Способ автоматического управления производством спирта из крахмалсодержащего сырья

 

< >75!828

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.12.77 (21) 2561226/28-13 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетс:;ь № 28 (45) Дата опубликования описания 3Д.07.80 (51) М.K. С|2 С 7 06

Государственнык комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 663.52 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. М. Клепиков и М. Л. Мандельштейн

Всесоюзный проектно-конструкторский и научно-исследовательский институт автоматизации пищевой промышленности (71) За,явитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОИЗВОДСТВОМ СПИРТА

ИЗ КРАХМАЛОСОДЕРЖАЩЕГО СЪ|РЪЯ

Изобретение относится к области автоматического управления технологическими процессами при производстве этилового спирта из крахмалосодержащего сырья, а более конюретно — к автоматическому,управлению головными участками спиртового производства.

Исходное сырье, последовательно проходя технологические участки, подвергается механическим, термическим и биохимическим воздействиям, превращающим содержащийся в сырье крахмал в сбраживаемые углеводы, при этом основное .внимание уделяется как количественной, так и качественной стороне производста. Количество введенного в производство крахмала определяет производительность завода по готовому продукту, а качество ведения процесса — величину необратимых потерь.

Известен способ управления головными участками, в соответствии с которым производительность головных участков устанавливают по расходу зерна и заданному в требуемом соотношении расходу воды, а соответствие между притоком продуктового потока на последующие участки и расходом из них поддерживается вручную остановом или пуском (в зависимости от ситуации) перекачивающих насосов, установленных на входе и выходе головных участков fl).

Недостатком способа является низкое качество управления.

5 Наиболее близок к изобретению пз известных способ автоматического управления производством спирта пз крахмалосодержащего сырья в установках, содержащих смеситель-предразварник, варочный аппарат, паросепаратор, осахариватель, пспарители, промежуточный сборник, насос замеса и сусловый насос, предусматривающий стабилизацию расхода зерна и воды, регулирование соотношения «зерно — вода»

15 и уровней в смесителе-предразварнике, в"..рочном аппарате, паросепараторе, осахарпвателе и промежуточном сборнике 12).

Недостатком этого способа является то, что возникает и интегрируется ошибка меж20 ду требуемым и действительно вводимым в производство крахмалом, что в конечном счете приводит к снижению эффективности работы последующих участков и завода в целом. Соответствие между притоком и от25 бором продуктового потока поддерживается путем регулирования уровней в емкостях и агрегатах воздействием на соответствующие стоки и притоки. Учитывая время регулирования и то, что емкости и агрегаты

З0 имеют разные объемы (от 5 до ЗО мз), 751828 время обработки полу. продукта (время преоывания в аппарате) при регламентируемых режимных параметрах не всегда выдерживается, что в конечном счете приводит к увеличению необратимых потерь и перерасходу энергоресурсов. Производительность перекачивающего насоса регулируется воздействием на исполнительное устройство, установленное на байпасирующем трубопроводе. Работа серийно выпускаемых исполнительных устройств (регулирующих клапанов) в силу специфических свойств среды (вязкость, адгезия, наличие дробины и других взвешенных частиц) неэффективна и качсство регулирования неудовлетворительно.

Целью изобретения является стабилизация производительности.

Поставленная цель достигается тем, что и известном спссобе автоматического управления производством спирта из крахмалосодержащего сырья в установках, содержащих смеситель-предразварник, варо«ный аппарат, паросепа ратор, осахаризатель, нспарители, промежуточный соорник, насос замеса и сусловый насос, предусматривающем стабилизацию расходов сырья и воды, регулнрованис соотношения «зерно — вода» и уровней в смесителе-предразварнике, заро«ном аппарате, паросепараторе, осахаривателе и промежуточном сборнике, определяют расход и крахмалистость замеса, по полученным данным определяют количество крахмала, вводимого на производство, сразнивают его с заданным и в зависимости от результата сравнения регулиру,от подачу крахмалосодержащего сырья и отбор осахаренного затора, при этом осу ществляют стабилизацию уровней в смесителе-предразварнике, варочном аппарате, паросепараторе, осахаривателе и промежуточном сборнике по стоку.

С целью устранения аварийных режимов осуществляют блокировку от переполнения смесителя-предразварника, варочного аппBipата, паросепаратора, осахаривателя и промежуточного сборника .воздействием на приток.

Кроме того, темп подачи крахмалосодержащего сырья н отбора осахаренного затора регулируют по сигналу рассогласования между текущим и заданным количеством крахмала, вводимого в производство, изменением числа оборотов перекачивающих насосов.

