Способ управления процессом предварительной многоступенчатой дистилляции масличных мисцелл

 

Изобретение относится к автоматическому управлению выпарных установок. Целью изобретения является повышение качества сгущаемого раствора и уменьшение потерь продукта. Способ предусматривает регулирование производительности 1-го корпуса по заданной производительности выпарной установки и определение требуемой концентрации упаренного раствора после 1-го корпуса с учетом расхода раствора после 1-го корпуса, а также коррекцию температурного режима 1-го корпуса, определяющего интенсивность потерь в выпарной установке, при опасности достижения потерями от термического разложения сахара и нарастания цветности предельно допустимых значений. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С l l В 1!10

3

:Ч 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4299956/28-13 (22) 21,08.87 (46) 15.03.90. Бюл, № 10 (71) Всесоюзный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт автоматизации пищевой промьппленности (72) Я,М. Лесов, В.В. Ключкин, Е.В. Ананьева и А,Ф, Залетнев (53) 663.1 (088.8) (56) Масложировая промьпппенность, 1968, № 5, с. 14-17. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ПРЕДВАРИТЕЛЪНОЙ МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ

ДИСТИЛЛЯЦИИ МАСЛИЧНЫХ МИСЦЕЛЛ (57,) Изобретение относится к. автома»

Изобретение относится к способам управления предварительной многоступенчатой дистилляцией и может быть использовано в масложировой отрасли пищевой промьппленности при производ- стве растительного масла из маслич. ных семян способом экстракции, Цель изобретения — упрощение способа, сокращение расхода греющего пара и повышение качества масла, На чертеже представлена схема установки, реализующей предлагаемый способ.

Установка содержит предварительные дистилляторы 1,2...,N, контуры автоматического поддержания заданной концентрации мисцеллы, включающие.80» 1549 90 А1

2 пическому управлению выпарных установок. Целью изобретения является повьппение качества сгущаемого раствора и уменьшение потерь продукта. Способ предусматривает регулирование производительности 1-го корпуса по заданной производительности выпарной установки и определение требуемой концентрации упаренного раствора после 1-го корпуса с учетом расхода раствора . после 1-ro корпуса, а также коррекцию .температурного режима. 1-го корпуса, определяющего интенсивность потерь в выпарной установке, при опасности достижения потерями от термического разложения сахара и на. растания цветности предельно допустимых значений. 1 ил. датчики 3 и 4 расходов греющего па ра, датчики 5 и 6 температуры паров растворителя в дистилляторе, клапаны 7 и 8 подачи греющего пара, регулирующий микропроцессорный,контрол-! лер 9 и датчики расхода 30, температуры 11 и концентрации 12 входной иисцеллы °

Способ осуществляется следующим образом.

Мисцелла поступает в дистиллятор

l,при этом измеряют расход, температуру, плотность мисцеллы, Унифицированные токовые сигналы, пропорциональные измеренным величинам, поступают на вход контроллера, в котором реализован алгоритм расче-

1549990 где Q r, Q - соответственно расход тепла на первую и вторую ступени, расход тепла на первой степени равен (Ь„С„+Ь„С, +G,С, + Ь G,С,)

L С Й х(Т1 - т,) + 6G?с, где Ь„, LC z - расходы масла и рас творителя в жидкой фаз е, L кмоль/ч;

С С - теплоемкость масла и о расTBорителя в жидкой фазе, кДж/кмоль; ., С вЂ” теплоемкость раствори-

С .С теля в паровой фазе, кДж/кмоль;

G — расход самоиспарившихо ся паров растворителя, кмоль/ч;

55 а оптимальной концентрации мисцел"

Лы на выходе из ступени, ее температуры и температуры паров растворителя на каждой из ступейей, L

Сигналы, пропорциональные полученным оптимальным значениям темпе-, ратур паров растворителя по ступенямх йередаются как задания в соответствующие контуры регулирования, Регулиро- 10 вание концентрации мисцеллы по косвенному параметру - температуре па1 ов растворителя — осуществляется

Следующим образом, Измеряются темпеатуры паров растворителя на первой

5) и второй (6).ступенях и в виде блоковых сигналов, пропорционально измеренным значениям, поступают в

rcoHTpoJIJIep> где сравниваются с рассчитанными оптимальными значениями температур паров растворителя. Микропроцессорный контроллер вырабатывает сигнал,.пропорциональный расфогласованию между фактическим и saданным значениями температур паров растворителя, который подается на управление регулирующими клапанами

Подачи греющего пава (7,8)

Для простоты пример производится для двухступенчатой дистилляции.

