南非CALCOR煮糖結晶&復種自動控製系統

1． CORCAL系統工作原理

   CALCOR煮糖控製系統是南非MALULA公司的著名技術產品，Calcor 源於創始人Bert傢族姓氏。Bert先生於2003去世。其繼任者由法蘭克（Frank Canbthin）和後來加入的結晶技術專傢凱文（Kelvin wheeler）繼承發揚，在全世界推廣應用，至今已有1200多套安裝在南非、巴西、毛裡求斯、蘇丹、夏威夷以及泰國等甘蔗產區，成為甘蔗糖業結晶領域，計算機輔助操煮糖系統的成功范例。

   2009/2010年由原成泰糖業何雅林先生（Mr.Doche Ho)首次引進中國，由永鑫華糖集團小平陽糖廠率先使用於35m³的C糖罐並獲得成功。

   2011/2012榨季又成功地為廣西農墾金光製糖廠臥式連續煮糖罐作為復種配套服務。其簡單明晰的設計思路和通俗易學控製流程，隻許一個班的培訓即可為煮糖工人所掌握。被譽為“煮糖工的好夥伴”。

    Calcor結晶控製器誕生於1978年，是世界上最早破譯糖膏煮練過程中，電導率與錘度關系經驗數學模型的系統。通過連續測量煮糖過程糖膏母液濃度或錘度變化，並適時自動控製入料速度來達到控製煮製品糖膏過飽和度，系統對煮糖過程的控製如下：

    煮糖罐底部安裝有兩個電療，檢測糖膏的電導率，它們各自獨立並分別給出測定數據，稱為控製數據和記錄數據。這些數據分別供給控製器和記錄機。在罐側麵安裝有的六個電療，通過這些電療可以測量並顯示罐內糖膏的液位。系統通過運算比較不斷調節罐內物料的電導率，使之控製始終跟蹤預先所設定的電導率值。控製器從測定電療讀取數據，並與已設定的數據進行比較。當這二個數據有差異時，控製器就通過打開或關閉糖漿或糖蜜的閥門進行調整。 記錄機接收另一電療的數據，這一數據是膏的真實電導率。開始煮糖時，控製器與記錄器的讀數是相同的，隨著液位的升高，記錄機的電導率下降，而控製器的讀數不變。這是因為控製器可以將電導率控製在給這值上。可以通過液位電療及麵板上的旋鈕設定一個偏差（外部影響因素）。因為控製器的電導率是“不正確的”，因而機器要引入記錄器的電導率以顯示母液的真正電導率。使用兩個獨立的電療分別測量電導率的優點在於當其中一個失效後，仍可以用另一個繼續進行煮糖操作；電—氣信號轉換系統的工作過程是看不見的，它將控製器輸出的信號轉換為能夠控製入料閥門的氣動信號。

Calcor 自動煮種系統也是通過模擬傳統的結晶方式將糖從從溶液中結晶出來。這些方法包括:

●煮糖/起晶控製

★罐內液位自動控製（入料自動控製）。

★電導率到達預定值時，自動投粉起晶。

★當自動切換至受控的煮水固晶，維持穩定的電導率，促進結晶長大。

★獲得的晶粒完全穩定後，重新自動入料煮煉，起晶操作結束。 

★起晶操作結束後，餘下的工作將由本系統通過煮糖工設定的電導率曲線來完成，直到結晶罐滿為止。 （註意: 結晶過程中任何時候都可以停止入料，系統會通過煮水來維持當前的電導率。）

●起晶後的煮煉

★本系統檢測糖膏的電導率，並通過控製器自動控製入料。

★因為糖是不導電的，所以電導率的測定必須依賴糖液中的雜質，因而電導率的測定隻能在純度低於90的原糖結晶中使用。   

★本系統利用二個相互獨立的檢測電路共同工作。這些電路對一個開放型的電療提供30V 的電壓，並將檢測的結果轉換為4-20mA的 直流輸出信號。

★控製麵板上有五個電位器，可以對一個電路（控製器）的輸出值設置一個偏差。這樣可以使糖膏煮煉過程的電導率控製在某一區域內，這一區域是預先設定並與罐內的液位相關。 

★另一個電路給出糖膏的實際電導率，4-20 mA 的信號被送到記錄機。

★通過麵板上的一個標記Controller/Recorder的開關，顯示器的電導率讀數（顯示范圍0—99%）可以改變為測量的輸出電流。控製器與記錄機的檢測電療電路安裝在罐底。

★結晶罐側麵安裝瞭六個液位檢測電療。

★取樣棒與最低的液位檢測電療間安裝有起晶電療。

★五個電療分別與對應的電位器聯接，當電療被糖膏復蓋後，電療與電位器的設定就會自動給出預先要求糖膏緊結度的偏差。

★當電療被糖膏被復蓋後，麵板上相應的LED指示燈也同時會亮起。直觀地顯示罐內的液位。

★當最高的第六個電療被糖膏復蓋後，除液位LED燈亮外，滿罐指示燈也中時亮起，提醒操作工進行卸糖操作。

●跑糖監視.

