Способ управления процессом уваривания сахарных утфелей

 

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к процессу уваривания сахарных утфелей. Цель изобретения - повышение производительности и сокращение энергозатрат. Способ осуществляют следующим образом. Измеряют уровень утфеля в вакуум-аппарате и содержание кристаллов сахара в утфеле, определяют коэффициент перенасыщения по температурной депрессии. Прогнозируют время достижения конечного значения уровня утфеля и время достижения заданного содержания кристаллов в утфеле при рассчитанных в текущий момент времени скоростях изменения уровня и содержания кристаллов. Управляют расходом поступающего сиропа и давлением греющего пара таким образом, чтобы при коэффициенте пересыщения 1,08-1,12 одновременно достигались предельный уровень утфеля в вакуум-аппарате и заданное содержание кристаллов в утфеле. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

15ц 4 С 13 F 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4253593/31-13 (22) 01.06.87 (46). 15.05,89. Бюл. Р 18 (7l) Московский технологический институт пищевой промьппленности (72) А.И.Сорокин, А.З .Морев, В.И.Тужилкин и А.Р,Сапронов(53) 663.1 (088.8) (56) Патент США Р 3899386, кл. С 13 F 1/02, 1975. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ .

УВАРИВАНИЯ САХАРНЫХ УТфЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к процессу уваривания сахарных утфелей, Цель изобретения — повышение производительности и сокращение энергозатрат. Способ осуществляют следуюИзобретение относится к сахарной промышленности, а именно к процессу уваривания сахарных утфелей.

Цель изобретения — повышение производительности и уменьшение энергозатрат.

На фиг. 1 представлена схема управления процессом уваривания сагарных утфелей в вакуум-аппарате; на фиг. 2 — графическая интерпретация нахождения разности между временем достижения конечного уровня утфеля в вакуум-аппарате и временем достижения заданного содержания кристаллов сахара в утфеле.

В вакуум-аппарате 1 с помощью дифманометра 2, датчика 3 уровнемера, термосопротивления 4, датчика 5

„.SU, 479521 щим образом. Измеряют уровень утфеля в вакуум-аппарате и содержание кристаллов сахара в утфеле, определяют коэффициент пересыщения по температурной депрессии. Прогнозируют время достижения конечного значения уровня утфеля и время достижения заданного содержания кристаллов в утфеле при рассчитанных в текущий момент времени скоростях изменения уровня и содержания кристаллов.Управляют расходом постунающего сиропа и давлением греющего пара таким образом, чтобы при коэффициенте пересыщения 1,08 — 1,12 одновременно достигались предельный уровень утЩ феля в вакуум-аппарате и заданное содержание кристаллов в ут@еле, 2 ил, содержания кристаллов измеряют соотв етств енно раз ряжение, уровень утфеля, температуру утфеля и содержание кристаллов в утфеле. Сигналы от дат чиков передаются на преобразователи

6 — 9 и затем на аналого-цифровой вход микроЭВМ 10, где происходит их обработка в соответствии с заданным алгоритмом. Выходными сигналами микроЭВМ являются сигналы, задающие изменение расхода сиропа и давления греющего пара. Они поступают на исполнительные механизмы 11 и 12, которые, изменяя положение регулирующих органов, определяют расход сиропа и давление греющего пара, Способ осуществляют следующим образом.

1479521

С заданным шагом ДС производят измерения уровня утфеля в вакуум-аппарате, содержание кристаллов в утфеле, температуру утфеля и разряжение в вакуум-аппарате. По результатам двух после.— довательных измерений для времени

С- Ь t u t рассчитывают скорость измене„ ния уровня в вакуум-аппарате (фиг. 2) н, — нь, 10

Н Д и скорость изменения содержания кристаллов сахара в утфеле

Ки — К -л к 15 д+ где Д t — заданный шаг;

t — текущее время;

H - уровень утфеля в вакуумаппарате;

К вЂ” содержание кристаллов саP хара в утфеле;

Чн - скорость изменения уровня утфеля в вакуум-аппарате; „ — скорость изменения содерК жания кристаллов сахара в утфеле.

