Глобальнийцукорвиробничий процес, що охоплює рафінування як цукрової тростини, так і цукрового буряка, є складним хімічним інженерним досягненням, зосередженим на ефективному видобутку та очищенні сахарози. В основі цієї складної операції лежить критична потреба в точному моніторингу процесів у режимі реального часу, і ніщо не є більш фундаментальним для ефективності, якості та контролю витрат, ніжонлайн-вимірювання щільності.
Процес виробництва цукру
Theпроцес виробництва сахарозиПо суті, це включає концентрування розбавленого цукрового соку у суспензію з високим вмістом цукру, а потім контрольовану кристалізація. Це перетворення повністю залежить від контролю щільності на двох критичних етапах:
Крок 1: Випаровування та концентрування
Після початкового пресування та освітлення отриманий цукровий сік являє собою розбавлений розчин (приблизно 15%–20% сахарози) з низькою щільністю. Цей сік необхідно концентрувати в багатоефективних випарниках. Оскільки вода швидко видаляється шляхом нагрівання, рідина перетворюється на концентровану цукрову суспензію зі значно вищим вмістом сахарози (концентрація 60%–70%) та щільністю.
Ризик недостатньої концентрації:Недостатня концентрація (низька щільність) означає, що випарник працює недостатньо інтенсивно. Подача рідини низької щільності до кристалізаторів збільшує час подальшого кипіння, що призводить до надмірного споживання пари, що є важливим компонентом виробництва.вартість.
Ризик надмірної концентрації (забруднення):І навпаки, якщо щільність стає занадто високою, суспензія передчасно досягаєперенасиченняЦе призводить до швидкого утворення кристалів та їх прилипання до стінок випарної трубки, явище, відоме як утворення накипу або забруднення. Таке засмічення вимагає тривалих і дорогих зупинок для очищення, що значно знижує продуктивність установки.ефективність.
Крок 2: Регулювання передкристалізації та кипіння
Концентрована пульпа є вихідним матеріалом для кристалізаційних резервуарів, абовакуумні каструліПеред складним процесомкипіння(ріст кристалів) починається, густину розчину необхідно точно відрегулювати, щоб досягти бажаного рівняперенасичення, що визначає кінцеві характеристики кристала.
Вплив низької щільності (недостатнє пересичення):Якщо щільність занадто низька, токристали сахарозибуде повільно рости, потенційно розчиняючись назад у розчині або утворюючи надмірно дрібні та неоднорідні зерна. Це зрештою ставить під загрозу розподіл розмірів частинок кінцевого продукту та впливаєчистота.
Вплив високої щільності (надмірне перенасичення):Надмірна щільність призводить до занадто високого пересичення. Це призводить до занадто швидкого росту кристалів, що призводить до небажаного результату – закупорки абоінкапсулюючі домішки(наприклад, кольорові пігменти), присутні в маточному розчині. Готовий цукор, призначений як білий цукор високої чистоти, знебарвлюється (наприклад, жовтіє або стає «коричневим цукром»), таким чином не відповідає суворим вимогамстандарти якості.
Щільністьсуспензія сахарозислужить кількісним, безперервним виміром йоговміст цукру (Брікс)Оскільки шкала Брікс визначає смак, текстуру та чистоту, точний контроль щільності з високою точністювимірювач густини цукрує найефективнішим способом забезпечення якості кінцевого продукту. Невелике відхилення в контролі щільності може легко призвести до відхилення 0,8–1,2 за шкалою Брікса, що є значним і неприйнятним відхиленням у продукті, де смак і чистота мають першочергове значення. Використання спеціалізованихобладнання для вимірювання густини цукру в рідинахне підлягає обговоренню для сучасного виробництва.
Технології вимірювання: інструменти для онлайн-контролю щільності
Вибір правильногогустиномір для вимірювання вмісту цукрузначною мірою залежить від етапу процесу та необхідної точності. На ринку онлайн-вимірювання густини цукру домінують три основні технології: коріолісові, рефрактометри та ультразвукові денситометри.
| Технології | Принцип роботи | Ключові показники ефективності (KPI) | Порівняльний аналіз |
| Вимірює зміну частоти та фазовий зсув, спричинені масовим потоком рідини, що проходить через коливальну трубку. Густина визначається резонансною частотою трубки. | Висока точність(±0,0001 г/см3 або краще).Не залежить від швидкості потоку або в'язкостіБезпосередньо вимірює справжню густину маси. | Орієнтир для точностіта справжня щільність. Висока початкова вартість. Потребує стабільної установки для мінімізації впливу вібрації. Чудово підходить для критично важливих потоків високої цінності та кінцевого продукту. | |
| Вбудований рефрактометр | Вимірює показник заломлення (ПЗ) розчину. ПЗ суворо пропорційний вмісту розчинених твердих речовин (за шкалою Брікса). | Висока стабільність.Вимірює Брікс безпосередньо(часто ±0,05 Брікса). Швидкий час відгуку. | Ідеально підходить для контролю концентраціїЧутливий до зважених твердих частинок, бульбашок повітря та забруднень (потрібен вбудований механізм очищення). Найпоширеніший для керування випарником. |
| Ультразвуковий денситометр | Вимірює швидкість звуку в рідині. Швидкість звуку залежить від густини та стисливості рідини. | Гарна точність (±0,001 г/см3). Висока стійкість до забруднення та неінтрузивність. | Чудово підходить для потоків з високою в'язкістю/високим вмістом шламуМенше піддається впливу кристалів/частинок, ніж рефрактометр. На точність можуть впливати бульбашки повітря та коливання температури. |
Застосування та вибір: відповідність технології етапу процесу
Критерії відбору длявимірювач густини цукруповинні бути адаптовані до конкретних характеристик рідини та необхідної мети контролю на кожному етапіпроцес виробництва сахарози.
