Способ автоматического управления производством спирта из крахмалсодержащего сырья

Союз Советских Социалистических Республикси Це 5) Дата опубликования описания 30.07.80 72) Авторы изобретения В. М. Клепиков и М. Л. Мандельштей Всесоюзный проектно-конструкторский научно-исследовательский институт автоматиза пищевой промышленности(71) За,явитель 4) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕ ПРОИЗВОДСТВОМ СПИРТА ИЗ КРАХМАЛОСОДЕРЖАЩЕГО СЪРЪЯоде головных уча чт 0 дуИзвестен спо участками, в со изводительность навливают по р в требуемом со соответствие ме го потока на п ходом из иих по новом или пус туации) перекач ния голо с которы участков а и зада асходу в ом проду участки я вручну симости сосов, у вными м про- устаиному оды, а ктовособ управлответствииголовныхасходу зернотношениижду притокосл едующиеддерживаетском (в завиивающих н и рас ю оста от си станов 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. ленных на входе и вых стков 11.Недостатком способа является низкоекачество увравления.5 Наиболее близок к изобретению из известных способ автоматического управления производством спирта пз крахмалосодержащего сырья в установках, содержащих смеситель-предразварник, варочный ап парат, 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, варочном аппарате, паросепараторе, осахарпвателе и промежуточном сборнике 121.Недостатком этого способа является то,о возникает и интегрируется ошибка меж требуемым и действительно вводимымв производство крахмалом, что в конечном счете приводит к снижению эффективности работы последующих участков и завода в целом, Соответствие между притоком и от 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 80 имеют разные объемы (от 5 до ЗО мз), 751828время обработки полупродукта (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 регул.- руется 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, чтои известном спссобе автоматического управления производством спирта из крахмалосодержащего сырья в установках, содержащих смеситель-предразварник, варочный аппарат, паросепаратор, осахаризатель, нспарители, промежуточный соорник, насос замеса и сусловый насос, предусматривающем стабилизацию расходов сырья и воды, регулнрованис соотношения зерно - вода и уровней в смесителе-предразварнике, варочном 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 аппарата, паросепаратора, осахарпвателя 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 технологическогопроцесса на головных участках размещено соединенное последовательно следующее технологическое оборудование; смесительпредразварник 1; насос 2 подачи замеса; контактная головка 3; варочные колонны 4, 5; паросепаоатоп б: испапителк 7 поодлй 510 15 2030 зз 40 45 50 55 60 65 ступени вакуум-охлаждения; осахариватель 8; испаритель 9 второй ступени вакуум- охлаждения; сборник 10 массы после второй ступени вакуум-охлаждения; насос 11 осахаренного затора,На входе в смесительчпредразварник 1 установлены датчики 12, 13 расходомеров зерна и воды. Выход датчика 12 соединен с входом преобразователя 14. Выход преобразователя 14 соединен с входами регуляторов 15, 1 б. Выход регулятора 15 соедин н с входом исполнительного устройства 17. Выход датчика 13 соединен с входом регулятора 1 б, 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. Выод селектора 24 соединен с входом селектора 2, выход которого соединен с водом регулятора 15. Выход регулятора 21 соединен с входом селектора 24. Выход датчика 25 соединен с входами функционального блока 2 б и р"гулятора 1 б. Выход датчика 27 соединен с входом преобразователя 28. Выход преобразователя 28 соединен с входом функциональногэ блока 2 б, выход которого ,соединен с входами регулятора 29 и функционального блока 30. Выход регулятора 29 соединен с входом селектора Л, выход которого соединеч с входом прсобразователя 3 . Выход преобразователя 32 соединен с 39.входом исполнительного устройства 33. Выход датчика 34 сэединен с входами регуляторов 35 и 3 б. Выход регулятора 35 соединен с входо,м селектора 37, а вьход регулятора 35 соединен с входом селектора Л.