自制糖工业实现机械化生产以来，结晶罐的型式是多种多样的。比较早期所用的是蛇管式结晶罐。这种结晶罐由于传热效率低、糖膏在罐内的循环不够理想以及加热面的清洗与维修比较麻烦等原因，已被结构紧凑的列管式结晶罐所取代。近代发展的趋势是降低静压效应，设计了低压头结晶罐与卧式结晶罐。为了适应大容积罐的需要，在强化糖膏的循环方面出现了强制循环的结晶罐。此外，国内与国外在着手研究连续式结晶罐。与此同时还进行着间歇结晶罐实现自动程序控制方面的研究工作，都取得了不少的进展。

结晶罐的分类方法有多种，而比较常见的是根据操作的持续性将其分为间歇式结晶罐与连续式结晶罐两大类。

间歇式结晶罐的结构大体上与蒸发罐相似，它们都是由加热室、汁汽室、底盖及捕汁器等部件所组成。但是由于所处理物料性质的不同以及煮糖工艺过程的特殊要求，结晶罐在结构上各有其独特之处，也就是说结晶罐更强调物料的循环，具体体现在加热室的结构上。为此国内外从事制糖工业的科学工作者在研究改进加热室的结构方面作了很多的努力，先后出现了多种（图10-2）的加热室（又称汽鼓）。

图10-2 汽鼓的结构形式

（1）平管板汽鼓（2）斜管板汽鼓（3）环板式汽鼓（4）单吊鼓（5）双重吊鼓（6）圆顶形吊鼓（7）卧式平板汽鼓

下面介绍几种在国内应用得比较普遍以及目前在国内外比较引起重视的结晶罐型式。

（一）中心降液循环列管式结晶罐

这种结晶罐在国内外都得到普遍的应用，其结构与通用式蒸发罐很相似，加热面是由列管组成，糖膏在加热管中受热上升，而自中心降液管下降，如此不断地进行循环。

如图10-3所示的是平管板结晶罐，加热室的上下管板都是水平的，蒸汽从四周进入，使蒸汽在加热室中能均匀分布，而不凝结气体聚积在降液管周围能基本消除气体停滞区，并使降液管中的糖膏不易受到加热。中心降液管的上端装一截锥形导向装置，其倾斜角为45°，高约20cm，目的是使上升的糖膏偏离罐体中央而折向周边，防止糖膏走短路直接进入降液管。糖浆与糖蜜从加料管进入，直至降液管下方的喇叭口，再分散到加热室的底部，使得入料分布比较均匀，但卸料不够通畅。支座与底盖相连也给维修工作带来不便。但是由于这种结晶罐的结构比较简单，循环良好，采用水平管板更使制造方便，所以曾得到广泛的使用。不过水平管板的缺点是，卸糖后有糖膏积存在管板上，当汽洗不能将其完全清除时，将影响下一罐糖膏的质量。

为克服平管板结晶罐卸糖后有糖膏积存在管板上这一缺点，出现了如图10-4所示的加热室为斜管板的结晶罐。上管板倾斜可容易地排走剩留在管板上的糖膏，并加快清洗速度。下管板倾斜的目的则是补偿由于上管板倾斜所减少的加热面积，和抵消因上管板倾斜所增加的起晶容积。此外还可减少罐底的不必要的空位，汽凝水的排出也较完全。可以将上下管板设计成相同的倾斜度，将有利于简化制造过程。也可以将下管板的倾斜度取得比上管板稍许大些，虽然增加了制造的麻烦，却可以进一步降低起晶容积。考虑到胀管时的受力情况，倾斜角也不能太大，一般对前一种情况，可取上下管板的倾斜角12°，而对后种情况可取上管板为10°，下管板为25°。在图10-4中，将支座焊于加热室部分的外壳上，便于检修时拆除底盖及进行换管和胀管，这是一种比较合理的结构。

图10-3 平管板结晶罐

图10-4 斜管板结晶罐

（二）内外降液循环列管式结晶罐（即吊鼓式结晶罐）

吊鼓式结晶罐，如图10-5所示，它与图10-4结晶罐的主要区别在于加热室与罐壁是分开加工的，采用支承件将加热室悬吊在罐壁上，而在加热室与罐壁之间构成了环形降液通道。此外，结晶罐中仍然保留了中心降液管，使得从加热管受热上升的糖膏在管板上分成两路形成内外循环。此种结晶罐具有比较大的降液截面，其循环比（即加热管的总截面与降液截面之比），可达到2。所以对流循环良好，更适宜于处理黏稠度大的丙糖膏以及用于直径比较大的结晶罐。

