論壓榨過程用水量的準確計量對甘蔗糖分計算的影響

韋海軍

（廣西農(nóng)墾糖業(yè)集團柳興制糖有限公司，廣西 柳州545112）

甘蔗制糖的生產(chǎn)過程也是一個爭取最大經(jīng)濟效益的過程，為了保證最大的生產(chǎn)效率，就必須對生產(chǎn)過程進行及時有效的考核。甘蔗制糖生產(chǎn)過程的考核指標很多，其中蔗糖的總收回率是一個最重的考核指標?？偸栈芈实扔谏a(chǎn)最終產(chǎn)糖總量與總榨甘蔗中含糖總量的比值[1]。最終產(chǎn)糖總量可以在生產(chǎn)上利用計量設(shè)備直接獲取，而甘蔗中的蔗糖總量等于所榨甘蔗總量與甘蔗糖分的乘積。甘蔗總量可以從直接過磅計量獲取，甘蔗蔗糖分的取得就不是那么簡單，可對甘蔗進行采樣檢測獲得。但是甘蔗的品種繁多，就是同一品種所含蔗糖分都略有不同，要很有代表性地對所有甘蔗進行采樣檢測比較難實現(xiàn)。目前最常用的方法還是根據(jù)物料平衡原理，在生產(chǎn)處理過程中，利用甘蔗所榨出的混合汁蔗糖量與蔗渣的蔗糖量之和，便是甘蔗的蔗糖總量。不同含糖量的原料蔗經(jīng)壓榨工序提汁，所榨出的蔗汁可實現(xiàn)有效混合均勻后，對混合汁采樣檢測其糖分，相對就比較有代表性，同樣其所產(chǎn)生的蔗渣也比較容易實現(xiàn)均勻采樣檢測其糖分。

制糖工藝的第一道工序就是在壓榨車間完成，是將甘蔗進行壓榨提汁，在壓榨提汁的過程中，加入一定量的滲浸水，有助于盡可能地將蔗糖分從蔗渣中分離出來。另外由于處理生產(chǎn)工藝衛(wèi)生等需要，有可能加入部分沒有經(jīng)計量的水量，可知進入壓榨工序的主要為甘蔗、水兩種物料，過完壓榨工序后的物料就是滲有大量水分的混合汁，另外一部分就是蔗渣。因此，不同方式的用水可能是最容易影響工藝計算甘蔗糖分原因之一，這應(yīng)深入研究，以便更好地體現(xiàn)生產(chǎn)考核水平。

1 材料與方法

1.1 甘蔗樣品采集

在同一地塊內(nèi)采集同一品種甘蔗樣品5份，每份甘蔗樣品的外觀狀態(tài)盡可能相似，以確保樣品具有盡可能的一致性，實現(xiàn)試驗的可比性。

1.2 試驗處理方法

甘蔗提汁由小型榨壓機（350型）完成，試驗設(shè)置5個處理：處理A（未加滲浸水）；處理B（滲浸水1.7 kg+混合汁加水0 kg）；處理C（滲浸水1.7 kg+混合汁加水1 kg）；處理D（滲浸水1.7 kg+混合汁加水1 kg），其中混合汁加水不計入總重量；處理E（滲浸水2.7 kg+混合汁加水0 kg）。加滲浸水的處理在甘蔗完成第一次壓榨后，進行再次壓榨時均勻地加入，混合汁加水處理則是在完成壓榨獲得的混合汁中加入處理所需的水。

甘蔗蔗糖分[1]=（混合汁糖量+蔗渣糖量）×100/甘蔗重量；混合汁量=甘蔗重量－蔗渣重量；混合汁糖量=混合汁量×混合汁糖分；蔗渣糖量=蔗渣量×蔗渣糖分。

1.3 實際生產(chǎn)線上甘蔗糖分的計算

生產(chǎn)線上對甘蔗糖分的計算，基本上同本試驗中甘蔗糖分的計算過程，只是蔗渣量還未能實現(xiàn)直接稱重，而是利用計算方法：蔗渣量=甘蔗量×[甘蔗纖維分÷（100－蔗渣水分－末壓汁純度÷蔗渣糖分）][1]的關(guān)系式進行計算，其他物料量的計算則同本試驗所用關(guān)系式進行運算。

2 結(jié)果與分析

2.1 各物料量的關(guān)聯(lián)

