蒸發(fā) 方案可變成四效蒸發(fā)，以增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，此方案具有一定的靈活性 。但第一效罐的汁汽溫度會達到 130℃ 以上，糖汁易發(fā)生焦化，加深糖汁色值，影響白砂糖質(zhì)量。 為了適應大量抽汁汽的需要，要求的蒸發(fā)罐加熱面積大，設備投資比較大，管理復雜。以前，糖廠鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽壓力低 ，而且使用蒸汽機為原動機，蒸汽機的乏汽溫度較低，妨礙汁汽的全面抽用，抽汁汽量較少，熱利用較差，全廠的汽耗較高 [11]。 由于糖廠熱電站的更新，中壓和次中壓鍋爐及其相應的汽輪發(fā)電機組的使用，蒸汽機已被淘汰，高真空的四效蒸發(fā)也隨之逐步消失。四效罐的汁汽溫度會高一些，均可抽用，末效汁汽用于糖汁加熱，多余 24 的可進入冷凝器。 由于汁汽溫度較低，減少了抽用汁汽的可能性，增加全廠耗汽量， 較多未效汁汽 會 進入冷凝器。這種方案的第一效加熱蒸汽主要是絕對壓力為 ~的汽輪機乏汽，前面兩效是壓力蒸發(fā)，其汽汁可用于煮糖，系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性好，糖漿濃度穩(wěn)定，對生產(chǎn)波動性強，調(diào)節(jié)控制較易 ， 熱力綜合利用較合理，技術成熟 ， 從長遠來說較合算 [11]。 幾種蒸發(fā)方案的比較及蒸發(fā)方案的選擇 ： 從熱能利用方面看， 帶濃縮罐的三效壓力蒸發(fā)方案由于采用較高 溫 汽輪機廢汽作為加熱蒸汽，各效均大量抽出額外蒸汽供加熱和煮糖 使用，通往冷凝器的汁汽量較少，汽耗一般為 44~48%； 四效真空蒸發(fā)由于 補充使用一部分鍋爐減壓生汽作為加熱蒸汽，且各效溫度較低，很少抽 汁汽，蒸汽耗用量必然很高，一般為 60~75%； 五效 壓力 真空蒸發(fā)雖然補充一部分生汽，但由于 加熱蒸汽多使用一次，還可抽出部分汁汽供加熱器或煮糖 罐 使用，故汽耗較低，一般為 56~65%。 從對糖汁的影響方面看， 帶濃縮罐的三效壓力蒸發(fā)方案 全面抽用汁汽，糖漿濃度較高， 且 各效罐內(nèi) 溫度較高，糖分損失和色值的增加也較大。而 五效 壓力 真空蒸發(fā)方案 蒸發(fā)效次多，蒸發(fā)水分會相對多些，糖漿濃度較高，但由于溫度是介于前述兩種方案之間， 糖分損失和色值的增加 不是很大 。 從系統(tǒng)操作的穩(wěn)定性方面看， 帶濃縮罐的三效壓力蒸發(fā)由于大量抽取汁汽，用汽波動大， 波動對糖漿的濃度影響較大，對操作的要求比較高。 五效 壓力 真空蒸發(fā)方案系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性好，糖漿濃度穩(wěn)定，對生產(chǎn)波動性強，調(diào)節(jié)控制較易 。 從設備投資方面看， 帶濃縮罐的三效壓力蒸發(fā)由于全面抽出額外蒸汽，蒸發(fā)罐的總加熱面 積要大一些，熱力裝置要配備高壓鍋爐和 汽 輪機，管路的布置也比較復雜 ，投資費用高 。五效 壓力 真空蒸發(fā)比四效多一效，抽汽的效次及數(shù)量都比四效多，設備規(guī)模及投資都比四效真空蒸發(fā)大。