图10-5 吊鼓式结晶罐

这种结晶罐的加热室是采用斜管板结构，考虑到制造的方便，上下管板采用相同的倾角为12°，底盖为锥形，并选用电动卸料阀。汁汽室的直径比加热室的直径大，目的是当煮制相同容积的糖膏时可降低管板上液柱的高度，减小静压效应，从而可加强糖膏的循环。

由于采用内外降液及低压头，此种结晶罐内的糖膏循环比较良好，且具有卸糖容易、汽凝水排出完全等优点。缺点是结构比较复杂，起晶容积比较大，约为40%。

我国已将这种类型的结晶罐列为三化标准，有效容积有5、10、20及40m³四种系列。

（三）卧式平板型结晶罐

此种罐型在我国虽未见应用，但在国外制糖业内已引起了比较大的兴趣。近些年来，法国的费·里·居伊（Fives Lille-Cail）公司设计了如图10-6所示的结构新颖的卧式结晶罐，其截面近似圆形，加热面是由一组有间隔的平行排列的长方形金属板制成，相邻两板构成一蒸汽室，两个蒸汽室之间的截面即是糖膏上升的通道。上升后的糖膏沿着罐壁两侧的边缘下降，如此不停地进行循环。由于其纵截面自底向上逐渐扩大近似圆形。所以此种结晶罐的最大特点是在保持较低起晶容积（约26%）的条件下仍然可以进行低液面煮糖，因而糖膏循环良好，产品质量有所提高，煮糖时间可适当缩短。但其缺点是结构比较复杂，要多个放料阀，操作麻烦，入料不够均匀，而且焊接质量要求比较高，清洗困难，占地面积比较大。

图10-6 卧式平板型结晶罐

（四）强制循环结晶罐

近些年来，国外由于糖厂向大型化方向发展，出现了大容积的结晶罐，因此保证糖膏在大型罐中能够良好地循环，是显得更为重要而又急待解决的问题。目前，解决这一问题的方法有两种：一种是在罐内装机械搅拌装置，另一种是通气流于罐内进行强制循环。这里重点介绍罐内装机械搅拌装置的机械搅拌结晶罐。

1.机械搅拌结晶罐的结构

带有搅拌装置的结晶罐虽已出现多年，但在国外得到比较普遍的使用还是近30多年来的事。其结构如图10-7所示。电动机装于罐的顶部，通过减速机构带动一转轴转动。轴的下端在伸入到降液管的部位装置螺旋桨叶式搅拌器，当搅拌桨叶旋转时，糖膏在罐内进行着强烈的循环，从而提高了传热系数与蒸发强度，加快了结晶速度。

图10-7 机械搅拌结晶罐

搅拌叶的位置：当传动装置位于上方时，因搅拌轴较长，在降液管的位置可增设一轴承，如图10-8所示。如果传动装置位于下方，传动轴可设计得比较短，但卸料口及底盖结构必须与之相适应（图10-8）。

搅拌叶的形式：小轮毂四叶片、大轮毂六叶片、大锥形轮毂、螺旋桨，如图10-9所示。

小轮毂四叶片搅拌式结晶罐的搅拌叶安装在降液管内或一半在外，如图10-10所示。叶片是可调的，通常使用的叶片角度是37°。加速器应一半装在下降液管内，一半在管外，位置应尽量低些，以减少水力涡旋效应，同时在搅拌器下应有一定的空位，以安装一倒锥体，它可把向下的流动的糖膏导向罐的周边，改善流体流动的特性。桨叶端的线速度为5.58～5.7m/s。

