Способ автоматического управления процессом выпаривания

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 801 О 37923 А В 27/О Ш В 01 В 1/30 ОПИСА АВТОРСКОМ И ИЗОБ ВИДЕТЕЛЬСТВУ овке пар ера ки оизводсттоматика" детельство ССС1/00, 1972.тельство СССР1/00, 1972.АТИЧЕСКОГОВЫПАРИВАНИЯ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Грозненское научновенное объединение "Пром(54)(57) СПОСОБ АВТОМУПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ сной выпарной устан ции расхода острого и от расхода и темп го раствора, концен веществ в нем и тре ации сухих веществ оре, отличаю о с целью снижения дукта за счет оптик упаривания, дополн т вакуум на выходе изменения подачи хл исимости от совокуп параметров,в многокорпу путем коррек в зависимост туры исходно рации сухих мой концентр ренном раств ся тем, чт целевого про ции процесса но регулирую новки путем "агента в зав ти указанных буе"в упащийпотерьиза- ительустаад- носИзобретение относится к способамавтоматического управления непрерывными технологическими процессами,в частности управления процессом выпаривания растворов, содержащих целевой продукт, например, при производстве. аминокислоты - лизина, и может быть примеНено в микробиологической, пищевой, химической и химикофармацевтической промышленности.Известен способ автоматического 10регулирования процесса выпариваниямногокомпонентных растворов, в котором подачу греющего пара корректируютпо плоскости и общей щелочностиисходного раствора, расход которого 15стабилизируют, а также стабилизируютвакуум регулированием температуры воды на выходе из конденсатора и изменением ее расхода и регулированием уровня конденсата в конденсаторе Г 1 1.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является способ автоматического управления процессом выпаривания путем коррекции расхода греющегопара в зависимости от концентрацииисходного раствора, температуры вгреющей камере аппарата, расхода итемпературы раствора в аппарате иконцентрации упаренного раствора 2 . 30Недостатком известного способаавтоматического управления процессом выпаривания является то, что онрассчитан на применение в условияхтемпературной стабильности целевых 35продуктов, т.е. целевой продукт неподвержен термическому разложению в диапазоне температур выпаривания.Однако существуют целевые продукты выпаривания, например лизин,которые подвержены разложению поддействием высокой температуры.Цель изобретения - снижениЕ потерь целевого продукта путем уменьшения термического разложения,Указанная цель достигается тем,что согласно способу автоматическогоуправления процессом выпаривания вмногокорпусной выпарной установкепутем коррекции расхода острого пара 50в зависимости от расхода и температуры исходного раствора, концентрациисухих веществ в нем и требуемой концентрации сухих веществ в упаренномрастворе дополнительно регулируют 55вакуум на выходе установки путем изменения подачи хладагента в зависимости от совокупности указанных параметров.60В результате определения оптимальных управлений по острому пару ивакууму достигается снижение температур выпаривания и в результате этого снижается скорость разложения 65 лизина и, следовательно, уменЬшаются его потери.Целевым продуктом в выпариваемойкультуральной жидкости в микробиологическом производстве лизина является аминокислота - лизин, подверженна терморазложению, поэтому поддержание на нижнем уровне температур выпаривания ведет к снижению потерь лизина.В общем случае снижение расходапара при соответствующем повышениивакуума ведет к снижению температурвыпаривания и уменьшению потерь лиэина. Однако чрезмерное увеличение вакуума создает перерасход хладагента,а соответствующее понижение температур на последних выпарных аппаратахвызывает увеличение вязкости упариваемой жидкости, снижение коэффициентов теплоотдачи и, следовательно,снижение эффективности их работы.В результате этого возрастает нагрузка на первые аппараты, возрастаетрасход острого пара, повышаются температуры выпаривания и потери лизина. Отсюда вытекает необходимостьоптимизации процесса с целью снижения потерь термолабильного целевого продукта.Прямым методом получения оптимальных расхода острого пара и вакуума является минимизация удельных затратна процесс выпаривания, включающихи потери целевого продукта лизинапри условии поддержания концентрациисухих веществ в упаренной жидкостина заданном уровне. Однако, учитываявысокую стоимость лизина по сравнению с другими затратами,целесообразно проводить такой поиск по температуре выпаривания в первом выпарномаппарате.В результате обработки результатовоптимизации получены алгоритмы определения расхода острого пара ивакуумаРз= 0,71-0,0275(90-3 ф,3945 10 3(90-Л)=сфИг) - - / фЭО 0 к"А =-- Сб, Ьо1 -- )о К к:к ЬЗгде 6 - расход жидкости на входевыпарной установки,С - расход острого пара,Р - вакуум на выходе выпарной3установки,0,Ъз - концентрация сухих веществна входе и выходе выпарнойустановки,10 - температура жидкости навходе,К - средний коэффициент теплопередачи,а,с,с,Ь" коэффициенты.На чертеже приведена схема реализации предлагаемого способа.1037923 Составитель Т.ЧулковаТехред М, Коштура Корректор 1 А.Ференц Редактор С,Пекарь Подписное Заказ б 081/4 тираж б 88ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Выпарная установка состоит иэ апаратов 1-3. Датчики 4,5 и б расхода соответственно температуры и плотности поступающей на упаривание жидкости, а также датчики 7,8 и 9 соответственно пара, вакуума и плотности упаренной жидкости соединены с вычислительным управляющим устройством 10, которое связано с регуляторами 11 и 12 расхода пара и вакуума.Способ осуществляют следующим образом.Сигналы от датчиков 4 - 9 поступают в вычислительное устройство 10. Вычислительное устройство 10 по полученной информации в зависимости от заданной плотности упаренной жидкости определяет и выдает величину заданий регуляторами 11 и 12 расхода пара и вакуума, соответствующих минимальным потерям целевого продукта от термического разложения,Экономическую эффективность составляет снижение потерь лизина на 10 0,5, что дает возможность получитьдополнительно 25 т лизина в год. Ожидаемый годовой экономический эффект .от максимального объема использования изобретения на 10 узлах выпарки составит 1 млн750 тыс. руб.