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制糖厂通过先进的糖结晶控制工艺提升盈利能力

糖晶体
Thailand
Published: Oct 25, 2021
工业测量
液体测量

泰国一家制糖厂利用维萨拉 K-PATENTS® SeedMaster SM-3 优化了批次真空结晶煮糖、晶体质量和产量,并从中获益。该制糖厂先进的工艺控制解决方案由 Contrologic 公司提供和调试。

自动化控制的最终目标是减少批次煮糖过程中对蒸汽和水的使用,同时通过严格规范控制晶体粒度分布 (CV) 和平均粒度 (MA) 来提升糖的质量。此目标可以通过基于实时过饱和度控制的完全自动化控制策略实现。

例如,通过对比策略实施前后的产量、能耗和晶体质量,我们发现,在实施之前,85 m3 的煮糖罐(参阅图 1)每批煮糖会用掉 7 m3 的水。

Sugar pan in the refiner

图 1. 真空煮糖罐 (85 m3)。

在实施之前,水用于去除新的、不需要的细微晶体。引入工艺控制解决方案不仅彻底消除了对用水的需要,还将蒸汽消耗减少了 25%,同时将产量提高了约 1%。

 

Sugar pan feed valves in the refinery

图 2:糖浆进料阀。

为什么要基于过饱和度控制煮糖呢?

高质量糖的生产依赖于晶体生长,而过饱和正是促进晶体生长的原动力。结晶速度是多个参数的函数。过饱和度的定义为:母液的实际糖浓度与相同温度下的饱和糖浓度的比值。

过饱和度有一个最佳范围,在这个范围内,糖晶体均匀而广泛地生长,达到所需的晶体粒度。在此范围之外,晶体将停止生长,甚至可能自然熔化或开始形成新晶体,产生需要回溶再加工的粉晶和黏晶。这会带来重大影响,因为这种情形会导致时间和能源的浪费、增加生产成本和水的消耗,并减少糖的有效产量。

为了制定能够解决这些难题的基于过饱和度的控制解决方案,工厂为煮糖罐配备了维萨拉 K-PATENTS® SeedMaster SM-3 系统,该系统能够为过饱和度计算提供实时数据。SeedMaster 专为糖结晶应用场景而设计。该系统由在线折光仪和多参数监测设备组成,可提供糖结晶所需的参数,并能够支持全自动控制解决方案的实施。

 

客户为何选择维萨拉 SeedMaster?

提高产品质量和一致性

糖的质量非常高,并且不同批次之间的质量一致。通过优化,最终糖蜜中的蔗糖量得到了减少,与此同时,CV/MA 得到了改善。

通过优化原材料和蒸汽消耗节省大量成本

原材料消耗的减少可实现运营成本的节约,但最大的成本节约源自蒸汽消耗的减少。在使用 SeedMaster 实施自动化控制策略之前,这家泰国制糖厂每锅煮糖要消耗 39.4 吨蒸汽;而实施后,每锅糖的蒸汽消耗量降至 29.5 吨。  

由于制糖工艺的每一步都需要水,所以这是累积数字。糖厂产生用于加工的蒸汽,并将未用完的蒸汽以电力的形式出售给电网。对生产工艺的控制和优化使工厂能够向电网出售更多电力。

减少伪晶再加工

糖晶体粒度一致时,就减少了与伪晶再加工相关的时间和成本。

减少人工操作任务

SeedMaster SM-3 实现了自动化过饱和度控制,意味着操作员不再需要花费时间采样并执行其它手动任务。

工艺控制需要以下控制过程及仪器:

  • 使用数字在线折光仪控制浓度
  • 绝对压力控制
  • 液面控制
  • 微波密度计

 

仪器和 PID 控制器的三个控制级别

 

 

想了解更多?

精准的工艺控制为制糖厂带来巨大的优势。使用在线折光仪的基于过饱和度的控制策略可用于优化结晶产量、质量和能效。

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