淺述甘蔗糖廠提高糖分總收回的措施

陳家達，潘莉莉

（中國輕工業(yè)南寧設計工程有限公司，廣西 南寧 530031）

1 前言

甘蔗是我國主要的糖料作物，其產糖量占食糖總產量的90%以上，甘蔗產業(yè)已成為主產區(qū)經濟發(fā)展的重要支柱和農民增收的主要來源。影響糖廠經濟效益的主要因素是原料蔗的價格、蔗糖分和產量，前者受市場和國家宏觀調控影響，企業(yè)不能自主調控，企業(yè)要增加效益，降低成本，最有效的途徑是減少噸糖耗蔗量，噸糖耗蔗量主要受甘蔗蔗糖分和工業(yè)生產過程糖分總收回率的影響［1］。

2 原料蔗管理

原料蔗是糖業(yè)發(fā)展之基本，甘蔗蔗糖分是制糖工業(yè)經濟效益的源泉。抓好“第一車間”原料蔗種植至關重要。甘蔗蔗糖分受品種、土壤、施肥、耕作技術以及當?shù)禺斈甑淖匀粭l件所制約。制糖企業(yè)的工廠加工成本中，原料蔗的成本高達70%，因此，加強原料蔗管理進而提高產量，降低成本。

2.1 推廣高產高糖甘蔗良種，注重宿根蔗管理

良種的推廣，不僅要提高單產，更要提高甘蔗蔗糖分，同時抗旱性、宿根性要好。根據區(qū)域條件的不同，選擇適宜的甘蔗良種栽培，大力推廣高產高糖品種。高糖分為提高企業(yè)經濟效益奠定基礎。注意宿根蔗的管理，甘蔗砍下后，盡快清園，鋤掉露出地面的甘蔗頭，深度達到地下5~10公分，破壟施肥，灌溉，提高宿根蔗的出苗率［2-3］。

2.2 甘蔗種植管理

根據植物的生長情況，適當增施有機肥，科學配施氮、磷、鉀肥和合理安排止肥期。加強中耕管理，及時除草。改傳統(tǒng)溝灌為噴灌、滴灌技術，提高水的利用率，達到保水保肥保土的目的，為甘蔗高產高糖打下良好基礎［2］。

2.3 綜合防治病蟲害

甘蔗病蟲害可使甘蔗蔗汁錘度與蔗糖分明顯下降，糖分會隨著蟲節(jié)率的增加而下降，危害越嚴重糖分下降越多，蟲節(jié)率從11%開始，每增加1個百分點的蟲節(jié)率，糖分會相應地降低0.036個百分點［3-4］。甘蔗種植過程中，應貫徹“預防為主，綜合防治”的方針，堅持以農業(yè)防治、物理防治、生物防治為主，化學防治為輔的原則，減少病蟲危害［5-7］。機械收割過程中由于留茬較低，對蔗蔸、土壤及蔗葉中害蟲的蟲卵和幼蟲有一定的損傷作用，因此，在一定程度上可減少蔗田中越冬蟲源基數(shù)［8-9］。

2.4 把控甘蔗砍收質量

2.4.1 甘蔗成熟度

榨季宜安排在工藝成熟期，所謂工藝成熟期是指蔗莖中蔗糖分的含量達到最高峰，蔗汁的品質達最良好，最適宜壓榨制糖，以獲得最高的產量。過早或過遲對甘蔗質量都有不良影響，過早開榨，甘蔗尚未成熟，糖分不高，而其中所含的非糖分即還原糖、可溶性蛋白氮和果膠質都高，蔗汁中非糖分多，對于制糖工藝的澄清、過濾和煮煉等工序都不利，甘蔗漸趨成熟時，隨著蔗糖分的逐漸提高，非糖分也逐漸降低，蔗汁的品質逐漸提高。過遲開榨，會產生“回糖”現(xiàn)象，所謂“回糖”現(xiàn)象是由于收獲不及時，由于過熟蔗莖中貯藏的蔗糖分又發(fā)生轉化，使蔗糖分降低，還原糖和非糖分有機物增加［1，8］。

