糖厂生产历经制糖人几十年不断的努力，已由 小规模间歇生产逐渐转化成大规模连续化生产。我 国制糖工业从原料预处理、提汁、澄清、蒸发工段 都已实现连续化生产，而大部分糖厂的结晶工段还 是采用间歇生产方式，这势必对整个糖厂的连续化 生产及规模效应带来一定的影响 ^[1]。

国内甘蔗糖厂大部分经过多次技改扩建，糖厂 可用空间有限，利用传统的设计无论投资规模还是 场地都无法满足要求。

为了解决上述问题，广西永鑫华糖集团有限公 司经过几年的考察、调研、论证，决定在消化吸收 国外连续结晶技术的基础上，结合国内甘蔗糖厂设 备配置实际情况，自主创新开发出适合国内甘蔗糖 厂的立式连续结晶系统。 1 立式连续结晶设备结构特点 1.1 设计理念

传统间歇结晶设备存在消耗蒸汽量大，糖膏对 流不良，设备占地面积大，设备无法连续运行，操 作人员多等问题 ^[2]。借鉴传统间歇结晶罐特点，吸 收、消化国外连续结晶技术，设计、开发出结构合 理、节能效率高、投入较少、易于操作的立式连续 结晶设备。 1.2 立式连续结晶罐结构特点

图 1 为立式连续结晶罐结构图。立式连续结晶 罐主要由加热体、汁汽室、搅拌器、捕汁器、不凝 气体和冷凝水排出系统等构成，其总的结构可以简 单地理解为 4 个独立的间歇结晶罐的叠加。根据今 后的扩大产能的需要，可以在 4 室的基础上扩展至 5 室。第 1 室在最上面，物料和糖糊按比例进入第 1 室，然后溢流到第 2 室、第 3 室、第 4 室。在流动 中，2～4 室分别连续地加入物料煮糖，直至达到要 求后从第 4 室泵至助晶箱。 每个室有独立的加热体， 可根据各室煮制糖膏的需要，选择不同的汽源，起 到节能降耗的作用。每个室的糖膏采用溢流方式进 入下一个结晶室，糖膏液位低（一般在汽鼓面上 300～400 mm）且相对恒定，对汽源品质要求大大 降低，从而降低整个糖厂能耗。每个室也都有独立 的搅拌系统，1 、 2 室的搅拌扇叶为 3 片，3、 4 室为 5 片。不冷凝气的抽出与间歇结晶罐一致，直接排 放至真空总管。立式连续结晶罐操作简单，与传统 的间歇结晶罐操作基本一致，每个结晶室可以停机 轮洗，不影响其他几个室的运行，立式连续结晶罐 带旁路清洗。

图1(Figure 1)

图1 立式连续结晶罐结构图

（ 1 ）全天候的塔式装置可安装在车间外，因而 节省大量的土地和钢结构。和肩并肩排列的间歇罐 相比，立式煮糖罐只需要较小的设备基础面积。

（ 2）罐内液面低、静压损失小，第 1 室可使用 蒸发III效、 IV效汁汽加热，以改进整体的热能利用，与传统的间歇结晶罐相比，煮糖节约蒸汽 20％以上。

（ 3）实现连续煮制糖膏，减少了设备罐数，可 使乏汽和真空的波动降到最低。

（ 4）如果以后需要增加产能，只需在顶部增加 一个室，大大减少投资。

（ 5）立式连续煮糖罐各室都可以独立运行，可 根据实际情况使用不同压力和温度的汽源。 1.4 立式连续结晶罐的清洗

立式连续结晶罐的结构特点决定了各个工作室 可进行旁路操作，每个工作室均可与立式连续结晶 系统脱离，保持立式连续结晶系统的连续运行，确 保在整个榨季生产不需要停机。

广西永鑫华糖集团有限公司对连续结晶设备进 行了考察对比：目前连续结晶设备主要有立式连续 结晶和卧式连续结晶 2 种结构形式，对比 2 种连续 结晶设备结构，立式连续结晶设备更接近传统间歇 结晶设备结构，糖厂工人更容易接受和适应设备操 作，大大缩短操作培训时间；在设备清洗方面，立 式连续结晶罐可以不停机轮洗，卧式结构则需要停 机清洗，影响生产的连续性；针对国内糖厂大部分 产品结构为白砂糖情况，对产品颗粒要求严格，采 用立式连续结晶相比卧式连续结晶更能保证白砂糖 颗粒要求。 2 立式连续结晶罐工作原理及运行效果 2.1 工作原理