图10-8 搅拌器的安装方式

图10-9 搅拌叶的形式

图10-10 小轮毂四叶片搅拌式结晶罐

大轮毂六叶片搅拌式结晶罐如图10-11所示，该搅拌器安装在降液管之下，罐的设计应考虑汽鼓下有足够空间，罐底也可安装一倒锥台形体，叶片端的线速度为5.58m/s。

图10-11 大轮毂六叶片搅拌式结晶罐

大锥形轮毂搅拌式结晶罐的桨叶装在轮毂的斜面上，如图10-12所示。搅拌器桨叶的推力向下及向外，它可适应于降液管直径较小的结晶罐，桨叶端线速度为6.065m/s。

图10-12 大锥形轮毂搅拌式结晶罐

螺旋桨搅拌式结晶罐的螺旋桨有三叶片和五叶片之分。如图10-13所示是三叶片的螺旋桨式搅拌器，这种形式结晶罐的水面旋转非常强烈，在降液管内壁和叶片上安上垂直挡板，则旋转达到消除，流型正常，搅拌器线速度5.79m/s。

图10-13 三叶片螺旋桨搅拌式结晶罐

2.机械搅拌结晶罐的特点

（1）提高了结晶罐的传热系数和蒸发强度 从表10-1可看出，在煮糖开始阶段，机械搅拌对煮糖的促进作用并不明显，但在煮糖后期，机械搅拌却能使结晶罐的蒸发强度比自然循环时提高约9倍。

表10-1 自然循环与机械循环的性能对比

（2）缩短煮糖时间 由于机械循环增加了循环速度，提高了传热系数和蒸发强度，进而提高了结晶速率，缩短了煮糖时间。国外进行过这方面的查定，对不同种类的糖膏所节省的时间大约是：甲糖膏节省15%～20%；乙糖膏节省25%～30%；丙糖膏节省40%～50%。

（3）提高产品质量和回收率

砂糖大小均匀，颜色浅，分蜜时打水时间短，糖分损失少。

（4）结晶罐的加热面上机积垢少 由于糖膏在加热管内流速加快，晶体冲刷加热面，使之保持洁净，积垢形成机会少，可较长时间维持正常的传热，减少洗罐时间。

（5）增加设备的投资 搅拌式结晶罐必须在罐内安装搅拌装置，同时需要加电动机及密封装置等。

（6）增加动力消耗 节约的蒸汽能否抵偿增加的动力，尚未有比较可靠的对比数据来说明，而且动力负荷变化大，特别是在煮糖后期功率消耗迅速增大，出现尖峰负荷，国外学者对此做过估计：

平均功率消耗为：1.06kW/m³

尖峰功率消耗为：1.85kW/m³

在这种情况下采用两速的搅拌装置是比较合理的，也就是当煮糖开始时采用较高转速，而当糖膏达到工作容积的1/3时则改为低转速搅拌，如此可使功率消耗有所降低。

（7）密封装置较为复杂，搅拌器、叶片加工较麻烦，加工精度要求高 如密封不良，会导致出现漏真空。如设计不合理，安装不当，效果可能会适得其反，而且使整个结晶罐产生剧烈的振动。

我国大型糖厂使用的强制循环结晶罐有TB521和TPJ34两种型号，它们的主要技术规格如下：

TB521强制循环结晶罐主要技术规格工作压力 8.83×10⁴Pa（设备）　19.6×10⁴Pa（管内）

工作温度 80℃（设备）　120℃（管内）

物料名称 糖膏（设备）　蒸汽（管内）

有效容积　30m³

加热容积　236m³

主轴转速　88r/min

TPJ34强制循环结晶罐主要技术规格

丹麦的Dds结晶罐的系列如表10-2所示，它列出了结晶罐的生产能力、搅拌器直径、转速与功率等的数据。

表10-2 Dds结晶罐的系列表

到目前为止，国内外用于进行煮糖的设备，仍然是以间歇式结晶罐为主，但是间歇煮糖的操作条件经常在变动，不易做到均衡生产，对操作人员的技术水平要求也较高，而且耗汽量较大。在当前世界上制糖工业从原料进厂至预处理、提汁、清净和蒸发等都早已实现了连续化生产，而煮糖仍然采用着间歇式煮糖罐，它必然成为全厂连续化生产的障碍。此外，由于世界规模的能源危机，糖厂的热能经济引起极大的重视，间歇式结晶罐尽管采用了带搅拌器的强制循环，加热汁汽压力也还要求在300kPa以上。并且，间歇式结晶罐用汽不均衡，放罐、装罐引起蒸发罐生产条件波动，所以近十多年来世界上一些产糖的国家均企图用连续式煮糖装置来取代间歇式结晶罐。法国更进一步研究了结晶罐汁汽的压缩再利用。