На чертеже изображена принципиальная схема установки для реализации пред лагаемого способа.

В установке по ходу технологического процесса на головных участках размещено соединенное последовательно следующее технологическое оборудование: смесительпредразварник 1; насос 2 подачи замеса; контактная головка 3; варочные колонны

4, 5; паросепапатоп б: испапителк 7 попnnk

I5

20 ) ° зо зз

65 ступени вакуум-охлаждения; осахариватель

8; испа!ритель 9 второй ступени вакуумохлаждения; сборник 10 массы после второй ступени вакуум-охлаждения; насос 11 осаха ренного затора, На входе в смесительчпредразварник 1 установлены датчики 12, 13 расходомеров зерна и воды. Выход датчика 12 соединен с входом преобразователя 14. Выход преобраз ователя 14 соединен с входами регуляторов 15, 1б. Выход регулятора 15 соединен с входом исполнительного устройства 17.

Выход датчика 13 соединен с входом регулятора 1б, выход которого соединен с входом исполнительного устройства 18. Выход датчика 19 соединен с входами регуляторов

20 и 21. Выход регулятора 20 соединен с входом селектора 22, Выход задатчика 23 соединен с входом селектора 24. Выход селектора 24 соединен с входом селектора 22, вых од которого соединен с входом регулятора 15. Выход регулятора 21 соединен с входом селектора 24. Выход датчика 25 соединен с входами функционального блока 2б и р "гулятора 1б. Выход датчика 27 саед нен с входом преобразователя 28. Выход преобразователя 28 соединен с входом функцио нального блока 2б, выход которого ,соединен с входами регулятора 29 и функционального блока 30. Выход регулятора 29 соединен с входом селектора 81, выход которого соедине« с входом прсобразователя

3 . Выход преобразователя 82 соединен с

39. входом исполнительного устройства 33. Выход датчика 84 соединен с входами регуляторов 35 и 8б. Выход регулятора 85 соединен с входом селектора 87, а выход регулятора 85 соединен с входом селектора 81.

Выход селектора 37 соединен с входом и"полнительного устройства 88. Выход датчика 89 соединен с входами регуляторов 40 и

41. Выход регулятора 40 соединен с входом селектора 42, а выход регулятора 41 соединен с входом селектора 87. Выход селектора 42 соединен с входом исполнительного устройства 48. Выход датчика 44 соединен с входами регуляторов 45 и 4б. Выход регулятора 45 соединен с входом селектора

47, а выход регулятора 4б — с входом селектора 42. Выход селектора 47 соединен с входом исполнительного устройства 48. Вьiхор датчика 49 соединен с входами регуляторов 50 и 51. Выход регулятора 50 соединен с входом преобразователя 52, а выход регулятора 51 с входом, селектора 47. Выход преобразователя 52 соединен с входом исполнительного устройства 58. Выход функционального блока 80 соединен .с входом регулятора 50.

Пример осуществления способа поясняется на описанной установке.

Регулятору 29 устанавливают задание по количеству крахмала. Сигналы от датчиков 25 и 27 поступают в функциональный

6 anv 96 тл

751828

03 3 ЕТ

«О

65 порцио!Bльный текущему значению количества кра .мала, поступающего в производство. путем вычисления произведения сигналов, пропорциональных расходу и кр3хмальности зачеса. Сформированный в функvHoHBëüHoì олоке сигнал поступает в качестве переменной в регулятор 29 и в качестве задания через функциональный блок

30 — в регулятор 50.

При Возникновении рассогласования з регуляторе 29, оольшего наперед заданной величины, например увеличении задания по количеству крахмала, выходной сигнал регулятора 29, проходя через селектор 81 и преобразователь 82, при помощи исполнительного устройства 88, представля?оше-,о собой призод с регулируемым числом оооротов. сочлененный с перекачивающим насосом 2, воздействием на расход замеса стабилизирует количество крахмала, поступающего в производство на заданном уровне. Рас:од замеса из смесителя-предразварника 1 увеличится, при этом уровень массы в смесителе-предразварнике 1 уменьшится.

