Способ определения концентрации кристаллов сахара в утфеле и устройство для его осуществления

/02 // С 01 И 33/ НИ СССР 1978. еренных вния утфеля а и эначе и ежк е ичи мереннои ний крис хара и ме лов с ра. О ошение уст ного раст ных значе оррели ующера в14,нии разно рацией кр водит сялы 2 ил исталлов сах с конценутфеле,1 с,п,финдикато ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Московский технологическийститут пищевой промышленности(56) Патент США В 3462683,кл.324-65, опублик, 1969.Авторское свидетельство9 763765, кл. С 01 М 27/02,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КРИСТАЛЛОВ САХАРА В УТФЕЛЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЗЖНИЯ(57) Изобретение относится к сахарной промьппленности и может найти применение при непрерывном контроле содержания сахара в процессе уваривания сахарных утфелей. Целью изобретения является повышение точности определения концентрации кристаллов сахара в утфеле. Величину электросопротивления кристаллов сахара задают эаранее и вводят с клавиатуры в памятьмикроЭВМ 13. В импульсном режиме придлительности импульса измерения 0,10,2 с от времени паузы измеряют вели"чины электросопротивлений утфеля имежкристального раствора с помощьюдвух кольцевых электродов 2 и 3 и торцового электрода 4, Измеренные величины электросопротивлений поступаютна вход измерительных приборов 11,12. С ползунков реостатов электрическое напряжение, пропорциональноеизмеренному электрическому сопротивлению, поступает на вход микроЭВМ,устанавливающей значение разности из" лектросопротивлеистального раствоости заданной и излектросопротивлеИзобретение относится к сахарнойпромышленности и может найти применение при непрерывном контроле содержания кристаллов сахара в процессе ува 5.ривания сахарных утфелей,Целью изобретения является повышение точности определения концентрации кристаллов сахара в утфеле.На фиг,1 изображено устройство для 10определения концентрации кристалловсахара в утфеле; на фиг,2 - место установки колпака.При осуществлении способа заранеезадают величину электросопротивлениякристаллов сахара, в импульсном режиме при длительности импульса измерения 0,1-0,2 с от времени паузы измеряют величины электросопротивленийутфеля и межкристального раствораустанавливают значение разности измеренных величин электросопротивлений утфеля и межкристального раствора и значение разности заданной и измеренной величин электросопротивлений кристаллов сахара и межкристального раствора, а определение концентрации кристаллов сахара осуществляютпо отношению установленных значенийразности.Устройство для определения содержания кристаллов сахара в утфеле содержит установленный внутри вакуумаппарата цилиндрический корпус с электродами, закрепленными на его боковойи торцовой поверхностях, шток, расположенный внутри корпуса с возможностью вращения, на котором закрепленторцовой электрод микропереключа 40тель с контактами, кулачок, жесткозакрепленный на выступающей из цилиндрического корпуса части штока,служащий для взаимодействия с микропереключателем, измерительные приборы микроЭВМ и индикатор, при этомкольцевые электроды через контактымикропереключателя соединены с входом одного измерительного прибора,вход другого измерительного приборатакже через контакты микропереключателя соединен с одним из кольцевыхи торцовым электродами, а выходы измерительных приборов соединены с входами микроЭВМ, выход которой подклю 55чен к индикатору,Измерение электропроводности вимпульсном режиме необходимо для того, чтобы избежать влияния поляризации электродов на точность измерения,так как в течение короткого импульса,равного 0,1-0, 2 с от времени паузы,во время которого производится измерение, на измерительных электродахне успевает накопиться значительныйэлектрический заряд, а во время длительной паузы происходит полная релаксация зарядов. Уменьшение длительности импульса (менее 0,1 с) приводит к увеличению погрешности определения концентрации кристаллов за счетинерционности измерительных приборов,а увеличение (более 0,2 с) - к повышению погрешности за счет поляризации измерительных электродов,Определение содержания кристалловК по отношению разности электросопротивлений утфеля и межкристальногораствора к разности электросопротивлений кристаллов и межкристальногораствора основано на нахождении электрического сопротивления утфеля Ктркак суммы последовательно соединенныхэлементов: кристаллов Ки межкристального раствора КК = К К, + (1-К) К, (1)откудаКд - К(ъ)Ккр КмВведение в состав устройства дляопределения содержания кристаллов сахара в утфеле кулачка, неподвижнозакрепленного на выступающей из цилиндрического корпуса части штока,и микропереключателя необходимо дляреализации импульсного режима измерения.Наличие в,составе устройства дополнительного измерительного прибораобеспечивает раздельное измерениеэлектрических сопротивлений утфеляи межкристального раствора,МикроЭВМ осуществляет расчет содержания кристаллов сахара в утфелев соответствии с предлагаемым способом путем вычисления сначала разности между измеренными значениямиК р и К, затем разности между введенйым с клавиатуры значением К, иизмеренным значением Км и расчета ихотношения.Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1, выполненного из изоляционного материала, двух кольцевыхэлектродов 2 и 3 и одного торцовогоэлектрода 4, закрытого колпаком 5 изизоляционного материала, кулачка 6,неподвижно укрепленного на вращающем,ся штоке 7 и воздействующего на микропереключатель 8 с контактами 9 и 10,5автоматических электронных измерительных приборов 1 и 12, микроЭВМ13 и подключенного к ней индикатора14.