尽管国内外试制的连续结晶罐的种类是这样的繁多，但其基本原则是相同的，即为了获得整齐均匀的晶粒，就必须设法使晶粒在连续结晶罐中的停留时间基本一致，这是影响到各种连续结晶罐成败的关键性的问题。在循环良好的间歇式结晶罐中，停滞死角少，因此晶粒比较均匀。而晶粒在连续结晶罐中循环及前进时则往往出现停留时间不相同的晶粒互相混合的现象，人们称这种现象为“返混”，或称为“混晶”。混晶的存在使晶粒大小不一，产品质量降低。理想的情况是使物料在结晶罐内呈活塞式流动，但是由于结晶的要求又希望晶粒与母液循环良好。达到均匀地混合，因此罐内糖膏的水平运动就必须与垂直方向的运动同时进行。这样，理想的活塞式运动就受到干扰，不可避免地产生了混晶现象，对此，国内外做过一些研究，解决这一问题的方法是沿着物料前进的方向将罐体分成若干小室，其目的是使糖膏按顺序前进的同时，又保证糖膏在每一室内混合良好。如果室数越多，便越接近理想条件，即返混现象将越减少，这可从下面的实验得到验证。

返混现象可用停留时间分布密度曲线表示（图10-14），此曲线表示在一个稳定的连续流动的系统中，当在一瞬间，以一定量的物料（可用示踪粒子）同时进入该系统中，如为理想的活塞流，则在这一瞬间（即在t与t+dt的时间内），所有的粒子将全部流出，但在存在返混的情况下，各粒子将经历不同的停留时间依次自系统中流出，每隔一定的时间取样，则可测得在此时间内的粒子分率E（t）dt，即在瞬时dt时间内流出系统的粒子占总粒子的分数。如以E（t）（与时间有关的分布密度）为纵坐标，时间t为横坐标，则可绘出一分布密度曲线，此曲线的特征为：

图10-14 分布密度曲线

如果希望晶粒在系统内的停留时间比较一致，就应该使此曲线的峰形窄一些。它意味着大部分晶粒集中在一很短的时间内自系统流出，也就是说晶粒的停留时间比较相近。根据这一理论，国外对连续结晶罐中晶粒的停留时间分布与分室数的关系进行了试验，实践证明，当分室数增多时，可使E（t）值提高。如图10-15所示，对分室数n=1，2，4，8做了试验，在分室数n=8时，曲线的峰形显得高而窄，即晶粒的停留时间比较接近，也就是晶粒的均匀度比较好。

图10-15 停留时间分布密度与分室数的关系

国外一般将连续结晶罐分成6～11室。我国采取在各分室中再分成数小室的办法，实质上是有10数室之多。

在明确了上述基本道理后，就不难理解各种型式的连续结晶罐的构造了。下面介绍几种在国内进行试验性生产及国外已经投入生产的主要几种连续结晶罐。

（一）单侧降液循环列管连续结晶罐

此结晶罐的构造如图10-16所示，罐身为卧式，沿着卸料端倾斜安装，倾角为0.5°。整个结晶罐用隔板分成7个分室，在各分室中又用挡板或导流板分为几个小室。各分室的同一侧装置加热体，在加热体与另一侧罐壁之间的空间形成糖膏的通道，这样可使糖膏沿着预定的螺旋线路顺序循环前进，以防止糖膏走短路而产生混晶。

图10-16 单侧降液循环列管连续结晶罐

1—捕汁器 2—加热室 3—导热板 4，5—分室隔板 6—支座 7—卸料器

生产时，在结晶罐的端部连续进入糖糊作种子，在前面的数分室中由管子送入糖浆，后面的分室则进入糖蜜，供晶粒在结晶罐中不断养晶长大之用。

为防止上管板积糖及考虑到清洗的方便，以及易于将汽凝水排出完全，加热体的上下管板自外侧向内均略倾料。为了利于糖膏的循环，将加热体与降液通道相连的金属壁制成夹层的，或在其中装填绝热材料。此外，在靠近降液一侧的罐壁上装设了取样棒、视镜以及其他仪表。所有分室的汁汽室均相通，汁汽经过罐顶的三个捕汁器送至水喷射冷凝器。煮成的糖膏由可调节转速的星形卸料器连续卸出，流入助晶机。