Опред т раз цу ме ду задан- "ным содержанием кристаллов в утфеле и текущим значением содержания кристаллов в утфеле 30

ДКр и разницу между конечным и текущим значениями уровня утфеля в вакуум. аппарате 35

dH4 = Н„„- Ht.

Рассчитывают время достижения конечного уровня утфеля и время достижения заданного содержания крис- 40

TcUIJIoB при рассчитанных в текущий момент времени скоростях измерения этих параметров

Дн

VH

1,08 - П, если П<Пн, 1,12 — П, если П ) Пв, П =

О, если П„ П П тем уменьшения расхода сиропа и давления греющего пара.

Если разность отрицательна, то время, необходимое для достижения полного объема вакуум-аппарата, больше, чем время достижения заданного содержания кристаллов, и необходимо увеличение скорости изменения уровня утфеля в вакуум-аппарате. Это достигается путем увеличения расхода сиропа и давления греющего пара.

По значению разряжения в вакуумаппарате рассчитывают температуру кипения чистой воды:

T ê = 21966 (1g P+5 8882

Ь где Т вЂ” температура кипения чистои к воды при данном разряжении в вакуум-аппарате;

P — разрежение в вакуум-аппарате.

Определяют разность между температурой утфеля и температурой кипения чистой воды в т = т„— т„.

Определяют значение коэффициента пересьпцения межкристального раствора, соответствующее этой разности.

При коэффициенте пересьпцения П от

1,08 до 1,12 он не влияет на процесс управления увариванием сахарных утфелей, а при выходе за указанные пределы необходимо так определить расход сиропа Ч, и давление греющего пара Р» чтобы вернуть коэффициент пересыщения в заданный диапазон. Для этого .определяют отклонение коэффициента пересыщения от пределов диапазона л ЬКп

Ь

VKp

Л л Л.

Дь о

Определяют разницу между ними

Если разность положительная, то при достижении полного объема ваку" ум-аппарата не достигнуто заданное содержание кристаллов. Чтобы избежать этого, необходимо уменьшение скорости изменения уровня утфеля в вакуум-аппарате. Это достигается пуИзменения расхода сиропа к давления греющего пара определяют по уравн.ениям

dQ, = — K<,До — KàdII;

dP = — К g c — К ЬП. р 4

Полученные значения расхода сиропа и давления греющего пара передаются на исполнительные механизмы для управления.

Пример 1, В момент времени

50 мин измеряют значения парамет14795 рон: уровень утфеля н вакуум-аппарате H = 1,903 м, процентное содержание кристаллов сахара н утфеле

К = 4, температуру утфеля Ти

5

68,3 r, разряжение в вакуум-аппарате P = 0,8 10 Па. Через промежуток

5 времени t = 5 мин определяют новые значения параметров: H> = 1,915 м;

Ку = 5 ; Т = 68,3 С; Р = 08 10 Па. )О

Определяют скорость изменения параметров

= 0,003 м

К вЂ” К< - Д С

Д<.

5-4

= О 2 %/мин

Ьс = 92 — 93 = -t

25 Определяют коэффициент пересыщения: П = l 09. Следовательно, ДП О.

Затем определяют расход сиропа и давл ение г реющего п ар а:

Пример 3, В момент времени

35 — 150 мин измеряют значения пара97 м Ку 363 — 70,1 r,; Р = 0,8.10 Па. Через промежуток нремени dt = 5 мин определяют новые значения параметров л ДН+ 0 617 а

VHg 0,003

= 205,7 мин;

8,5 ;

101 Па;

38 5-36

А

5 л О 12

40 мин;

55 ОФООЗ

16 5

c, =- — — =33мин

0,5

Ы= 33 - 40 = -7.

Н - Н. 1,915-1,903

dt t— ——

Определяют разницу между конечными и текущими значениями параметров:

Н<,он H = 2,532 — 1,915 =

0,617 м; Д Кр = Kp — К

Зад

55 — 5 = 50 .

