Способ автоматического управления процессом электрофильтрования сахаросодержащих растворов

 

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОФШ1ЫРОВАНИЯ САХАРСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ, предусматривающий регулирование величины напряжения на электродах, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки растворов , регулирование величины напряжения осу1дест1вляют в зависимости от заданного значения оптической плотности растворов при температуре в слое фильтрующего материала раствора в пределах 50-60 С. бымд ростбора ве, П Э К (Л ч «с .ф ел ь О5 4;

СО)ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

144 А

09) П)1

31 )) G 05 0 27/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ дилод рдстфю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3360552/28-)3

{22) 05.12.81 (46) 23.1).83. Бюл. В 43 (72) А.Б.Матвиенко, М.П.Купчик, И.Г.Бажал и Н.У.Фищук (71) Институт технической теплофиэики

АН Украинской l:CP (S3) 664.12.62-52(088.8 J (56) ). Авторское свидетельство СССР

Ф 735577, кл. G 05 0 27/00, 1980.

2. Гребенюк В.Д. Электгодиализ.

Киев, "Техника", 1976, с. 128-130. (54) {57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВАНИЯ САХАРСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ, предусматривающий регулирование величины напряжения на электродах, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки растворов, регулирование величины напряжения осуществляют в зависимости от заданного значения оптической плотности растворов при температуре в слое фильтрующего материала раствора в пределах 50-60"С.

1 10561

Изобретение относится к способам автоматического регулирования процессами очистки растворов, и может быть использовано например, в технологии сахарного производства для очистки высококонцентрированных сахарных растворов.

Известен способ автоматического регулирования электрофлотационного процесса очистки растворов путем из- Ip менения плотности тока на электродах в зависимости от заданной величины разности выходного значения рН очищенной воды и входного значения рН исходной сточной воды (1 ..

I5

Недостатком этого способа является то, что изменение рН сахарных растворов приводит к гидролизу сахарозы с образованием инвертного саха-. ра, снижению качества сахарного ра" створа и потерям сахара.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ автоматического управления процессом электродиализной очистки раст- 25 воров, предусматривающий регулирование величины напряжения на электродах в зависимости от изменения величины электропроводности раствора. При этом раствор очищается от содержащихся электролитов за счет их диали-! за через мембраны в камеры концентрирования (2 g.

К недостаткам известного способа относится также повышенный расход электроэнергии при повьпненной темпе35 ратуре, т.е. при 60"С, так как эффективность очистки растворов определяется напряженностью электрического поля в слое фильтрующего матери4Q ала, а не плотностью тока.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки растворов.

Поставленная цель достигается тем, что сргласно способу автоматического

45 управления процессом электрофильтрования сахарсодержащих растворов, предусматривающему регулировение величины напряжения на электродах, регулирование величины напряжения осуществляют в зависимости от заданного значения оптической плотности растворов при температуре в слое фильтрующего материала раствора в пределах

50-60 С.

На фиг. 1 представлена схема уста-55 новки, реализующей способ автоматического управления процессом электрофильтрования сахарсодержащих раство44 2 ров; на фиг. 2 — диаграмма, поясняющая способ.

Схема включает контур, состоящий из датчиков I и 2, измеряющих оптическую плотность исходного раствора (0 „) и очищенного (0 1 ) и сумматора

3, где эти величины сравниваются; контур, состоящий из датчика-преобразователя 4 температуры и системы ис- полнительного механизма 5-7. Работа исполнительного механизма также корректируется управляющим сигналом из сумматора 3 ° В результате исполнительный механизм регулирует подачу напряжения на электроды 8, что приводит к повышению эффекта очистки раствора.

Схема автоматического регулирования процесса электрофильтрования сахарных растворов работает следующим образом.

Для работы используют электродиализную ячейку, разделенную ионообменными мембранами 9. на три камеры

IO-12: анодную, среднюю (рабочую) и катодную. Электродами 8 служат графитовые, титановые или платиновые электроды. Через электродные камеры прокачивают с целью предупреждения газовой поляризации электродов 0,1н. раствора МаС1 со скоростью 0,030,05 м/с.