此结晶罐还采用电磁阀自动定时交替洗涤罐壁，可减少附壁挂糖和积垢。温度、压力及真空度等仪表均集中指示。

此种结构型式的连续结晶罐在广东一家糖厂中进行试验生产。生产能力相当于日处理500t甘蔗，有效容积为5.5m³，加热面积为59.5m²，经过几个榨季的试验与改进，在结晶率、提糖包数方面与间歇式结晶罐比较接近，如表10-3所示。

表10-3 糖膏主要工艺指标

（二）中心降液循环列管连续结晶罐(www.daowen.com)

中心降液循环列管连续结晶罐如图10-17所示，罐体卧置，分7个隔室，各隔室容积依次递增，使物料在各室内的停留时间基本相等。每个分室的两侧各装一列管式加热体，对称的两个加热体之间形成糖膏下降的通道，使糖膏自加热管上升，自中心降液循环。各室的降液通道内装有若干块倾斜一定角度的导流板，在加热室的下部也装有若干块垂直隔板以引导物料的循环过程中向前移动。广东一家糖厂采用此连续结晶罐煮制甲糖膏，有效容积约5m³，其结晶率和提糖包数与间歇式相似，但晶粒均匀度较差。

图10-17中心降液列管连续结晶罐示意图

1—捕汁器 2—加热器 3—导流板 4—分室滑动闸 5—分室隔板

属于同一种类型的还有广西一间糖厂用于日处理1000t甘蔗的甲糖膏连续结晶罐如图10-18所示。罐身水平放置，用隔板、挡板将结晶罐分成6个分室共19小室，装有六组列管加热室，糖膏在其中进行中心降液循环，并自隔板与挡板之间所形成的间隙从一小室过料至下一小室。糖膏的流动情况如图10-19所示，图为其投影视图，为了便于看清内部结构，未表示汁汽室部位的壳体，并将小室中两隔板的距离适当加长。

图10-18 中心降液列管连续结晶罐示意图

图10-19 小室结构及糖膏流动路线

1—壳体 2—列管加热室 3—隔板 4—挡板 5—罐底夹套

在结构上，它综合了前两种结晶罐的优点并予以改进。为便于清洗及排出凝结水，加热室的上下管板均做成倾斜的。加热室分单元制造并进行组装，给加工及维修工作带来不少方便。结晶罐的罐底为流线型，可利于糖膏的对流循环及减少死角。采用夹套式罐底，可利用凝结水的余热进行加热，其目的是使糖膏不致因罐底散热而降低温度，避免因循环不良而产生沉砂。从试验情况来看，设备运行比较可靠，用汽平稳，操作简便。结晶率、提糖率及晶粒均匀度与间歇结晶罐比较接近。

（三）板式连续结晶罐（即费·里·居伊式结晶罐）

它是一个水平放置的纵截面为椭圆形的罐体，也称费·里·居伊式结晶罐。如图10-20所示，沿着罐的长度装置了两组板式加热室，加热室与两侧罐壁所形成的空间便是糖膏下降循环的通道。罐内用6块隔板将整个空间分成7个分室，隔板底部有过料孔，物料靠流体静压差从一分室流至下一分室。在每一分室中，糖膏沿板式加热室受热上升，然后沿两侧的降液通道下降，当糖膏流至每一分室的末端时，则从隔板上的过料孔通至下一分室，如此不断地循环前进。

在板式加热室的下方，罐底上有小孔喷入汁汽以加速糖膏的循环，它是借蒸发罐与连续结晶罐两者真空度不同所产生的压力差，而引入汁汽进行搅拌，效果良好。在罐壁与糖膏接触的部位都有加热夹套，为的是防止糖膏沉砂而进行保温。

为了防止糖膏附着罐壁生成积垢，各室加糖浆的方法是用一小减速电动机或由液压控制的回转式分配头使糖浆成薄膜状从顶部喷入，并顺着各室的罐壁与隔板向下流动。为了同一目的，法国甚至用不锈钢制造罐体，凡与糖膏接触的零部件还经过抛光，他们认为采取这些措施对防止积垢是有成效的。

