Способ автоматического управления процессом экстракции сахара из свекловичной стружки в непрерывно действующем диффузионном аппарате и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к автоматизации экстрагирования сахара из свеклы в диффузионных аппаратах. Целью изобретения является улучшение качества диффузионного сока за счет поддержания оптимальной концентрации коллоидов в нем. В процессе экстракции сахара их свекловичной стружки определяют вязкость коллоидов в диффузионном соке, при превышении которой заданного значения корректируют температуру в диффузионном аппарате до получения оптимальной концентрации сахара в жоме, соответствующей вязкости коллоидов в диффузионном соке, что достигается включением в устройство датчика вязкости диффузионного сока, датчика температуры в аппарате, регуляторов температуры и исполнительного механизма на линии подачи пара в аппарат. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 13 0 3/10 опислния изовркткния

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPHTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4481110/30-13 (22) 08.09.88 (46) 15.07.90. Бюл. Р1 26 (71) Грозненское научно-производственное объединение "Промавтоматика" (72) С.A. Овчарова, О. В. Горбунов, С.Л. Хачатуров и В.А. Мартынова (53) 664 ° 1 ° 03 (088.8)

1 (56) Авторское свидетельство СССР

Ю 1129236, кл. С 13 D 03/10, 1982. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕ"

НИЯ ПРОЦЕССОМ ЭКСТРАКЦИИ САХАРА ИЗ

СВЕКЛОВИЧНОЙ СТРУИКИ В НЕПРЕРЫВНО

ДЕЙСТВУЮЦЕМ ДИФФУЗИОННОМ АППАРАТЕ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автоматизации экстрагирования сахара из

Изобретение относится к автоматизации экстрагирования сахара из свеклы в диффузионных аппаратах.

Целью изобретения является улучшение качества диффузионного сока путем поддержания оптимальной концентрации коллоидов в нем.

На чертеже изображено устройство автоматического управления процессом экстракции сахара из свекловичной стружки.

Устройство содержит диффузионный аппарат 1, свеклореэку 2, расходомер

3 свекловичной стружки, установленный на линии подачи свекловичной

BU 1НЯ2й) А 1

2 свеклы в диффузионных аппаратах. Целью изобретения является улучшение качества диффузионного сока за счет поддержа ния оптимал ьной концентра ции коллоидов в нем. В процессе э кстра кции сахара из свекловичной стружки, определяют вязкость коллоидов в диффузионном соке, при превышении которой заданного значения корректируют температуру в диффузионном аппарате до получения оптимальной концентрации сахара в жоме, соответствующей вя э кости коллоидов в диффузионном соке, что достигается включением в устройст во датчика вязкости диффузионного сока, датчика температуры в аппарате, регуляторов температуры и исполнительного механизма на линии подачи пара в аппарат. 2 с.п. Ф-лы, 1 ил.. стружки в диффузионный аппарат расходомер 4 экстрагента, блок 5 соотношения, связанный с расходомерами 3,4 и регулятором 6 подачи экстрагента, соединенным с исполнительным механиз. мом 7 на линии подачи экстрагента в аппарат 1, датчик 8 температуры в аппарате, соеди ненный через р ег уля « тор 9 температуры с исполнительным механизмом 10 на линии подачи пара в аппарат, концентратомер 11 сахара в стружке, концентратомер 12 сахара в диффузионном соке, концентратомер 13 сахара в жоме, датчик 14 вязкости диффузионного сока, соединенный с

1578200 первым сумматором 15, второй вхоц которого через первый блок 16 умножения соединен с концентратором 12, а выход - с вторым блоком 17 сравнения

Э и первым реле 18, соединенным с первым входом вычислительного устройства

l9 второй, третий и четвертый входы последнего соединены соответственно с концентраторами 11-13.

Выход вычислительного устройства

19 соединен с первым блоком 20 сравнения и через последовательно соединенные второе реле 21, второй сумма" тор 22, второй блок 23 умножения с регулятором 6 подачи экстрагента, а концентратомер 13 сахара в жоме свяoàн с вторым сумматором.

Выход второго блока 20 соединен с вторым реле 21 и с первым входом логического элемента 24 умножения, второй вход которого соединен с выходом второго блока 17 сравнения, а выход логического элемента 24 соединен через третье реле 25 с третьим блоком 26 2 умножения, связанным с регулятором 9 температуры в аппарате.

Устройство работает следующим образом, В установившемся режиме регулятор

6 подачи экстрагента управляет, воздействуя на исполнительный механизм 7, подачей экстрагента по соотношению расходов стружки и экстрагента с кор" рекцией flo рассогласованию оптимальной и измеренной концентрации сахара в жоме.Оптимальная концентрация сахара в жоме рассчитывается вычислительным устройством 19 с учетом измерен", ных значений концентрации сахара в диффузионном соке и стружке, поступа40 ющих соответственно от концентратомеров 12, 11, Регулят ор 9 упра вляет т емперат урой в аппарате, воздействуя на исполнительный механизм 10 подачи пара.

