[發明專利]通過高清視頻在線檢測實現煮糖自動控制的系統及方法

在審

• 申請號: 201610022804.0
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105543418A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 梁積勛;韋錦然;楊燕媛
• 申請（專利權）人: 廣西吉然科技有限公司
• 主分類號: C13B25/06
• 分類號: C13B25/06;C13B30/02
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 巢雄輝;盧玉恒

技術領域

本發明涉及制糖領域，特別是一種通過高清視頻在線檢測實現煮糖過程中對糖 漿、晶種、結晶數量、大小尺寸和質量的自動控制的系統及方法。

背景技術

在制糖工藝過程中，煮糖是最關鍵和重要的環節。糖漿經過繼續濃縮至過飽和度 后投入晶種把糖晶核逐漸養大，最后生成糖糕經分蜜生產出白砂糖。整個煮制過程中需要 對糖漿、種子和養晶過程不斷監控和工藝調整，使煮糖過程的過飽和度維持在一個穩定的 區間，晶種慢慢吸收糖分變大，從而避免起廢砂或不正常的結晶生成而導致產品質量下降， 影響顆粒的均勻度和品質。

目前，國內用于結晶的設備主要有間歇煮糖罐和連續煮糖罐，通過幾年的自動化 摸索以及吸收國外的自動化技術，煮糖的自動化已經能夠代替部分人工操作過程。現有的 自動煮糖技術通過在線檢測糖糕的錘度、溫度以及電導率來推測工藝過程的控制，這種依 靠經驗的測算的控制方式雖然一定程度上減輕了操作人員的勞動強度，并使操作過程變得 簡單。但是，煮糖過程是一個復雜的工藝過程，除了與煮糖的工況參數如加熱溫度、晶液比、 真空度和錘度等有關外，更重要的是煮制過程對晶粒大小、晶粒數量以及晶粒的均勻度的 控制，而關于煮糖過程對養晶的控制是目前自動煮糖技術無法解決的難題，主要還是依靠 人工通過煮糖罐的采樣棒采樣來做出判斷后，再對煮糖工藝做出調整，這樣既消耗人工又 不利于煮糖過程晶種的正常生長，當過多的人工干預煮糖過程，往往容易導致該編號白糖 產品的質量下降，甚至導致色值、混濁度的增高而要做回溶處理。

煮糖過程就是要控制好在煮糖過程中的糖膏保持最適合的過飽和度，使糖膏始終 保持在養晶飽和區內進行煮煉；目前這一過程的控制是充分利用現有的煮糖儀器，提供煮 煉過程的參數，再依靠煮糖人員通過實踐、積累豐富的經驗來進行操作，及時發現和處理問 題。使煮糖過程從起晶到卸糖都能控制在1.1～1.3的過飽和度范圍內進行。煮糖過程主要 包括取種、整理、養晶和濃縮4各步驟完成，在這個過程中，煮糖的工況受到晶種的質量、加 熱蒸汽壓力、真空度、糖漿的濃度和溫度的影響，在不同的原料工況以及現有的檢測儀表條 件下，對自動化煮糖技術的實用性提出了很大的難題，也是業內急需解決的技術瓶頸。國內 自行研制開發的計算機煮糖系統目前正在摸索階段，據相關報道，目前國內自動煮糖主要 有以下三種：

1、儀表采集煮糖過程糖液錘度、電導率、真空度、蒸汽壓力等數據到計算機上集中顯 示，由煮糖工監視數據并結合拉取樣棒抽取物料，在玻璃片上觀察判斷晶種大小、母液中 含蜜量，判斷能進一步吸收的程度、糖液錘度的高低，并據此判斷決定下一步的操作；這種 方式由于糖液成分復雜，影響結晶的因素又多，在生產中仍然需要有經驗的煮糖工進行全 面的觀察、分析和判斷，并據此給定各種適宜的工藝參數；這種方法控制水平較低。

2、以“五一”煮糖法為自控操作基本依據的以糖液溫度來作為控制煮糖過程的操 作方法；這種方法需根據當時的糖液純度實測起晶點和溶晶點來作為實際操作的依據；由 于糖廠甘蔗變化極大，每隔幾天就需執行測罐操作，測罐費時、操作繁鎖，應用極不方便。

3、運用人工神經元建模，編寫自動控制煮糖程序實現的計算機煮糖方式；這種方 式由于其采用Bp網絡模型，且煮糖過程中相互影響因素極多，另外，糖廠原料和工藝調整極 大，造成煮糖效果時好時壞的現象。

上述國內自動煮糖系統都存在以下共同的缺點：

1、沒有煮糖過程實時結晶尺寸、結晶數量的檢測和計算；

2、沒有在煮糖過程中出現廢砂、偽晶、粘晶以及顆粒不均勻等不符合煮糖需要項的警 報；

3、沒有煮糖過程檢測數據保存以查詢對比工具，缺乏可追溯性。

煮糖實際生產的在線晶粒大小檢測是目前煮糖自動化最大的難題，通過現代高清 視頻應用技術，檢測出煮糖過程控制糖漿、晶種、結晶數量、大小尺寸和質量的工藝過程是 非常有必要的。

發明內容

本發明提供了一種通過高清視頻在線檢測實現煮糖自動控制的系統及方法，可通 過現代視頻應用技術，檢測出煮糖過程糖漿、晶種、結晶數量、大小尺寸和質量并加以控制 的工藝過程，并與當前計算機網絡技術和現有的自動煮糖技術結合，實現了煮糖過程的自 動化控制，減少人工操作帶來的不穩定因素。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：