Способ автоматического управления аппаратом для непрерывного получения коньячного спирта

Сфез СфевтеннхСфцналнетюеенихрве аублаа О П И С А Н И Е908790ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. С 12 Р 1/06 нвуйарятеаай кеаятет Фабр ВО Аааат звбрвтеяяй а етярытиВ(72) Авторы зобретения М. П, Асмаев, В. А, Маслов, А. И. Рядов (СССР) и Нгуен Минь Хе (СРВ)(71) Заявитель Краснодарский политехнический институт(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯАППАРАТОМ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ КОНЬЯЧНОГО.СПИРТА Изобретение относится к вннодельческой промышленности, а именно к способу автоматик ческого управления аппаратом для непрерывного получения коньячного спирта.По основному авт. св, Яф 315720 известен способ автоматического управления аппаратом для непрерывного получения коньячного спирта, заключающийся в регулировании избыточно. го давления и измерении упругости паров спирта на верхней .тарелке эпюрацнонной колонны, Регулирование упругости паров спирта осушес.10 твляют на промежуточной тарелке колонны истощения, вводя при этом коррекцию по соотношению крепости готового продукта и исходного виноматериала, и крепости отбирае 15 мой головной фракции. Избыточное давление на верхней тарелке эпюрационной колонны корректируют в зависимости от упругости паров спирта на верхней тарелке этой колонны 111.Недостатком известного способа управления коньячным аппаратом является то, что им не предусмотрено автоматическое управление температурой в зоне ввода виноматериала в эпюрационную колонну, которая существенно влияет на технико-экономические показатели ра.боты всего аппарата. Например, при уменьше нии температуры в зоне ввода внноматериала в зпюрациониую колонну имеет место неполный отбор эфироальдегидной фракции (ЭАФ) нз виноматернала, в результате чего часть ЭАФ остается в получаемом в колонне истощенияконьячном спирте, что приводит к ухудшению его качества. Для этого режима также харак. терно увеличение расхода пара, подаваемого в эпюрационную колонну, что связано с увели. чением энергозатрат. При увеличении темпера. туры в зоне ввода виноматериала в эпюрацион. ную колонну наблюдается совместный отбор ЭАФ с не коньячным спиртом, что отрицательно сказывается на работе аппарата и приводит к увеличению потерь спирта.Описанные явления имеют место не только при изменении температуры исходного виноматериала, его крепости, но также и в случае изменения оператором задания контуру регу. лировання расхода виноматериала в аппарат, Колебание температуры исходного виноматериа. ла достигает до 10 - 14 С в сутки. Указанные908790изменения температуры исходного виноматериала оказывают существенное влияние на температуру в зоне ввода вииоматериала в эпюрациоиную колонну, На практике с целью избежания описанных явлений прибегают в умень.шению общей производительности аппарата до1600 л/ч, вместо устанавливаемых регламентом 1800 л/ч.Цель изобретения - повышение производительности аппарата, учет влияния на качествополучаемого продукта изменения температурыи состава исходного виноматериала, улучшениекачества получаемого коньячного спирта и уменьшение удельных энергозатрат,Поставленная цель достигается тем, что в дспособе автоматического управления аппаратомдля непрерывного получения коньячного спиртадополнительно регулируют расход виноматериала,поступающего через байпасную линию в подогреватель, и определяют знак рассогласования 11текущего значения температуры виноматериалаот значения его температуры кипения, а регу.лирование расхода виноматериала, поступающегочерез байпасную линию, и подачи пара в пароперегреватель осуществляют с учетом этого зна- эчка рассогласования,Сущность способа заключается в следующем,При использовании расхода виноматериалав качестве управляющего воздействия органи зуют байпасную линию с регулирующим клайв.