2.4.2 夾雜物

甘蔗夾雜物是指附于蔗莖上的蔗葉、葉梢、須根、蔗尾嫩尖、蔗蔸根、泥沙、不能榨的半干枯、全干枯蔗、霉爛變質蔗及甘蔗捆縛物等。夾雜物率是衡量原料蔗收獲質量好壞的重要指標，一般認為，入榨甘蔗的夾雜物每增加1%，蔗汁的重力純度約下降0.32%，而煮煉收回率下降0.2%左右。因此，夾雜物多，微生物和非糖分也越多［8］。

2.4.3 制定合理砍運計劃，把好甘蔗質量關

認真貫徹先熟先斬、斬后快運、先來先榨的原則，確保原料甘蔗的新鮮度。較成熟的甘蔗斬下以后，還原糖變?yōu)檎崽堑倪^程就結束，而蔗糖轉化為還原糖的過程就開始，產生糖分損失。甘蔗斬下后停留時間越長，蔗糖分的損失越多，純度下降及蔗莖質量減少就越大［10-11］。

3 生產管理

3.1 防止微生物的侵入

在甘蔗糖廠生產過程中，“蔗飯”是人們所熟悉并經常要面對的問題。它并不是甘蔗中原有的，而是在生產過程中L.M.腸膜明串珠菌的繁殖而生成的葡聚糖?！罢犸垺钡漠a生會造成蔗糖嚴重損失、蔗汁的純度下降和黏度增大、蔗糖晶體畸形和回收率低等不良影響。可采用蒸汽噴射、噴灑石灰或生物試劑等方法定時殺菌、滅菌，防止微生物的侵入，減少蔗糖分損失［12］。

3.2 均衡合理榨蔗

均衡榨蔗是糖廠均衡生產、穩(wěn)定控制各項指標的基礎。甘蔗糖廠的生產過程是連續(xù)進行的，要提高壓榨效能和總收回率，必須均衡生產。榨蔗不穩(wěn)定，將破壞全廠的均衡生產，造成原料蔗積壓，延長物料在整個生產流程中的停留時間，增加蔗糖轉化損失，降低產品質量及收回率。均衡榨蔗可采取卸蔗均勻、落蔗均勻、原動機轉速均勻、滲浸水加入均勻和混合汁輸送均勻等措施，為清凈、蒸發(fā)和煮糖等工段的均衡連續(xù)生產創(chuàng)造有利條件，減少生產過程中蔗糖損失，提高收回率［10］。

3.3 提高壓榨效能

影響壓榨效能的因素有很多，主要有破碎效能、榨機性能和滲浸效能等因素。壓榨效能的好壞體現(xiàn)在抽出率的高低和混合汁質量情況。提高壓榨效能可提高壓榨過程糖分收回率，提高混合汁質量，減少后續(xù)工段澄清負荷［13-14］。

3.3.1 提高甘蔗破碎效能

甘蔗破碎度及蔗料的形態(tài)對提高壓榨效能有著舉足輕重的作用。提高甘蔗破碎效能可采取如下措施。第一，選用高效的破碎設備及合理的設備組合；第二，優(yōu)化排刀方式，配合合理的刀型和刀數(shù)；第三，分段輸送蔗料，采取合理輸送速度［15］。

3.3.2 提高榨機性能

榨機性能的好壞與入轆條件、設備的裝嵌和油壓的施加等條件息息相關。

甘蔗入轆問題是壓榨作業(yè)過程最基本的問題，入轆正常意味著掌握了生產的主動權，才可能提高榨蔗量，提高收回率。良好的入轆條件應保證不出現(xiàn)塞轆現(xiàn)象，保證適當?shù)恼釋雍穸?，頂輥能經常均衡地升起適當?shù)母叨龋允褂蛪耗苷０l(fā)揮作用?？刹扇p少入料槽的阻力、選取適合的前后輥工作開口比、合理安裝底梳等措施改善入轆條件。