立式连续结晶罐的设计原理来源于成熟的间歇 式结晶罐。立式连续结晶罐由 4 个的带搅拌的结晶 室叠加而成，使用机械搅拌来保证糖膏良好的循环 和混合。糖膏在重力的作用下以固定液位溢流方式 进入下一室，可以保持糖膏在稳定的液位下对流结 晶，避免了因为糖膏液位升高导致对流困难，影响 糖分吸收和增加能耗。因为立式连续结晶操作时糖 膏的液柱静压比传统的间歇结晶罐低很多，由此可 以采用低品质加热蒸汽，从而达到节能降耗的效果。 2.2 立式连续结晶罐效率及运行效果 2.2.1 立式连续结晶罐效率

结晶罐的作用是将糖液通过加热蒸发，使糖液 中的蔗糖分子不断结晶分离出来，这一过程主要靠 保持罐中母液过饱和度来实现。连续结晶罐的热传 递要比间歇罐相对缓和，表 1 是连续结晶罐蒸发率 与结晶率，表 2 是连续结晶罐生产率，表 3 是连续 结晶罐晶体生长及停留时间。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 蒸发率与结晶率

表1 蒸发率与结晶率

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 连续结晶罐生产率

表2 连续结晶罐生产率

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 晶体生长及停留时间

表3 晶体生长及停留时间

对结晶罐来说，糖膏液位越低，过热温度系数 (HTC)效果越好，允许加热室与汁汽室温差越小，从 而可以使用低品质的加热蒸汽，起到节能的作用。

当连续结晶罐运行良好时，蒸汽压力更为稳定。 由于用汽稳定、省汽、节省I效汽用量，使得蒸发系 统能力得到提升。

连续结晶罐糖膏液位稳定，锤度波动小，糖膏 结晶率高，有利降低废蜜重力纯度。

连续结晶罐较慢的蒸发速率与稳定的过饱和 度，结晶粒度分布小于 40%，保证连续结晶罐较少 生成伪晶。 2.2.2 立式连续结晶罐运行效果

表 4 为永鑫华糖集团某厂使用立式连续结晶罐 煮制控制丙糖膏基本情况。

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 永鑫华糖集团某厂使用立式连续结晶罐煮制控制丙糖膏基本情况

表4 永鑫华糖集团某厂使用立式连续结晶罐煮制控制丙糖膏基本情况

2013/14 年整个榨季，该公司立式连续煮糖罐使 用正常，运行良好，煮制丙糖膏桔水重力纯度为 38.66 GP（上个榨季间歇煮糖罐煮制丙糖膏桔水重 力纯度为 38.73 GP）。在减少丙糖煮糖工人数、降低 蒸汽品质的基础上，煮制效果略优于间歇煮糖罐， 达到了立式连续煮糖罐设计的预期目标。 3 立式连续结晶罐的控制

立式连续结晶罐采用全自动化控制，控制系统 比间歇式结晶罐的控制系统简单，只需设定一些控 制参数^[3]。

主要控制参数为：加热蒸汽的压力、二次蒸汽 压力、锤度、进料流量与种子比、糖膏液位。在所 有 4 个室中糖膏干物质含量由输入的物料来控制。 测量仪表是微波测量仪表，电磁流量计测量进料流 量，由此根据糖膏控制系统的要求调整设定值（级 连控制），并根据物料流量的总合加入一定比率的种 子。 4 个室的加热蒸汽真空压力分别控制，可以优 化操作并可以将任一个室隔离清洗。调整立式连续 结晶罐的产能时，只需要改变加热蒸汽压力的设定 值。每个室内糖膏的液位需要测量和控制恒定，液 位由糖膏卸料阀控制，第 4 室由糖膏泵的转速控制。 4 展望

虽然连续结晶技术已在国外很多糖厂成功应 用，但毕竟国内的甘蔗糖厂有自己的特点和实际情 况，不能完全照搬国外的设备和技术。广西永鑫华 糖集团有限公司经过不断创新，开发出适用于国内 甘蔗糖厂的乙糖膏、 丙糖膏的连续煮制技术及工艺。 目前在永鑫华糖集团下属的 3 家糖厂（广西 2 家， 云南 1 家）都得到了成功应用，证明了立式连续结 晶技术适合在甘蔗糖厂推广使用。

立式连续结晶设备目前存在问题和改进方面： 立式连续结晶采用全自动控制系统，在糖膏锤度控 制上还无法准确测出高锤度糖膏（丙糖膏放糖锤度） 的锤度，还需要其他人工检测或其他方式来判断糖 膏锤度，影响了整个系统的自控运行；解决好立式 连续结晶系统进料装置的锤度、温度自动控制等辅 助系统稳定问题，为稳定全自动控制操作打下基础， 将更好地发挥立式连续结晶设备的效能，达到更高 的节能、提高收回的目的。