ном через промежуточный теплообменнас, Вэтом случае путем байпасирования потока исходного виноматериала по байпасной линниуправляют температурой выходящего из теплообменника перегретого виноматериала, а следовательно, и температурой его в зоне вводав эпюрационную колонну без изменения общего количества виноматериала, поступающего ваппарат. Использование температуры перегретоговиноматериалв в качестве управляющего воз 49действия ограниченно допустимым технологиейинтервалом температуры, которую необходимоподдерживать От Ч мин100 С до Ч ядкс110 С в йароперегревателе, Однако использо.ванне температуры перегретого вииоматериалав качестве управляющего воздеиствйя предпоч а 43тительнее йо сравнению с байпасированием исходного виноматериала, так как в этом случаевесь исходный виноматериал проходит черезпромежуточный теплообменник и подвергаетсяв нем предварительному подогреву,.что в дальнейшем снижает расход кара на перегрев виноматериала в йароперегревателе,Способ может быть реализован в системеавтоматического управления температурой вииоматериала в зоне ввода в эшорационнуюколонну.На фиг. 1 изображена функциональнаясхема устройства, реализующего предлагаемый 4способ; на фиг. 2 - временные диаграммы, где а - изменение отклонения температуры виноматериала в зоне ввода в эпюрацнонную колонну от его температуры кипения; б - изменение температуры перегретого виномате. риала, выходящего из пароперегревателя; в - изменение расхода исходного виноматериала через байпас промежуточного теплообменника.Устройство содержит колонну 1 истощения, снабженную дефлегматорами 2 и 3, конденсатором 4, холодильником 5 и кубом 6, эпюрационную колонну 7, снабженную дефлегматором 8 и конденсатором 9, насос 10, промежуточный теплообменник 11 с байпасной линией, подогреватель 12 и пароперегреватель 13. Исходный виноматериал насосом 10 подается в трубное пространство промежуточного теплообменника 11, где он предварительно подогревается за счет теплообмена с перегре. тым виноматериалом, поступающим из пароперегревателя 13 в межтрубное пространство теплообменника 11. Далее виноматериал из трубного пространства теплообменннка 11 направляется в трубное пространство подогревателя 12, где осуществляется его дальнейший подогрев за счет теплообмена с кубовым остатком, выходящим из куба 6, После подогревателя 12 виноматериал поступает в пароперегреватель 13, в который пода. ется острый пар. После пароперегревателя 13 перегретый виноматериал вновь поступает в теплообменник 11,.но уже в его межтрубное пространство, где он охлаждается за счет теплообмена с холодным виноматериалом, по. даваемым насосом 10 в трубное пространство теплообменника 11, Температура перегретого виноматериала после пароперегревателя 13 регулируется при помощи датчика 14 темпера. туры, установленного в трубопроводе, соединяющим пароперегревателем 13 с промежуточным теплообменником 12, регулятора 15 и регулирующего клапана 16, установленного на линии подачи острого пара в пароперегревателе 13. Расход вииоматериала через баййас в об. ход промежуточного теплообменника регули. руется системой, состоящей из датчика 17 расхода, установленного на линии байпаса, регулятора 18 и регулирующего клапана 19, установленного также на линии байпаса,Для определения значения температуры кипения виноматериала в зоне ввода его в эпюрационную колонну используют сигналы датчиков 20 и 21 давления и концентрации вина, по которым осуществляют регулирование упругости паров спирта на промежуточной тарелке колонны истощения, вводя при этом коррекцию по соотношению крепостей готового продукта и исходного виноматериала и90879 5крепости отбираемой головной фракции, а избыточное давление на верхней тарелке эпюрационной колонны корректируют в зависимости от упругости паров спирта на верхней тарелке этой колонны. 