甘蔗糖通常可分為甲糖、乙糖、丙糖等。甲糖 通常又稱為白砂糖，呈顆粒狀。按GB317-1998國家 標準，甲糖晶體的當量直徑一般為0.28~2.5mm。甲 糖生產的最后工序是采用離心機將晶體從糖膏中分 離出來，而采用的分離設備種類眾多，型號繁雜，性 能各異。

1 常用白砂糖離心機的類型

常用的白砂糖分離設備分連續式和間歇式兩 種，有國產或進口的全自動、半自動及手動等各種 類型，一般以上懸間歇式離心機應用作為廣泛。上 懸式離心機有多種機型，根據轉鼓形狀可分為平底 和錐底兩種；根據卸料方式可分為重力卸料、人工 卸料、機械刮刀卸料三種；根據驅動方式可分為多 速電機、直流電機、變頻調速、電阻變速等多種；操 作控制方式也有電氣、氣液、機械等多種方式。適 用于分離中等顆粒固相的懸浮液，如砂糖、味精、葡 萄糖、鹽類以及聚氯乙烯樹脂等。

廣西是我國甘蔗糖的產糖大省，擁有為數眾多 的白砂糖生產企業，目前使用的離心機有： 進口機型：以英國進口的Broadbent全自動上懸 間歇式為多。此類機型采用電腦控制，氣壓傳動，刮 刀卸料，其可靠性及生產率高，但價格相對較高。目 前已有國內廠家與英國Broadbent公司合作開發相 似產品，如TBS全自動上懸間歇式離心機。

國產機型：國產機型中有全自動、半自動和手動型上懸間歇式離心機。自動型有XJZ、XZ、XR等 型，多采用多速電機、交流變頻調速等拖動形式。而 由于歷史原因，手動型上懸式離心機在廣西蔗糖生 產企業中擁有較大的擁有量，ZL-1200型是典型的 型號之一。下面以ZL-1200型為例，介紹手動型上 懸式離心機的結構及使用特點，以及為降低勞動強 度，提高產品質量，提高機器可靠性及生產效率，對 這類機器進行自動化技術升級的情況。

2 手動型上懸式離心機結構與使用特點

ZL-1200上懸式離心機結構上屬于錐底、重力 卸料、多速電機拖驅動、氣動執行機構的手動操作 型立式間歇離心機。離心機作業部分是一個吊藍， 由多速電機驅動實現多檔（包括空擋一般4檔）速 度的切換。

該機的工作過程是：手動開啟電機到第一檔轉 速，用沖水管清洗篩網，然后打開進料開關，氣動 糖膏閘門開啟實現進料，進料足夠后，手動關閉進 料開關進行分蜜，一段時間后切換到第二檔轉速繼 續分蜜并手動洗水（水溫70~80℃）。離心機在完成 生產循環過程中有兩種不同含糖量的蜜汁需要收集， 水洗前分離出的為較高含糖量的原蜜，蜜水分離機 構由氣缸置位為“原蜜”收集狀態，洗水時需將蜜 水分離機構從“原蜜”轉換到“洗蜜”狀態[1]。通過 觀察白砂糖色澤決定洗水時長，之后手動換到第三 檔轉速，并手動打開汽閥，用高溫水蒸汽進行汽洗， 汽洗完成后連續分離幾分鐘，然后逐級退檔到第一檔轉速并剎車，打開卸料開關，氣缸提起藍罩，甲 糖在重力作用下卸料到離心機下部的振動篩，完成 整個循環。一般每次進料約500Kg糖膏，一個操作 循環約需3.5~5min。

在生產過程中，沖洗濾網、進料、水汽洗滌、分 離等工序，包括電機轉速檔位調節均由人工控制， 操作的時間長短一般根據操作者的經驗來判斷，由 于切入不同速度檔位時，電機處于不斷加速、或減 速狀態，操作者還需根據不同速度來控制一些動作 的操作時刻。由于手動機型控制系統不需自行檢測 執行機構的運動狀態，執行機構制作精度要求相對 交較低（如銷軸間隙較大），因此這類設備結構簡 單，價格低廉。但由于機構運動精度較低，擺動大， 需連續監控，造成操作者勞動強度大，生產速度及 產品質量不穩定。

3 手動型上懸式離心機自動化技術升級

根據ZL-1200型上懸式離心機的結構和使用特點及不足，為提高自動化程度，提高可靠性及生產率，可對其進行自動化技術升級。技術改造力求低成本，在不改變機器主體結構的前提下保留并完善手動操作，增加全自動運行模式，手動與自動可以轉換并可以在線修改運行參數。自動化改造的要點有：