★本系統附帶防止霧沫跑糖裝置，安裝在冷凝器尾管的電療與麵板上標記“跑糖"的LED指示燈相聯。當尾管的排水含糖量超過20ppm，LED指示燈就閃亮報警。電路的靈敏度可以調整至不同的ppm含糖量。 

★檢測系統不斷檢測糖膏的電導率（緊結度）並向結晶罐發出指令，當檢測信號與顯示器的設定值相等時，控製系統就自動關閉入料閥，同時打開入水閥。結晶罐將檢測得的電導率反饋給控製器，從而使罐內的電導率維持在設定的范圍內。

●分割： 

★當一罐煮滿的種子膏的一部分被分割出去，留下部分需要繼續煮煉為糖膏，此時就要使用分割開關。這開關動作後，C/O電位器將被接入電路。這一電位器可以將控製器的顯示值調至分割前的值，或者調至糖膏緊結度所需的設定值。例如：

假設糖膏分割前顯示器上的值是58。 部分糖膏被分割至另一罐後，由於某種原因液位下降，部分電療不再被糖膏復蓋。此時系統會認液位下降是因為糖膏水分蒸發濃縮引起（因為液位已低於測量電療），顯示器上的讀糖數就會低於原來的設定值58，這將會導致系統自動打開入料閥，抽入物料以稀釋糖膏（因系統認為檢測電療露空是因為糖膏被濃縮引起的）。 

分割開關就是用於修正系統的指令，將控製器的設定值重新置回原設定點。較好的方法是將各電位器的值調至各自的點區別，如3、4、5、6、7，以保證糖膏能達到理想的緊結度。

以上就是如何利用分割開關在罐內糖膏被分割出去後，將控製器的設定值重新置為58

★當系統準備打開入料開關稀釋物料時，啟動分割開關可以製止這一動作。分割物料後，剩餘物料的整個煮煉過程，分割開關都要處於開啟狀態，煮煉結束後將其關閉。如果下一罐也按相同的方法進行操作，則各電位器的設定值可以維持不變。

1.2.1 CALCOR煮糖程序

 利用CALCOR煮糖控製系統，操作人員通過幾次的測試後，依據開煮時的設置的電導率和不同液位相對應的偏離參數，會得到一條比較適合工廠物料情況的曲線。以後每次的操作，該裝置會在開煮後自動以此曲線作為目標曲線來自動控製罐內的過飽和度，使煮糖工不再過份的信賴煮糖經驗。自動煮糖程序設置後，每次抽種開煮後到放糖這個過程就可以交給自動控製裝置來完成，不再需要任何的人工乾預，使整個煮糖過程中的過飽和系數波動比較小，不會再有偽晶的出現，使糖羔煮得更緊結，得到的結晶率會更高。

1.2.2 CALCOR 煮種/復種程序

CALCOR公司還根據用戶需要，開發瞭CALCOR的煮種/復種程序來協助煮糖操作人員來煮製乙種或丙種，利用這個程序，可改變通常在工廠裡的煮種起晶操作非常依賴於有經驗的老師傅這個現狀。通過幾次的測罐，可以用數值來精確確定投粉點。使用這個自動投粉程序，可以保證每投下去的一顆粉糊都能僅長成一顆種子，煮成的種子會是比較細、密、齊。在養晶時沒有過洗砂，棱角完整，為後麵煮煉的良好吸收會打下瞭的基礎。

1.3 CALCOR系統特點：

1.3.1 通過電導率直接測定罐內過飽和度；

這是CALCO公司特有的技術，通過測定電導率，確定不同純度、不同錘度下物料的過飽和度，為煮糖的過飽和度控製提供最直接的依據。

1.3.2 控製點少，易於維護；

隻有一個控製閥(煮種罐三個閥門,分別用於入料、入水及投粉),安裝後不會影響整個罐的正常煮煉:在不需要系統的時候,打下電源,安裝在總管上的閥門會處於常開況態,不影響煮糖罐的正常使用。

1.3.3 安裝方便。

隻需在罐底安裝一個控製電療、一個記錄電療，罐的側麵安裝6個液位檢測電療。對罐體沒有任何影響，榨季期間也可以在短暫休罐洗罐時完成安裝任務，一般10個罐的安裝不超過7天可以完成。

 1.4 CALCOR帶來的效益

在製糖生產線中全部的結晶罐全部裝上CALCOR煮糖輔助控製系統，在正常生產情況下，可以通過調配罐時來取得相對合理的汽壓，再通過加強管理取得合理的物料錘度，煮糖“三個合理”中的最後一個因素：進料速度合理，就可以由CALCOR系統根據已經設定的煮煉曲線來完成，以此達到高的結晶率。製糖生產企業在生產線上使用CALCOR產品如得到如下回報：

1、提高收回。

根據所設定的最佳煮糖參數自動控製好過飽和度，糖羔煮得緊結，吸收更好，降低瞭糖蜜純度，獲得高的結晶率；

2、節能降耗。

晶種均勻，減少整理，自動入料保證沒有高立方洗砂。整個煮煉過程縮短；

3、提高產能。

煮糖時間縮短，糖羔質量提高使後工段分離進行得更順利，提高瞭生產能力；

4、提高糖的品質。

煮糖過程的過飽和度保持穩定，吸收更好，成品糖品質及感觀都有所提高；

5、降低操作人員勞動強度。

減少操作人員對煮糖經驗的依賴，緩解操作人員的操作緊張感，使上班更顯輕松，預防職業病。

2、系統配置：

2．1  CALCOR煮種/復種罐配置

2．2  CALCO

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