前言
作為產糖大國，中國對煮糖結晶控制的研究剛剛起步：國內的幾家做間歇式結晶罐控制系統的廠家，都是以錘度計作為現場儀表，通過模擬人工結晶的操作過程來設定控制程式。但目前在糖廠套用的錘度計，在高錘度時難免會失真，這一問題對於糖業界來說是一個難以突破的技術難題，故會造成有時控制不好，會出現糖膏起偽晶的現象。為避免出現這種情況，調試人員會放棄過於靠近易變區，這也等於放棄了在較高過飽和度下進行結晶，如此一來結晶率會有所降低。而煮糖結晶的主要任務是在煮糖罐內把糖漿（或糖蜜）濃縮到一定的過飽和度，析出符合要求的蔗糖結晶體和將晶體養大，煮成良好的糖膏；經過助晶和用離心機排除母液，獲得質量良好的結晶砂糖。
“怎樣煮好一罐糖膏”就成為當前煮糖工人應當熟悉並掌握的技能。根據糖廠經驗，煮好一罐糖膏的關鍵性操作，是在煮煉糖膏的過程中控制好母液的過飽和度，使與糖份沉積的速度相平衡。由於現有的儀器尚不能直接指示出糖膏母液的過飽和度，煮糖操作在很大的程度上還要依靠操作者長期積累的操作經驗。特別是起晶這個階段，是一個始終困擾著眾多製糖生產的老大難問題：晶種投放時機的把握只能靠人工感覺，所以煮種的質量得不到很好的保證，使得廢蜜重力純度很難降低。故而煮糖工人要根據原料的質量和變化，生產過程中設備和水、電、汽的供應情況，隨時適應各種客觀情況，進行相應的操作。面對總收回率有重要影響的結晶工段，控制好結晶工段糖膏母液的過飽和度，自動化控制代替人工操作已是迫在眉睫，亟需解決的問題。
蔗糖蔗糖結晶與過飽和度之間的關係
將蔗糖的飽和溶液冷卻或者蒸發而沒有結晶析出，這時溶液中所溶解的蔗糖量多於同溫度時的溶解度，稱為過飽和溶液。過飽和溶液在平衡狀態下，可保持長時間不析出結晶但並不穩定，如果投入少量蔗糖晶體，或加以攪拌、振動等，過剩糖分會析出成為蔗糖結晶和使已有的蔗糖晶體長大。糖液的過飽和程度用過飽和係數表示，在不同的過飽和程度下糖液有不同的特性：<1.0：糖液未飽和，蔗糖晶體被溶解。
=1.0：糖液剛呈飽和狀態，不會溶解所存在的晶體，也不會另生成新晶體。
1.0-1.2：此階段比較穩定，糖液未能生成晶核，若有晶核存在可繼續長大。
1.2-1.3：此範圍的糖液具不穩定性，沒有外界條件的影響，則不易立即生成晶核；但一經刺激就有可能出現晶核，在有足夠晶核存在的糖膏中，應控制在此階段進行養育晶體長大。
1.3-1.4：此範圍可突然生成大量的晶體如控制在此範圍則可大量生成新晶體。
可見，糖液過飽和度的大小對煮糖結晶過程的影響是至關重要的。測定和控制結晶罐里糖膏的過飽和係數對實現煮糖結晶工段的自動化控制具有很大的現實意義。煮糖操作是根據實際需要，利用糖液在不同過飽和度下不同的特性，在煮糖罐里將糖液控制在適當的過飽和度，使糖液首先生成晶核，隨之養育成稱為種子或晶種的粒子較大的晶體，再讓它們在適當的過飽和度下吸收糖液的糖分而長大，這個過程稱為養晶。通過養晶，糖液中溶解的蔗糖便變為較純淨的蔗糖結晶體，糖液中含的糖分減少。當煮糖完畢，又置於助晶箱一段時間進行冷卻降溫，進一步提高糖液的過飽和度，使晶體繼續吸收糖液的糖分，最後用分蜜機將糖液分離，得到均勻整齊的晶體。實際中常利用過飽和度的三個極具代表性的區域來實現控制:
1、育晶區(穩定階段)：過飽和度1.0-1.2。
2、刺激生晶區(中間階段)：過飽和度1.2-1.3。
3、自然生晶區(不穩定區)：過飽和度1.3以上。
蔗糖結晶蔗糖錘度計精確控制糖膏母液過飽和度