1）自動控制器的制作：要求在操作顯示屏上可在線對各個工序進行時間設置，并能顯示各工序的實時工作狀態，實現整機電氣、氣動和機械聯合控制的全自動循環操作。

白砂糖分離機的使用工況較惡劣，水洗、汽洗的使用，導致工作環境溫度、濕度大；糖膏中的蜜水的粘性和腐蝕性，容易造成控制元件失效；拖動電機的頻繁換擋、變速，導致嚴重電磁干擾等等。可采用全封閉、一體化形式的控制器，改造時，采用日本松下公司的PLC作為核心控制器件，自動控制器操作面板上設置手動、自動開關與旋鈕，以及輸入/修改運行參數的輕觸按鍵，采用液晶顯示屏，顯 示離心機的速度，時間等運行狀態參數。

2）拖動方式：保持離心機的多速電機拖驅動 方式不變，由PLC控制系統來控制速度檔位切換。

3）執行機構的處理：原機的執行機構大部分 采用氣缸作為驅動裝置，如進料閘門機構、剎車機 構、卸料機構、蜜水分離機構等，少量直接手工動 作，如防滴斗、水洗汽洗閥等。實際改造時，對于原有氣動執行機構，將原來控制氣動閥的電信號切 換到PLC輸出端口即可，有的機型使用220伏交流 電的雙電磁鐵氣閥，為與PLC直接匹配，并減少輸 出端口數，改造時全部更換成二位四通彈簧回位型 24伏直流單電磁鐵氣閥。

增加自動水洗回路：手動水洗時通過觀察調節 沖洗位置及時間，實際改造時，經大量試驗，制作 了一條有5個高壓霧化噴頭的洗水管，水洗閥門直 接由PLC控制。

增加防滴門機構：由于糖膏的粘稠性，進料門 關斷后，在進料閘門之后的導入槽中殘存的糖膏會 不斷滴入吊藍，引起甲糖色值指標超標。手工操作 時一般使用一個接盤，改造時增加了氣動防滴門機 構，分離糖膏過程中用防滴斗接住殘存糖膏，在進 料時通過氣缸驅動防滴斗，將接住的殘存糖膏倒入 吊藍。

4）增加各種檢測、傳感裝置：為實現各動作協 調，需采用位置傳感器來檢測各執行機構的狀態， 由于手動型存在著執行機構制作精度較低，運動精 度不高的特點，為防止傳感器誤發、漏發信號，傳 感器的設置非常關鍵，一定要根據具體機構的動作 特點，設置在運動關系相對確定、重復性好的位置。

糖膏裝料量的檢測：手動操作時，糖膏進入吊 藍的量由人工觀察控制，在自動模式下需要實現自 動測量。一般可以采用電極檢測電阻變化，以及直 接機械觸發等原理設計糖膏量測量裝置。電極式測 量裝置因為受糖膏導電性波動的影響，容易造成誤 動作；機械式因為直接檢測糖膏位置，可靠性高。圖 1為技術升級過程中設計的一款機械式糖膏量測量 儀[2]的安裝示意圖，測量儀裝在離心機外殼5上，其探測板3靠近吊藍4內壁，吊藍隨軸1轉動，使進入 的糖膏因離心力作用均布在吊藍內，隨進料增多糖 膏增厚，糖膏線不斷外移，最后與探測板接觸，推 動探測板繞轉軸轉動，帶動感應塊運動，觸發接近 開關2，發出料滿信號，PLC輸出關閘信號，進料閘 門在氣缸驅動下關閉。調節探測板與吊藍內壁之間 的距離可以控制進入的吊藍的糖膏量。測量儀的檢 測狀態置位與復位由內部小氣缸驅動完成。

電機速度的檢測：電機速度是控制過程中一個 重要參量，在自動模式運行時需要根據電機的轉速 大小來控制速度檔位及工序的切換。可采用脈沖計 數的方法測量。在多速電機頂部轉軸處安裝兩塊隨 轉軸轉動的鐵質感應塊，接近開關發出感應信號， 由PLC根據輸入的脈沖計算出電機轉速。

剎車的檢測：卸料必須保證在可靠剎車后進 行。是否可靠剎車的檢測方法是，剎車氣缸動作信 號輸出后，如果測速裝置10秒（可調）內測量數值 不為零，則系統認定剎車失敗。

控制器通過屏蔽纜線與外部輸入元件（傳感 器）、輸出元件（如氣閥、水閥、汽閥線圈）相聯。
               

完成電氣控制與機械部分的改造后，即可進行 試機。離心機在自動模式下甲糖分離工藝與控制流 程如圖2所示。

循環開始時，PLC接受現場主令信號、速度檢 測單元、位置傳感器等送來的信號，經邏輯判斷，然 后按編制好的工藝程序發出指令，控制電機的轉速 及各執行機構。其中，洗網時間長短視篩網堵塞情 況調節；洗水閥通電時，PLC同時輸出信號給蜜水 分離機構氣閥，將機構從“原蜜”轉換到“洗蜜”狀 態；分離時間到后，根據速度來控制電機減檔檔位 的切換時刻，以免造成電機過熱。運行時一般先進 行手動操作，機器運轉正常后，在一個循環內在線 切入自動模式，進行全自動循環操作。