唐斌兵

（廣西東糖投資有限公司，廣西 南寧 530007）

1 前言

通過壓榨甘蔗來提取蔗汁的方法，在我國已有兩千多年的歷史，隨著社會(huì)的進(jìn)步，甘蔗制糖加工技術(shù)越來越成熟，圍繞甘蔗形成的產(chǎn)業(yè)鏈越來越長。如今，蔗糖已廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生等行業(yè)，人們的生活越來越離不開蔗糖，對(duì)蔗糖的各種產(chǎn)品的需求也越來越多，所以加強(qiáng)對(duì)制糖業(yè)的研究和發(fā)展顯得尤為重要。本文以廣西某制糖企業(yè)對(duì)原料破碎工段及壓榨工段設(shè)備改造對(duì)降低蔗渣轉(zhuǎn)光度產(chǎn)生的作用效果進(jìn)行論述。

2 技術(shù)措施

蔗渣轉(zhuǎn)光度，即蔗渣糖度，是用一次旋光法測(cè)得蔗渣中含蔗糖重量百分?jǐn)?shù)的近似值。同時(shí)是制糖企業(yè)壓榨車間的一個(gè)重要生產(chǎn)指標(biāo)，也是一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，蔗渣轉(zhuǎn)光度的高低直接反映出該企業(yè)壓榨設(shè)備生產(chǎn)效能的高低，蔗渣轉(zhuǎn)光度偏高，則不僅影響到壓榨抽出率，同時(shí)影響著企業(yè)的生產(chǎn)效益。為達(dá)到降低蔗渣轉(zhuǎn)光度的目的，糖廠一般主要是從努力提高甘蔗的破碎度、改善壓榨機(jī)組的入轆條件、加強(qiáng)排汁和減少重吸等環(huán)節(jié)入手。

2.1 提高甘蔗的破碎度

甘蔗預(yù)處理是甘蔗提汁方法的先行和必要手段，甘蔗經(jīng)預(yù)處理（或壓榨）后，相當(dāng)部分的含糖細(xì)胞已破裂。在甘蔗的全部含糖細(xì)胞中，已破裂細(xì)胞所占的百分率即為甘蔗糖分細(xì)胞破碎度（以下簡稱破碎度）。提高甘蔗破碎效果是全面提高壓榨效能的首要環(huán)節(jié)。在現(xiàn)有撕解機(jī)裝備的基礎(chǔ)上，通過增加原料蔗除泥裝置和新增一臺(tái)甘蔗預(yù)斬機(jī)的措施，減少蔗料的磨擦力和阻力，保持蔗料質(zhì)量，使蔗絲形狀細(xì)而長，提高含糖細(xì)胞的破碎程度。澳大利亞墨利博士指出，甘蔗破碎度每提高10%，對(duì)五座壓榨機(jī)列，一般抽出率可提高0.9%。而據(jù)該糖廠數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算顯示壓榨抽出率每提高0.2%左右可以相應(yīng)的降低末座壓榨機(jī)蔗渣轉(zhuǎn)光度（糖度）0.1%。2020/2021年榨季該糖廠的甘蔗破碎度達(dá)到了88%左右，在廣西制糖企業(yè)中甘蔗破碎度名列前茅。

2.1.1 增加原料蔗除泥裝置

近年隨著機(jī)械收割及機(jī)械裝車的情況增多，甘蔗中含的泥沙、石頭和鐵器等雜物較多，由于除泥設(shè)備簡陋，除雜效果不理想，導(dǎo)致撕解機(jī)刀片磨損快，榨輥磨損大，以致于甘蔗破碎度及榨輥持蔗能力下降，進(jìn)而影響末座榨機(jī)蔗渣的轉(zhuǎn)光度。因此，新增加一套除泥系統(tǒng)，該系統(tǒng)工作原理是甘蔗運(yùn)輸車通過液壓翻板機(jī)將原料甘蔗傾倒到蔗帶板式輸送機(jī)上，原料甘蔗被蔗帶板式輸送機(jī)輸送到泥土、砂石、雜草分離系統(tǒng)，使甘蔗表面上的泥沙、雜草等與甘蔗分離。系統(tǒng)的除泥除雜機(jī)為輥式除雜機(jī)，每個(gè)輥?zhàn)泳袆?dòng)力驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，兼有除泥除雜的功能，泥沙和夾雜物從輥?zhàn)又g掉落到漏斗，經(jīng)皮帶輸送系統(tǒng)提升到地面，從而達(dá)到除雜輸送的目的；經(jīng)過除雜后的原料甘蔗從除泥輥?zhàn)由戏街苯舆M(jìn)入1#蔗槽輸送帶。原料甘蔗除泥滾筒示意圖，如圖1所示。該除泥系統(tǒng)可以提高除雜效果，改善入榨原料蔗的質(zhì)量，減少撕解機(jī)刀片及榨輥的磨損，提高甘蔗破碎度及榨輥的持蔗能力。同時(shí)在蔗場(chǎng)吊蔗的通道上及喂蔗臺(tái)等位置安裝攝像頭，全方位監(jiān)控甘蔗質(zhì)量，對(duì)發(fā)現(xiàn)甘蔗中含有的雜物，及時(shí)取出并調(diào)取監(jiān)控畫面，錄成視頻發(fā)給相關(guān)部門，促其加大對(duì)甘蔗裝車質(zhì)量的把控，有效地防止和減少異物進(jìn)入輸蔗槽，確保設(shè)備及生產(chǎn)的穩(wěn)定。

