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甘蔗制糖工艺简介课程的主要目的人力资源2为了给公司非制糖专业的员工对公司的主业有一个较全面了解，使员工对甘蔗的主要成分、制糖生产系统有一个初步的认识，结合自身的岗位与业务，更快的提升个人的综合技能，快速融入企业。制糖的两种原料3糖甜菜起源于地中海沿岸，大约在公元1500年左右从阿拉伯国家传入中国。1906年糖用甜菜引进中国。甘蔗的分布主要在北纬33°至南纬30°之间，其中以南北纬25°之间，面积比较集中。甘蔗原产于印度，现广泛种植于热带及亚热带地区。甘蔗种植面积最大的国家是巴西，其次是印度，中国位居第三，种植面积较大的国家还有古巴、泰国、墨西哥、澳大利亚、美国等。制糖的原料•果蔗4有紫皮、黄皮两种。蔗皮薄，汁多、肉质松脆，糖分适中，清甜可口，有清心润肺之功效，是理想的生吃佳品。不是好的制糖原料?甘蔗的主要成分5序号甘蔗主要组成成分所占比例备注1水分0～70%2纤维9～14%3蔗糖10～16%4还原糖~2%5其他非糖分1～3%甘蔗成熟时，蔗糖分比较高，非糖分低，因而纯度较高，同时水分降低，纤维分较高。甘蔗成熟的判断•田间检定，可用手提折光锤度计测定。•成熟度=（上部节间汁锤度/基部节间汁锤度）×100%•80%以上成熟•95~100%最成熟•100%过熟退糖6制糖主要步骤•提取蔗汁•糖汁清净•糖汁浓缩蒸发•糖浆结晶•分离、干燥、包装、入库7蔗汁提取清净蒸发结晶分离干燥入库包装制糖工厂车间设置•压榨车间----主要是提取甘蔗中的蔗汁。为制炼提供制糖原料蔗汁和为锅炉提供燃料蔗渣。•原糖车间----主要是将蔗汁进行工艺处理结晶提取糖分，制成产品糖和副产品废糖蜜（桔水）。•锅炉车间----主要是通过燃烧蔗渣产出蒸汽。为汽轮机发电供汽和为制炼、酒精等车间供汽。•机电车间----通过利用锅炉送来的过热蒸汽，推动叶轮转动带动发电机发电供制糖生产用电；将汽机所发的电与外电（市电）并网联用，通过控制发配到各用电车间等。•品控研发----对原料蔗、辅料、物料、半成品、成品等进行采样化验分析，为生产管理和工艺管理提供准确的数据，便于判断、调整和决定。•机修班----服务于各车间，为各车间加工（车、刨、钻、铣、焊等）一般性的配件。•供排水----主要负责全厂机械冷却水、冷凝循环水、生产用水的供给，及外排污水的环保处理。8压榨车间原糖车间精糖车间锅炉车间机电车间蔗场及预处理10条状糖分：14.5%锤度：19%甘蔗磅前质检地磅停车场吊车含杂＜2.5%判定等级、品种，是否霜冻、火烧蔗称蔗台磅后质检喂蔗台1#输蔗机1#撕解机2#撕解机3#撕解机吸铁器理平机快速胶带投入：人工、电、水、机物料消耗产出：破碎度90%的蔗丝10KV，1000KW10KV，1000KW10KV，1000KW2#输蔗机蔗场一、压榨车间主要设备和工作原理•（一）蔗场----一般设置有吊车、称蔗台、喂蔗台、输蔗机等11梁式起重机桥式起重机称蔗台喂蔗台蔗槽、输送机蔗场（第一大场所）（一）蔗场的功能•储存甘蔗•将甘蔗均匀地、连续的输送给压榨生产•其工作原理：1.通过吊车将外面运来的甘蔗吊缷下来，为了保证连续不断的生产需要，将一部分汽车运来的甘蔗吊放在称蔗台上，将一部分存放在蔗场备用；2.利用称蔗台承载吊车吊放的成捆甘蔗，经过调节输送速度，逐步将成捆的甘蔗展开扩散，然后送到喂蔗台；3.甘蔗经过喂蔗台再次调节扩散而均匀地连续送进蔗槽下的链板式输送机上。13原料处理间14原料处理间（第二大场所）•原料处理间----设有蔗刀机、撕裂机、输送带、吸铁器、吊车等。链板式输蔗机（二）原料处理间的功能•将甘蔗撕裂成丝状的甘蔗，为提高压榨生产的能力和抽出率创造有利条件。•工作原理：喂蔗台送给甘蔗经过第一座蔗刀机或撕裂机破碎以后，在送往第二条链板输送机前，利用高度差进行了翻转蔗层，再次经撕裂机破碎成为较均匀的丝条状蔗丝。为了确保压榨机的安全，在蔗丝送往榨机过程经过了除铁装置。