Выход селектора 37 соединен с входом исполнительного устройства 38. Выход датчика 39 соединен с входами регуляторов 40 и 41. Выход регулятора 40 соединен с входэм селектора 42, а выход регулятора 41 соединен с входом селектора 37. Выход селектора 42 соединен с входом исполнительного устройства 43. Выход датчика 44 соединен с входами регуляторов 45 и 4 б. Выход регулятора 45 соединен с входом селектора 47, а выход регулятора 4 б - с входом селектора 42. Выход селектора 47 соединен с входом исполнительного устройства 48. Выход 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 53, Выход функционального блока 30 соединен .с входом регулятора 50.Пример осуществления способа поясняется на описанной установке.Регулятору 29 устанавливают заданиепо количеству крахмала. Сигналы от датчиков 25 и 27 поступают в функциональный б лот 9 б тлА1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 м аст О 65 порциоцальный текушечу значению количества крахмала, поступающего в производство, путем вычисления произведения сигналов, пропорциональнык расходу и кракмальности замеса, Сформированный в функ. циональном олоке сигнал поступает в качестве переменной в регулятор 29 и в качестве залания через функциональный блок 30 - в регулятор 50.При Возникновении рассогласования в регуляторе 29, оольшего наперед заданной величины, например увеличении задания по количеству крахмала, выходной сигнал регулятора 29, проходя через селектор 31 и преобразователь 32, при помощи исполнительного устройства 33, прелставляопего собой пр 1 Вол с регулируемым числом оборотов, сочлененный с перекачивающим насосом 2, воздействием на расход замеса стабилизирует количество крахмала, поступаюшего в производство на заданном уровне. Раскол замеса из смесителя-предразварника 1 увеличится, при этом уровень массы в смесителе-предразварнике 1 уменьшится. Сигнал от дачика 19 уровня поступит в регулятор 20. Выходной сигнал регулятора 20 поступит з селектор 22, сравнивающий значения дзук сигналов (задания от залатчика 23 и уровня в смесителе-предразварнике 1),далее в качестве задания - в регулятор 15, Выходной сигнал которого воздействием на исполнительное устройство 17 увеличит раскол сырья. Сигналы от датчиков 12 и 13 поступят з регулятор соотношения 16, который воздействием на раскол волы прц цоОши цсполнительного устройства 18 стабилизирует заданную величину соотношения расходоз сырья и волы. Сигнал, пропорццональныц текушему значению кракмальвостц полуцаемого замеса, от латчика 25 поступит з качестве корректирующего сигна,ча з регзлятор соотношения 16, который зоздейств:см на раскол волы при ПОогц ;сполнцтльного устройства 18 стабцгПз. - рует кра.аль.Ость замеса на заданном уровне. Раскол замеса с заданной крах. мальностью увеличится и восстановит "ровень в Смесителе-предразварнике 1.С выдержкой времени, необколц лол и".одуктозому потоку лля прокожденця через агрегаты 3 - 10, выколной сигнал функц 1 О- нальнаго блока 30 (линия залержкц),цзцорццональный количеству кракмала,;О- ступаоП 21, в цроцзволство, в качестве задания поступит з регулятор 50, который зозлейстзцм на исполнительное устзо 1 Ство 53, поедставляОшее собой привод с регули"уемым чслом оборотов, сочлененцыц с и -.качцвя:а .Пм насосом 1, увеличит Отбор Осакгрен.:ага затора на броиенце цз сбо,"- нцка 10 .",ассы послс второй стгле.-ц зяк- ". -Охлаилз. Стаб:лцзапцО пролггово. гз потока з последовательно расположеняэ".к пасла см.с.тея-предразварникя 1 ем:остяк:;. Вгзегатак 3 - 10 осшествляют воздействием .;2 соотзетстзуОщце,стоки, а блокировку от зозк 1 ожнык переполнен;й воздействием на саответстзуюц:це приток: в направлении Обратном колу тк:о 1 огц ского процесса. При этом сигналы от датчиков уровня 34, 39, 44 ц 49 поступят соответственно в регуляторы 35, 40, 45 ц 50 ц через селекторы 37, 42, 47 ц преобразователь 52 - на исполнительные устоойстза 38, 43.48 ц 53, которы увел;1 чат отбор массы цз агрегатов 5, 6, 8 и 10. В случае достижения массой критического уровня в любом цз агрегатов 5, 6, 8, О (наприкер в сборнике 10,после второй ступени вакуум-охлаждения) сигнал от датч 1- ка 49, превышающий залание, выставленное позиционному регулятору 51, поступи в этот регулятор в качестве переменной. Позиционный