煮糖是制糖工艺的最后一道工段,也是最为重要的一道工段。煮糖质量的好坏,主要是由结晶过程中糖浆过饱和度所决定。过饱和度是煮糖结晶过程的核心控制参数,煮糖结晶实际上就是控制过饱和度稳定并使其保持在一定的范围。目前国内很多制糖企业里,这一工段还是依靠富有经验的工人蹲守操控完成,成糖质量受人为因素影响较大;另一方面,糖厂现用的煮糖设备在数据采集和自动控制方面存在着不足,致使先进的现代制糖技术无法适用于这些设备。制糖企业不仅生产效率低下,成糖品质不高,而且能耗大,严重束缚了制糖企业的规模化和自动化。　　 本文是在查阅了大量国内外相关文献资料,分析前人的研究成果,并对国内制糖企业现状进行详细调研的基础上,进行符合现代制糖工艺煮糖结晶设备的硬件设计;应用ANSYS软件对关键部件进行应力分析,校核设备的静力学和动力学性能;根据煮糖过程中各物质的平衡关系建立数学模型,选用其中最为主要的变量作为控制对象,利用人工神经网络建立煮糖过程预测控制模型并仿真分析。具体研究工作为:　　 (1)通过对压力容器及现代煮糖结晶理论的研究,结合制糖企业中设备存在的不足,确定了基于现代煮糖工艺的煮糖结晶实验设备的设计方法,并利用solidworks软件进行建模。　　 (2)利用有限元软件——ANSYS对该平台承受内压和外压部位进行动、静力学分析校核,验证实验平台设计的合理性。　　 (3)根据蔗糖晶体生长机理,分析在煮糖过程中影响晶体长大速度的浓度、温度、流动、杂质和搅拌等各因素的效应,研究煮糖结晶过程的最佳环境,设计适用于煮糖结晶设备的搅拌机构。　　 (4)煮糖结晶过程是典型的时变、非线性过程,本文根据该过程物料、能量平衡以及各物理参数之间的解析关系建立描述糖浆过饱和度的数学表达式,结合实际煮糖经验建立输入输出关系模型。　　 (5)选用递归式反馈网络模型——Elman网络建立煮糖过程预测控制模型,并进行仿真分析。与传统的前馈形式神经网络相比,Elman网络能够在有限的时间内以任意精度逼近任意函数,收敛速度快,大大缩短了模型训练时间。仿真结果表明基于Elman神经网络的煮糖过程预测控制模型比较真实地反映出煮糖过程核心控制参数——糖浆过饱和度变化过程,响应速度快,为今后煮糖控制系统开发提供理论依据。