圖1 原料甘蔗除泥滾筒示意圖

2.1.2 新增一臺(tái)甘蔗預(yù)斬機(jī)

加強(qiáng)甘蔗預(yù)處理是提高甘蔗破碎度的重要因素。原料甘蔗經(jīng)過除泥裝置散落到輸蔗槽時(shí)參差不齊，直接進(jìn)入1#撕解機(jī)將會(huì)使撕解機(jī)受到很大的沖擊，導(dǎo)致撕解機(jī)刀片更快的磨損。而撕解機(jī)刀片磨損嚴(yán)重，將會(huì)直接影響甘蔗的破碎度。在1#撕解機(jī)前安裝一臺(tái)預(yù)斬機(jī)，先對(duì)進(jìn)入輸蔗槽的甘蔗進(jìn)行預(yù)處理、理平及初步破碎，使1#撕解機(jī)入料能更順暢，更穩(wěn)定。漏斬的部分甘蔗到2#撕解機(jī)進(jìn)行破碎，既能減輕1#撕解機(jī)負(fù)荷，又能充分發(fā)揮2#撕解機(jī)破碎作用，達(dá)到兩臺(tái)設(shè)備均衡“出力”的目的，大大地提高了甘蔗的破碎度。原料甘蔗預(yù)斬機(jī)示意圖，如圖2所示。

圖2 原料甘蔗預(yù)斬機(jī)示意圖

2.2 加強(qiáng)排汁和減少重吸

壓榨甘蔗的目的是把甘蔗中含糖的蔗汁盡可能多的擠壓出來，并把擠壓出來的蔗汁迅速排走，盡量減少蔗渣對(duì)已擠壓出的蔗汁的反重吸，減少蔗渣中的含糖分。因此，較好的排汁是降低蔗渣轉(zhuǎn)光度的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，如果排汁不良，蔗渣就難以壓干，蔗渣中的蔗汁較多，相應(yīng)蔗渣轉(zhuǎn)光度就會(huì)偏高。通過壓榨機(jī)使用柔性聯(lián)軸器以及在底梳梳尾設(shè)置排汁溝這兩個(gè)措施，有利地改變了壓榨機(jī)組的排汁條件，延長了榨輥的排汁時(shí)間，提高排汁能力，利用蔗層的疏透性，全面加強(qiáng)排汁，減少壓榨過程中蔗料的重吸，提高壓榨處理量及抽出率，降低蔗渣的轉(zhuǎn)光度。