16撕解机17（三）压榨间的功能•压榨甘蔗提取蔗汁，为制炼车间提供制糖原料蔗汁。•工作原理：由电机转动通过多级减速，提高扭矩后带动压榨机对已破碎的蔗丝进行压榨提取蔗汁。甘蔗首先经过第一座面辊与前辊之间进行压榨，然后通过桥导作用的底梳再次经过面辊与后辊之间的压榨，最后由出梳导入第一座中间耙齿输送机。依此原理经过六座压榨机的压榨。为了充分提取糖分，进行复式饱和渗透，并且在末座榨机前加热水渗透。所取得蔗汁（混合汁），经过曲筛过滤后送制炼车间。蔗渣送去锅炉作为燃料，剩余的蔗渣打包出售或送到蔗渣堆场。18压榨车间19压榨间（第三大场所）设备主要有：压榨机、中间输送机、蔗渣输送机、吊车等压榨机20压榨辊甘蔗压榨•甘蔗压榨就是将预处理过的蔗料用压榨机进行压榨，压出蔗汁的过程。•压榨机多采用三辊压榨机压榨工艺流程混合汁滚筒筛过滤预加灰ph6.8泵往原糖渗透水压榨工艺：甘蔗破碎度、油压（P）、渗透水量、榨机出入口安装、榨机线速、预灰等预灰的作用：杀菌、中和有机酸、凝聚非糖分压榨车间主要经济技术指标压榨抽出率：（甘蔗糖重-蔗渣糖重）÷甘蔗糖重×100%蔗渣水分：蔗渣含水率。设备运转率：实际榨蔗时间÷经过时间×100%压榨吨蔗耗电：KWH二、原糖车间主要场所•澄清工段：主要是负责蔗汁加热、中和、澄清、蒸发浓缩成650BX左右的糖浆。•煮糖工段：利用糖浆进一步浓缩结晶成糖膏，然后为了晶体充分吸收糖膏母液糖分，再进行助晶。•分蜜工段：将助晶后的糖膏分离出母液和晶体（成品糖），然后进行干燥、过磅、包装、入库。24原糖车间生产流程图25清汁清汁加热五效真空蒸发粗糖浆精糖浆98～102°58～65°BX真空结晶罐三系煮糖助晶箱分蜜沉淀加灰一次加热混合汁二次加热ph7.8~8.263~70°干燥原糖仓泥汁真空吸滤机滤清汁蔗汁的澄清压榨出来的蔗汁还含有很多杂质，必须经过多道工序进行蔗汁的工艺处理，才能保证为下道工序提供合格的清汁。清净的目的：通过中和、沉淀等处理，除去蔗汁中非糖分杂质，提高糖汁的纯度，并降低其粘度和色值，为煮糖结晶提供优质的原料糖浆。糖厂所采用的传统工艺处理方法，在蔗汁中添加（石灰、磷酸、SO2）澄清剂（必要时加入絮凝剂），使某些非糖分杂质沉淀析出，经过沉降和过滤，得出清汁，最后送往蒸发系统蒸发成为浓度65°BX的糖浆。26（一）澄清工段•对蔗汁进行工艺处理（中和、加热、清净、浓缩），将锤度为150BX（含水分85%）左右的混汁浓缩成650BX左右（含水分约35%）的糖浆。•常用澄清方法：石灰法、亚硫酸法、碳酸法三种27蔗汁澄清方法甘蔗制糖方法是以澄清过程中使用的主要清净剂来命名。亚硫酸法：采用石灰、磷酸和二氧化硫为主要清净剂。混合汁经预灰、一次加热、硫熏中和、二次加热后入沉降器,分离出清净汁和泥汁，泥汁经过滤得滤清汁，它与清净汁混合再经加热、进行多效蒸发而成糖浆，糖浆再经二次硫熏成为清净糖浆。碳化法：以石灰和二氧化碳为主要清净剂的蔗汁清净法。其工艺流程为:混合汁经一次加热、预灰，然后在加入过量的石灰乳的同时通入二氧化碳进行一次碳酸饱充，使产生大量钙盐沉淀,随即加热、过滤得一碳清汁，再经第二次碳酸饱充，然后加热、过滤，得二碳清汁，又经硫熏、加热、蒸发成糖浆。然后进行硫漂使pH降至5.8～6.4，供结晶之用。28亚硫酸清净法作业流程图29混合汁预加石灰乳磷酸PH6.6～6.8一次加热55°～70°中和PH7.0～7.2石灰乳二氧化硫二次加热100°～102°沉淀池澄清汁曲筛过滤清汁泥汁真空吸滤机滤泥滤清汁曲筛过滤亚硫酸法优缺点:亚硫酸法的具有工艺流程较短，设备较少和澄清剂用量较省等优点，所以在国内大、中、小型甘蔗糖厂仍被广泛采用。亚硫酸法比用碳酸法生产的白糖在洁白度和产糖率等方面都要差。碳酸法30碳酸法的优缺点：所除的非糖物质比亚硫酸法多，总收回率也比较高，且所制得的成品糖的纯度较高，色值较低，能久贮不致变色。碳酸法也有一些缺点，如工艺流程比较复杂，需用机械设备较多；还要耗用大量石灰和二氧化碳，因而生产成本较高。特别是在糖厂离开石灰石产地较远的地区，碳酸法的推广受到一定的限制。