糖廠生產的物料衡算計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u30748糖廠生產的物料衡算計算案例 1228151.1壓榨工藝的選擇及論證 1246371.2清凈工藝的選擇及論證 2130251.3蒸發方案的選擇及論證 240181.4煮糖制度的選擇及論證 253661.5物料平衡計算 392701.5.1壓榨工段 37061.5.2清凈工段 8178951.5.3蒸發工段 1453901.5.4煮糖工段 17依據糖廠原料甘蔗的特性及現代工藝的要求，進行物料衡算，選擇壓榨、澄清、蒸發及煮糖結晶四大工段的工藝及其參數要求，以保證設計穩妥可靠、經濟適宜，在充分利用資源的同時減少環境污染，降低能耗，提高經濟收益。衡算的工藝及其參數均以現有國家通用的工藝和制糖專業參數要求為對象，采用查定數據與經驗數據相結合的方法，并參考相同類型糖廠使用的具體情況作出適當的調整、選用。1.1壓榨工藝的選擇及論證目前國內提取蔗汁的工藝主要可分為壓榨法與滲出法。因滲出法對于蔗料破碎度要求高，所得的混合汁色值也偏高，耗汽量多，在糖廠中的應用還不夠成熟。故在本設計中不使用此法。而壓榨法的能力適應性強、尤其是在糖廠中的應用方面已足夠成熟、操作運行更為可靠。其中據糖廠的生產實踐數據顯示，四重復式滲浸法效果最好，抽出率較高，對技術要求不高[4]。綜上所述，本設計采用五重壓榨四重復式滲浸法提汁。1.2清凈工藝的選擇及論證清凈工段的主要任務是要將混合汁中所含的膠體物、色素等雜質除去，提高蔗汁質量。當前在糖廠常用的清凈工藝有石灰法、亞硫酸法及碳酸法三種。石灰法多用于生產原糖或紅糖。碳酸法因利用兩個最佳PH點，所得產品品質較高。但生產成本相較高，尤其產生的濾泥會對環境造成嚴重污染，故而目前已減少使用此法生產白砂糖。亞硫酸法的蔗汁清凈效果較好，蔗糖分的轉化率較低，設備也簡單。生產實踐數據表明，磷酸亞硫酸法效果最佳[5]。綜上考慮，本設計的澄清工段選用磷酸亞硫酸法。1.3蒸發方案的選擇及論證蒸發系統效數對節能省汽，減少能耗具有較大影響，實驗證明，其效數越多，對蒸汽的利用程度越高，浪費的蒸汽越少，但效數達到一定值后，每增加一效罐所減少能耗帶來的效益就越少。目前國內糖廠多使用3-5效，可采用抽真空的方法降低糖汁沸點，從而重復使用蒸汽，將較低溫蒸汽中的熱能都盡可能的利用起來，達到節能省汽，減少能耗的目的[6]。因此本設計采用五效壓力-真空蒸發方案。采用等壓排水方案排除蒸發中產生的汽凝水。1.4煮糖制度的選擇及論證煮糖制度的制定原則:所得產品符合質量要求；做到均衡生產；降低回煮率；能充分利用設備。依據在糖廠中的生產經驗，一般都采用三系煮糖制度，本設計選用高純度的三系煮糖制度。其優點為既能增加白砂糖的產量，提高糖廠經濟收益，同時又能降低回煮丙膏量，使蒸汽耗用量減少，增加熱能效益[7]。1.5物料平衡計算甘蔗+滲透水=混合汁+蔗渣=12000+2400=11660.63+2739.37=14400t/d1.5.1壓榨工段甘蔗：甘蔗重=12000t/d纖維分=11%蔗糖分=14.8%非糖分=2%水分=72.2%纖維重=12000×11%=1320t/d蔗糖重=12000×14.8%=1776t/d非糖分重=12000×2%=240t/d水分重=12000×72.2%=8664t/d原蔗汁：重量=12000-1320=10680t/d蔗糖重=1776t/d非糖分重=240t/d固溶物重=1776+240=2016t/d蔗糖分=1776/10680×100=16.63%糖錘度=2016/10680×100=18.88%重力純度=16.63/18.88×100=88.10%滲透水：對蔗比=20%重量=12000×20%=2400t/d體積=2400/1=2400m3/d蔗渣：未輾汁簡純度=68%壓榨抽出率=96%轉光度重=1776×（1-0.96）=71.04t/d固溶物重=71.04/68%×100=104.47t/d非糖分=104.47-71.04=33.43t/d纖維重=1320t/d水分=48%蔗渣重=（60+1100）×100/（100-50）=2320t/d對蔗比=2320/10000×100=23.20%轉光度=42/2320×100=1.81%錘度=60/