При работе устройства кулачок 6 встрого определенном положении вращающегося торцового электрода 4 относительно неподвижного кольцевогоэлектрода 3 воздействует на микропереключатель 8, который замыкает контакты 9 и 10 и подключает электроды2, 3 и 4 к автоматическим электронным измерительным приборам 11 и 12.Прибор 11 измеряет электросопроФивление тонкого слоя пленки раствора 20без кристаллов в зазоре 8 междуэлектродами 3 и 4, а прибор 12 - электросопротивление утфеля. Электрические сигналы с реостатов обратной связи приборов 11 и 12 поступают на 25вход микроЭВМ, которая вычисляет со-.держание кристаллов сахара в утфеле,как частное от деления разности электросопротивлений утфеля и межкристального раствора на разность электросопротивлений кристаллов сахара имежкристального раствора,Использование жестко фиксированного на штоке кулачка для измерения сопротивлении всегда при одинаковом вза 35имном расположении электродов, а также микропереключателя для кратковре"менного подключения электродов к измерительным приборам и микроЭВМ обеспечивает существенное уменьшение погрешности измерения, обусловленнойполяризацией электродов, отсутствиеидеальной коаксиальности торцовогои кольцевых электродов и биениями привращении подвижного электрода, 45П р и м е р. Устройство для определения содержания кристаллов сахарав утфеле имеет цилиндрический корпусдиаметром 25 мм, два кольцевых электрода шириной 10 мм, расположенныхна боковой поверхности цилиндрического корпуса на расстоянии 15 ммдруг от друга, торцовый электрод ввиде усеченного диска диаметром20 мм и шириной 10 мм, вращающийся 55с частотой 1 мин , кулачок, взаимодействующий с микропереключателем втечение 6 с, два электронных автоматических измерительных прибора, микроЭВМ со встроенным индикатором для вы"вода полученных результатовКорпус устройства погружают в утфель со следующими параметрами: доброкачественностью 822, содержаниесухих веществ 907, температура 70 СКулачок при вращении вместе соштоком воздействует на микропереклю"чатель в течение 6 с, при этом измерительные электроды через контактымикропереключателя подключаются квходам измерительных приборов, нареостаты обратной связи которых поступает стабилизированное напряжениевеличиной 10 В. С ползунков реостатов электрическое напряжение, пропор"циональное измеренному электросопротивлению, поступает на вход микроЭВМ.С клавиатуры в память микроЭВМ вводят величину электрического сопротивления кристаллов сахара, МикроЭВМрассчитывает процентное содержаниекристаллов сахара в утфеле, выводимое затем на индикатор.Измеренное электрическое сопротивление утфеля составляет 48 кОм,электрическое сопротивление межкристального раствора - 5 кОм, По таблицам заранее определяют значение электрического сопротивления кристалловсахара, равное 100 кОм, Содержаниекристаллов сахара определяют по отношению (48-5)/(100-5), что составляет0,452 или 45,2 Ж,Затем в течение 54 с напряжениена измерительные электроды .не подаюти за это время происходит полная ре"лаксация зарядов на измерительныхэлектродах,При работе устройства отсутствуетполяризация измерительных электродови не наблюдаются низкочастотные колебания при измерении электрическогосопротивления между электродами, вызываемые биениями при вращении подвижного электрода. Кроме того, повышение точности определения концентрации сахара в утфеле выражается вуменьшении относительной погрешностиизмерений по данным испытаний в 2 ра-за за счет сравнения электросопротивлений утфеля с межкристальным раствором и чистых кристаллов с межкристальным раствором, Это обеспечиваеттребуемый выход кристаллического сахара в процессе уваривания сахарных1434345 Сос тавитель Техред А. Кра цыбашеваКорре Г. Решетни едактор Л акаэ 5549 селовск Тираж 8 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 035, Москва, Ж, 47 П ного комитета С ний и открытий Раушская наб.,дписноеР д. 4/5 оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная утфелей, сокращает время увариванияи уменьшает расход пара,Формула изобретения51, Способ определения концентрации кристаллов сахара в утфеле, предусматривающий измерение величины электросопротивления утфеля и межкриСтального раствора с последующим оп еделением концентрации с учетом изеренных величин, о т л и ч а ю - фи й с я тем, что, с целью повыше" Ния точности, задают величину электро- сопротивления кристаллов сахара, ус танавливают значение разности измеренных величин электросопротивления тфеля и межкристального раствора и значение разности заданной и измереной величин электросопротивлений со тветственно кристаллов сахара и межкристального раствора, при этом измерение величии и электросопротивлений проводят в импульсном режиме при длительности импульса 0,1-0, 2 с от вре мени паузы, а определение концентрации кристаллов сахара в утфеле осуществляют по отношению установленных значений разности. 2, Устройство для определения концентрации кристаллов сахара в утфеле,содержащее цилиндрический корпус спродольным сквозным отверстием и размещенный в нем с возможностью вращения,шток, на одной из выступающих частей которого закреплен торцовый электрод, два кольцевых электрода, размещенных на боковой поверхности цилиндрического корпуса, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено микропереключателем с контактами, кулачком,жестко закрепленным на другой из выступающих частей штока и выполненнымс возможностью взаимодействия с контактами микропереключателя, двумя измерительными приборами, микроЭВМ ииндикатором, при этом кольцевые элек-.троды через контакты микропереключателя соединены с входами одного измерительного прибора и одним из входовдругого измерительного прибора, квторому входу последнего подключенторцовый электрод, причем выходы измерительных приборов. подсоединены квходам микроЭВМ, а ее выход - к индикатору,