При изменении состава сырья, а именно при увеличении концентра ции сахара и коллоидов в стружке при неизменных технологических режимах, увеличивается их концентрация в диф- 50 фузионном соке, что приводит к повы" вению его вязкости.

Вязкость диффузионного сока (при постоянной температуре экстракции определяется основным компонентным 55 составом, а именно вязкостью питательной воды о, вязкостью перешедших в

Ф

p,èôôóçèîíHûé сок коллоидов 1" = К „ С, вязкостью, определяемой концентрацией сахара в соке,, = K С,, Ygc= « + Кп С э + К0 С с где К, К с - коэффи ци енты пропор циональности, t = const"

С вЂ” концентрация коллоидов

s диффузионном соке;

С - концентрация сахара в диффузионном соке, С = К Со где С - конце нтра ция коллоидов в стружке свеклы, К " постоянная, зависящая от ха" рактера (молекулярной массы) колл оид ных вещест в, В произ водст венных условиях вя зкость питательной воды можно считать величиной постоянной, поэтому, измеряя концентрацию сахара в диффузионном соке и его вязкость по расчетной вязкост и коллоидов в диффузионном соке к можно судить о концентрации коллоидов в диффузионном соке, которая, в свою очередь, обусловлена увеличе" нием концентра ции коллоидов в стружКеС.

Вязкость регистрируется датчиком 14. Сигнал поступает в первый сумматор 15, куда также поступает сигнал, преобразованный в первом блоке 16 умножения и пропорциональный концентрации сахара в дифсоке с с

= К С . Он характеризует ту часть общей вязкости диффузионного сока, которая получена за счет увеличения концентрации сахара в нем.

В первом сумматоре 15 определяется показатель вязкости диффузионного к сока за счет диффузии коллоидов с с

1 с 0 Bo втором 6RQKe 17 сра вне ни я пр ои з водится опера ция сра a" нения значения текущей вязкости диффузионного сока за счет диффузии коллоидов (> с граничным значением, к к

При f, >, второй блок 17 сравнения выдаег единичный сигнал и замыкает цепь первого реле 18 которое пропуск

1 кает сигнал ®от первого сумматора

15 на вход вычислительного устрои" ства 19.

В вычислительном устройстве 19 рассчитываются фактический коэффициент объекта по соотношению

ы c„, +са(к -.1) ср ф

Y - - — — 1g — " 1 — — — —— (dan-1 к с„

100 с ех Р с e 00 где р

С1с у „, 78200 6

При этом на выходе логического элемента 24 умножения формируется единич ный сигнал, который замыкает третье реле 25, и на вход третьего блока 26 умножения поступает после первого к сумматора 15 сигнал о, где он масштабируется по соотношению t опт

= K>,. Сигнал t в качестве задак опт ния по температуре поступает на регулятор 9 температуры. Регулятор 9 уста на вли вает значение t измене" опт нием подачи пара исполнительным меха" низмом. При увеличении вязкости диф15 фузионного сока за счет коллоидов к к

У когда 0 Z расчетное оптимальное значение ниже фактического значения температуры, установленной ранее в аппарате. В этом случае подачу пара необходимо уменьшать.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство позволяют более точно устанавливать oròèìàëüíóþ температуру диффузии и оптимальное со" отношение экстрагент-стружка при воз25 мущениях по составу сырья, которые позволяют исключить процесс пептизации протеина и улучшить свойства диффузионного сока. При этом необходимую

30 ст епень диффузии несаха р ов можно достичь при меньшей средней температуре диффузии. В результате уменьшения концентрации коллоидов в диффузионном соке улучшается качество сока, а зна" чит, увеличи вается выход сахара на

0,023 к массе свеклы, за счет улучшения услови и работы обор удова ния и осле" дующих стадий сахарного производства сокоочистки и выпаривания снижаются расходы электроэнергии на процессы диффузии и выпаривания.

К„К, К о — масштабные коэффициенты юпт

t и сигнал К п,поступает в качестве задания регулятору 6 годачи экстрагента. рпт. гр

При Сх Сж сигнал также поступает на второй вход логического элемента

24 умножения, на первый вход которого к при $,„< f, та кже поступает сиг нал "1".