2320×100=2.59t/d水分重=2320×50%=1160t/d混合汁：重量=10000+1600-2320=9280t/d對蔗比=（9280/10000）×100=92.80%體積=9280/1.0663=8702.99m3/d蔗糖重=1400-42=1358t/d固溶物重=1600-60=1540t/d錘度=1540/9280×100=16.59?Bx重力純度=1358/1540×100=88.18%壓榨工段計算綱要表物料名稱項目每天每小時對蔗比/%甘蔗壓榨甘蔗量10000t416.67t纖維分11%蔗糖分14%非糖分2%水分73%纖維量1100t45.83t11.00蔗糖量1400t58.33t14.00非糖分量200t8.33t2.00水分量7300t304.17t73.00原蔗汁質量8900t370.83t90.00蔗糖量1400t58.33t15.00非糖分量200t8.33t2.00固溶物量1600t66.67t16.00蔗糖分15.73%糖錘度17．98°Bx重力純度87.50%滲透水質量1600t66.67t16體積1600?66.67?蔗渣末輾汁純度70%壓榨抽出率97%轉光度重42t1.75t0.42固溶物重60t2.5t0.6非糖分重18t0.75t0.18纖維重1100t45.83t11.00水分50%蔗渣重2320t96.67t23.20對蔗比23．20%錘度2.59°Bx水分量1160t48.33t11.6混合汁質量9280t386.67t92.80體積8702.99?362.62?糖錘度16.59°Bx重力純度88.18%固溶物量1540t64.17t蔗糖量1358t56.58t13.581.5.2清凈工段物料平衡式：混合汁重量+石灰乳重+加入稀磷酸液重+實際吸收二氧化硫重+加入稀絮凝劑量+洗水重=入罐清汁重量+濕泥重9280+171.54+12.81+9.98+18.95+336=9549.28+280=9829.28有效氧化鈣對蔗比=0.15%石灰含有有效氧化鈣=90%添加絮凝劑量=2mg/L、溶解成濃度0.1%的稀溶液。硫磺對蔗比=0.05%二氧化硫吸收率=99.8%泥汁容積對中和汁容積比=28%濕泥含糖分=2.0%濕濾泥含水分=70%濾泥洗滌水%濾泥=120%濾泥對蔗比=2.8%未測定損失蔗糖率0.8%1.5.2.1石灰乳有效氧化鈣對蔗比=0.15%石灰乳濃度（含Ca0)10oBe有效氧化鈣重=10000×0.15%=15t/d=0.625t/h石灰含有有效氧化鈣=90%石灰重=15/0.90=16.67t/d=0.695t/h石灰乳容積=16.67/0.1=159.57m3/d=6.65m3/h石灰乳重=159.57×1.075=171.54t/d=7.15t/h水分重=171.54-16.67=154.88t/d=6.45t/h1.5.2.2磷酸要求蔗汁中有效五氧化二磷量=300ppm蔗汁原有有效五氧化二磷量=200ppm需加入有效五氧化二磷量=［9280×（300-200）］/（85%×10-6）=0.93t/d=0.0.039t/h需加入純磷酸量=0.93×196/142=1.281t/d=0.053t/h需85%磷酸量=1.281/85%=1.51t/d=0.0.063t/h稀釋后磷酸濃度=10%加入稀磷酸液重=1.281÷10%=12.81t/d=0.53t/h帶入水量=12.81-1.51=11.30t/d=0.47t/h硫磺：硫磺對蔗比=0.05%耗用硫磺重=10000×0.05%=5t/d=0.21t/h二氧化硫重=5×64/32=10t/d=0.42t/h二氧化硫吸收率=99.8%實際吸收二氧化硫重=10×99.8%=9.98t/d=0.42t/h中和汁：重量=9280+171.54+9.98+12.81=9474.33t/d=394.76t/h容積=9474.33/1.06327=8910.56m3/d=371.27m3/h硫熏強度=9.98/8910.56×10-6=1120.02mg/L絮凝劑：加入純絮凝劑9474.33×2×10=0.019/d加入稀絮凝劑量=0.019/0.1%=18.95t/d體積18.95/1=18.95m3/d泥汁：泥汁容積對中和汁容積比=28%泥汁容積=8910.