表1列出了同一品種不同加水方法的分析結(jié)果。處理A為干榨試驗，在壓榨提汁過程沒有加入滲浸水，處理的甘蔗重量為10.151 kg，蔗渣量為2.83 kg，壓榨混合汁量為7.321 kg；處理B、C、D、E為濕榨試驗，都加入了準確計量的滲浸水，其中，處理B、C、D加入的滲浸水量均為1.7 kg，處理E的滲浸水為2.7 kg。處理B壓榨甘蔗量為9.888 kg，蔗渣量為3.08 kg，加滲浸水1.7 kg，壓榨混合汁量為8.508 kg；處理C壓榨甘蔗量為9.878 kg，蔗渣量為3.00kg，壓榨混合汁量為8.578 kg，在壓榨后的混合汁中因被直接加入了1 kg的水量，最終混合汁量為9.578 kg；處理D甘蔗量為9.877 kg，蔗渣量為3.06 kg，壓榨混合汁量為8.517 kg，在壓榨混合汁中也直接加入了1 kg水量，但這1 kg水量沒有計入混合汁中，所以混合汁量還是壓榨混合汁量為8.517 kg；處理E的甘蔗量為10.025 kg，滲浸水量2.7 kg，蔗渣量為2.93 kg，混合汁量為9.795 kg。各處理由小型榨機榨出蔗渣和蔗汁，甘蔗、蔗渣是用電子臺秤直接稱其重量，根據(jù)壓榨前各物料的總重量和壓榨后所得的各物料的總重量相等[2]，利用關(guān)系式可算出各處理應(yīng)所產(chǎn)的壓榨混合汁量，蔗渣中的蔗糖量與混合汁中的蔗糖量之和便是所榨甘蔗蔗糖量。表1中處理C的混合汁重量比通過蔗渣量算出的壓榨混合汁量還多1 kg額外的水量，是沒有經(jīng)過壓榨過程，所以不符合進出壓榨程序物料質(zhì)量守衡定律，但在采樣檢測其混合汁糖分時，其糖量符合溶液濃度變化原理[3]，所以表中處理C最后算出的甘蔗蔗糖分還是相近于處理A和處理B的情況；處理E為準確加入的滲浸水量，雖然滲浸水量比處理B、處理C、處理D都多出1 kg，但所產(chǎn)的蔗渣量基本是相近的。加注的滲浸水量大，經(jīng)過壓榨過程產(chǎn)生的混合汁量也大，混合汁的蔗糖分變低，其榨前榨后總的含糖量守衡，最終算出的甘蔗糖分不變，其結(jié)果與處理A、處理B、處理C相近。

表1 不同加水處理甘蔗分析結(jié)果

2.2 加水量對壓榨后各物料含糖量的影響

從表1看出，處理A為干榨試驗，壓榨過程沒有加滲浸水，所產(chǎn)生的混合汁、蔗渣量也就較少，但檢測所產(chǎn)生的混合汁、蔗渣中的含糖量較高，最后算出的甘蔗蔗糖分與其它處理相近；處理B、C、D為壓榨過程各都加入了準確計量的水量1.7 kg，即滲浸水與蔗比相近，但處理C、D在壓榨提汁之后，在壓榨混合汁中額外加入了1 kg水量，處理C將這1 kg水量計入混合汁量中進行蔗糖量的計算，算出的甘蔗蔗糖分就與處理A、B、E相近，而處理D則沒有將這1 kg水量計入混合汁量中進行蔗糖分的計算，從而導致采樣檢測的混合汁蔗糖分雖然與處理C相近，蔗渣糖分也相近，但用來計算處理D混合汁中的蔗糖量就低于處理C中混合汁的蔗糖量，最后導致所計算的甘蔗蔗糖分嚴重低于處理A、B、C的；處理E在壓榨過程中加入準確計量的滲浸水量比處理B、C、D過程均多1 kg的水量，在所產(chǎn)生的混合汁中也沒有額外加水的情況同處理B過程，因壓榨過程滲浸水與蔗比較高，從蔗渣中分離出來的蔗糖量也稍多，但滲浸水量稍大，其混合汁量也大，導致混合汁蔗糖分比處理A、B低，比處理C、D略高，但最終計算的甘蔗蔗糖分與處理A、B、C等，也是相近的。

2.3 生產(chǎn)報表中各物料量的關(guān)聯(lián)

2.3.1 生產(chǎn)工藝特點決定各物料量的計算方法 由于生產(chǎn)的連續(xù)性，甘蔗制糖過程中還沒有實現(xiàn)對某一時段蔗渣產(chǎn)量的有效計量，因此，壓榨產(chǎn)生的混合汁量也就未能實現(xiàn)有效計量。表2中為當前多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)所使用的計算方法，對最后一座榨機榨出的蔗渣進行樣品采集，檢測其水分和蔗糖分，對末壓蔗汁進行樣品采集檢測其純度，作為蔗渣的純度，通過利用運算關(guān)系式可算出蔗渣的量，再算出所產(chǎn)生的混合汁量，最后對壓榨出來的混合汁和蔗渣分別進行采集樣品，檢測其糖分，算出各物料含糖量之和與榨蔗量之比，即得各生產(chǎn)線所榨的甘蔗蔗糖分。