混合汁中的杂质对制糖的影响蔗汁的成分：蔗糖、有机酸、无机盐、胶体物质、不溶性非糖物质（叶绿素、蔗屑、泥土等）、非糖可溶性杂质等•有机酸会使蔗糖转化，增加蔗糖分损失；•无机盐促使糖蜜量增加，影响蔗糖分收回；•胶体物质妨碍蔗糖结晶，降低蔗糖吸收率；•色素使白糖色值增加，影响产品质量。31澄清处理主要有三个过程：1、加热蔗汁2、添加澄清剂3、沉淀分离。影响澄清的主要因素是蔗汁中的各种有机盐、无机盐、胶体物质、pH值、加热温度和澄清时间等。只有把这些因素控制好，使蔗糖分尽可能多地保留下来，同时尽可能多地除去非糖分，才能完成澄清的任务。32亚硫酸法工作原理1、经过压榨而提取的混合蔗汁其PH值较低（5.0～5.6），所以必需进行预加石灰乳进行中和，避免蔗糖在酸性液中的转化造成损失。蔗汁中自然磷酸值较低，必需补加磷酸，提供有足够的磷酸根离子与钙离子结合生成具有吸附力较强的磷酸钙盐，将蔗汁中的色素、胶体吸附除去。蔗汁中的磷酸值一般控制在400PPM以内，如果超过500PPM时，沉淀池底泥膨胀、疏松，泥汁量大，放汁困难。2、一次加热，为了使蔗汁中的胶体凝积和脱水，降低亚硫酸钙的溶解度，加速化学反应，降低粘度，增进沉淀效果。为了节约热能，抽取第3、4效汁气加热，一次加热温度控制在55～70°。3、硫熏中和，其是制糖工艺的核心，是产品质量的保证。该环节关系到澄清汁的排放速度和质量；泥汁的正常吸附；关系到非糖分有机盐、无机盐的排除程度；关系到积垢在流通环节的生成量及产品质量指标的合格率。4、二次加热，利用第2、3效蒸发汁汽加热，温度控制在98～102°.进一步提高蔗汁的温度，使胶体物质更加完全凝集、沉降。并可起杀灭各种细菌，细菌会分解蔗糖和还原糖等。此时温度控制比较严格，超过105°会使已凝结的胶体产生可逆反应，使蔗汁浑浊不清。335、沉淀池，主要是让中和硫熏后的蔗汁暂时停留，让各种有机盐、无机盐、泥沙、蔗糠等杂质沉淀。必要时加入0.1～0.05%浓度的絮凝剂（将7%聚丙烯酰胺溶解、稀释），促使糖汁中各种微粒分子结合。让非糖杂质、泥层等快速分离，从沉淀池内环管排出澄清汁，泥汁由池底泥汁管排出。沉降效果是通过澄清汁的色值、透明度、重力纯度来判断。6、真空吸滤机利用真空压力差将泥与汁一起吸起，泥层吸附在吸滤机转鼓表面上，而汁通过鼓面的隔布、隔板被吸入转鼓内管，然后经吸头总管排出滤清汁，吸附在吸滤机表面滤泥吸滤机旋转，转到离开真空区时脱落。7、曲筛过滤的目的是再次过滤澄清汁、滤清汁的杂质（蔗糠）。34蔗汁的蒸发蔗汁经过清净处理后得到的清汁浓度为约150BX左右(即含水分85%左右)。如果将含大量水分的清汁直接送去结晶，将要消耗大量的蒸汽，这样即消耗能源，又延长煮糖的时间并影响质量。因此，清汁必须经过蒸发工段，除去大量的水分，浓缩成650BX左右的糖浆，才能进行结晶。35蔗汁蒸发（浓缩）36锅炉减压阀汽轮机118℃106.5℃.94.3℃51℃78℃128.9℃117℃105.5℃93.3℃77℃煮糖煮糖一次二级一次一级二次一级清汁二次二级冷凝器ⅣⅤⅢ糖浆ⅡⅠ蔗汁蒸发的原理•蔗汁经过清净处理后除去各种杂质成为清汁，清汁浓度一般在15°BX左右，即是含水分85%左右，为了减少煮糖时间和保证产品质量，因此，必须先进行蒸发浓缩成65°BX的糖浆。•蒸发系统是采用真空差压式蒸发。糖厂一般是五效蒸发，最后的一效（第五效）真空在650～680mm汞柱，在第三效是无真空也没压力，第一效蒸发是具有压力的（表压2～3kg/c㎡）。•蔗汁蒸发工作原理：清汁进入第一效蒸发罐，利用汽轮机发电后排出的废蒸汽对第一效蒸发罐加热，清汁在罐内受热蒸发，蒸发出的汽体形成具有一定压力（表压1kg/c㎡左右）的汁汽。在压力差的作用下，清汁进入第二效罐，汁汽通过管道对第二效蒸发。同样原理，经过五效蒸发后，由浓度为15°BX的清汁浓缩成为锤度65°BX左右的糖浆。37蒸发环节要求1、保证糖浆浓度在65°BX左右，过于浓会造成糖浆在蒸发罐、管道、贮箱