Сигнал от датчика 19 уровня поступит в регулятор 20. Выходной сигнал регулятора 20 поступит з селектор 22, сравнивающий BHBчения двух сигналов (задания от задатчика

28 и уровня в смесителе-предразварнике 1), : далее В качестве задания — в регулятор

15, Выходной сигнал которого воздействие.1 на исполHèòåëьHое устройство 17 увеличит расход сырья. Сигналы от датчиков 12 и 18 поступят 3 регулятор соотношения 16, который воздействием на расход воды при помощи испо !HHTcльного устройства 18 стабилизирует заданную величину соотношения расходаз сырья и воды. Сигнал, пропорциональный текущему значению крахмаihнастп получаемого замеса, от датчика 25 поступит з:;ачестве корректирующего сигна. а з регi,7ятор соотношения 16, который зэздейcTç:!cм Н3 раcхад воды при помон..l исполнит?льного устройства 18 стабпл11зн— рует !4pBx .?аль??ость замеса н3 задана?Ом уровне. PBcxo.t. замеса с заданной крах мальностью увеличится и восстановит . Doвень в смесителе-предразварнике 1.

С выдержкой времени, необходимой продуктозаму потоку для прохождения через агрегаты 3 — 10, выходной сигна i фуn!12!. 10:.-альнога блока 30 (линия 33держкн), ?110т?арцпоn3,7üIEhlEI количеству к?рахчала, ..аступа;ап ем., 3 производства, в качеств:. "3да tltH поступит з регулятор 50, который зоздейстзи? м IB исполнительное уст зайстзо

58, представля:ощее собой привод с регулируе,I!i., ч 10.70,1 000ротов, сочлененный с и «.:;.ач: Вз а . Нм насосом 11, увеличит отбор

Оса грен. ?Ога 3:;! ор3 t3 бра?кение из сборника 10 массы гюс,7с второй ст "..=.-!и »я ..— "..;-Ох.72 1- .- .:;я. Стабилизап?!!n прод,17 тазагз па-.акз 3 последовательно расположе:- .".-.=".х па ..= ., .".:.те.7я-предразварникB 1 ем:.остяк;.:-.- . егBiах 8 — 10 осуществляют воздействием ..2 cOOT30Tcтзующие,стоки, а блокировку от возможных переполнений воздействием на саответстзуюц ие приток:t в направлении обратном ходу т?х?1ологи1?-ого процесса. При этом сигна.7ы от датч:I OB урОЗНя 84, 9, 44 ? 49 IOCTt IHT COOTHC.ственно в регуляторы 35, 40, 45 и 50 и через селекторы 87, 42, 47 и преобразователь

52 — на испоTH»Te.it Hite устройства 38, 43.

48 и 58, которы? увеличат отбор массы нз агрегатов 5, 6, 8 и 10.

В случае достижения массой крит:1ческого уровня в люао.,1 из агрегатов 5, б, 8, 10 (например в сборни е 10,после второй ст паHEI вакуум-охлажде?Ния) сигнал от .латч?1ка 49, превышающий задание, выставленное позициан;-:ому регулятору 51, поступи" в этот регулятор в качестве переменной. Позиционный выходной сигнал регулятора 51 поступит в селектор 47, который переключиг поступающее на исполнительное устройства

48 управляющее воздействие регулятора 45 на управляющее воздействие от позиционно. го регулятора 51 и прекратит поступление массы в сборник 10. Уровень в осахаривателе 8 понизится, и при достижении критического значения сигнал от датчика 44, презыШ21ОШИЙ ЗЫСТ2ЗЛЕННОЕ ПОЗИЦИОННОМУ РСГ лятору 46 заданп?, .—.ризе"?т к срабатыз пи?о регулятора 46. Селектор 42 коммутирует позиционный зыход регулятора 46 с Нсполнительны:; устрайс-.вам 48, которое преКРаща?Т ПОСТ П.7?ни? М2ССЫ 3 ОсакаР??Ватель 8.

При достн ксн:!n критического уровня з паросепаратаре 6 и зарачnû ко70HIBBê 4, 5

ОЛОКИРОВК2 OT ПЕ13ЕI.ОЛНЕННЯ OC ШЕСТВ,7Я? ся аналогичным образом. ПрEI достижен?ги критического уразня з смесителе-предраззарнике 1 сигнал от датчика 19, превыша;ощ:?й выстазлен .-ае позипна ном, реги .лятору 21 задание. по-т:, п??т з зтО; регулятор з качестзе перем?нн011. Выходной спгна,". Позиционного регулятор2 1 пncòóïnT в с?лектор 24, 1 .Отopbl!t пе 7?клlÎ !:Iò п2нее поступаIoHT:1й в регу7ятар 15 чс»ез с?лектор 22 сн"нал на паз?1ц?юн ае упразляюше? заздейстзпе от регулятора 21. Р?г.лBTàð 1:;Iр?? 703!Огци исп0.7нительнага ст,"О! .?тза 1/ па,7:-IОСТЬ10 T P?14PBTEIT ПОД2ЧУ . Ь?РЬЯ. 2 РГГУ7 н.-.ор 16 саотношен1 я пр:; помо.цн исполнительного устройст —;. 18 прекратит подачу зады.