目前通用的三輥式壓榨機由機架、輥子、軸承、油壓裝置、底梳和輥端齒輪等部件構成。任何部件安裝若不合理，都將影響榨機性能的發(fā)揮。如底梳的裝嵌，不論偏高或偏低，都將產生不良后果，影響糖分的抽出。

同等破碎度的蔗料，受壓越大，壓縮程度越大，壓出的蔗汁量越多，但當壓力提高到一定程度后，壓榨出的蔗汁量增加不多，反而提高了膠體、多酚類物質等非糖分的榨出量，故要慎重選擇施加的油壓。

3.3.3 提高滲浸效能

滲浸是提高蔗料在壓榨過程中糖分抽出率的重要環(huán)節(jié)。蔗料的破碎度、滲浸水用量、水溫、水和稀汁與蔗料混合的均勻程度均會對滲浸效果產生影響。應根據甘蔗原料情況合理調節(jié)各項指標，提高壓榨過程糖分抽出，減少蔗蠟、膠體物質等非糖分的溶解。

3.4 減少澄清過程糖分損失

3.4.1 制定合理的澄清工藝方案，提高澄清效率

糖料蔗由于品種、氣候及收獲季節(jié)不同等因素影響，糖汁中各種成分及含量均有所變化。榨季前、中、后期甘蔗成分及含量差異較大，應分別做澄清正交試驗，選擇最優(yōu)工藝方案，根據原料成分及含量的變化投入適宜的輔料，提高澄清效率，減少糖分損失，穩(wěn)定產品質量，減少加工成本，提高經濟效益［16-18］。

3.4.2 及時調控pH值，減少物料停留時間

甘蔗中原蔗汁的pH值一般在5.2~5.6的范圍內，而蔗糖在酸性條件下可轉化為葡萄糖和果糖。蔗糖的轉化速度與糖汁的pH值、溫度以及轉化反應的時間成正比。pH值越低，溫度越高，則單位時間的蔗糖轉化率就越大。故須及時添加輔料，調整pH值，減少高溫條件下物料的停留時間，避免蔗糖轉化，減少蔗糖損失［19-20］。

3.5 減少蒸發(fā)過程糖分損失

蒸發(fā)過程中的糖分損失主要表現(xiàn)在兩方面，一是蔗汁在蒸發(fā)過程中的化學變化；二是由于操作不穩(wěn)定而引起的跑糖。故在蒸發(fā)過程中溫度需適宜，盡量減少糖汁在罐內的停留時間，維持操作條件穩(wěn)定，以避免或減少蔗糖轉化、還原糖的分解以及跑糖現(xiàn)象的產生［21］。

3.5.1 合理制定熱力方案

熱力方案的合理制定，需在確保糖漿濃度的情況下，盡可能降低第一效加熱熱源的溫度以及減少糖汁在各罐中的停留時間，減少糖汁在蒸發(fā)過程中的pH值變化，以避免蔗糖轉化、還原糖分解，增加蔗糖損失。

3.5.2 穩(wěn)定蒸發(fā)操作

在蒸發(fā)過程中，如操作者控制不穩(wěn)定或其他原因易引起跑糖現(xiàn)象，故須合理地控制和調節(jié)有關因素，以保證蒸發(fā)系統(tǒng)在最佳工況下運行。一是低液面操作；二是穩(wěn)定“五定”操作，即維持一效壓力，維持各效汁汽壓力，維持液面高度，維持閥門開度，維持抽汁汽量；三是及時排除不凝氣體和汽凝水。

