Способ автоматического управления процессом выпаривания

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫПАРИВАНИЯ в многокорпусной выпарной установке путем коррекции расхода острого пара в зависимости от расхода и температуры исходного раствора, концентрации сухих веществ в нем и требуемой концентрации сухих веществ в упаренном растворе, отличающийс я тем, что с целью снижения потерь целевого продукта за счет оптимизации процесса упаривания, дополнительно регулируют вакуум на выходе установки путем изменения подачи хладчагента в зависимости от совокупности указанных параметров. (Л со со м 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ/

I (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) . 3437716/23-26 (22) 17.05.82 (4:6) 30.03. 83. Бюл. 9 32 (72) В.М.Красняк, Г.С.Сливкина и Л.A.Òåðÿåâà (71) Грозненское научно-производственное объединение "Промавтоматика" (53) бб ° 012-52(088-8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 441940, кл. В 01 Э 1/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 703110, кл. В 01 0 --1/00, 1972. (54)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫПАРИВАНИЯ

„„SU„„1О37923 А

3Ш В 01 D 1/30, G 05 В 27/00 в многокорпусной выпарной установке путем коррекции расхода острого пара в зависимости от расхода и температуры исходного раствора, концентрации сухих веществ в нем и требуе мой концентрации сухих веществ в упаренном растворе, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что с целью снижения потерь целевого продукта за счет оптимизации процесса упаривания, дополнительно регулируют вакуум на выходе установки путем изменения подачи хлад"агента в зависимости от совокупности указанных параметров.

1037923

Изобретение относится к способам автоматического управления непрерывными технологическими процессами, в частности управления процессом выпаривания растворов, содержащих целевой продукт, например, при производстве. аминокислоты — лизина, и может быть примеиено в микробиологической, пищевой, химической и химикофармацевтической промышленности.

Известен способ автоматического 10 регулирования процесса выпаривания многокомпонентных растворов, в котором подачу греющего пара корректируют по плоскости и общей щелочности исходного раствора, расход которого 15 стабилизируют, а также стабилизируют вакуум регулированием температуры воды .на выходе из конденсатора и из менением ее расхода и регулированием уровня конденсата в конденсатоpe(1 j.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ автоматического управления процессом выпаривания путем коррекции расхода греющего пара в зависимости от концентрации исходного раствора, температуры в греющей камере аппарата, расхода и температуры раствора в аппарате и концентрации упаренного раствора (2 ). 30

Недостатком известного способа автоматического управления процессом выпаривания является то, что он рассчитан на применение в условиях температурной стабильности целевых 35 продуктов, т.е. целевой продукт не подвержен термическому разложению в диапазоне температур выпаривания.

Однако существуют целевые продукты выпаривания, например лизин, которые подвержены разложению под действием высокой температуры.

Цель изобретения — снижениЕ потерь целевого продукта путем уменьшения термического разложения.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу автоматического управления процессом выпаривания в многокорпусной выпарной установке путем коррекции расхода острого пара 50 в зависимости от расхода и температуры исходного раствора, концентрации сухих веществ в нем и требуемой конI центрации сухих веществ в упаренном растворе дополнительно регулируют 55 вакуум на выходе установки путем изменения подачи хладагента в зависимости от совокупности указанных параметров.

В результате определения оптимальных управлений по острому пару и вакууму достигается снижение температур выпаривания и в результате этого снижается скорость разложения 65 лизина и, следовательно, уменьшаются его потери.

Целевым продуктом в выпариваемой культуральной жидкости в микробиологическом производстве лизина является аминокислота — лизин, подверженна терморазложению, поэтому поддержание на нижнем уровне температур выпаривания ведет к снижению потерь.лизина.

В общем случае снижение расхода пара при соответствующем повышении вакуума ведет к снижению температур выпаривания и уменьшению потерь лиэина. Однако черезмерное увеличение вакуума создает перерасход хладагента, а соответствующее понижение температур на последних выпарных аппаратах вызывает увеличение вязкости упариваемой жидкости, снижение коэффициентов теплоотдачи и, следовательно, снижение эффективности их работы.

В результате этого возрастает нагрузка на первые аппараты, возрастает расход острого пара, повышаются температуры выпаривания и потери лизина. Отсюда вытекает необходимость оптимизации процесса с целью снижения потерь термолабильного целевого продукта.

Прямым методом получения оптимальных расхода острого пара и вакуума является минимизация удельных затрат на процесс выпаривания, включающих и потери целевого продукта лизина при условии поддержания концентрации сухих веществ в упаренной жидкости на заданном уровне. Однако, учитывая высокую стоимость лизина по сравнению с другими затратами,целесообразно проводить такой поиск по темпе ратуре выпаривания в первом выпарном аппарате.

В результате обработки результатов оптимизации получены алгоритмы определения расхода острого пара и вакуума

Р3= Ор71-0,0275(90- ф-о,З945.10 >(gp-Л) о

G,ë (ь1+ 2) Ъ Г э О GK%k

А= t. — — G

Ь ° Ьо

1 — — ) о K 3 где G„расход жидкости на входе выпарной установки, 4„ — расход острого пара, Р— вакуум на выходе выпарной

Э установки, ЪО,ЪЭ вЂ” концентрация сухих веществ на входе и выходе выпарной установки, 0 — температура жидкости на входе, К вЂ” средний коэффициент теплопередачи, а„, а<, aэ, Ь" коэффициенты.

На чертеже приведена схема реализации предлагаемого способа.

1037923

Составитель Т.Чулкова

Техред М. Коштура

Корректор1А.Ференц

Редактор С.Пекарь

Подписное

Заказ б081/4

Тираж б88

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Выпарная установка состоит иэ а*паратов 1-3.. Датчики 4,5 и б расхода соответственно температуры и плотности поступающей на упаривание жидкости, а также датчики 7,8 и 9 соответственно пара, вакуума и плотности упаренной жидкости соединены с вычислительным управляющим устройством 10, которое связано с регуляторами 11 и 12 расхода пара и вакуумаа.

Способ осуществляют следующим образом.

Сигналы от датчиков 4 - 9 поступают в вычислительное устройство 10.

Вычислительное устройство 10 по полученной информации в зависимости от заданной плотности упаренной жидкости определяет и выдает величину заданий регуляторами 11 и 12 расхода пара и вакуума, соответствующих минимальным потерям целевого продукта от термического разложения.

Экономическую эффективность составляет снижение потерь лизина на

10 0,5%, что дает возможность получить дополнительно 25 т лизина в год. Ожидаемый годовой экономический эффект .от максимального объема использования изобретения на 10 узлах выпарки

t5 составит 1 млн. 750 тыс. руб.