Способ автоматического управления процессом разваривания крахмалсодержащего сырья

Авторы патента:

C12C7/04 - получение или обработка затора

Изобретение относится к автоматическому управлению технологическим процессом гидротермической обработки (разваривания) крахмалсодержащего сырья при производстве спирта или кормов. Целью изобретения является экономия теплозатрат и уменьшение потерь сырья в процессе разваривания крахмалсодержащего сырья. Для этого определяют требуемый расход пара в контактную головку острого пара, используя сигнал, полученный в результате суммирования сигналов, характеризующих расходы муки и воды, причем этот сигнал предварительно преобразовывают путем фильтрования, интегрирования и усреднения за выбранное время и задержки на время, равное времени перемещения частиц массы от точки измерения расходов муки и воды до контактной головки острого пара. Способ позволяет уменьшить потери сырья на 1 - 2% и расход тепла на 3 - 5%. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А( (191 (11) л) 4 С 12 С 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4143424/30-13 (2? ) 06, 11.86 (46) 15.12.89. Бюл. М 46 (71) Всесоюзный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт автоматизации пищевой промышленности Научно-производственного объединения "Пищепромавтоматика" (72) М.Jl.ÌàíäåëüUjòåéí и В.И.Петруня (53) 663.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М !449574, кл. С 12 С 7/04, 1986. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ РАЗВАРИВАНИЯ КРАХМАЛСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ (57) Изобретение относится к автоматическому управлению технологическим процессом гидротермической обработки

Цель изобретения вЂ” экономия теплозатрат и уменьшение потерь сырья в процессе ра з вари ва ния крахмалсодер- . жащего сырья.

На чертеже представлена блок-схема, иллюстрирующая способ автоматического управления процессом разваривания крахмалсодержащего сырья.

Установка непрерывного разваривания крахмалсодержащего сырья состоит

2 (разваривания) крахмалсодержащего сырья при производстве спирта или кормов. Целью изобретения является эко.номия теплозатрат и уменьшение потерь сырья в процессе разваривания крахмалсодержащего сырья. Для этого определяют требуемый расход пара в контактную головку острого пара, используя сигнал, полученный в результате суммирования сигналов, характеризующих расходы муки и воды, причем этот сигнал предварительно преобразовывают путем фильтрования, интегрирования и усреднения за выбранное время и задержки на время, равное време" ни перемещения частиц массы от точки измерения расходов муки и воды до контактной головки острого пара. Способ позволяет уменьшить потери сырья на 1-2(, и расход тепла на 3-53. 1 ил. из агрегата 1 измельчения и сепарирования зерна, смесителя 2, контактной головки 3 вторичного пара (КГВП), промежуточного сборника 4, насоса 5 замеса, насоса 6 подваренной массы, контактной головки 7 острого пара (КГОП), трубчатого разварника 8, выдерживателя 9 и паросепаратора 10, Автоматическая система управления, реализующая данный способ управления процессом разваривания в установке, состоит из блока 11 суммирования сигналов расхода муки и воды, блока 12 фильтра, блока 13 интегрирования, блока 14 усреднения за заданное время, блока 15 задержки сигнала, вычис1528788 лительного блока 16, регулятора 17 расхода пара в КГОП, регулятора 18 температуры замеса после КГВП, датчика

19 расхода муки, датчика 20 расхода воды, 5 датчика 21 температуры замеса после

КГВП,датчика 22 температуры массы до

КГОП,датчика 23 температуры массы после

КГОП, датчика 24 расхода пара, испол". нительных устройств 25 и 26.

Датчики 19 и 20 расхода воды и муки соединены с сумматором 11, выход которого подан на вход цепочки блоков 12-15. Выход блока 15 задержки соединен с одним из входом вычислительного блока 16. Другие входы вычислительного блока 16 соединены с выходами датчиков 22 и 23 температуры до и после КГОП 7 и датчика 24 расхода пара КГОП 7. Кроме того, в вычисли --0 тельный блок 16 подана информация о

<Ъ1 заданном значении 8 температуры на к выходе из КГОП 7 и об энтальпии (теплосодержании) 1 острого пара. Выход вычислительного блока 16 соединен с 25 камерой задания регулятора 17 расхода острого пара в КГОП 7, на вход которого подан сигнал от датчика 24 расхода пара, а выход соединен с исполнительным устройством 25. Регулятор 1S температуры ма" ñû после КГВП; соединен с датчиком 21 температурь и исполнительным устройством 26, >оз воляющим отводить избыгок втор нного пара.

Способ осуще -.твляется следующим G6 5 разом.

Регулятор 13 в определенной степени стабилизирует температуру массы после КГВП 3, однако в тех случаях, когда из выдерживателя 9 и паросепаратора 10 выделяется недостаточно вторичного пара,.температуру массы после КГВП 3 стабилизировать не удается. Поэтому задачу стабилизации температуры разваривания должен решить регулятор 17, управляющий расходом острого пара в КГОП 7. Задание регулятору 17 расхода пара формируетcR вычислительным блоком 16 на основе расчета материального и теплового

50 баланса: материального баланса

F„=F „+V, теплового баланса

1 и СИ+ 1.= к кСхр

55 где FÄ F . вЂ” расходы массы на входе и на выходе КГОП 7 соответственно; расход острого пар„в

КГОП 7;

< „,8к - температура массы до и после КГОП 7 соответственно;

I - энтальпия (теплосодержание) острого пара;

С„,С„ - удельная теплоемкость массы до и после КГОП 7 соответственно.