Рассчитывают время достижения конечного уровня и время достижения заданного содержания кристаллов при рассчитанных в текущий момент времени скоростях изменения этих парамет.ров

АКру

<.й = — -- — = — — — = 250 мин;

2 УК 0

Определяют разницу между ними

d< = < — < = 250 — 205 7

= 44,3.

Определяют коэффициент пересыщения: Л = 1,12. Следовательно, ДП = О, После этого определяют расход сиропа и давление греющего пара

Дйс = — K<Ь<, —.K дП = — l ° 44 +

+ О = -44,3 кг/мин др« = — К д<. К4ДП

= -0,003 ° 44,3 = -0,1329 ° 10 Па

Пример 2. В момент времени

100 мин измеряют значения пара21 6 метров Н = 2,203 м; К 16,2 °

Т .= 69 С; Р = 0,8 1 1 Па. Че ез промежуток времени gt 5 мин определяют новые значения параметров

Н = 2,22 м; К = 18,2Х °

Т, = 69,1 С; P = 0 8 10 Па

2 22 - 2 203

УН а .а

Ж

= 0,0033 м/мин;

18 2-16 2 Кр = — — — — — = О 4<,"/мин

Э У

ЙН = 2 ° 532 — 2,22 0,312 м; д Кр = 55 — 18 ° 2 = 36,8 .; л О 312

= --- - — — = 93 мин;

0 О

033 л 36 8

= 92 мин;

Д Ц = -1 (-1) - 0 = --I кг/мин; (-1 )

0,003 10 Па.

Н = 2,412 м; Кр = 3

Т = 70,2 С; Р = 0,8

2 412 2т397 Нс

0 003 M/ìèH VK

Га

= 0,5Ж/мин;

ЬН = 2,532 — 2,412 = 0,12 м;

b.Êp = 55 — 38,5 = 16,5 ;

1 479521

Определяют коэффициент пересыщения: П 1,06. Отклонение коэффициента пересыщения от нижнего предела диапазона составляет П = 1,08

1,06 = 0,02 с учетом этого отклонения определяем расход сиропа и давление греющего пара: ц, = -! (-7) — 700 0,02

21 кг/мин;

KP -0,003 ° (-7) — 2,1 0,02

П

= 0,063 ° 10 Па.

Использование предлагаемого способа по сравнению с известным позволяет сократить время уваривания эа счет одновременного достижения полного объема вакуум-аппарата и заданного содержания кристаллов на

10 - 15K, сократить потери сахара от термического разложения за счет уменьшения времени уваривания на

0,0! - 0,02_#_; уменьшить цветность получаемых кристаллов за счет уменьшения времени уваривания; сократить энергозатраты эа счет соответствия скорости испарения воды скорости кристаллизации сахара.

Формул а изобретения

Способ управления процессом ува5 ривания сахарных утфелей, заключающийся в измерении уровня утфеля в вакуум-аппарате, определении коэффициента пересыщения по температурной депрессии и регулировании давления греющего пара и расхода сиропа, о тличающийс ятем,что,с целью повышения производительности и сокращения энергозатрат, измеряют содержание кристаллов сахара в утфеле, рассчитывают время достижения конечного уровня утфеля в вакуум-аппарате и заданного содержания кристаллов сахара в утфеле по скоростям изменения уровня утфеля и содержания кристаллов, вычисляют разности между ними, а регулирование давления греющего пара и расхода сиропа проводят при коэффициенте пересыщения от

1,08 до 1,1 2 в зависимости от вычис25 ленной разности между временем достижения конечного уровня утфеля в вакуум-аппарате и временем достижения заданного содержания кристаллов в угфеле.

1479521

Нноц

Составитель В.Новиков

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Черни

Редактор М.Недолуженко

Заказ 2506/26 Тираж 313 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, X-35, Paymcxasr наб., д. 4/5

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