Статья в журнале "Сахар", 2005г., вып.№3, Москва.

 

Оптимальная обработка утфелей: - путь к снижению потерь и повышению качества сахара.

 

Предприятие «ПРОМ-ОПЭКС» (промышленные оптико-электронные компьютерные системы) организовано в 1992 году. В сахарной промышленности работает с 1994 г.. Основное направление деятельности – разработка и внедрение приборов и оборудования для сахарной и пищевой промышленности.

Наиболее популярным у заказчиков является наш продукт – «Автоматическая система обработки утфелей на центрифугах 1 продукта».

О её возможностях рассказывает главный инженер ООО «ПРОМ-ОПЭКС» кандидат физ.-мат. наук, С.В. КУДРЯВЦЕВ. 

image001

 

 

1. Обоснование целесообразности применения передовых методов обработки утфелей.

При переработке сахарной свеклы на кристаллизацию сахара и обработку утфелей затрачивается 25-30% энергоресурсов, при переработке сахара сырца – до 80%.Поэтому от уровня технологии обработки утфелей (загрузка, фуговка, пробеливание, деление оттёков, сушка сахара) во многом зависят издержки производства, потери сахарозы и качество товарного сахара.

Практическое внедрение «Автоматической системы обработки утфелей» фирмы «ПРОМ-ОПЭКС» на 18 заводах России и Украины показало, что применение передовых методов обработки утфелей обеспечивает для любого завода улучшение производственных и экономических показателей. При этом следует подчеркнуть, что установка новых, современных центрифуг – это отнюдь не «панацея» и далеко не исчерпывает возможности по экономии энергоресурсов, сахара. Хотя, современные центрифуги безусловно дают выигрыш по электроэнергии, загрузке, производительности и культуре производства.

 

2. Факторы, предопределяющие потери производства.

2.1 Неизбежное растворение сахара при пробеливании водой. При нормативе затрат воды 3 – 3,5% на вес утфеля, растворимости = 4(при температуре пробелки 85 град С) и содержании кристаллов 50% получается , что 24 – 28% кристаллического сахара попадает в оттёки на повторное уваривание. Если снизить эти потери в 2-3 раза то выгода – очевидна.

 

2.2 Образующиеся оттёки следует точно, оптимально разделить (а в зависимости от сырья и перераспределить), поскольку этот технологический прием радикально влияет на количество и чистоту оттёков. Последствия хронических ошибок в делении оттёков известны: низкое качество сахара, снижение выхода сахара из аппарата, повышение потерь сахара в мелассе, невозможность уваривания последнего продукта при переработке свеклы низкого качества.

 

Потери в производстве образуются из-за недостатков технологии и несовершенства оборудования имеющегося на заводах. Неизбежность этих потерь обусловлена следующими факторами:

Динамичность технологического процесса и отсутствие специальных средств непрерывного контроля не позволяют человеку оперативно контролировать и вовремя адекватно перестраивать параметры процесса. Время проведения анализов на цветность сахара, чистоту оттёков превышает время обработки утфеля с вакуум-аппарата. Всё это вынуждает вести техпроцесс с перерасходом («запасом») воды на пробеливание и при редком вмешательстве в другие параметры.

Все фазы процесса выполняют реле времени, которые настраиваются на основе опыта и интуиции. В современных центрифугах циклограмма выполняется также реле времени только микропроцессорного типа.

Нестабильность качества и количественного соотношения основных продуктов : сиропа, клеровки, оттёков. В таких условиях неизбежна нестабильность качества сваренных утфелей ( концентрация кристаллов, пресыщение, ДБ, вязкость, гранулометрический состав, а также цветность межкристальной жидкости).

Нестабильность давления воды на форсунках (±10-30%), особенно при одновременном включении промывки. При одинаковой продолжительности реальный расход будет разным.

Износ технологического оборудования.

 

3. Методы снижения потерь сахара и энергозатрат при обработке утфелей на центрифугах.

Отмеченные недостатки в разной мере характерны для всех заводов и, в определенном смысле можно считать нормой. Эти недостатки перестают быть привычными, если появляется реальная возможность существенно улучшить показатели.