3.6 減少煮煉過程中糖分損失

糖廠糖分損失最大的地方是最終糖蜜即是廢蜜，而要減少廢蜜帶走的糖分，提高煮煉收回率，煮煉是最為關鍵的工序。

3.6.1 抓好種子管理

種子質量的好壞，對煮好各級糖膏，尤其是煮好丙糖膏尤為重要。種子是煮好丙糖膏的先決條件，也是保證產品質量的基礎［10］。

3.6.2 合理制訂煮糖制度，減少回煮量

榨季前、中、后期甘蔗成分及含量差異較大，經澄清后得到的糖漿純度亦有所不同，應根據原料的情況，制定合理的煮糖制度，在保證分蜜良好的前提下，可適當?shù)亟档捅歉嗉兌?，利于降低廢蜜的純度，同時控制好各段糖膏的比例，盡量減少回煮量［22-25］。

3.6.3 加強助晶管理，提高提糖率

助晶是結晶過程的延續(xù)。各段糖膏的助晶效果的好壞直接影響糖分收回，尤其丙糖膏，必須盡可能地降低丙糖膏母液的純度，以減少最終糖蜜中的糖分損失。科學的助晶管理應注意：根據糖膏過飽和度合理控制降溫速度，選擇最佳降溫方式，合理控制助晶時間，根據糖膏特性選擇適宜的助晶終了溫度，助晶過程中不斷攪拌，使糖膏各部分能均勻冷卻。通過科學的助晶管理，使糖膏母液中的糖分盡可能地析出沉積在蔗糖晶體上，降低母液中的糖分，達到降低廢蜜中糖分的目的，提高單位體積糖膏的提糖率［26］。

3.6.4 加強離心分離管理

離心分離是將糖膏中的母液即糖蜜分離出來，得到砂糖顆粒。在保證產品質量的前提下，應合理調控原蜜與稀蜜的分離時間，以確保原、稀蜜取得適宜的純度，便于結晶；盡量減少打汽、打水量，以避免已結晶的蔗糖再次回到流程，降低了提糖率。

3.7 減少“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象

未測定損失包括機械損失即機械的“跑、冒、滴、漏”，以及生產過程的化學分解，正常的未測定損失約為1%。生產管理應抓好現(xiàn)場管理，減少“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象，減少未測定損失量，提高收回率。

4 設備管理

隨著科學技術的發(fā)展，企業(yè)對設備的依存度越來越高，設備的運行情況直接關系到企業(yè)的運營管理，關系到企業(yè)的發(fā)展和效益。糖廠每一項指標的完成最終是主要落實到設備的運行上，加強設備管理對糖廠安全生產和提高經濟效益至關重要［27-28］。

4.1 選擇高效先進設備

制糖這一傳統(tǒng)行業(yè)，許多制糖企業(yè)不僅沿襲工藝路線，設備也一直沿襲使用，許多設備從建廠購置以來已運行幾十年，設備性能逐漸降低且越來越不能滿足智能生產的需求。如：制糖企業(yè)普遍使用的連續(xù)離心分蜜機，部分企業(yè)仍使用手動打汽、打水的離心機，易造成產品質量不穩(wěn)定，收回率低。隨著科技的進步發(fā)展，制糖設備也逐漸走向“大型化、專業(yè)化、智能化、高效化”，制糖企業(yè)也逐步淘汰老舊低效設備，更換高效先進設備，減少不必要的資源消耗，提高經濟效益。

4.2 加強設備管理，使設備在最佳狀態(tài)下運行

設備是生產最基本的物質基礎，制糖每一項指標主要靠設備來完成。設備運行的好壞直接影響生產的正常運轉及生產成本。制訂科學合理的設備管理制度，抓好設備采購、安裝、維修及維護等各方面，全方位保證設備的良好運行，進而保障企業(yè)的正常生產。

5 提高信息化和自動化程度

通過對制糖生產自動化和信息化管理的建設，建立集團化管理的信息平臺，實現(xiàn)快速準確地傳遞信息，做到對糖廠重要工段和關鍵崗位都能實施有效控制和監(jiān)控，把班組、車間和全廠，集團建設成為一個反應靈敏和控制自如的有機整體，徹底改變以往靠人工和經驗控制的落后局面，真正發(fā)揮自動控制和信息化管理的杠桿作用，使制糖企業(yè)提高經濟效益［29-30］。