四效真空蒸發(fā)與 五效壓力 真空蒸發(fā) 相比，雖然其在減少蔗糖轉(zhuǎn)化和焦化的損失方面顯示出一定的優(yōu)勢，但其汁汽利用率低，熱能浪費很大，熱能的綜合利用低。 （二） 排水方法 甘蔗糖廠常用的排水方法有三種：柱式自蒸發(fā)、串罐排水和等壓排水。 這種排水方法 設備簡單，正常生產(chǎn)時工作穩(wěn)定，安全可靠，沒有運動部件，不需維修，能回收部分汽凝水的熱量。 2． 串罐排水 其原理是 利用連通器水柱高度平衡壓差，使汽凝水以蒸發(fā)罐壓差為動力一效一效往后排，在這 過程中，利用汽凝水的降壓擴容而產(chǎn)生自蒸發(fā)作用， 26 使前面各效較多抽取汁汽后，后面各效的蒸發(fā)罐仍有較多的自蒸發(fā)汁汽補充，并有效地回收了各效汽凝水的熱量 [11]。但是容易產(chǎn)生串汽，汽凝水在后面的罐內(nèi)會占據(jù)部分加熱面積 而 使傳熱面積減少。 這種排水方法因 各效排水壓力差等于液位差，液封好，汽水分離較完全，蒸汽利用次數(shù)多 ；而且 排水速度快，傳熱面積全部被利用提高了傳熱效能 ；還可以 改善 第 一 效 和 末效 的 熱力狀況，提高 它們的傳熱效能 ； 減少 用汽的變動性，糖漿濃度穩(wěn)定 ； 減少 進入末效蒸汽量，從而減少進入冷凝 器 的損失 。 綜合以上的分析可知， 等壓排水優(yōu)點多， 適應能力強 。 所以本設計排水系統(tǒng)選 用 等壓排水 方式 。要求收回結(jié)晶糖要多，煮制過程要快，成品糖質(zhì)量要好，廢蜜帶走糖分要少，使用設備、耗用蒸汽和動力等要省。 （一） 煮糖制度的確定 為了能合理使用物料，均衡生產(chǎn)，提高收回，減少損失，保證產(chǎn)品質(zhì)量和充分發(fā)揮設備能力，常常把 生產(chǎn)過程中積累下來的 正確使用物料的經(jīng)驗，如各物料純度的控制 、 調(diào)配的比例 、 煮制的程序和有關要求等 ，集中起來，成為共同遵 循 的制度 ，這個制度就叫做煮糖制度 [12]。因此，必須很好地把原料情況、任務要求、技術水平和設備投資等作為依據(jù)， 確定 好煮糖段數(shù) 、各種糖蜜的純度、各段糖膏的純度 。 糖廠目前使用的煮糖制度很多， 就產(chǎn)品分，有全產(chǎn)赤砂糖、全產(chǎn)白砂糖、產(chǎn)白砂糖兼赤砂糖以及產(chǎn)優(yōu)級糖或精糖等。 1． 全產(chǎn)赤砂糖的一段煮糖制度 [12] 按糖漿純度的高低，分為三 種。第二種是糖漿簡純度恰 與 赤砂糖的簡純度相同，則在理論上分出的廢蜜等于配料的需要，實際上因有蔗糖損失，故廢蜜仍稍有多余。此時可將前期貯存的廢蜜加以利用，若仍不夠，則應購進廢蜜。這樣就免去了過去沿用的丙原糖用甲稀蜜復篩后作甲種的辦法，減少了蔗糖損失，提高了收回率。此外，還便于逐步過渡到三段煮糖。甲稀蜜視糖漿純度情況部分回煮甲膏，其余用于煮乙、丙種，以此來控制各種糖膏的純度，使甲膏純度接近甚至稍低與糖漿濃度，以減少糖膏量，減少損失，提高收回率。 4． 高純度三段煮糖制度 [12] 其特點是在 糖漿純度較高的情況 下 ， 仍維持三段煮糖， 其 措施 是甲稀蜜全部回煮甲膏， 使甲膏純度接近于糖漿， 因而甲原蜜純度較低，從而乙膏、丙膏能控制在較低的純度范圍。 5． 