图10-20 板式连续结晶罐示意图（费·里·居伊式）

底料是用饱和糖浆和预先制备的晶种混合而成，从第一室进入，而煮成后的糖膏则从第七分室的底部由卸料泵排出。

费·里·居伊式结晶罐长10m，最大高度3.9m，最大宽度3.5m，有效容积32m³，总加热面积为326m²，早年在法国与西德的某几间糖厂投入生产。

（四）Tully式外循环列管式加热元件连续结晶罐

这是在澳大利亚投产的大型丙糖膏连续结晶罐，其结构如图10-21所示，它是一个卧式装置，内分7个分室，加热室由列管式加热元件组成，上管板向外倾斜，下管板向里倾斜，三个独立加热室成直线排列安装在罐中央，汽鼓用同一汽室与两边的壁面之间形成糖膏向外循环的通道。蒸汽从罐中蒸汽管引入，物料由底部入料分配器引入。各室隔板有中间隔板阀门控制物料前进。该设备有效容积120m³，加热面积1200m²，平均加热面积与有效容积之比为10m³/m²，每小时处理丙糖膏量34t，种子加料速度8～10t/h。糖膏浓度较高，糖膏纯度较低。实际生产能力平均1822t/h，产品变异系数（CV）为25%～30%，正常的液位在管板上0.5m，该罐有十分大的汁汽空间，有利于汁汽分离。

图10-21 Tully式外循环列管式加热元件连续结晶罐

（五）FCB连续结晶罐

法国F. C. B（Fives-Cail Babcock）公司生产的连续结晶罐已在世界上不少糖厂采用，这种结晶罐较多地用在三砂上，但也可用在一砂和二砂上。它的优点是能利用四效汁汽。它的蒸汽消耗很稳定，使蒸发罐非常容易控制。这种结晶罐所需的种糊量为糖膏量的20%，是在一个间歇罐中制备的。

1.FCB连续结晶罐的结构

这种结晶罐的结构如图10-22所示。它是一个卧式圆筒形罐体，两端有加强的端板并用于支撑，水平放置的加热管排成直行，管束穿过横隔板固定在端板上，两端的密封装置是FCB公司的专利，能允许管子自由膨胀。为便于检修，蒸汽室盖板用螺栓与汽室联接。

图10-22 FCB连续结晶罐

1—罐体 2—端板 3—纵向隔板 4—横向隔板 5—蒸汽入口 6—加热元件 7—管子 8—管排 9—蒸汽箱 10—蒸汽式盖板 11—密封装置 12—顶盖 13—折流板 14—蒸汽出口 15—糖糊入口 16—排水口

罐中间是一块垂直的纵隔板将罐体纵向分为两个室；而横隔板又将罐分为若干室，一般为12室，纵隔板两边各有6个室，相邻二室在横或纵隔板底部均有通道相通，通道的尺寸为100mm×400mm；因此物料在罐中以“S”形自一端流至另一端（图10-23）。

图10-23 物料在罐中流动示意图

糖糊进口在第一室的上部。煮高纯度糖膏时，进料（如糖浆、洗蜜等）均通过每一室顶部的旋转分配器将物料旋转喷淋于隔板及罐壁上，有助于解决隔板及罐壁上的积垢问题，分配器是由电动机带动的。用于甜菜三膏及甘蔗各段糖膏的进料均由各室的底部直接引入，不用分配器。无论高或低纯度煮糖罐的搅拌用汽均由各室底部引入。

糖膏由最后一室排出，一砂及二砂膏经底部排料口由糖膏泵抽出，由泵的转速调节罐内料位。三砂膏则通过溢流口进入排料管，管长7～8m。各罐排料口均装有电视摄像机，可在控制室观察各罐排料情况。各罐的底部均有2～3个排空口，便于清洗时排空。

罐顶内有捕汁器，并有一挡板。煮高纯度糖膏的罐，底部装有加热夹套，夹套的高度相当罐内正常料位。罐还附有人孔、视镜、灯、清洗装置，每两个室有一取样阀、进料流量指示器、压力计、真空计、温度计等。糖膏在罐内停留时间曾用氯化锂进行测定，一膏在罐内停留时间为2.5h，二膏为3h，三膏约为5h。