表2 兩生產(chǎn)線上水量準確計量正常與異常對甘蔗糖分計算的影響

2.3.2 壓榨過程不計量用水的影響甘蔗蔗糖分 表2中水量計量正常情況下兩條生產(chǎn)線的某日班某組的《生產(chǎn)報表》數(shù)據(jù)，同一批甘蔗，經(jīng)檢測其含纖維分相等，經(jīng)過榨機后，采樣檢測的末壓汁、蔗渣的各項數(shù)據(jù)也基本一致，計算出的混合汁量與蔗比也比較相近，最后算出的甘蔗蔗糖分也就很相近。對于表2中水量計量異常情況下的數(shù)據(jù)，就反映出了同樣的甘蔗經(jīng)過壓榨后產(chǎn)生的各物料，進行采樣檢測其各項指標后，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)2線的混合汁糖分采樣檢測結(jié)果為12.50%，比生產(chǎn)1線的混合汁采樣檢測結(jié)果14.43%嚴重偏差，相差近2個百分點，以12.50%的混合汁糖分算出對應(yīng)的甘蔗糖分為12.37%，也就比生產(chǎn)1線計算的甘蔗蔗糖分14.22%偏低了將近2個百分點。這種情況的出現(xiàn)，多數(shù)情況是所榨出的蔗汁已被水稀釋，這部分水的加入是在壓榨混合汁的產(chǎn)生后加入的，受生產(chǎn)工藝所限又沒能有效計量至混合汁中。在編制《生產(chǎn)報表》時，顯示的混合汁量則是通過蔗渣的檢測結(jié)果進行相關(guān)計算后所得，又利用蔗糖分為12.50%的混合汁來計算蔗糖量，《生產(chǎn)報表》上最終算出的甘蔗糖分比應(yīng)得的嚴重偏低，這種情況如同表1中的處理D情況。

3 討論與結(jié)論

在壓榨過程，混合汁量的多少與滲浸水的加注量有關(guān)，滲浸水量影響混合汁的蔗糖分，進而影響計算甘蔗蔗糖分。表1是一種比較理想化的小榨試驗，壓榨前的甘蔗、滲浸水和壓榨后的蔗渣都可直接實現(xiàn)稱重，則所產(chǎn)生的混合汁量通過物料平衡可比較準確算出，只要在整個壓榨過程中，所產(chǎn)生的物料都能準確計量，則最終算出的甘蔗糖分其本相等。各處理的加水量對壓榨后混合汁的蔗糖分影響較大，但只要有效計量混合汁加水量，所含的蔗糖量是不變的，不會影響甘蔗蔗糖分。

在實際生產(chǎn)中，壓榨前只有甘蔗和滲浸水量可以實現(xiàn)計量，壓榨后所得的混合汁和蔗渣量都是依據(jù)檢測指標，利用計算的方法獲取。這種不能實現(xiàn)直接稱量的計量方法，極易導致計算失誤，還有就是要求采集樣品是否有代表性，生產(chǎn)操作是否正確規(guī)范等。可見實際生產(chǎn)線上如不能直接稱量蔗渣量，只是依據(jù)采樣檢測方法來計算的蔗渣量，影響的主觀因素較多。在文中列舉了沒有經(jīng)過計量的水直接加到所產(chǎn)生的混合汁中，這種操作現(xiàn)象時有發(fā)生，生產(chǎn)上壓榨機一旦停止運行，同步滲浸水量也就停止加注；還有就是有時為了清洗衛(wèi)生的需要，操作工直接使用沒有經(jīng)過計量的水直接噴洗榨機，噴洗的水大部分就直接流進所產(chǎn)的混合汁中，造成采樣檢測的混合汁蔗糖分偏低。在《生產(chǎn)表報》上顯示的混合汁量是以甘蔗量與經(jīng)計量的滲浸水量之和減去對應(yīng)算出的蔗渣量，顯然是小于被額外加水后產(chǎn)生的混合汁量，而混合汁糖分又以被額外加入水的混合汁檢測的糖分來算出報表上混合汁中的蔗糖量，顯然是偏小了，最后算出的甘蔗蔗糖分也就偏低。在整個生產(chǎn)流程中所得的蔗糖總量基本保持不變，誤認為是甘蔗糖分比較低，但是產(chǎn)出的糖量還是那么多，即糖的總收回率比較高。顯然，這樣獲得的《生產(chǎn)報表》并未能真正體現(xiàn)出生產(chǎn)工藝的實績，報表也就沒有實際上的意義。在生產(chǎn)上，嚴格控制好各種物料的輸入與產(chǎn)出量的計量，就顯得尤為重要，是進行生產(chǎn)精準考核的前提。

通過小榨試驗與在實際生產(chǎn)上出現(xiàn)的數(shù)據(jù)分析，在有關(guān)物料技術(shù)指標項目檢測準確的前提下，只有加強各物料的準確計量手段，才有助于精確求算出原始物料中的成分含量。計量是提升質(zhì)量的基礎(chǔ)，計量不準確，就談不上考核，沒有了考核，生產(chǎn)就容易失去質(zhì)量和經(jīng)濟效益提升的保證。在生產(chǎn)上，對當前的生產(chǎn)工藝設(shè)備條件，要搞好精準計量，必須要求車間的操工加強計量意識，嚴格按要求操作設(shè)備，是保證各物料在輸入與輸出過程的計量準確性；其次，對現(xiàn)有的工藝設(shè)備進行技改，設(shè)計出可以精準計量生產(chǎn)過程中各種物料量，又能不影響快速連續(xù)生產(chǎn)的設(shè)備，這是有待當前工程技術(shù)人員繼續(xù)去研究的方向。