Способ автоматического управления процессом очистки диффузионного сока

 

Использование: в производстве сахара. Сущность изобретения: измеряют рН датчиками 11, 14. 17 соответственно во II, II и IV камерах преддефекатора 1, задают распределение рН по ним и регулируют его изменением возврата продуктов первой сатурации через клапаны 13,16,19, измеряют рН в IV камере датчиком 20 и регулируют его изменением подачи известкового молока в нее через клапан 22, измеряют плотность диффузионного сока датчиком 9, определяют анализатором 7 содержание редуцирующих веществ и анализаторйм 8 доброкачественность диффузионного сока, измеряют датчиком 10 расход возврата, датчиками 26 и 27 соответственно плотность и расход известкового молока в аппарат 2 холодной дефекации, датчиком 33 рН первой сатурации и регулируют его изменением подачи газа через клапан 35 с учетом температуры сока перед горячей дефекацией, регулируют также подачу известкового молока через клапан 29 в аппарат 2 в зависимости от Сигнала с блока 36, определяемого с учетом сигналов с датчиков 9 и 26 плотности и анализатора 8 доброкачественности и датчика 33 рН первой сатурации В блоке 36 определяют продолжительность холодной дефекации с учетом сигналов с датчика 10 и анализаторов 7 и 8, которую используют для регулирования уровня и температуры сока перед горячей дефекацией. 1 ил (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С I3 0 3/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИАЕТЕЛ6СТВУ (21) 4931546/13 (22) 26.04.91 (46) 30.12.92. Бюл, М 48 (71) Грозненское научно-производственное объединение "Промавтоматика" (72) С,А. Овчарова, В.А, Мартынова, О.В.

Горбунов и Н.В. Твердохлебова (56) Авторское свидетельство СССР

N . 1341192, кл. С 13 О 3/06, 1987.

Авторское свидетельство СССР

N 1648982, кл. С 13 0 3/06, 1989. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОЧИСТКИ ДИФФУЗИОННОГО СОКА . (57).Использование: в производстве сахара.

Сущность изобретения: измеряют рН датчиками 11, 14; 17 соответственно во II, Ш и IV камерах преддефекатора 1, задают распределение рН по. ним и регулируют его изменением возврата продуктов первой сатурации через клапаны 13, 16, 19, измеряют рй в IV камере датчиком 20 и регулируют его изменением подачи йзвесткового моло5U 1784646 А1 ка в нее через клапан 22, измеряют плотность диффузионного сока датчиком 9, определяют анализатором 7 содержание редуцирующих веществ и анализатором 8 доброкачественность диффузионного сока, измеряют датчиком 10 расход возврата, датчиками 26 и 27 соответственно плотность и расход известкового молока в аппарат 2 холодной дефекации, датчиком 33 рН первой сатурации и регулируют его изменением подачи газа через клапан 35 с учетом температуры сока перед горячей дефекацией, регулируют также подачу известковога молока через клапан 29 в аппарат 2 в зависимостИ от сигнала с блока 36, определяемого с уче- том сигналов с датчиков 9 и 26 плотности и анализатора 8 доброкачественности и датчика 33 рН первой сатурации, В блоке 36 определяют продолжительность холодной дефекации с учетом сигналов с датчика 10 и анализаторов 7 и 8, которую используют для регулирования уровня и температуры сока перед. горячей дефекацией, 1 ил.

1784646

Изобретение относится к управлению сатурации, а также качественных показатепроцессом очистки диффузионного сока в лей поступающего диффузионного сока, изпроизводстве сахара, весткового молока и возврата сока первой

Известен способ автоматического уп- сатурации.. равления процессом очистки диффузионно- 5 Цель изобретения — повышение выхода го сока, предусматривающий сахара за счет улучшения эффективности регулйрбвание подачи известкового молока очистки. в"завий%оФт1г ot соотношения расходов Это достйгается тем, что в способе авдйффузионного"сбка и известкового молока томатического управления процессом, очии эегулирование подачй сатурационйого га- 10 стки диффузионного сока; включающем зй в зависимости от йзменения скорости преддефекацию в шестикаМерном аппарафильтрации от заданного значения, измере- те, холодную дефекацию, подогрев, горячую ние рН возврата сока первой сатурации и дефекацию и первую сатурацйю, предусрегулирование подачи возврата сока пер- матривающем Измерение уровня в аппаравой сатурации в зависимости от соотноше- 15 те холодной дефекации, определение ния расходов возврата сока первой - продолжительности холодной дефекации в сатурации и диффузионног co Vie,"-йри этом зависимости от расхода диффузионного сорегулирование подачи сатурацМИЗйого газа ка, регулирование уровня в аппарате холодосуществляют с учетом величины рН.: ной дефекации в зависимости от расхода