2.2.1 壓榨機(jī)使用柔性聯(lián)軸器

某日榨7000噸的糖廠其生產(chǎn)線使用的5臺(tái)壓榨機(jī)型號(hào)均為QA2000型，配套使用的聯(lián)軸器屬于剛性聯(lián)軸器，在榨季運(yùn)行時(shí)，頂輥在大升大降過程中難以對(duì)減速箱起到保護(hù)作用，減速箱齒面容易受到?jīng)_擊。在近幾年的設(shè)備解體鑒定過程中，發(fā)現(xiàn)部分齒輪已出現(xiàn)點(diǎn)蝕麻坑，甚至有崩裂現(xiàn)象。由于減速箱本身的設(shè)計(jì)過于緊湊，且場(chǎng)地受限，減速箱未能配置三輸出分配箱，單一輸出軸傳動(dòng)不夠平穩(wěn)，受力大；又有部分軸承滾子磨損導(dǎo)致游隙變化增大。因此，減速箱在運(yùn)行過程中引起齒面跳動(dòng)，使齒輪受到?jīng)_擊振動(dòng)后容易崩塊脫落，對(duì)減速箱影響較大。在榨量偏差過大時(shí)，榨機(jī)受力過大，電流過高，需提高榨機(jī)轉(zhuǎn)速，而榨機(jī)轉(zhuǎn)速偏高，則榨輥線速偏高，且由于蔗汁橫向流動(dòng)的主方向與蔗層前進(jìn)運(yùn)動(dòng)即榨輥線速方向相反，在線速加快時(shí)，排汁更困難，重吸系數(shù)明顯升高，不利于降低蔗渣轉(zhuǎn)光度。柔性聯(lián)軸器的柔性可以緩沖外界給予的沖擊力，所以將原剛性聯(lián)軸器更換為柔性聯(lián)軸器，可以減少頂輥升浮時(shí)對(duì)減速箱的影響。在保證蔗料入榨時(shí)榨機(jī)開口、油壓穩(wěn)定的同時(shí)，可降低榨機(jī)的轉(zhuǎn)速，延長了榨輥排汁時(shí)間，從而進(jìn)一步減少了重吸現(xiàn)象，有助于降低蔗渣轉(zhuǎn)光度及保證壓榨設(shè)備的穩(wěn)定和安全。

2.2.2 在底梳梳尾設(shè)置排汁溝

在每把底梳梳尾設(shè)置排汁溝，使底梳參與排汁，減少梳面上蔗料的重吸現(xiàn)象。梳尾的排汁溝與后輥齒頂間隔寬20 mm左右，作45°角斜開。

2.3 改善入轆條件

壓榨車間壓榨機(jī)組需入榨蔗層厚薄均勻，形狀細(xì)而長的蔗料；同時(shí)壓榨機(jī)組的各項(xiàng)工作開口需合理；以及下送輥持蔗能力要強(qiáng)，能起到強(qiáng)制蔗料入轆的作用，才能確保蔗料順利入轆。降低整組壓榨機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)線速，有利于降低蔗渣轉(zhuǎn)光度及保證壓榨設(shè)備的穩(wěn)定、安全。而當(dāng)蔗料入轆情況較差時(shí)，壓榨車間將被迫采取減少榨量、放大壓榨機(jī)開口和減輕壓榨機(jī)油壓等措施來保證蔗料的入轆，因而蔗渣轉(zhuǎn)光度會(huì)增高；如果蔗料不能順利入轆，生產(chǎn)將被迫中斷，無法均衡穩(wěn)定進(jìn)行，對(duì)蔗渣轉(zhuǎn)光度的控制不利。榨季時(shí)若整列壓榨機(jī)的其中一臺(tái)壓榨機(jī)出現(xiàn)蔗料入轆不良的現(xiàn)象，則整列壓榨機(jī)組對(duì)蔗渣的壓榨將受到限制，最終影響蔗渣轉(zhuǎn)光度。

該糖廠為改善入轆條件采取了提高壓榨機(jī)組的裝嵌效果和增大下送輥輥徑的措施，效果顯著。在榨季生產(chǎn)中，整列壓榨機(jī)組在正常的壓榨作業(yè)過程中使壓榨機(jī)進(jìn)料量均勻穩(wěn)定，蔗層厚度適中，壓榨機(jī)頂輥上升量穩(wěn)定在規(guī)定的范圍內(nèi)，油壓正常發(fā)揮作用，壓榨機(jī)線速適當(dāng)，設(shè)備的負(fù)荷均衡穩(wěn)定，充分發(fā)揮了設(shè)備的效能，提高了壓榨抽出率。

2.3.1 提高壓榨機(jī)組的裝嵌效果

抓好壓榨機(jī)組檢修質(zhì)量，掌控好壓榨機(jī)組的各項(xiàng)安裝數(shù)據(jù)的取值，特別是壓力、輥?zhàn)泳€速、開出口、工作開口比以及底梳安裝尺寸，這些數(shù)據(jù)將直接影響蔗汁的提取率。根據(jù)該糖廠壓榨機(jī)組的配置現(xiàn)狀和生產(chǎn)運(yùn)行的實(shí)際情況，蔗料的破碎、排汁和滲浸等客觀條件，以及多年的壓榨機(jī)組的裝嵌經(jīng)驗(yàn)，前后輥工作開口取值應(yīng)兩頭大中間小，并適當(dāng)降低各機(jī)組比值，1#壓榨機(jī)m1=50/24；2#壓榨機(jī)m2=40/21；3#壓榨機(jī)m3=28/15；4#壓榨機(jī)m4=26/12；5#壓榨機(jī)m5=22/10。其目的是使前后輥壓力分配合理，盡可能加大前輥排汁量，減少蔗汁再次滲進(jìn)蔗渣；同時(shí)降低后輥排汁壓力。