蔗糖錘度計原理是在一定的錘度範圍內糖液的錘度和其折射率呈線性關係,通過測定糖液的折射率可以確定糖液的錘度。對糖液錘度的研究結果表明,當糖液在80.00-82.00Brix時，開始投放晶種。要控制好在煮中的糖膏保持最適合的過飽和度，務使糖膏自始至終保持在安全養晶區內進行煮煉。為此，要充分利用現有的煮糖儀器，提供煮煉過程的參數。努力使到從起晶到卸糖都能控制在1.1～1.3的過飽和度範圍內進行。在過飽和度1.15～1.20養晶範圍內變化時,過飽和度和折射率均有很好的線性相關性,相關係數達到0.9998,完全能夠達到工藝過程分析監控的要求。然而,在多級連續化反應體系中,不僅存在高錘度的糖膏,還存在母液和氣泡等。在實際分析過程中為了提高分析效率不可能將這些物質分離後再分析,因此,必須研究這些物質的存在對於套用蔗糖錘度計測定糖膏母液過飽和度的影響。
蔗糖錘度計--MPR E-Scan
蔗糖錘度計是21世紀所公認的最好的錘度測量儀，由於採用獨特的專利機械結構設計和最先進的光學系統，徹底數位化信號處理和自動數字溫度補償等，加上高品質製造工藝，產品即便在惡劣條件下也能連續穩定地工作，而無需任何維護和備件消耗。在全球眾多知名生產企業均大量使用，運行穩定。折光錘度計能直接安裝在管道或者容器上，進行錘度的測量和控制。它能直接顯示出：錘度、折射率、固形物含量等。它的高可靠性和高精度能為用戶的過程控制直接創造價值。
MPR E-Scan蔗糖錘度計是一個微處理器驅動的臨界角濃度儀，因為採用分體式設計，將儀器CPU和主要電路板與光學部分分離，使系統更耐高溫和振動、穩定性更好、測試更準確、有效使用壽命更長。它能在即時顯示產品濃度值和溫度值，同時將該濃度值/溫度值遠傳到PLC系統，便於系統集成控制。
蔗糖錘度計蔗糖錘度計（MPRE-Scan)性能特點：
1、錘度測量範圍：50.00-99.99Brix；2、最高工作溫度：150℃；
3、信號輸出：4--20mA 和RS232/RS485；
4、接觸樣品部分材質：2205雙相鉬合金/Sapphire；
5、電子顯示操作箱防護等級：IP65；
6、探頭材質：2205雙相鉬合金，防護等級：IP65；
7、內置2組報警，內置自診斷功能；
8、稜鏡自動清洗程式（選購），顯示器輸出保持功能；
9、電源：110/220VAC、50/60HZ；
10、標配電纜：6米（20ft）。
蔗糖錘度計安裝現場蔗糖錘度計（MPR E-Scan)詳細規格：
測量精度：±0.1Brix;解析度/測量範圍:±0.05%/50.00-99.99Brix；重複性和靈敏度均優於：0.05%
回響時間控制器：250ms--3min可調；測試探頭：＜500ms
工作壓力：10bar在120℃時
環境溫度：-5--80℃
微處理器：Intel586SX，133MHZ
探頭材質/防護：2205雙相鉬合金、Sapphire、Teflon、Viton/NEMA4X
輸出信號：4--20MA、0-10VDC可選：4--20MA隔離或0--20MA隔離
蔗糖錘度計（MPRE-Scan)的特點：
1.不受樣品特性的限制，完全可以測量；2.液體，聚合物，糊狀物都可以檢測；
3.渾濁，有色或不透明的樣品，可以檢測；
4.含有氣泡或固體顆粒的液體；
5.不受振動和環境干擾的影響。
蔗糖錘度計（MPRE-Scan) 擁有以下特徵：
●316SS材質的感測器使其滿足化工、化纖行業的工藝要求並且耐溫高達150℃●免維護、無耗材、無漂移、自診斷功能，智慧型報警信號輸出功能。
●防護等級：NEMA4X(IP67）。
●自動溫度補償（軟體擁有豐富的產品線性資料庫和溫度補償資料庫）
●多組4-20mA模擬信號及數位訊號輸出（隔離，非隔離可選）
●3648高解析度的CCD
●多種報警信息輸出顯示（高低/高高/低低/偏差）
●可循環的乾燥劑，無耗材，免維護。
●光源為589nmLED燈，壽命長達100000小時
●安裝適配器標準:316SS（2205）,Teflon,Alloy20合金或其他合金。。
●高精度，高品質“美國製造”
美國總部