Недостатком этого способа является 20 сока и продолжительности холодной дефе- йизкое качество очистки за счет "гбго; что -..- кации, регулированиетемпературысокапе- регулирование подачи возврата сокаосуще- ред горячей дефекацией в зависимости от . ствляется без учета качества проведения расхода сока перед горячей дефекацией с процесса сатураций, à регулироваййе под- учетом продолжительности холодйой дефеачи сатурационного газа осуществляют беэ 25 кации путем изменения подачи пара в"подоучета качества диффузионного coi<à,: греватель, измеряют pH во второй, третьей

Известен другой способ автоматическо- . и четвертой камерах преддефекатора; задагоуправления процессомдефекации(очист- ют.расйределение рН rio ним и регулируют ки) . диффузионного сока, его изменением подачи возврата продуктов . предусматривающий измерение уровня в 30 первой сатурации в эти камеры, измеряют аппарате холодной дефекации, определе- рН в шестой камере и регулйруют его èçìå.ние продолжительности холодной дефека- некием подачи известкового".молока в"нее, ции в " зависимости от расхода измеряют плотность диффузионного. сока, диффузионного сока, регулирование уровня определяют доброкачественность и содерв аппарате холодной дефекацйи и регулиро- 35 жание редуцирующих веществ в нем, измеванйе температуры сока перед горячей де- ряют расход -возврата; плотность и расход .. фекацйей в зависимости от расхода сока с " известкового молока, подаваемого в аппаучетом продолжительности холодной дефе- рат холодной дефекации, рН сока первой кации путем изменения подачи пара во вто- сатурации,"а продолжительность холодной рой подогреватель, измерение вязкости 40 дефекации определяют с ó÷åòîì содержа сока перед дефекатором и концентрации ния редуцирующих веществ и доброкачест-" сахара в нем в стабилизацию температуры венности диффузионного сока и расхода .сока перед дефекатором путем изменения возврата, peryn pyeT расход известкового подачи пара. в первый подогреватель, при молока в аппарат холодной дефекации в за этом определение продолжительности хо- 45 висимости от плотности известкового мололодной дефекации осуществляют с учетом ка, плотности диффузионного сока и величины вязкости сока и концентрации са- массовой доли извести в молоке определяехара в нем, а регулирование"уровня"B аппа- . мой в зависимости от доброкачественности рате холодной дефекации осуществляют с дифсока и рассогласованйя измеренной и коррекцией в зависимости от продолжи- 50 заданной величины рН первой сатурации, тельности холодной дефекации. регулируют рН первой сатурации изменениЭтот способ по технической сущностй и ем подачи сатурационного газа с коррекдостигаемому положительному эффекту яв- цией по температуре сока горячей ляется наиболее близким к предлагаемому дефекации. и принят за прототип. 55 Известно, что необходимый уровень в

0m

Недостатком этого сйособа является аппарате холодной дефекации Н и темопт низкая эффективность очистки сока, приво- пература горячей дефекации t пропорцидящая к снижению выхода сахара, т.к. спо- ональны продолжительности соб не учитывает взаимного влияния т"" холодной дефекации,т,е,; параметров процессов дефекации и первой. 1784646 (1) (2) НОпт К ° Опт O4Tó ОПТ

Я

Где К7= — 02

4 р Нсат =p Нсат- 43H где К1 и К2 — масштабные коэффициенты, учитывающие объемы аппаратов холодной и горячей дефекации.. В свою очередь оптимальная продолжительность холодной дефекации т " зависит от расхода диффузионного сока Едс, поступающего на преддефекацию, его качества и качества возврата сока (суспензии) подаваемого во ll, Ill, IV.êàìåры преддефекатора. Качество диффузионного сока оценивается по соотношению содержания редуцирующих веществ(РВ) и доброкачественности (ДБ) сока, а в качестве возврата сока или суспензии косвенно оценивается пропорционально его коли. честву, поступающему в преддефикатор для поддержания технологического регламента распределения рН по камерам. Тогда z " можно определить по уравнению

Ф и д дБ + К4 F . (З) где Рдс — расход диффузионного сока;

F»3 — раСхсд ВОЗврата; . Р — содер>кение редуцирующих веществ в соке;

ДБ — доброкачественность диффузионного сока;

Кз — масштабный коэффициент усиле. ния;

К4 — коэффициент, учитывающий тип возвращаемого потока первой сатурации.