ОПИСВННЫ11 ПОР ст 70; ас-,"il? òв 1C 1..! Ч ча сооа 3Втом2тl?чсскага . Прявл?--1! я npon-!Dn:.. тельностью гn;IGвных у-.яс-.коз аб?Спсч::.1

1) HDCT П,I?t!: H" ;! D:.:.3:. г;СТ?!» Залянного .:Ол ?ч —:за крахмала ваз?1?йствнем ня

:-0c-.В (крахмя tnстас-.ь1 .. расход за ::; —, аоеспечиваются перераспределением расха;аз зерна и волы;

751828

2 ) c. т и о и л из а цl l ю п р Оду i» T0 во го л Ото к а с заданным количеством крахмала в емкосях и а грегатах воздействием на соо racт =-.— вующие стоки, при этом блокировка от возможныx переполнений обеспечивается::-.— 5 действ?lе»1 На соответствую?цие прито?»ч? направле?тип обратном ходу те .:-? О?Iог?i: ского процесса;

3) поддвржание заданного темпа по а:.:: сырья и отбора осахаренного затора (вре- ?О мени обработки полупродуктов) путе 1::?зменения числа оборотов регулируемых приводов перекачива?ощих насосов замеса осахаренного затора, при этом сигнал рассогласования между заданным л текушим значениями количества крахмала после смесителя задерживают на время, необход?имое потоку для .прохождения через емкости и агрегаты участков, и подают в качестве .задания на контур отбора осахаре: —:ного затора на брожение.

Использовние предлагаемого способа

Обеспечивает, по сравнению с существую?цими способами, следующие преимуп,е- 25 ства: повышение эффективности технологического процесса на головных участках за счет улучшения качества стабилизации про11звод?lтельности и О|перативной, реализации принятых решений; экономию энергоресурсов и уменьшение лотерь за счет .сокращения времени работы и неэффективных режимах;

35 оперативное управление головнь?ми участками как с местного щита, так и из центрального диспетчер ского пункЮ (ЦД1Ц по командам оператора ЦДП, либо управляющей вычислительной машиной в 40 супервизорном режиме, т. е. возможное-,ь использования в АСУ ТП.

Формула изобретения

1. Способ автоматического управлел::=: производством спирта из крахмалосодерж»цего сь рья в установках, содержа:ци: c»:.ситель-предразварчик, варочный аплара-., паросепаратор, осахариватель, испарител:1. промежуточный сборник, насос замеси сусловый насос, предусматриваюший с-;:билизаци?о расхода зерна и воды, регулирозание соотношения «зерно — вода» и урозней в смесителе-предразварнике, варочно., аппарате, паросепараторе, осахаривателе промежуточном сборнике, о т л и ч а ю.ц и и с я тем, что, с целью стабилизации производительности, определяют расход и крахмалистость замеса, ло полученным данным определяют количество крахмала, вводимого на произодство, сравнивают е1о с заданным:и в зависимости от результата сравнения регулируют подачу крахмалосодержащего сырья и отбор осахаренного затора, при этом осуществляют стабилизацию уровней в смесителе-?предразварнике, варочном аппарате, лароселараторе, осахаривателе и промежуточном сборнике по сток ..

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с,целью устранения аварийных режимов, осуществляют блокировку от переполнения смесителя-,предразварника, варочного ап парата, паросепаратора, осахаривателя и промежуточного сборника воздействием на приток.

Источники информации, лринятые зо внимание?лри экспертизе:

1. Райхер Я. Г. Основы автоматизации процессов спиртового и ликеро-водочного производства. М., «Пищевая промышленHoCTI », 1972, с. 271, 276, 281.

2. Авторское свидетельство по заявке

Хо 2435712/28-13, кл. С 12 С 7/06, 1976.

751828

7! зв Н Л З V 8 49 уу

Составитель Т. Коноплянникова

Редактор Н. Спиридонова Техред А. Камышникова Корректор И. Осиновская

Заказ 883/1008 Изд. № 399 Тираж 522 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»