выходной сигнал регулятора 51 поступит в селектор 47, который переключит 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 латчцка 44, поезышаюшцй выставленное позиционному рсг- лятору 46 залагп, прцзелт к сраоатызяпио регулятора 46. Селектор 42 коммутцрует позиционный зыкол регулятора 46 с исполнительны:; устройством 43, которое пре рашает пОстулен м 2 ссы 3 Осак 211 В 2- тель 8. При лостцксн:ц критического уровня в паросепараторе 6 ц зарочнык колоннак 4, 5 ОЛОКИРОВК 2 ОТ ЦЕБЕ 1;0 ТНЕ 11 гч ОСШ"гТВЛЯТ - ся аналогцчнык: образом. При достижении критического урозня з смесителе-прелраззарнцке 1 сигнал от латника 19, превыша;ош:й выставлен - :ое позцпонному регулятору 21 заланце. па-т,п 1 т з этот рсглятор В 1.ачестзе пе 1 земиной. Выходной сцгна,. ПО. зиционного регулятора 1 поступит в слектор "4, который певклОПт 2 нее постп 2- Оштй в регулятор 15 -с"з слектор 22 сигнал на позцц 1 юное упразляюше зозлейсззце от регулятора 21. Рг;ляар 15;1 рц позОши цспОлчцтельцОГО стга.тза 17 пол:10 стью трекратцт подачу;ырья. 2 12 глятор 16 соотношен я пр помаши исполнительного устройства 18 прекратит подачу Золы.ОПЦСВНЧЫ 1 ПОР" ОК С "ц тэ тс.т Ч, цг, сооа автохатцческОга УпРавлнин пРО 1 звО- лтельностью головнык у ясткоз Обспсч ( ПОСТ ПЛии";Э.:3:.з; ТЗО Заданногоолцч.стза крахмала воздействием ня ность (кракк 2.1 цстость 1раскол зак:с;я Ооеспечцваются перераспределечцем раско;ов зерна ц воды;2) стаоплизацию продуктового потока с заданным количеством крахмала в емкос.ях и агрегатах воздействием на соотвстс-. - вующие стоки, при этом блокировка от зозможнь 1 х переполнений обеспечивается:;о:. - 5 действием на соответствуюе 1 пе притоки направле 1 г 1 и обратном ходу тех:-,ологн. -;- ского процесса;3) поддержание заданного темпа подач. сырья и отбора осахаренного затора (вре- )О мени обработки полупродуктов) путем з. менения числа оборотов регулируемых приводов перекачивающих насосов замеса и осахаренного затора, при этом сигнал рассогласования между заданным и текушим значениями количества крахмала после смесителя задерживают на время, необходимое 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. щими способами, следующие преимуп,е ства:повышение эффективности технологического процесса на толовных участках за счет улучшения качества стабилизации прооперативной реалпза- з 0 лии принятых решений;экономию энергоресурсов и уменьшение лотерь за счет сокращения времени работы и неэффективных режимах;35оперативное управление головнымиучастками как с местного щита, так и изцентрального диспетчерского пункцию(ЦД 1 Ц по командам оператора ЦДП, либоуправляющей вычислительной машиной в 40супервизорном режиме, т. е, возможностьиспользования в АСУ ТП. Формула изобретения1. Способ автоматического управлевч производством спирта из крахмалосодергк- :цего сырья в установках, содержагцих с: ситель-предразварник, варочный аппара-., паросепаратор, осахариватель, испарителн, промежуточный сборник, насос замеси сусловый насос, предусматривающий с 1;:- 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 й с я тем, что, с целью стабилизации производительности, определяют расход и крахмалистость замеса, по полученным данным определяют количество крахмала, вводимого на произодство, сравнивают е 1 о 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 апларате, паросепараторе, осахаривателе и промежуточном сборнике по сток,2. Способно п. 1, отличающийся тем, что, с,целью устранения аварийных режимов, осуществляют блокировку от переполнения смесителя-,предразварника, варочного аппарата, паросепаратора, осахаривателя и промежуточного сборника воздействием на приток.Источники информации, принятые зо внимание при экспертизе:1. Райхер Я. Г. Основы автоматизации процессов спиртового и ликеро-водочного производства. М Пищевая промышленность, 1972, с. 271, 276, 281,2. Авторское свидетельство по заявке М 2435712/28-13, кл. С 12 С 7/06, 1976.751828139 ВВ 39 ФЗ 9 Ч вВ ФУ уСоставитель Т, Коионлянннкова Редактор Н. Спиридонова Техред А, Камышникова Корректор И, ОсиповскаяЗаказ 883/1008 Изд. Уа 399 Тираж 522 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Тип. Харьк. фил. пред. Патент