2.操作原理

传统的间歇煮糖是按“时间”操作的，FCB连续结晶罐成功地按“空间”操作代替了前者。卧式罐体被横及纵隔板分为一定数量的室，物料由底部一系列通道从第一室到最后一室。成排水平放置的加热管加热物料。第一室中进入由蜜洗或未经蜜洗的糖与糖浆或糖蜜混合制成的糖糊。每室根据所煮的糖膏进入糖浆或糖蜜。煮成的糖膏由变速的糖膏泵抽出或由可调的溢流管气压柱卸料。

加热汁汽进入前汽室，室内由隔板将前汽室分成上下二层，汁汽首先进入下层加热管，经罐后汽室再进入上层加热管，再经由前汽室上层排出，或排至罐的加热夹套而最后引入罐底用以搅拌糖膏，或直接引入罐底。

糖膏的循环主要靠自然对流，物料在加热作用下，从排管与纵隔板间上升，由排管与罐壁间下降，加以采用自罐底引入最后的加热用汽（事实上是不凝结汽）促进了对流，使物料循环良好，温度和过饱和度均匀，减少伪晶生成，结晶良好。

根据糖厂日加工能力得出三种糖膏每小时产膏量及罐的容积。表10-4为一定加工能力下，各段糖膏所需的罐容积及糖膏流量。

表10-4 FCB连续结晶罐小时产膏量及罐容积

国内的连续煮糖罐，经过糖厂试用后，发现仍存在着一些问题：如存在不同程度地混晶现象；晶粒的均匀度还比较差；因加热而生成积垢，运行约10d后，煮糖效率下降；罐壁上易于附壁挂糖。此外，目前的连续结晶罐实际上是连续养晶浓缩罐，还未能做到在罐内进行连续起晶，所有这些都是有待进一步研究解决的问题。国外的连续结晶罐目前多用于精糖厂，因其物料比较稳定，不像糖厂的原料变化较大。

（六）塔式连续结晶罐

垂直串联的塔式连续结晶罐是德国的BMA制糖设备公司与Braunschwig糖业研究所共同研制的，称为VKT式结晶罐。如图10-24所示，它是由4个中央降液管的间歇式搅拌罐叠置组成的塔式四层连续结晶罐。整个装置包括4个分室，每个分室装有搅拌器，各分室的液位均在糖膏排出口之上，糖膏由上而下通过溢流管或罐底的卸糖管流入下层。各室过饱和度用流量来调节。每两层之间又有旁路糖膏管，第三、四层的糖膏可卸放到助晶机，也可用泵送回第一层。任何一层都可以停机清洗，不影响其他三个分室的正常运转。

图10-24 BMA塔式四层连续煮糖罐（VKT）

Ⅰ～Ⅳ—煮糖罐分室 1—汁汽室 2—汽鼓 3—罐体底部 4—中间间隔 5—支撑结构 6—物料入口 7—种子糖糊入口 8—糖膏过室管 9—糖膏排出管 10—短路管道 11—汁汽入口 12—蒸汽入口 13—凝结水 14—搅拌器 15—糖膏泵

该设备的上两个分室安装的搅拌器转速较快，下两个分室糖膏较浓，其搅拌转速较慢，搅拌的目的是帮助糖膏循环。

各分室的加热面积大小按各自所需的蒸发量来确定，降液管的直径则根据糖膏的黏度来计算。为了在过程最后阶段获得糖膏流速快、传热系数高、蒸发能力大，加热元件的水力学直径，即管子直径、管距等必须较第一室为大。BMA塔式连续结晶罐的主要规格如表10-5所示。

表10-5 BMA塔式连续结晶罐的主要规范

续表

设备生产实绩如表10-6所示，加热蒸汽压力（6.0～7.0）×10⁴Pa，汁汽压力为2×10⁴Pa。

表10-6 BMA塔式连续结晶罐的工艺参数

生产过程中，全部参数都是用仪表自动控制在固定值的范围内，通过糖膏输送阀控制各层糖膏的液位在汽鼓面300～400mm处；用γ-射线仪控制糖膏的过饱和度，根据所给定的糖膏处理量自动用蒸汽阀调节蒸汽压力。搅拌器的运转电流、糖膏温度、汁汽压力等参数均可自动控制并记录。