Из уравнений (1, 2, 3) определяем оптимальный уровень холодной дефекации НОп и оптимальную температуру горячей дефекации t ", которые являются заданием ре, гуляторам уровня.в аппарате холодной дефекации и температуры горячей дефекации.

H " =Кт(— Рдс - +Fao3) (4)

К4 с =К2(дРдс < +Foo3) ° (5)

К4 и

Оптимальный расход известкового молока FßÇE " определяем из материального баланса

Гизв " .ризв =%изв д/деф / дс (6) где риза плотность известкового молока; алеф — объем дифсока в аппарате холодной дефекации. определяемый иэ уравнения

5 где 0 — диаметр аппарата;

10 %g3g" — заданная массовая доля извести в известковом молоке; рдс — плотность диффузионного сока, Заданная массовая доля %зад. извести в известковом молоке по технологическому регламенту колеблется в широких пределах от 2,1 до 3,8% СаО из-за различного качества диффузионного сока, поступающего в аппарат холодной дефекации и возврата продуктов первой сатурации.

20 Корректирующим параметром подачи известкового молока является величина рассогласования между измеренным значением величины рН первой сатурации — рНсат и заданный значением — pHcaT

%изв =К5 ДБ+Кб(РНсат — РНсат), (7) где Кь, Ке — масштабные коэффициенты, - .

З0 Из уравнений (6) и (7) определяем оптимальный расход известкового молока в аппарат холодной дефекации о» 7 Ядс Нп» п ппд (8)

РИЗ В

40 Таким образом, измеряя плотность диффузионного сока, плотность известкового молока, величину рН первой сатурации, определяя по уравнению (4) оптимальный уровень НО"т в аппарате хо45 лодной дефекации; рассчитывают по уравнениям (7) и (8) оптимальный расход

ИЗВЕСТКОВОГО МОЛОКа Гизв, ЗНаЧЕНИЕ КОторого поступает в качестве задания на регулятор расхода.

Регулирование пбдачи сатурационного газа осуществляется по отклонению текущего рНсат и заданного значения рНсат в зад первом сатураторе, которое корректируют в зависимости от температуры поступающего сока.

1784646

20

30

45

50 где ф)Н=0,012(85 -Ттек), Т!. — BHBLI811 lя Темп ературы C01

Значе!1Ие рНсатзад является заданием регулятору рН в аппарате первому сатурации.

Поддержание заданного распределения рН по камерам преддефекатора осуществляется подачей возврата продуктов

- псрвой сатурации (сока, суспензии), во вторую, третью и четвертую камеры и подачей известкового молока в шестую камеру.

Таким образом, стабилизация заданного распределения рН по камерам преддефекатора подачей известкового молока и возврата, регулирования уровня в аппарате холодной дефекации температуры сока горячей дефекации в зависимости от расхода диффузионного сока, расхода возврата про дуктов первой сатурации, концентрации редуциру!ощих веществ в диффузионном соке, доброка I8cTB8! IIlocTI1 диффузио!!Ного сока, регугирование расхода известкового молока в аппарат холодной дефекации, от плот ностей диффузионного сока, известкового молока, уровня в аппарате холодной дефекации, массовой доли извести в известковом молоке, определяемой в зависимости от доброка !ественности диффузионного сока

И ВЕЛИТ!ИН! РаССОГЛаСОВапи!1 ЗаДаННОИ И ИЗмеренной величины рН первой сатурации, регуF!IIpop4íè8 рН в аппарате первой сатурации с коррекцией по температуре сока гор!1че!1 д(ефе1:ации, позволяет учитывать качество диффузионного сока, поступающего на процесс очистки, взаимное влияние технологических показателеЙ процессов преддефекации, холодной и горячей дефекации, первбй сатурации, что позволяет в свою очередь, увеличить эффективность очистки за счет оптимизации процесса очистки дйффузионного сока, улучшить качеств0 получаемого сатурированного сока за счет более полного извлечения редуцирующих веществ, адсорбции "несахаров, коагуляции белков. Все это в конечном итоге позволит увеличить выход сахара.

На черте>ке приведена система реализации способа.