56×28%=2494.96m3/d重量=2494.96×1.20865=3015.53t/d濾泥：濕泥對蔗比=2.8%濕泥重=10000×2.8%=280t/d=11.67t/h含水分=70%干泥重=280×（1-0.7）=84t/d=3.5t/h蔗糖重=84×2%=5.6t/d=0.23t/h非糖分重=84-5.6=78.4t/d=3.27t/h損失蔗糖對甘蔗蔗糖比=5.6/1358×100=0.41%澄清汁：澄清汁重9474.33+18.95-3015.53=6477.75t/d=269.91t/h容積=8910.56+18.95-2494.96=6415.62m3/d濾清汁：洗水對濕泥比=120%洗水重=280×120%=336t/d=14t/h重量=3015.53-280+336=3071.53t/d=88.34t/h入罐清汁：重量=6477.75+3071.53=9549.28t/d=397.89t/h固溶物重=1540+16.67+0.93+9.98+18.95-84=1502.52t/d=62.61t/h未測定蔗糖損失對甘蔗蔗糖比=0.8%未測定損失蔗糖重=1400×0.8%=11.2t/d=0.0.47t/h蔗糖重=1358-5.6-11.2=1341.2t/d=55.88t/h蔗糖分=（1341.2/9549.28）×100=14.05%錘度=1502.52/9549.28×100=15.73%重力錘度=14.05/15.73=89.26%純度差=89.26-88.18=1.08%提凈效率=[100(89.26-88.18)/89.26（100-88.18）]×100=10.25%容積=9549.28/1.06155=8995.6m3/d重量對蔗比=（9549.28/10000）×100=95.49% 清凈工段計算綱要表物料名稱項目每天每小時對蔗比/%石灰乳石灰乳濃度10°Bx石灰有效氧化鈣90%有效氧化鈣量15t0.63t0.15石灰量16.67t0.69t0.17石灰乳體積159.57?6.65?1.60石灰乳量171.54t7.15t1.72水分量154.88t6.45t1.55磷酸要求蔗汁中有效五氧化二磷量300ppm蔗汁原有效五氧化二磷量200ppm需加入有效五氧化二磷量0.93t0.04t0.01需加入純磷酸重1.28t0.05t0.01需85%磷酸量1.51t0.06t0.02稀釋后磷酸液濃度10%稀釋后磷酸液重12.81t0.53t0.13帶入水量11.30t0.47t0.11硫磺質量5t0.21t0.05二氧化硫重10t0.42t0.1二氧化硫吸收率99.80%實際吸收二氧化硫量9.98t0.42t0.1中和汁質量9474.33t394.76t94.74體積8910.56?371.27?89.11泥汁泥汁容積對中和汁容積比28%泥汁容積2494.96?103.96?24.95泥汁量2064.25t86.01t20.64絮凝劑加入純絮凝劑量0.019t0.0008t0.001加入稀絮凝劑量18.95t0.79t體積18.95?0.79?0.19濾泥濾泥重280t11.67t2.8含水分70%干泥重84t3.5t0.84蔗糖重5.6t0.23t0.05非糖分重78.40t3.27t0.78損失蔗糖對甘蔗蔗糖比0.41%0.020.004澄清汁質量7429.03t309.5474.29體積6415.62?267.32?濾清汁洗水對濾泥比120%洗水重336t14t3.36濾清汁重2120.25t88.34t21.2混合清汁重量9549.28t397.89t95.49固溶物重1502.52t62.61t15.03未測定蔗糖損失對甘蔗蔗糖比0.80%未測定損失蔗糖重11.2t0.47t0.11蔗糖重1341.20t55.88t13.41蔗糖分14.05%錘度15.73%重力純度89.26%1.5.3蒸發工段物料平衡式：入罐清汁+10%磷酸量+稀糖化鈣溶液量+稀絮凝劑溶液量=蒸發水量+清糖漿+浮渣量=9549.28+9.57+0.28+23.12=7237.71+46.89+2297.65=9582.25粗糖漿錘度=65Be加入有效五氧化二磷量=300mg/L、用85%的食用級磷酸稀釋成10%的稀磷酸。加入絮凝劑量=10mg/L、溶解成0.1%的絮凝劑溶液。