各分室的轮洗如图10-25所示，这是由两组设备组成的连续结晶罐，其中7个分室运行，对空白的分室进行清洗。如（1）组第8室停机清洗，（2）组为第7室停机清洗，（3）组停第4分室，（4）组停第1分室。可见，一个分室停洗并不影响其他分室连续操作。

（七）连续式结晶罐的特点

1.连续式结晶罐的优点

（1）糖膏在罐内循环良好。由于连续结晶罐的加热面积与有效容积之比较大，同时罐内的糖膏液面较间歇式结晶罐内的低，一般糖膏液面高出加热室仅300～400mm，静压效应小，改善了循环，从而提高了结晶速率（通常连续式结晶速度为2.58μm/min，而间歇式为2.07μm/min），使煮糖时间有所缩短。

图10-25 BMA塔式连续结晶罐分室轮洗图

（2）提高了热能经济。连续式结晶罐的用汽量稳定，液面低，静压小，使罐内糖膏的平均沸点有所降低，所以可用汁汽作热源，当抽用蒸发罐汁汽时，可使蒸发罐均衡地生产，又节约了蒸汽。

（3）节省了设备投资。连续结晶罐能保证连续生产，操作条件稳定，负荷比较均匀，因此设备容量比较小，可节省设备投资。而间歇式结晶罐的负荷则时高时低，其用汽量的变动范围为平均用汽量的60%～140%。设计时，有关的设备如锅炉、真空泵以及冷凝器、管路等均需按最大耗汽量选用，所以设备投资相应增大。

（4）加热面积布置合理，传热效能较高。间歇式结晶罐的加热相对于各煮糖阶段是十分不同的，加热面是固定不变的，煮糖初期由于糖料浓度低，传热性能好，显得加热面过大，到煮糖后期，糖膏浓度大，流动性差，传热效率低，又感到加热面不足。而连续式结晶罐各加热室的加热面可按结晶过程各阶段特点及传热情况合理安排，因而布置合理，提高传热效能。

（5）能连续生产，入料、加热、出料均匀，操作稳定，技术要求不太高。当入料浓度、罐内真空度、蒸汽压力等操作条件稳定时，操作也相对稳定、方便。操作人员易于掌握煮糖技术。

（6）由于生产辅助时间少，单位容积、单位时间处理糖膏量可比间歇式结晶罐提高25%～40%。

（7）可在较低温度下结晶，转化损失及色泽生成较少，为全厂生产的连续化、自动化创造了条件。

2.尚待解决的一些问题

连续结晶罐经过40年来的试验研究，技术不断改进，已取得了很大的进展，但仍存在一些问题。

（1）存在混晶现象，晶粒大小分布不均匀、不整齐、变异系数较大。

（2）罐壁挂糖，特别是高纯度糖膏煮制时，沉晶、挂糖、结糖垢的现象严重。

（3）回收较低，这是由于放糖浓度较低，晶粒不均匀所致。

（4）要各分室取样观察，检查罐内晶体生长及母液变化情况，操作上较为麻烦。

此外，目前的连续结晶罐实际上是连续养晶浓缩罐，还未能做到在罐内进行连续起晶，所有以上的问题，都有待进一步的研究、探索和解决。

3.塔式连续结晶罐与卧式（圆筒形）连续结晶罐的比较

可从工艺上及经济上对两种基本形式的连续结晶罐进行比较。

（1）垂直的塔式连续结晶罐在工艺上较合理。

①垂直的塔式连续结晶罐通常是采用机械搅拌，以强化热量传递和物料循环。

②塔式四层连续结晶罐可用较小的传热温度差，即可用较低品味的汁汽作热源。

③在较少的分室下，正确地控制罐内的糖膏状态，可获得较为接近的晶粒尺寸分布，底料的流量为10%～20%。

④在加热蒸汽缺乏，即汁汽供应或真空系统出现故障，或其他原因停产时，机械搅拌仍能维持糖膏的循环。

⑤有各自独立的分室，清洗时，可通过各分室旁路独立地控制加热蒸汽压力及汁汽压力，使生产能力稳定，并消除各分室糖膏相互混合的现象。

（2）塔式连续结晶罐基建投资较经济。

①设备占地面积小。

②不必用钢结构，只用简单的混凝土基础即可。

③不必建造厂房，可户外安装。