Приняв для упрощения, что «есь пар

V в КГОП 7 конденсируется, à C„=C„=C можно считать, что

Г 9 С„= F>lÎ >l С+у г, ("3) где r вЂ” скрытая теплота парообразования (конденса ции ) пара, пода в, емого в КГОП 7 °

Из соотношений (2) и (3) следует, что вычисленный вычи-лительным блоком 16 сигнал задания »а расход пар=> в i

1 г в

Из формулы (4) следует, что необходимо располагать информацией о расходе F„>.àññû в КГОП 7. В случаях, когда расход F>l нельзя измерить непосредственно, его вычисляют следующим образом.

Сигнал . от да>чика 19 расхода и."ки и сигнал G от датчика 20 расхода воды суммируются в сумматоре 11, Суммарный си гнал, отражающий текущий расход замеса, фильтруется от высокочастотных составляющих в фильтре 12.

С выхода фильтра 12 сигнал

F, =9(Z+G) (5) последовательно поступает в цепочку блоков 13 вЂ” 15, в которых соответственно интегрируется и усредняется за выбранный интервал времени h t и задервЂ” живается на время с, равное времени перемещения частиц массы от точки измерения расходов муки и воды до КГОП 7, т.е. на входе вычислительногоблока 16 в каждый момент времени t имеется сигнал F» сформированный следующим образом: ()=(1- Г (q)g)) 1(t с) (6) н д о где вЂ” текущее время, 4 ь (t-6t, t), Сигнал F>, поданный в вычислительный блок 16, используется как приближенная оценка расхода F при вычисле1 1

И ниях задания V по формуле (4) .

Сигнал задания V подается в ре<У гулятор 17 расхода пара, в котором сравнивается с текущим расходом пара в результате чего вырабатывается

152878

45 управляющий сигнал, изменяющий положение исполнительного устройства 25.

Пусть количество образующего в паросепараторе 10 вторичного пара умень5 шилось настолько, что температура массы на выходе из КГВП 3 уменьшилась несмотря на то, что регулятор

18 температуры с помощью исполнительного устройства 26 полностью закрыл сброс вторичного пара. Тогда температура О „перед КГОП 7 уменьшится, т.е. произойдет недогрев массы, который приведет к потерям сырья. Недогрев массы в КГВП 3 компенсируется подачей дополнительного пара в КГОП 7.

Уменьшение 6 „ приводит в соответствии с формулой (4) к увеличению сигнала V задания на расход пара в

КГОП 7, При этом в вь,числительном 20 блоке 16 в качестве оценки величины расхода Г„ массы в КГОП 7 используется сигнал Г„, полученный (на основе измеренных значений расхода Z муки и расхода О воды) с помощью цепоч- 25 ки блоков 11-15, осуществляющих пре° образование сигналов в соответствии с формулами (5) и (6). Увеличенный (1 сигнал 1 задания на расход пара в КГОП 7 поступает в контур регулято- gp ра 17 расхода пара, разность между значениями V и измеренным датчиком (\

24 расхода текущим значением расхода V пара увеличивается, благодаря чему регулятор 17 расхода вырабаты35 вает управляющую команду на открытие исполнительного устройства 25; исполнительное устройство откроется и расход пара Л е КГОП 7 увеличится. Анало гично, но с обратными знаками, отра- 40 батывается возмущение в случае увеличенил температуры 0„, при этом расход

V пара в КГОП 7 уменьшается, чем предотвращаютсл излишние расходы пара, а также потери сырья от перевара.

Аналогично работает система и при возмущениях по расходу замеса или массы.

Этим обеспечивается существенное уменьшение расхода пара и потерь сырья (от недовара или перевара) при

6 осуществлении раэваривания крахмало . содержащего сырья

Данный способ значительно расширяет возможности экономного управления расходом пара в КГОП на основа" нии решения уравнений материального и теплового балансов. Благодаря этому уменьшается расход тепла на 3-5ь и потери сырья на 1-2ь, а также улучшается качество разваривания. формула изобретения

Способ а втоматичес кого упра вления процессом раз ва ри ва ни я крахмалсодержа щего сырья в уста новке, включающей агрегат измельчения и сепарирования, смеситель, две контактные головки, трубчатый разварник, выдерживатель, паросепаратор и насосы, предусматривающий измерение расходов муки и во" ды, с последующим их суммированием и преобразованием путем ф льтрования, усреднения и интегрирова я эа вы" бранный интервал времен и задержки на время, равное време перемещения частиц массы от точки мерения расходов муки и воды до .онтактной головки острого пара, с т л и ч а юшийся тем, что, с целью экономии теплозатрат и уменьшения потерь сырья в процессе разваривания, измеряют температуру массы до и после контактной головки острого пара, и расход подаваемого острого пара, формируют сигнал заданного значения расхода острого пара в зависимости от преобразованного сигнала расхода муки и воды с учетом значений температуры массы до и после контактной головки острого пара, расхода подаваемого острого пара, заданного значения температуры массы после контактной го-, ловки острого пара и энтальпии, и регулируют подачу острого пара в зависимости от сигнала, полученного в результате сравнения измеренного эначе" ния расхода подаваемого острого пара с заданным значением расхода острого пара.

1528780

Составитель А.Трошин

Техред Jl.Cåðäþêoâà Корректор Н.Король

Редактор И.Недолуженко

Заказ 7616/23

Тираж 501

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Носква, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101