加入糖化鈣量=12mg/L、稀釋成10%的糖化鈣溶液。浮渣對糖漿比=2.0%浮渣中不溶物=10%粗糖漿：糖漿量=（9549.28×15.73）×65=2311.57t/d=196.32t/h蒸發水量=9549.28-2311.57=7237.71t/d=301.57t/h重力純度=89.26%蔗糖量=1341.2t/d=55.88t/h固溶物重=1502.52t/d=62.61t/h體積=2311.57/1.31533=1757.41m3/d=73.23m3/h粗糖漿量對蔗比=2311.57/10000×100%=23.12%磷酸：加入有效五氧化二磷量=300mg/L有效五氧化二磷量=2311.57×300×10=0.69t/d=0.0288t/h純磷酸量=0.69×2×98/142=0.96t/d=0.04t/h85%食品級磷酸量=0.96/0.85=1.13t/d=0.0471t/h10%磷酸量=0.957/0.10=9.57t/d=0.40t/h加入水量=9.57-0.96=8.61t/d=0.36t/h糖化鈣：加入糖化鈣量=12mg/L糖化鈣量=2311.57×12×10=0.03t/d=0.0013t/h稀糖化鈣溶液量=0.028/10%=0.28t/d=0.0.0012t/h加水量=0.28-0.03=0.25t/d=0.001t/h絮凝劑：加入絮凝劑量=10mg/L絮凝劑濃度=0.1%絮凝劑量=2311.57×10×10=0.02t/d=0.0008t/h稀絮凝劑溶液量=0.02/0.1%=23.12t/d=0.96t/h上浮糖漿：上浮糖漿量=2311.57+9.57+0.28+23.12=2344.54t/d=97.69t/h浮渣對糖漿比=2.0%浮渣中不溶物=10%浮渣量=2344.54×2.0%=46.89t/d=1.95t/h浮渣中不溶物量=46.89×10%=4.69t/d=0.20t/h清糖漿：質量=2344.54-46.89=2297.65t/d=95.74t/h固溶物量=1502.52+0.96+0.03+0.02-4.69=1498.84t/d=62.45t/h蔗糖量=1341.20t/d=55.88t/h重力純度=（1341.20/1498.84）×100%=89.48%對蔗比=（2297.65/10000）×100%=22.98%蒸發工段計算綱要表物料名稱項目每天每小時對蔗比/%粗糖漿糖漿量2311.57t196.32t23.12蒸發水量7237.71t301.57t72.37重力純度89.26%蔗糖量1341.2t55.88t13.41固溶物量1502.52t62.61t15.03體積1757.41?73.23?粗糖漿量23.12磷酸有效五氧化二磷量0.69t0.0288t0.0069純磷酸量0.96t0.04t0．009685%食品級磷酸量1.13t0．0471t0.01110%磷酸量9.57t0.40t0.096加入水量8.61t0.36t0.861糖化鈣糖化鈣量0.03t0.0013t0.0003稀糖化鈣溶液量0.28t0.0012t0.0028加水量0.25t0.001t0.0001絮凝劑絮凝劑量0.02t0.002t0.0002稀絮凝劑溶液量23.12t0.96t0.23上浮糖漿上浮糖漿質量2344.54t97.69t23.45浮渣量46.89t1.95t0.47浮渣中不溶物量4.69t0.20t0.047清糖漿質量2297.65t95.74t22.98固溶物量1498.84t62.45t14.99蔗糖量1341.20t55.88t13.41重力純度89.48%1.5.4煮糖工段甲糖膏純度=92%白砂糖含糖分=99.6%甲原蜜純度=68.00GP甲稀蜜純度=76.00GP丙糖膏純度=54.00GP丙原糖純度=88.00GP廢蜜純度=28.00GP乙糖膏純度=70.00GP乙糖純度=95.00GP乙原蜜純度=48.00GP乙種純度=72.00GP丙種純度=68GP甲糖膏提糖率=52.00%以100t糖漿固溶物為計算基準，先算出原料能得的最終產量，即糖漿固溶物量=白砂糖固溶物量+廢蜜固溶物量 糖漿產白砂糖率：（89.48-28）/（99.6-28）×100%=85.87% 產廢蜜率：100%-85.87%=14.13%產白砂糖量：100×85.87%=85.87t/d產廢蜜量：100×14.13%=14.13t/d丙糖膏：丙糖膏產丙糖率：（54-28）/（88-28）×100%=43.33%產廢蜜率：100%-43.33%=56.67%應煮丙糖膏量：14.13×（100/56.67）=24.94t/d可產丙糖量：24.94-14.13=10.81t/d丙糖膏的配料為：抽種子作底料，種子總純度為75GP（使用純度68GP的甲原蜜與純度76GP的甲稀蜜通過一定配比投粉煮制），抽種后用48GP的乙原蜜煮成54GP的丙糖膏。 