Система, реализующая способ содер>кит преддефекатор 1, аппарат 2 холодной дефекации, подогреватель 3, аппарат 4 горячей дефекации, сатуратор 5, расходомер

6 Для измерения раcxоjlB Диффузионного сока, анализатор 7 содержания редуцирующих веществ в Iles, анализатор 8 доброка;ественности диффузионного сока, ПЛО П!ОМЕР "„,ДЛЯ ИЗМ8Р8НИЯ ПЛОТНОСТИ ДИффузионного сока, расходомер 10 для измерения расхода возврата продуктов первой сатурации, рН-метр 11 для измерения рН по

Il камере преддефекатора, соединенный через регулятор 12 с исполнительным механизмом 13 линии возврата сока во II камеру преддефекатора 1, рН-метр 14, соединенный через регулятор 15 с исполнительныМ механйзмом 16 на линии подачи возврата продуктов первой сатурации. в III камеру преддефекатора 1 и рН-метр 17, связанный через регулятор 18 с исполнйтельным механизмом 19 на линии подачи сока в И камеру преддефекатора 1. Система содержит также рН-метр 20 сока после преддефекатора 1, связанный через регулятор 21 с исполнительным механизмом 22 на линии подачи известкового молока в IV камеру преддефекатора 1, датчик 23 уровня в аппарате 2, соединенный через регулятор 24 с исполнительный механизмом 25 на линии подачи . сока в аппарат 2, плотномер 26, расходомер

27, установленные на линии подачи извест,кового молока в аппарат 2, регулятор 28, связанный с расходомером 27 и исполнительным механизмом 29 подачи известкового молока, датчик температуры 30 в подогревателе 3, соединенный через регу- . лятор 31 с исполнительным механизмом 32 подачи пара, рН-метр 33 первой сатурации, соединенный через регулятор 34 с исполнительным механизмом 35 на линии подачи сатурационного газа в аппарат 5, вычислительный блок 36, соединенный своими входами с датчиками 6, 9, 10, 26 и анализаторами 7 и 8, а выходами — с регуляторами 24, 28, 31, 34, Функции вычислительного блока 36 могут быть реализованы микропроцессорным комплексом контроля и.управления ГРАСмикро, выпускаемым

Грозненским НПО "Промавтоматика".

Система работает следующим образом.

Система стабилизирует заданное распределение рН во II, tll и И камерах преддефекатора 1 посредством регуляторов 12, 15, 18 подачей возврата через клапаны 13, 16 и 19 в соответствующие камеры и стабилизирует рН в И камере регулятором 21 подачей известкового молока через клапан

22, Уровень в аппарате 2 холодной дефекации регулируется регулятором 24 в зависи мости от рассогласования текущего значения уровня, измеренного датчиком 23 и оптимального значения определяемого в вычислительном блоке 36 по продол>кительности холодной дефекаци!и Н, вычисляемой по формуле (3), воздействуя на исполнигельный механизм 25.

Аналогично регулируется температура в подогревателе 3 регулятором 31 в зависимо1784646

5 необходимо увеличить уровень в аппарате

Аналогично в вычислительном блоке 36 рассчитывается по уравнению (5) оптимальная температура горячей дефекации to", 10 Сигнал to" поступает в качестве задания на регулятор температуры 31.

Значения to" выше текущего значения

15, ный механизм 32 увеличивает подачу пара, Например, при увеличении содержания

20 опт

25 считывается оптимальйый расход F»

Сигнал Ризд " поступает с выхода вычислирегулятор 28, При увеличении Но" и уменьшении до30 брокачественности ДБ диффузионного сока опт оптимальное значение Р» становится выше фактического значения сигнала расхо35

50 сти. от рассогласования текущего значения температуры, измеренного датчиком 30 и оптимального зйачения t ", определяемого в-вычислительном блоке 36 по продолжительности холодной дефекации, вычисляемой по формуле (3), воздействуя на исполнительный механизм 32.

В вычислительный блок 36 поступают сигналы от датчиков расхода 6 диффузионного сока, расхода 10 возврата, анализатора

7 содержания редуцирующих веществ, анализатора 8 доброкачественности диффузиoHHoI.Q сока плотномеров 9 диффузионного сока и 26 известкового молока, датчика 30 . температуры в подогревателе 3 и рН-метра.

33, установленного на выходе аппарата 5 первой сатурации. В блок 36 йредварительно вводятся вручную коэффициенты К1, К2, Кз И. К4

Вместе с тем в аппарате 2 холодной дефекации.регулируют регулятором 28 рас- . ход известкового молока по величине рассогласования текущего значения расхода. измеряемого датчиком 27, и оптимального значения Е»акоп определяемого В вычислительном блоке 36 по формулам (7) и (8), воздействуя на исполнительный механизм 29.

В вычислительный блок 36 предварительно вводятся коэффициенты К5, К6, К7.

Подача. сатурационного газа в сатуратор 5 регулируется регулятором 34.по величине рассогласования между текущим значением рН сока, измеряемым датчиком

33 и заданным значением рНс т, опреде ляемым в вычислительном блоке 36 по формуле (9), воздействуя на исполнительный механизм 35.