1 — длина стружки; с - продолжительность процесса;

D " фактический коэффициент диффузии, А - коэффициент;

C » - концентрация сахара в стружке, оптимальный коэффициент объекта и о соот ноше ни ю к

Kg 3 jc ) где „, — оптимальная температура дифф узии, К - масштабный коэффициент, и оптимальная температура диффузии по соотношению где Оопт - коэффициент диффузии;

1 и c — константы.

На основании информации о фактическом и оптимальном коэффициентах объекта в вычислительном устройстве

19 рассчитывается также оптимальная концентра ция сахара в жоме С, по

onr сост ношению юпт Der

С,„= С р (К» + К (У "У ))

Си г нал с выхода вычислит ел ь ног о уст ройст ва 19 поступает на вход пер вого блока 20 сравнения, где происходит опт rp rP сравнение С и С,„(С - граничная концентрация сахара в жоме) . опт г >

При С С первый блок 20 сравнения выдает нулевой сигнал на вт орое реле 21 и логический элемент 24 умножения, кот ор ый ра змы ка ет т р ет ье реле 25, и корректировка оежима не юпт го производится. При С,„с С на второе реле 21 поступает сигнал "1" и замыкает цепь. В этом случае с выхода вычислительного устройства 19 постуопт пает сигнал С на второй сумматор 22, куда также поступает сигнал с концентратомера 13 о фактической концентрации сахара в жоме С,к. В сумматоре

22 производится оасчет юпт юпт

ДC„=- C - С„, юпт и си г нал Ь С,„пост упа ет во второй блок 23 умножения, где он масштабируется по соотношению, рпт 0m р" не Кьс(Сж C ж ), гдеe(z - оптимальное соотношение вода стружка, Формула и зобрет ения

1. Способ автоматического управления процессом экстракции сахара из с ве клович ной ст ружки в непрер ывно действующем диффузионном аппарате, предусматривающий измечение подачи экстрагента по соотношению расходов свекловичной стружки и экстракта с учетом величины рассогласования между измеренчой и оптимальной концентрациями сахара в жоме, рассчитываемой по концентрации сахара в диф" фузионном соке и свекловичной стружке,отличающийся тем,что, с целью повышения качества диффузион1 578200 ного сока за счет поддержания опти мальной концентрации коллоидов в нем, измеряют температуру в аппарате и регулируют ее изменением подачи пара, измеряют вязкость диффузионного сока, определяют по ней и концентрации саХара в диффузионном соке вязкость коЛлоидов, при этом при. превышении поЛученным зНачением вязкости колло- щ идов заданного граничного значения корректируют температуру до тех пор, пока оптимальная концентрация сахара в жоме не превысит верхнего задан" ного значения, причем расчетные зна- 15 чения оптимальной концентрации сахара в жоме корректируют в зависимости от вязкости коллоидов в диффузионном соке.

2. Устройство для автоматического 20 управления процессом экстракции сахара из свекловичной стружки в непрерывно действующем диффузионном anna" рате, включающее расходомер свекло" .вичной стружки, установленный на линии подачи свекловичной стружки в диффузионный аппарат, расходомер экстра" гента, блок соотношения, соединенный с расходомерами свекловичной стружки и экстрагента и с регулятором подачи 30 экстрагента, соединенным с исполнительным механизмом на линии подачи эКстрагента в аппарат,, концентратомеры сахара в свекловичной стружке, диффузионном соке и жоме, соединен" ные с входом вычислительного устройства, выход которого соединен с первым блоком сравнения, о т л и ч а ю1 щ е е с я тем, что, с целью повышения качества диффузионного сока за счет поддержания оптимальной концентрации коллоидов в нем, оно снабжено логическим элементом умножения, вторым блоком сравнения, двумя сумматорами, тремя блоками умножения, тремя реле, датчиком вязкости диффузионного сока и последовательно соединенными датчиком температуры в аппарате, регулятором температуры и исполнительного механизма на линии подачи пара в аппарат, при этом датчик вязкости диффузионного сока подключен к концентратомеру сахара в диффузионном соке и к одному из входов первого суммато" ра, второй вход которого связан с первым блоком умножения, соединенным с концентратомером сахара в диффузионном соке, а выход - с вторым блоком сравнения, первым реле и через третье реле с третьим блоком умножения, соединенным с регулятором температуры, второй блок сравнения подключен к логическому элементу умножения и первому реле, связанному с входом вычислительного устройства, выход которого подключен к второму реле, при этом первый блок сравнения связан с логическим элементом умножения и через последовательно соединенные второе реле, второй сумматор, второй блок умножения - с регулятором подачи экстрагента, концентратомер сахара в жоме связан с вторым сумматором, а логический элемент умножения - с третьим реле.! 578200

Составитель Д, 11еломов

Редактор А. Маковская Техред М,дидык Корректор Л. Бескид

Заказ 1892 Тираж 304 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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