設種子濃度為85°Bx，用量10m3煮成丙糖膏濃度99.5°Bx，體積30m3.則：種子占全罐丙糖膏的百分比：（10×0.85×1.45）/（30×0.995×1.55）×100%=26.64%種子固溶物量：24.94×26.64%=6.64t/d 底子（種子）用甲原蜜、甲稀蜜配成，所需之量為： 甲稀蜜：76 5/10×6.64=3.32t/d72甲原蜜68 5/10×6.64=3.32t/d除底料外，煮制24.94濃度為99.5°Bx的丙膏，仍需加入物料的純度為：[(54×24.94-75×6.64）/（24.94-6.64）]×100%=46.38%可用乙原蜜煮上，其量為：24.94-6.64=18.30t/d丙糖膏配料合計——固溶物量/t純度/GP蔗糖量/t甲稀蜜3.320.762.52甲原蜜3.320.702.32乙原蜜18.300.488.78合計24.94——13.62丙糖膏純度復核：13.62/24.94×100%=54%乙糖膏：乙糖膏產乙糖率：[(70-48)/(95-48)]×100%=47%產乙原蜜率：100%-47%=53%從丙膏配料可知，需乙原蜜量為18.30t。故需煮乙膏量為：18.30×100/47=39.08t/d產乙糖量：39.08×47%=20.08t/d產乙原蜜量：39.08-18.29=20.79t/d乙糖膏的配料是：先以種子為底料，純度72GP，濃度85°Bx，用量10m3：種子量占糖膏量百分比：[（10×0.85×1.45）/(30×0.97×1.52)]×100%=27.86%種子量：39.08×27.86%=10.89t/d 種子用甲原蜜、甲稀蜜煮成，所需量為： 甲稀蜜：765/10×10.89=5.45t/d75甲原蜜：685/10×10.89=5.45t/d除底料外，煮制29.08濃度為97°Bx的丙糖膏，還需加入物料的純度為：[(39.08×70-10.89×72.00）/（39.08-10.89）]×100%=69.23%可用甲原蜜煮上，其量為：39.08-10.89=28.19t/d乙糖膏配料合計——固溶物量/t純度/GP蔗糖量/t甲稀蜜5.450.767.60甲原蜜33.640.6822.57合計41.19——30.17乙糖膏純度復核：30.17/43.19×100%=70%甲糖膏：糖漿產白砂糖85.87t，甲糖膏提糖率52%，應煮甲糖膏量為：85.87×100/52=165.13t/d產甲稀蜜、甲原蜜合計：165.13-85.87=79.26t/d煮乙，丙糖需甲原蜜合計：3.32+5.00+28.19=36.51t/d甲膏產甲稀蜜量：79.26-36.51=42.75t/d煮乙、丙糖需甲稀蜜合計：3.32+10.00=13.32t/d甲稀蜜回煮甲膏量：42.75-36.51=6.24t/d甲糖膏配料合計——固溶物量/t純度/GP蔗糖量/t糖漿100.000.894889.48乙糖18.290.9517.38丙糖回溶14.130.8512.28甲稀蜜6.240.764.74合計135.34——123.88甲糖膏純度復核：123.88/135.34×100%=92%計算各種物料的質量、體積等甲糖膏：固溶物量：1489.84×135.34/100=2028.48t/d=84.52t/h蔗糖量：2028.48×92%=1856.78t/d=77.37t/h以質量表示：2028.48×100/95=2135.24t/d=88.97t/h以體積表示：2135.24/1.52=1404.76m3/d=58.53m3/h乙糖膏：固溶物量：1498.84×24.94/100=373.76t/d=15.57t/