В среднюю камеру помещают слой фильтрующего материала . — керамзит, силикагель. или обожженную глину, что обеспечивает необходимую напряженность электрического поля и в связи с этим высокий эффект удаления цветных и коллоидных веществ из раствора, содержащего значительное количество электролита.

После начального набора фильтра сахарным раствором устанавливается оптимальная скорость фильтрации (0,5-1) 10 м/с, и на электроды подается напряжете постоянного тока. Количество удержанных цветных и коллоидных примесей контролируют по изменению оптической плотности раствора.

Исходный раствор с измеренной оптической плотностью на входе поступает в среднюю камеру с фильтрующим материалом, где происходит процесс очистки, в результате чего изменяется оптическая плотность на выходе.

Очистку осуществляют при 50-60 С.

Время пребывания раствора в слое фильтрующего материала составляет 0,51,5 ч.

10561

Расход электроэнергии на 1л.

Ток, А (средняя величина) О дктич. 0задмнн абс. ед. абс. ед. ффект чистки

Цветность очищенного раствора, абс. ед. оптической

Температура в слое фил трующего материала, С

Нанряжеиие на электродах, В (средияя величина) раствора, Х сиропа, кВтэ ч плотности

ЬЫХ

0,245

0,100

0,108

0,128

0,135

200

0,5

76,2

0,6

180

82,6

0,504 0,500

0,502 0,500

Оэ453 Оъ500

0,377 0,500

0,)06

0,108

О, 157

0,233

0,8

160

150

82,3

0,9

О, 168

74,3

140

1,2

6I,8

0,192

1,6

120

3

Величина фактической оптической плотности сравнивается с заданной.в сумматоре 3. Управляющий сигнал, возникающий при отклонении фактической оптической плотности от заданной, корректирует подачу напряжения на электроды 8. Но при этом из-за наличия электролита в растворе темпера\ тура в слое фильтрующего материала повышается и может превышать 60 С. 1в

Сигнал с датчика-преобразователя 4 температуры поступает на исполнительный механизм 5, который уменьшает подачу напряжения на электроды, пока электролиты, вызывающие разогрев сахарного раствора, не перейдут в анодиую и катодную камеры 10 и 12;

В электрическом поле протекают процессы коагуляции и удерживания цветных и коллоидных веществ на поверхности гранул фильтрующего слоя, а также происходит удаление электролитов иэ сахарного раствора в электродные камеры через ионообменные мембраны. 2S

В конце цикла работы электролитической ячейки, когда фактическая величина разности входного значения оптической плотности исходного раствора и выходного значения оптической плотности очищенного раствора боль44 4 ше заданной величины разности входного значения оптической плотности исходно1 о раствора, прекращают подачу раствора, снимают электрическое напряжение с электродов и дают в рабочую камеру воду. При этом осадок разрушается и выносится из межзернового пространства слоя потоком воды.

Затем цикл повторяется.

Пример. Через рабочую камеру электролитической ячейки, подключенной к схеме регулирования, размером

ll80:20 20 мм, загруженную керамзитом и отделенную от катодной и анодной камер соответственно ионообменными мембранами пропускают со ско-3 ростью около 0,8 10 м/с сироп из выпарки в течение 2 ч (оптнческая плотность 01,с„ сиРопа 0,61). На электроды подают постоянное напряжение в зависимости от заданной величины разности входного значения оптической плотности исходного раствора и выходного значения оптической плотности очищенного раствора по сравнению с фактической величиной этой разности. Опыты проводят при различной температуре в слое керамзита 20-80 С. Получают 2 л очищениоо

ro сиропа. Результаты опытов сведены в таблице.

0,365 0,500 59,8

0,145 0,465 0,500

N С

Составитель Г. Богачева

Редактор P.Öèöèêà Техред И.Метелева Корректор О.Тигор

° ю в »

Заказ 9304/40 Тираж 874 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиап ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 10561

Иэ таблицы видно, что наибольший эффект очистки наблюдается, когда подачу напряжения на электроды регулируют в зависимости от заданной величины разности входного значения 5 оптической плотности исходного раствора и выходного значения оптической плотности очищенного раствора при температуре в слое фильтрующего материала 50- 60 С.

Таким образом, предлагаемым способом повышается эффективность очистки растворов при регулировании напряжения в зависимости от разности оптических плотностей.