Изменение состава сырья, а именно снижение доброкачественности диффузионного сока и увеличение содержания реду - 40 цирующих веществ в нем, в системе управления, фиксируется анализаторами 7 и

8; При этом увеличивается количество воз= врата: для поддержания заданного распределения рН во li, I I I, IV камерах преддефекатора, Расход возврата продуктов первой сатурации измеряется расходо-. мером 10. Сигналы от датчиков поступают в вычислительный блок 36, По отношению (3) рассчитывается оптимальная продолжительность холодной дефекации, которая в данном случае увеличивается пропорционально поступающим возмущениям. Затем по отношению 4 рассчитываются оптимальный уровень в аппарате холодной дефека- 55 ции Н . Сигнал Н поступает из вычислительного блока 36 в качестве задания на регулятор уровня 24. При этом Н

ОПТ выше фактического значения уровня Н, который поступает от датчика 23, в этом случае исполнительный механизм 25 увеличивает подачу сока на холодную дефекацию. Например, при уменьшении доброкачественности (ДБ) диффузионного сока «а 2% холодной дефекации на 10% сигнала температуры t, который поступает от датчика 30, и в этом случае исполнительредуцирующих веществ на 0,2% необходимо увеличить температуру горячей дефекации нэ 3 С.

Дополнительно для определения оптимального расхода известкового молока в вычислительный блок 36 поступают сигналы от плотномеров 9 диффузионного сока 26 и известкового молока. По отношеник> (6) растельного блока 36 в качестве задания на да Г»o текущего, который поступает от датчика 27 в этом случае исполнительный механизм 29 увеличивает подачу известкового молока в аппарат 2 холодной дефекации, Например, при увеличении расчетного значения уровня Ноп на 10% необходимо увеличить расход известкового молока на

5-10% (в зависимости от соотношения плотностей).

При увеличении температуры горячей дефекации система корректирует задание на регулятор 34 рН сатурации, которое уменьшается на величину .гемпературной компенсации и в этом случае исполнительный механизм 35 уменьшает подачу сатурационного газа в аппарат 5 первой сатурации. Например, при увеличении температуры горячей дефекации на 3 С, необходимо комйенсировать рНсат на 0,1 ед.

Данный способ управления процессом очистки диффузионного сока по сравнению с известным дает воэможность вести эффективную очистку диффузионного сока и ри изменениях качества сырья, а именно снижения доброкачественности поступающего на очистку диффузионного сока и увеличения в нем содер>кания редуцирующих веществ, что в конечном итоге приведет к

1784646

Составитель В. Мартынова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор И. Шулла

Редактор

Заказ 4349 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5.Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 повышению выхода сахара на 0,03 к массе перерабатываемой свеклы, Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом очистки диффузионного сока, включающим преддефекацию в шестика-. мерном аппарате, холодную дефекацию, подогрев, горячую дефекацию и первую сатурацию, предусматривающий измерение уровня в аппарате холодной дефекации, определение продолжительности холодной дефекации в зависимости от расхода диффузионного сока, регулирование уровня в аппарате холодной дефекации и регулирование температуры сока перед горячей дефекацией в зависимости от расхода сока с учетом продолжительности холодной дефекации путем изменения подачи пара в подогреватель, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода сахара за

1 счет улучшения эффективности очистки, измеряют рН во второй, третьей и четвертой камерах преддефекатора, задают распределение рН по ним и регулируют его изменейием подачи возврата продуктов первой сатурации в эти камеры, измеряют рН после преддефекатора и регулируют его изменением подачи известкового молока в шестую камеру, измеряют плотность диффуэионнЬro сока, определяют доброкачественность и

5 содержание редуцирующих веществ в нем, расход возврата продуктов первой сатурации, плотность и расход известкового молока в аппарат холодной дефекации, рН первой сатурации, регулируют рН первой

10 сатурации изменением подачи сатурационного газа с учетом температуры сока перед горячей деформацией, регулируют расход известкового молока в аппарат холодной дефекации в зависимости от плотности изве- .

15 сткового молока, плотности диффузионного

- сока и массовой доли извести в молоке, оп:ределяемой с учетом доброкачественности диффузионного сока и.величины рассогласования между измеренной и заданной ве20 личинами рН первой сатурации, и определение продолжйтельности холодной дефекации осуществляют с учетом содержания редуцирующих веществ и доброкачест венности диффузионного сока и расхода

25 возврата продуктов первой сатурации.