h蔗糖量：373.76×0.70=261.63t/d=10.90t/h以質量表示：373.76×100/97=385.32t/d=16.06t/h以體積表示：385.32/1.53=251.84m3/d=10.49m3/h丙糖膏：固溶物量：1498.84×24.94/100=373.76t/d=15.57t/h蔗糖量:373.76×0.54=201.83t/d=8.41t/h以質量表示:373.76×100/99.5=375.64t/d=15.65t/h以體積表示：375.64/1.55=242.35m3/d=10.10m3/h白砂糖:固溶物量:1498.84×85.87/100=1287.04t/d=53.66t/h蔗糖量:1287.04×99.6%=1281.90t/d=53.41t/h以質量表示:1287.04×100/99.95=1287.69t/d=53.65t/h以體積表示:1287.69/0.85=1514.93m3/d=63.12m3/h乙原糖:固溶物量:1498.84×18.29/100=274.20t/d=11.43t/h蔗糖量:274.20×0.95=260.49t/d=10.85t/h以質量表示:274.20×100/98=279.79t/d=11.66t/h以體積表示:279.79/0.8=349.74m3/d=14.57m3/h丙原糖:固溶物量:1498.84×10.81/100=161.96t/d=6.75t/h蔗糖量:161.96×0.88=142.53t/d=5.94t/h以質量表示:161.96×100/97=1166.97t/d=48.62t/h以體積表示:166.97/0.8=208.71m3/d=8.70m3/h甲原蜜:固溶物量:1498.84×36.51/100=547.28t/d=22.80t/h蔗糖量：547.28×0.68=372.15t/d=15.51t/h以質量表示:547.28×100/83=659.38t/d=27.47t/h以體積表示:659.38/1.43=461.10m3/d=19.21m3/h甲稀蜜:固溶物量:1498.84×42.75/100=640.76t/d=26.70t/h蔗糖量:640.76×0.76=486.98t/d=20.29t/h以質量表示:640.76×100/78=821.49t/d=34.23t/h以體積表示:821.49/1.4=586.78m3/d=24.45m3/h乙原蜜:固溶物量:1498.84×18.29/100=274.20t/d=11.43t/h蔗糖量:274.20×0.48=131.61t/d=5.48t/h以質量表示:274.20×100/90=304.66t/d=12.69t/h以體積表示:304.66/1.483=205.44m3/d=8.56m3/h廢蜜:固溶物量:1498.84×14.13/100=211.80t/d=8.83t/h蔗糖量:211.80×0.28=59.30t/d=2.47t/h以質量表示:211.80×100/92=230.21t/d=9.59t/h以體積表示:230.21/1.49=154.51m3/d=6.44m3/h乙種:固溶物量:1498.84×10.86/100=163.22t/d=6.80t/h蔗糖量：163.22×0.72=117.52t/d=4.90t/h以質量表示:163.22×100/85=192.03t/d=8.00t/h以體積表示:192.03/1.445=132.89m3/d=5.54m3/h丙種:固溶物量:1498.84×6.64/100=99.56t/d=4.15t/h蔗糖量:99.56×0.68=67.7t/d=2.82t/h以質量表示:99.56×100/85=117.13t/d=4.88t/h以體積表示：117.13/1.445=81.06m3/d=3.38m3/h煮糖工段計算綱要表物料名稱項目每天t每小時t對蔗比/%甲糖膏固溶物量2028.4884.5220.28蔗糖量1815.2677.3718.15質量2135.2488.9721.35體積1404.7658.5314.05乙糖膏固溶物量373.7615.573.74蔗糖量261.6310.902.62質量385.3216.063.85體積25