Способ управления процессом эмульгирования

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК О 27/ ТЕ ИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСКО логический инстий промыщленноСд ЬЭ С Ф ОО че ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 9" 6534, кл. С 09 Э 3/26, О 21 О 3/00, 1981.Авторское свидетельство СССРЯ 037937, кл. В 01 Г 3/10, 6 05 ." 27/00,1982.54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЙ ПРОШССЫЭМУЛЬГИРОВАНИЯ Изобретение относится к способам приготовления эмульсий веществ, гидрофобизирующих волокнистые материалы, и может применяться в целлюлозно-бумажной, химической и других отраслях народного хозяйства.Цель изобретения снижение энергетиских затрат при эмульгировании,Поставленная цель достигается тем, что дополнительно измеряют величину поверхностного натяжения высоковязкого компонента и регулирование расхода греющей среды и скорости перемещения рабочего органа осуществляется в зависимости от измеренных величин кинематической вязкости высоковязкого компонента на выходе из подогревателя, температуры в эмульгатореоверхностного натяжения высоковязкого мпонента на выходе из подогревателя.Использование сигнала по величине по-. верхностного натяжения, определяющегО требуемые энергетические затраты для осу,1832 О 48 А О 5 В 01 РЗ 10, Р 23 О 11/4(57) Изобретение относится к способам приготовления эмульсий веществ, гидрофобизирующих волокнистые материалы, и может применяться в целлюлозно-бумакной; химической и других отраслях народного хозяйства, Новым в предлагаемом способе является дополнительное измерение вели- чинМ поверхностного натяжения высоко- вязкого компонента и регулирование расхода греющей среды и скорости перемещения рабочего органа в зависимости от измеренных величин кинематической вязкости и поверхностного натяжения высоовязкого компонента, температуры в эмульгатсре, 1 ил,ществления процесса эмульгировэния, позволяет обеспечить требуемое качество обрабатываемого материала при минимизации энергетических затрат.На чертеже представлен пример технической реализации предлагаемого способа.Обьект изобретения включает эмульгатор, подогреватель. технологические линии выковязкого инизковязкого компонента, а также арматуру автоматизации,Техническая структура, реализующая данный способ содержит: змульгатор 1, подогреватель высоковязкого компонента 2, датчик кинематической вязкости ротационного типа 3, датчик поверхностного натяжения высоковязкого компонента гравитационного типа 4, датчик температуры термоэлектрический 5, исполнительное устройство на линии подачи пара в подогреватель злектродвигательного типа 6, аналоговый регулятор расхода пара 7. исполнительное устройство тиристорноготипа меняющее скорость перемещения рабочего органа эмульгатора 8, аналоговый регулятор скорости 9, блок вычисления корректирующего задания нэ базе микроЭВМ 10.Способ осуществляют следующим образом,Компоненты эмульсии по техническим линиям высоковязкого и низковязкого компонента поступают в эмульгатор 1, Высоко- вязкий компонент проходит через подогреватель 2, в котором происходит снижение его вязкости. Расход греющей среды в подогреватель 2 изменяется по сигналу от датчика 3 кинематической вязкости с помощЬю регулятора 7 и исполнительногоустройства 6. Температура смеси в эмульгаторе контролируется с помощью датчика 5. Значение температуры в большой степени определяет уровень вязкости смеси, Обработка этих сигналов в блоке вычисления 10 позволяет корректировать задание регулятору расхода пара 7. Сигналы с датчиков 3 и 4 определяющие величинМ кинематической вязкости и поверхностного натяжения поступают на вычислительный блок 10 обрабатывается и формируют сигнал задания регулятору скорости перемещения рабочего органа эмульгатора.Формируемые задания регуляторам обеспечивает управление процессом эмульгирования таким образом, что достигается оптимальное значение числа Рейнольдса, при котором достигается минимизация энергетических затрат на змульгирование.Нами получена критериальная функция следующего вида:К 1 А+К 2 А +К РзКзТБлок 10, решая задачу статической оптимизации, используя множители Лагранжа, определяет МИН(Е) в поле измеНения регулируемых параметров, формируя тем самым оптимальные значения заданий регуляторам 7 и 9. Величины К 1-К определяются опытныМ путем; величины А, Р, Т - соответственно - кинематическая вязкость, поверхностное натяжение и температура. Необходимость введения дополнительного сигнала по величине поверхностного натяжения, обеспечивающего снижение энергетических затрат, вызвано тем, что получение эмульсии есть результат двух конкурирующих процессов, а именно: диспергирование всего объема жидкости с образованием отдельных капель .и коалесценции этих капель с образованием обьема жидкости. Динамика поведения низкоконцентрированных систем в основном определяетсяпроцессом диспергирования (дробления),Дробление представляет собой результат5 действия на каплю:а) разности динамических напоров, деформирующих каплю и зависящих от гидро,динамической обстановки в эмульгаторе,т;е. критерием Рейнольдса;10 шВе=где йе - критерий Рейнольдса,1 - геометрический параметр,в- скорость движения жидкости,15 и - кинематический коэффициент вязкости,б) поверхностного натяжения, котороепрепятствует деформации и проявляются ввозникновении капиллярного давления;204 пКбкгде Р - капиллярное давление,о- коэффициент поверхностногО натяжения,бк - диаметр капли.В свою очередь, для жидкостей, зависимость величины вязкости и поверхностногоЙатяженИя от температуры имеет вид30 9 фЬд=е- бТгде ,и - величина вязкости,и- величина поверхностного натяжения,Т - температура,Ь. е, б - эмпирические коэффициенты.Повышение эффективности используемого способа заключается в снижении энергетических затрат для проведения процесса40 эмульгирования. В табл. 1 приведены экспериментальные данные по оценке затрат пара на подогрев высоковязкого компонентазаявляемого способа.и способа прототипа.При различном объеме обрабатываемого45 материала и постоянном потреблении электроэнергии заявляемый способ дает снижение энергозатрат в среднем на 5-10 оь,Таким образом, применение предлагаемого способа позволит повысить эффективность эмульгирования, т.е. получитьэмульсию требуемой дисперсности за минимальное время и при минимальных энергетических затратах,Формула изобретенияСпособ управления процессом эмульгирования, включающий регулирование расхода греющей среды и скоростиперемещения рабочего органа эмульгаторав зависимости от измеренных величин кине1832048 тавитель А,Никифоровред М.Моргентал . Корректор С.Пекарь Редактор Т.Никольская Заказ 2600 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035 Москва ЖРа шская наб. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина. 101 матической вязкости высоковязкого компонента на выходе из подогревателя и температуры в эмульгаторе, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергетических затрат при эмульгировании, дополнительно измеряют величину поверхностного натяжения высоковязкого компонента на выхо.де из подогревателя и по его величине корректируют расход греющей среды и скорость перемещения рабочего органа 5 змульгатора.