Из всего описанного выше логически следует, что для того чтобы устранить недостатки технологии и воспользоваться резервами в экономии, нужно разработать комплекс приборов и оборудования в виде автоматической системы управления. Эта система должна адаптивно корректировать работу центрифуг в реальном масштабе времени согласно стратегии выбранной технологом. Предприятие «ПРОМ-ОПЭКС» начало разработку приборной базы такой системы в 1994г., а с 1998г. ведется внедрение.

Ниже приведен перечень некоторых функциональных возможностей системы из которого можно судить каким способом достигаются высокие экономические результаты внедрения:

Непрерывный контроль, стабилизация и регулирование цветности потока сахара. Регулирование проводится через коррекцию текущего задания расхода воды на пробелку.

Чёткое деление оттёков, гибкое управление их количеством и качеством оттёков, их перераспределение в зависимости от качества продуктов. При перераспределении прогнозируется изменение ДБ оттёка.

Автоматическое регулирование режима комбинированной промывки сахара: белая патока (сироп)–вода, с сохранением стратегии деления оттёков.

Автоматический контроль динамики отхода зеленой патоки.. Автоматическая коррекция параметров фуговки в зависимости от качества и количества утфеля в каждом цикле центрифуги. Это дает возможность точно разделять оттеки, сократить растворение сахара, устраняет влияние нестабильности свойств и количества утфеля .

Автоматическое дозирование количества воды на пробеливание по расходомеру, независимо от перепадов давления. Система учета расхода воды за смену, сутки , декаду, год.

Синхронизация циклов центрифуг для снижения электрической нагрузки и создания равномерного потока сахара для сушки.

Непрерывный контроль (регулирование) общих параметров технологического участка : температура, давление воды, сиропа, количество полученных оттеков и утфеля.

Протоколирование всех параметров всех центрифуг с точностью до 1сек.

 

На рис.1 отображен график цветности потока сахара после центрифуг. Промежутки времени когда цветность обнуляется соответствуют периоду перестоя между «аппаратами».

 

Анализ рисунка ) показывает, что время пробелки при работе в обычном режиме выставлено «в среднем» правильно. Но сахар с некоторых аппаратов промывался с явным избытком воды (цветность ниже нормы), следовательно потери кристаллического сахара не оправданы. Заметно так же , что «в среднем правильная» установка пробелки с «запасом» не гарантирует постоянное качество сахара.1.

 image004

Рис. 1 а)

 image006

Рис. 1 б)

 

В «автоматическом» режиме (см. рис ) сахар промывается минимальным количеством воды для получения кондиционного сахара с той цветностью, которую задаёт технолог. Цветность сахара за выбранные сутки составила 0,75 ед, Шт., при этом средний расход воды на пробеливание оказался в 2,1 раза меньше, чем в предыдущем случае. Такой алгоритм впервые был внедрен на «Ленинградском сахарном комбинате» в Краснодарском крае. Авторы благодарят за техническую помощь главного инженера Белого Н.Ф..

image007 

Рис. 3. Цветомер «отсекает» порцию сахара повышенной цветности (Московский)

 

4. Заключение.

 

Какую выгоду можно получить от внедрения такой системы ? Если усреднить результаты по 18 заводам то смело можно утверждать следующее:

1. Увеличивается выход товарного сахара из вакуум-аппарата на 0,5 – 3 т.

2. Снижаются потери сахара от разложения и перехода в мелассу до 0,1 % по весу свеклы.

3. Снижаются энергозатраты в продуктовом отделении.

4. Увеличивается производительность продуктового отделения.

5. Снижается цветность сахара и стабилизируется его влажность

 

Далеко не всегда удается получить доступ ко всем технико – экономическим показателям завода. На ЗАО «Кристалл-Бел» г.Чернянка, Белгородской области совокупный эконом- эффект в ценах 2001 г. составил 2200 000 рублей. В связи с этим авторы статьи выражают благодар-ность коллективу и руководству сахарного завода: Рудакову Ю.И., Кобрисеву М.И., Воинову С.К., Латышеву С.А. за труд в скрупулёзном подсчете результатов внедрения «Автоматической системы обработки утфелей» в 2001г..

 

 

Для контактов:

ООО «ПРОМ-ОПЭКС»