| Етап виробництва цукру | Характеристики рідини | Мета контролю | Рекомендована технологія та обґрунтування |
| Випаровування/Концентрація | Середня щільність (20–70 Брікс), низька або середня в'язкість, висока температура. | Точно визначити,кінцева точка випаровуваннядля економії енергії та запобігання забрудненню. | Вбудований рефрактометр(Швидке, пряме зчитування за шкалою Брікса, добре підходить для прозорого соку).Коріоліс(Найвища точність для контролю критично важливих процесів). |
| Кристалізація/Кипіння | Висока щільність (>80 Brix), дуже висока в'язкість, наявність суспензійкристали сахарози(утфель), висока температура. | КОНТРОЛЬперенасичення(швидкість росту кристалів) та визначити точку краплі. | Ультразвуковий денситометр(Стійкий до високої в'язкості та кристалів/твердих речовин).Коріоліс(Забезпечує найкращу справжню щільність для балансу маси, менш схильний до проблем з в'язкістю, ніж інші типи). |
| Плавлення/Рафінування | Середньої щільності, відносно чистий та прозорий сік. | Контроль якості та забезпечення точного розведення/концентрування перед подальшою обробкою. | Вбудований рефрактометр(Економічно ефективний та точний для чистих потоків).Коріоліс(Остаточна перевірка якості). |
| Готовий продукт (лікер/сироп) | Стабільна щільність, прозорий, часто за кімнатної температури. | Остаточна перевірка якості продукції. | Коріолісів денситометр(Забезпечує найвищу точність для сертифікації та торгівлі). |
TheВимірювач густини цукрового сиропу Lonnmeter, засновані на надійному та точному принципі, зазвичай розташовуються в критичних контрольних точках, де висока точність і надійність мають першорядне значення, таких як подача концентрованої пульпи або лінія кінцевого продукту.
Вимірювач густини цукрового сиропу
Theвимірювач густини цукру,також відомий яквимірювач густини сиропу Baumeабовимірювач густини за бриксом,євбудований вимірювач щільності процесузастосовується дорозчини, що містять цукору трубопроводах або резервуарах. На цей метод вимірювання не впливають провідність, колір та прозорість рідини, що забезпечує надзвичайно високу надійність. Користувачі можуть досягти точності вимірювання 0,05%~0,1%.
Розширений контроль та оптимізація
Справжня цінність онлайн-вимірювання щільності розкривається, коли дані в режимі реального часу інтегруються в передові стратегії керування, виходячи за рамки простого ручного налаштування.
Стратегії для розширеного контролю процесів
Контроль пересичення кристалізації:Густина утфелю (і відповідний показник Брікса) є основним вхідним даним для спеціальногоКонтур ПІД-регулюванняякий керує швидкістю подачі маточного розчину або додавання води. Це дозволяє динамічно регулюватикоефіцієнт пересиченнящоб утримувати його в межах вузької смуги, необхідної для оптимального росту кристалів — достатньо повільно, щоб запобігти оклюзії домішками, але достатньо швидко для максимального виходу.
Контроль кінцевої точки випаровування:Високоточний коріолісів або рефрактометр може передавати свої дані в контролер, який розраховує баланс маси та керує паровим клапаном на багатоефективному випарнику. Це гарантує, що випарник відключає подачу пари або перенаправляє продукт.точноколи досягнуто цільової щільності, досягнення точноїкінцева точка випаровуваннята економія енергії.
Злиття даних та інтелектуальний аналіз:Інтеграція даних про щільність із показниками температури, швидкості потоку та тиску дозволяє виконувати високоточні розрахунки щільності та шкали Брікса з компенсацією температури. Крім того, використанняінтелектуальний аналізЗавдяки машинному навчанню можна передбачити потенційні випадки забруднення (наприклад, швидке, локалізоване збільшення щільності) до того, як вони відбудуться, що дозволяє вживати превентивних заходів.
Стабільність якості: кількісно вимірні переваги
Прямий вплив впровадження точногоонлайн-денситометрищодо покращення та підтримкистабільність якості продукціїє водночас значним і кількісно вимірюваним:
Покращення чистоти:Контролюючи перенасичення на основі щільності, промисловість може мінімізувати інкапсуляцію домішок. Це призводить до кількісного покращення кінцевого цукру.показання полярископа (поляризація)та ступінь кольору (наприклад, підтримка одиниць кольору ICUMSA нижче цільового показника для преміального білого цукру).
Стабільність врожайності:Стабільний контроль щільності забезпечує стабільність кількості відновлюваного цукру (чистоти) в утфелі від партії до партії, мінімізуючи втрати в кінцевому потоці меляси та забезпечуючи надійнупроцес виробництва сахарозипрогнозування врожайності.
Зменшення кількості повторної роботи та відходів:Досягнення цільових характеристик з першої спроби зменшує потребу в дороговартісній переробці (переробці цукру, що не відповідає специфікаціям), заощаджуючи як енергію, так і час, тим самим значно покращуючи загальний результат.ефективність.
Для високонадійного та точногообладнання для вимірювання густини цукру в рідинахна різних етапахпроцес виробництва цукру, запросіть сьогодні цінову пропозицію на вимірювач густини цукрового сиропу Lonnmeter. Забезпечте максимальне досягнення ваших результатів.ефективність, якість, тавартістьконтроль з провідними на ринкугустиномір для вимірювання вмісту цукру.
Час публікації: 15 жовтня 2025 р.
