前言

制糖是一个很古老的行业，它伴随着糖料作物的农业生产存在，并伴随着科学技术的提高而不断发展。人类发明和运用制糖技术以中国和印度为最早。据说在2200年前的周朝末年，中国人已经知道提取蔗汁。约在1400年前，以甘蔗为原料的制糖技术已经初步形成了。到唐宋时期，我国的手工制糖业已很兴盛，糖坊林立，遍及华南和西南。宋朝王灼撰写的《糖霜谱》一书是我国制糖技术的最早经典著作。用石灰法制造含蜜糖粉、片糖，用糖漏分离赤砂糖，用保温法制造冰糖等技术，在我国民间广为流传。20世纪30年代以后，一些新的工业技术逐步应用于制糖生产的流程中，如糖料萃取提汁过程中的扩散、渗透、渗析、滤洗；糖汁提净过程中的电离、絮凝、吸附、离子交换；浓缩结晶过程中的蒸发、结晶等，使制糖工艺不断发展完善。20世纪80年代以后，制糖工业更是广泛采用了现代控制技术。可见，制糖业在它的发展历程中经历了18世纪后半期以蒸汽动力为代表的工业革命和20世纪以原子能、半导体、化学为代表的工业革命，各种先进生产技术的不断渗透，使原始的手工作坊发展成为具有较高机械化、电气化水平的大型企业，制糖实现了工业化生产。

进入21世纪以来，经济全球化正迅速改变着世界的产业格局，糖料的生产、消费成为摆在世界范围内考虑的问题。在我们编写这本书时，全世界的制糖业面临着新的形势：第一，发达国家的食糖消费量已达顶峰且略有下降，而发展中国家的食糖消费量暂时还增长不快；第二，原料甘蔗的生产受气候变化的影响和种植收益预期的影响较大，致使原料甘蔗的产量起伏震荡，波及制糖企业，导致整个行业产量及效益不稳定；第三，在世界范围内正开展着一场“新的工业革命”，以信息技术为代表的新技术浪潮将会又一次改变整个制糖工业的面貌。信息化技术由于能够有效减少资源消耗和环境污染，提高产品质量和劳动生产率，实现资源的循环利用，大幅度提高企业的经济效益，成为企业提高竞争力的必然选择。

运用大型机械装置的企业加工能力越来越强，总希望满负荷生产，而甘蔗是季节性收获的农作物，制糖生产需要按榨季进行。起伏不稳的原料来源和震荡变化的市场行情给制糖企业的生产、管理带来了很大挑战，同时，大规模生产过程中产生的大量废水、废糖蜜、滤泥等工业污染也增加了，如果生产的工艺、设备、控制协调不好，会造成生产指标的恶化、能源利用效率的下降和生产成本的上升。因此，将自动控制理论、传感技术、计算机技术、网络技术及先进管理方法融合进生产过程中，逐步实现精准生产，以适应原料来源和市场的变化，这一需求越来越迫切。

经过千百年的进化尤其是最近一个世纪工程技术人员的努力，现代的制糖工业生产技术已发展成为了由以下三个领域的技术内容构成、缺一不可并日益紧密结合的技术结构：

（1）以化学工程为主体的工艺技术，决定了制糖生产的方法；

（2）以机械和动力为主体的设备配置，使生产能够大规模进行；

（3）以自动检测技术、自动控制理论和数学模型为主体的过程控制技术，保证了各种机器设备能够协调运转，生产能够按人的意志正常进行或加以改变。

本书大体按这三个领域来编写，介绍当前国内外制糖行业采用的典型生产工艺、设备装置和常用的自动化信息化系统，对国际上先进的制糖自动化领域正在研究开发的方法、设备和数学模型及其研究状况也做了简要介绍。上册主要介绍生产过程自动化和信息化的基础理论知识，中册介绍甘蔗糖生产全过程各主要工段的相关基本原理、工艺方法和设备特点，下册比较详细地介绍了制糖生产全过程各主要工段的信息技术应用方式方法，还附有实际例子和参数、表格，以及部分源代码及说明。对于有自控及信息技术专业基础的本科生和研究生，可直接阅读中册后，结合专业阅读下册，通过实例可体会到工艺设备如何与信息技术相结合。对于糖化工专业的研究生或者企业技术人员，通过阅读上册了解自动控制的相关概念和理论后，也可直接在下册中看到信息技术应用的实例。书中介绍的部分内容是作者实际研发的成果，这些系统和装置一直在我国南方和东南亚、非洲、中南美洲等多家糖厂的生产线上发挥作用。

本书分三册共二十六章。上册自动化、信息化基础篇和下册应用篇由兰红星研究员、易捷研究员、许家坤工程师和蓝晨华工程师编写。中册是工艺和设备篇，其中的第十二、第十三和第十七章由周少基博士编写；第十、第十一、第十四和第十八章由黄谷亮副教授编写；第十五、第十六和第十九章由苏元艺高级工程师、萧亦枪高级工程师和章超工程师编写。

本书在编写过程中有幸得到广西宏智科技集团、广西大学、广西华蓝设计集团及云南英茂糖业、广西农垦糖业、广西上上糖业、广西华盛廖平糖业、云南孟连昌裕糖业等糖业集团的帮助，他们给本书提供了很多成功的实用工艺、控制设备和控制模式的例子，他们对本书内容安排等也提出了不少宝贵意见，使书中内容更加丰富、准确，谨此向他们表示深深谢意！对参与本书文字整理工作的杨冰、唐妍等广西宏智科技集团员工表示衷心的感谢！

作者

2013年4月