三段半煮糖制度 [12] 當糖漿純度較高的情況下，在三段的基礎上再多煮半段，這樣可以有效的降低廢蜜的純度 ， 提高產(chǎn)品的質(zhì)量。綜合考慮，決定選用三段煮糖制度 ，此制度比較靈活，可以向二段半或三段半轉(zhuǎn)變，對糖漿純度的變化適應性強。 （二） 起晶方法的選擇 [12] 糖廠生產(chǎn)過程中， 常見的起晶方法有 自然起晶 法、 刺激起晶 法、 種子起晶法或稱全晶種法。該法晶核是逐步產(chǎn)生的，且受幾率的影響，生成晶核的數(shù)目多少，很不容易控制。 2． 刺激起晶法 [4] 將糖液蒸發(fā) 至中間區(qū)，相當于 過飽和系數(shù) ~ 左右時，突然變動真空度或溫度， 如抽入冷空氣，使糖漿溫度驟降，或加入糖粉， 使處于不穩(wěn)定狀態(tài)的過飽和糖液受到突然的刺激而析出結(jié)晶。操作條件如控制得好，便能發(fā)揮其起晶速度快、晶粒、整齊、粘晶、并晶少的優(yōu)點。 3． 種子起晶法 [4] 種子起晶法 可再分為投種法、分割法和糖糊法。 注意，過飽和系數(shù)不能過高，否則將發(fā)生刺激起晶。 投種法在國內(nèi)外糖廠都普遍使用。 （ 2） 分割法 此法是 把已煮成的一罐糖膏（晶粒較?。┓指畛扇舾刹糠肿鳛槿舾晒薜? 29 晶種，以此作為底料來煮糖。 分割法煮糖時間短，晶粒數(shù)目多， 結(jié)晶面積大，吸收糖 分 好，煮得的晶粒均勻整齊；幾罐的種子只需一次底料，可少用高純度物料，多用低純度物料去降低種子純度，便于糖膏純度的控制。 （ 3） 糖糊法 此法一般是將乙糖（或粒子較小的糖）與糖漿混和成為一定濃度的糖糊，作為晶種用，晶體數(shù)量易于調(diào)節(jié)控制。自然起晶的時間長 ， 延長了罐時，影響物料調(diào)度周轉(zhuǎn)，起晶過程耗用蒸汽也較多，而且由于濃度高、粘度大，對流循環(huán)不良，容易產(chǎn)生 不良晶體， 晶粒的均勻度不夠理想 ， 晶核的數(shù)目 難控制 。而 種子起晶法 與前兩者相比具有晶體數(shù)量容易控制，晶體質(zhì)量好等優(yōu)點，是比較理想的起晶方法。 五、 助晶、分蜜、干燥和包裝 （一） 助晶 在糖膏煮制的末期，由于糖膏（尤以最終糖膏）母液純度降低，粘度升高，使蔗糖結(jié)晶速度大大降低，要使母液中蔗糖盡量析出，需要很長時間。因此，助晶是結(jié)晶罐內(nèi)結(jié)晶過程的繼續(xù)。 助晶過程是在助晶機內(nèi)進行的，助晶機分氣冷式和水冷式兩類 [12]。而水冷式助晶機冷卻較均勻，冷卻效率高，因冷卻面旋轉(zhuǎn)而傳熱效果好，助晶速率較快，糖膏溫度比較均勻，適合于丙糖膏的助晶 [4]。 助晶時間的長短取決于糖膏的純度、非糖分的性質(zhì)、助晶設備條件以及助晶的效果。根據(jù) 30 糖廠經(jīng)驗，各種糖膏的助晶時間一般為：甲膏 2~4 小時，乙膏 4~6 小時，丙膏 20~24 小時。 糖廠用于分離糖膏的離心機通常是過濾式離心機，離心機的轉(zhuǎn)鼓壁上開有小孔，再襯以金屬濾網(wǎng)（或篩網(wǎng)），即過濾介質(zhì)。 糖廠分離糖膏的離心分蜜機屬于常速的離心機，其分離因數(shù)在 600~2400之間 [12]。 本設計選用自動卸料上懸式離心分蜜機對甲糖膏進行分蜜， 甲原、甲 稀分別存箱待用 ； 選用錐籃式連續(xù)離心機對乙、丙膏進行分蜜。 （三） 干燥 從離心機卸下的白砂糖，仍含有一些水分，水分含量因分蜜操作不同而異。 在白砂糖干燥中必須考慮和滿足的工藝要求是：干燥后，白砂糖水分符合規(guī)定要求；在干燥過程中應避免使用溫度過高的空氣，以防止白砂糖顏色加深或發(fā)生粘結(jié)；盡量減少白砂糖晶粒的磨損，以免因棱角缺損而影響光澤并導致糖分損失。這對保證白砂糖的質(zhì)量，減小糖分損失，節(jié)省干燥設備和 蒸汽消耗都有一定作用。 （四） 包裝 目前，我國糖廠白砂糖包裝用糖袋主要有塑料編織袋和布袋（布袋主要用于綿白糖），每袋裝 50kg 或 25kg。 包裝方法有人工及機械包裝兩種方法。機械包裝即在貯糖斗下裝有杠桿式的自動秤，當糖袋裝滿 50kg 后就自動停止裝糖，然后由輸送帶將糖包送至自動秤校正重量，接著經(jīng)機械自動縫包機縫口，再由輸送帶運入倉庫，堆放貯存 [3]。 第二節(jié) 工藝流程及說明 一、 壓榨工段（包括原料的起卸及預處理） （一） 工藝流程 圖 25 壓榨工段工藝流程圖 （二） 流程說明 甘蔗 地磅 喂蔗臺 起重機 1撕解機 1輸蔗機 卸 蔗臺 2撕解機 4耙齒式中間輸蔗機 4壓榨機 3耙齒式中間輸蔗機 2壓榨機 1耙齒式中間輸蔗機 1壓榨機 2核子稱 勻落機 吸鐵器 喂料槽 2耙齒式中間輸蔗機 3壓榨機 理平機 3撕解機 2輸蔗機 吸鐵器 打散機 1核子稱 5壓榨機 預灰汁 混合汁 滾筒篩 螺旋輸送機 蔗糠 曲篩 混合汁箱 石灰乳 磷酸 去澄清 蔗 渣 水 32 甘蔗運 入 糖廠，經(jīng)地磅稱重后送至蔗場，再用橋式起重機卸至蔗場堆放或直接卸至 卸 蔗臺，經(jīng)喂蔗臺均勻 落 至輸蔗機，輸蔗機上 按有三臺刀數(shù)均不一的逆轉(zhuǎn)撕解機 ， 以將甘蔗破碎至所需的破碎度 ， 同時 2輸蔗機 和快速輸蔗帶上均安有電磁除鐵器，以便除去原料中夾帶的鐵器。 甘蔗 采用五座三輥式 恒比 壓榨機列進行提汁。滲浸汁用無阻塞泵輸送。在每兩座壓榨機之間安裝耙齒式中間蔗帶。 二、 澄清 、蒸發(fā) 工段 （一） 工藝流程 圖 26 澄清、蒸發(fā) 工段工藝流程圖 石灰乳（ 8oBe＇） 出廠 二次加熱（ 100~102℃ ） 多層連續(xù)沉降器 絮凝劑 （ ） 硫熏強度 （ 20~24mL） 石灰乳（ 8oBe＇） 預灰汁（ ~） 一次加熱（ 60~65℃ ） 清汁加熱（至 120~125℃ ） 磷酸 （ 300ppm） 無濾布真空吸濾機 濾汁 加熱（ 85~90℃ ） 散氣箱 制泡反應 濾泥 反應箱 上浮器 澄清汁 硫熏中和（ ~） P2O5(加到 300~350ppm) 泥汁 絮凝反應箱 斜波紋板快速沉 降器 泥汁 快沉清汁 加熱 （ 80~85℃） 清糖漿 絮凝劑（ 3ppm） 浮渣 絮凝劑（ 10ppm） 糖化鈣 （ 30ppm） 五效壓力真空蒸發(fā)系統(tǒng) 去煮糖 混合汁 混清汁 粗糖漿 （ 62oBx） 33 （二） 流程說明 1． 澄清工藝 混合汁經(jīng) 滾筒篩后進入混合汁箱 預灰，預灰 要求 pH 達 ~， 預灰 后進行 第一次加熱 （ 60~65℃） ， 加熱完畢后進入管道硫熏中和器，在此要求硫熏強度在 20~24mL 之間，中和汁 pH 在 ~ 之間，然后進行二次加熱（ 100~105℃ ），最后進入 多爾式連續(xù) 沉