Определение оптимальной концентра30 ции Х на первой ступени осуществля( ется методом деления отрезка rro

Концентрации от Хо до Х на И частей. Для каждой из И частей определяется Q> по формулам: суммарный расход тепля на весь !

Процесс дистилляции 2

gG — расход паров рас,твори"

I теля, отпаренных на первой ступени, кмоль/ч, Т, Тт — температура мисцеллы на входе и выходе дистиллятора, К; л — удельная теплота испарения растворителя, кДж/кмоль.

Расход масла равен

Ро Xo y — давление в аппарате, Па — мольная доля i-ro ком"понента в паровой и жидкой фазах, моль/моль; — коэффициент активности

i-ro компонента; о

P, — давление насыщенных па1 ров чистого компонента, Па; температура в аппарав те, С.

Коэффициент. активности для раствора подсолнечное масло — экстракционный бензин- определяется из уравнения где Р „,х;

jf = ехр ((-982/Tj Х ) где Т вЂ” температура процесса, К.

Тогда расход паров, образовавшихся в процессе самоиспарения, равен

G0 L (1/Х о 1/Хо)°, Если мисцелла непрогрета, то расход Со равен нулю, а концентрация

Хо равна Kî

Расход паров, отпаренных на первой ступени, вавен где Р— расход мисцеллы íà I-þ ступень, кмоль/ч;

Хо — концентрация входной мисцеллы, моль/моль.

Расход растворителя в жидкой фазе равен Ь = Ь,„(1/Xz - 1), где Хфконцентрация мисцеллы после I-й сту-: пени.

Расход самоиспарившихся паров находится следующим образом.

Если мисцелла приходит в дистиллятор перегретой, то истинная конI центрация мисцеллы Х определяется о ее температурой и рассчитывается по уравнению парожидкостного равновесия.

PY . f Р (t)X.1 549990

Температура мисцеллы и паров растворителя определяется по abase приведенному уравнению парожидкостного равновесия.

Расход тепла на второй ступени равен (L C + Lc С + ДС С )"

x(Z - Т,) + Д6,, Расход растворителя в жидкой фаse равен

Lc = Ьм(1/Ха — 1), Расход паров, отпаренных на второй ступени, равен 20

Из множества значений Q выбираS ют минимальное с соотве1 ствующей концентрацией мисцеллы.

Температуры мисцеллы после дистилляции и паров растворителя, соответствующие оптимальной концентрации мисцеллы,находятся из уравнения парожидкостного равновесия.

Способ управления процессом предварительной многоступенчатой дистил-.

30 ляции масличных мисцелл, заключающийся в поддержании заданной концентрации мнсцеллы по ступеням регулированием одной из температур процесса дистилляции путем изменения подачи греющего пара, отличающийс я тем, что, с целью упрощения способа, сокращения расхода греющего пара и повипения качества масла, попдержание заданной концентрации

40 мисцеллы осуществляют регулированием температуры паров растворителя, а значение заданной концентрации оп ределяют по формуле

Так как по предлагаемому способу концентрация мисцеллы на выходе каждой ступени дистилляции не поддерживается постоянной и зависит от концентрации, температуры и расхода мисцеллы на входе в соответствующую ступень, то это не приводит к перегреву паров растворителя, что позволяет снизить расход греющего пара, снизить температуру дистилляции н,по.высить качество масла за счет недопущення его перегрева.

10 244 T o — 982Х о — 349 5356

То

Х = 1

1 где P — давление в аппарате;

Т, . — температура входной мисцеллы >

Ь а Ьм11/Х4 1/X2) Упростить реализацию сподобя позволяет тот факт, что в диапазоне от

20 до 70Х по экспериментальным данным изменение концентрации мисцеллы на 10Х соответствует изменению температуры паров растворителя на

5 С.

Проведена опытная проверка управ- . ления процессом предварительной многоступенчатой дистилляции масличных мисцелл предлагаемым способом.

Расход входной мисцеллы.изменяется от 14 до 24 м /ч; входные данные для 2 ступеней: Х = 27X- T 52 С о > о У

G = 26,0 м /ч.

В результате расчета получено, что концентрацию мисцеллы на I ступени необходимо поддерживать 8SX, Hà II ступени 87,2Х.Для этого температура паров растворителя на I ступени должна быть 100 С; íà II ступени 107ОС, что позволяет снизить удельные затраты тепла на 1 т масла, Формула изобретения

Х - концентрация входной мисо целлы, 1549990

Составитель С. Сушкина

Техред М.Ходанич

Корректор М. Максимишинец

Редактор Н, Киштулинец

Заказ 247 Тираж 363 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул, Гагарина, 101