梳嘴工作開口選定為前輥工作開口的1.5～1.8倍，盡可能控制梳刃圓心角為12.2°～12.5°，控制梳尾間隙，1#壓榨機(jī)的為22 mm；2#壓榨機(jī)的為20 mm；3#壓榨機(jī)的為18 mm；4#壓榨機(jī)的為16 mm；5#壓榨機(jī)的為15 mm。其目的是保證使底梳與前輥相連的位置正確，梳尾與后輥的相互位置和梳尾間隙盡可能保證蔗渣順利進(jìn)入后輥且漏面渣較少，保證蔗渣從前輥出口至后輥入口的整個(gè)過程暢通無阻，以克服因底梳安裝過低或過高給蔗料的通過增加阻力。

2.3.2 增大下送輥輥徑

該糖廠的下送輥除1#和5#壓榨機(jī)使用了新型錯(cuò)齒式下送輥，2#、3#和4#壓榨機(jī)采用蓮藕輥加強(qiáng)排汁外，還增大了下送輥輥徑，以改善蔗料地入轆情況。

將現(xiàn)有φ2000的壓榨機(jī)下送輥輥徑從φ700 mm加大至φ900 mm，安裝時(shí)需確保下送輥與頂輥之間的開口為壓榨機(jī)工作開口的4～5倍，1#壓榨機(jī)的為220 mm；2#壓榨機(jī)的為170 mm；3#壓榨機(jī)的為150 mm；4#壓榨機(jī)的為140 mm；5#壓榨機(jī)的為115 mm。下送輥與前輥之間的間隙以不漏渣為取值依據(jù)，1#壓榨機(jī)的為10 mm；2#壓榨機(jī)的為8 mm；3#壓榨機(jī)的為7 mm；4#壓榨機(jī)的為6 mm；5#壓榨機(jī)的為5 mm。下送輥與頂輥運(yùn)行時(shí)的拉力增大，組成更強(qiáng)有力的外推力，頂輥與下送輥對(duì)蔗料產(chǎn)生一定的壓縮作用，使蔗料地入轆得到更好的強(qiáng)化。調(diào)整下送輥與頂輥、前輥的位置，以加大下送輥與蔗料的磨擦力強(qiáng)行帶動(dòng)蔗料地入輥，更加有效地增大入料的外推力，增加和穩(wěn)定糖廠的日處理量。

3 結(jié)束語

該糖廠為尋求提高壓榨各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)的途徑，經(jīng)過多年的探索和應(yīng)用，在對(duì)壓榨設(shè)備進(jìn)行挖潛力，以最大化的提高設(shè)備利用率，各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)得到了顯著提高。該糖廠通過一系列的改進(jìn)措施，榨季生產(chǎn)中撕解機(jī)和壓榨機(jī)組設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)正常，其的噸蔗電耗有了明顯的下降，甘蔗破碎度得到了有效提高，達(dá)到了88%左右，特別是蔗渣轉(zhuǎn)光度由2018/2019年榨季的2.15%下降到了2020/2021年榨季的1.86%，效果顯著。由于壓榨車間技術(shù)改造的成功，使該糖廠的動(dòng)力、蒸汽、物料等的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)得到了提高，2019/2020年榨季產(chǎn)糖率為13.74%，取得了該糖廠產(chǎn)糖率的歷史新高。

通過對(duì)撕解機(jī)和壓榨機(jī)組的技術(shù)改造，提高了甘蔗的破碎度、改善了壓榨機(jī)組的入轆條件、加強(qiáng)排汁和減少重吸現(xiàn)象。首先，有利于實(shí)現(xiàn)了均衡壓榨，均衡滲透，提高壓榨抽出率，盡可能的把甘蔗的蔗汁壓榨出來，降低了蔗渣轉(zhuǎn)光度；其次，為車間的安全生產(chǎn)提供保障，提高了車間的生產(chǎn)安全率；最后，有利于后續(xù)煮糖等工序，生產(chǎn)的均衡有序，有助于提高產(chǎn)糖質(zhì)量和產(chǎn)糖率，對(duì)整個(gè)糖廠的生產(chǎn)有著至關(guān)重要的作用。同時(shí)極大的提高壓榨車間全體職工的生產(chǎn)積極性和均衡生產(chǎn)意識(shí)，員工的凝聚力得到了加強(qiáng)。