泰國一家制糖廠利用維薩拉 K?PATENTS® SeedMaster SM-3 優(yōu)化了批次真空結(jié)晶煮糖、晶體質(zhì)量和產(chǎn)量，并從中獲益。該制糖廠的工藝控制解決方案由 Contrologic 公司提供和調(diào)試。
自動化控制的目標(biāo)是減少批次煮糖過程中對蒸汽和水的使用，同時通過嚴(yán)格規(guī)范控制晶體粒度分布 (CV) 和平均粒度 (MA) 來提升糖的質(zhì)量。此目標(biāo)可以通過基于實(shí)時過飽和度控制的完全自動化控制策略實(shí)現(xiàn)。
例如，通過對比策略實(shí)施前后的產(chǎn)量、能耗和晶體質(zhì)量，我們發(fā)現(xiàn)，在實(shí)施之前，85 m3 的煮糖罐（參閱圖 1）每批煮糖會用掉 7 m3 的水。
圖 1. 真空煮糖罐 (85 m3)。
在實(shí)施之前，水用于去除新的、不需要的細(xì)微晶體。引入工藝控制解決方案不僅徹底消除了對用水的需要，還將蒸汽消耗減少了 25%，同時將產(chǎn)量提高了約 1%。
圖 2：糖漿進(jìn)料閥。
為什么要基于過飽和度控制煮糖呢？
高質(zhì)量糖的生產(chǎn)依賴于晶體生長，而過飽和正是促進(jìn)晶體生長的原動力。結(jié)晶速度是多個參數(shù)的函數(shù)。過飽和度的定義為：母液的實(shí)際糖濃度與相同溫度下的飽和糖濃度的比值。
過飽和度有一個范圍，在這個范圍內(nèi)，糖晶體均勻而廣泛地生長，達(dá)到所需的晶體粒度。在此范圍之外，晶體將停止生長，甚至可能自然熔化或開始形成新晶體，產(chǎn)生需要回溶再加工的粉晶和黏晶。這會帶來重大影響，因?yàn)檫@種情形會導(dǎo)致時間和能源的浪費(fèi)、增加生產(chǎn)成本和水的消耗，并減少糖的有效產(chǎn)量。
為了制定能夠解決這些難題的基于過飽和度的控制解決方案，工廠為煮糖罐配備了維薩拉 K-PATENTS® SeedMaster SM-3 系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?yàn)檫^飽和度計算提供實(shí)時數(shù)據(jù)。SeedMaster 為糖結(jié)晶應(yīng)用場景而設(shè)計。該系統(tǒng)由在線折光儀和多參數(shù)監(jiān)測設(shè)備組成，可提供糖結(jié)晶所需的參數(shù)，并能夠支持全自動控制解決方案的實(shí)施。
客戶為何選擇維薩拉 SeedMaster？
提高產(chǎn)品質(zhì)量和一致性
糖的質(zhì)量非常高，并且不同批次之間的質(zhì)量一致。通過優(yōu)化，最終糖蜜中的蔗糖量得到了減少，與此同時，CV/MA 得到了改善。
通過優(yōu)化原材料和蒸汽消耗節(jié)省大量成本
原材料消耗的減少可實(shí)現(xiàn)運(yùn)營成本的節(jié)約，但成本節(jié)約源自蒸汽消耗的減少。在使用 SeedMaster 實(shí)施自動化控制策略之前，這家泰國制糖廠每鍋煮糖要消耗 39.4 噸蒸汽，而實(shí)施后，每鍋糖的蒸汽消耗量降至 29.5 噸。
由于制糖工藝的每一步都需要水，所以這是累積數(shù)字。糖廠產(chǎn)生用于加工的蒸汽，并將未用完的蒸汽以電力的形式出售給電網(wǎng)。對生產(chǎn)工藝的控制和優(yōu)化使工廠能夠向電網(wǎng)出售更多電力。
減少偽晶再加工
糖晶體粒度一致時，就減少了與偽晶再加工相關(guān)的時間和成本。
減少人工操作任務(wù)
SeedMaster SM-3 實(shí)現(xiàn)了自動化過飽和度控制，意味著操作員不再需要花費(fèi)時間采樣并執(zhí)行其它手動任務(wù)。
工藝控制需要以下控制過程及儀器：
- 使用數(shù)字在線折光儀控制濃度
- 絕對壓力控制
- 液面控制
- 微波密度計
儀器和 PID 控制器的三個控制級別