3При уменьшении 1 увеличении) температуры или уменьшении (увеличении) концентрации виноматериала в зоне ввода в эпюрационную колонну сигналы с датчиков 21 и 22 концент. рации и температуры, установленных в трубо- О проводе, соединяющем промежуточный теплообменник с эпюрационной колонной, а также сигнал с датчика 20 давления, установленного в эпюрационной колонне поступают на функ. циональный блок 23, который вычисляет зна: 15 чение температуры кипения виноматериала согласно его концентрации и давлению в колонне и отрицательное (положительное) отклонение текущего значения температуры виноматериала в зоне ввода в эпюрационную колонну от вы О численного значения температуры кипения. Сигнал об этом отрицательном (положительном) отклонении температуры и сигналы с датчиков 14 и 17 температуры и расхода поступают на выходы функционального блока 24, который 25 реализует алгоритм управления. В случае отрицательного отклонения температуры вначале увеличивается задание регулятору 15 температуры, который открывает регулирующий клапан 16, тем самым увеличивает расход пара на подогреввиноматериала в пароперегревателе 13 и компенсирует отклонение температуры виноматериала в зоне ввода в эпюрационную колонну, а при достижении максимальиого зна. чения температуры перегретого пара на выходе пароперегревателя 13, которое фиксирует датчик 14, и сохранение упомянутого отклонения температуры виноматериала увеличивает задание регулятора 18 расхода, который воздей. ствует на увеличение потока холодного исходного виноматериала через байпас промежуточного теплообменника 11, тем самым увеличивает температуру вином: териала в зоне ввода в эпюрационную колонну.В случае положительного отклонения темпе 45 ратуры виноматериала в зоне ввода в эпюрационную колонну от его температуры кипения срабатывает сигнал вначале на уменьшение задания регулятору 18 расхода и уменьшается поток холодного исходного в.шоматериала через байпас промежуточного теплообменника50 11, тем самым уменьшается температура ви. номатериала, выходящего из межтрубного пространства теплообменника 11, т, е, уменьшается отклонение. температуры виноматериала в зоне ввода в энюрационную колонну; Прн полном закрытии регулирующего клапана 19 и наличии упомянутого отклонения температуры виноматериала срабатывает сигнал на уменьшенне "адания регулятора 15 температуры, который воздействует на уменьшение подачи ос.трого лара в пароперсгревателе 13. В этомслучае температура перегретого виноматериала,поступающего в межтрубное пространство про.межуточного теплообменника 11, уменьшается,следовательно, при постоянстве расхода охлаж.дающего исходного внноматериала температуравнноматернала, выходящего из промежуточноготеплообменника, уменьшается, т. е. отклонениетемпературы в зоне ввода в эпюрационную ко.лонну компенсируется.Регулирование подачи флегмы в колонну 1истощения осуществляется в зависимости отупругости паров спирта на промежуточной тарелке колонны истощения, измеряемой датчи.ком 25. Импульс от датчика поступает на регулятор 26, который управляет регулирующимклапаном 27, установленным на линии подачифлегмы. Крепость коньячного спирта послехолодильника 5 измеряется датчиком 28, акрепость исходного виноматернала перед теплообменником 11 - датчиком 29, импульсыот этих датчиков поступают в блок 30 соотношения, а затем на регулятор 26.На фиг, 2 приняты следующие обозначения:оЬТ - отклонение температуры виноматериала в зоне ввода в эпюрационнуюколонну от его температуры кипения;Т - температура перегретого внноматериала, выходящего из пароперегревате.ля;6 - расход виноматернала через байпас;ь - время.В момент времени ь, величина отклоненияЬТ принимает отрицательное значение и повышается до нуля в момент времени Т.В интервале времени Т, - Тт из-за повышения подачи острого пара на подогрев виноматериал в пароперегревателе температура перегретого вииоматериала Т увеличивается до максимально допустимого значения. С момента времени 7 т расход виноматериала через байпасв обход промежуточного теплообменника уве.личивается до тех пор, пока величина отклоне.ния температуры ЛТ не достигнет значения,равного нулю,В интервале времени ь 3 - 7 системанаходится в статическом состоянии, С моментавремени , величина отклонения температурыЬТ принимает положительное значение иГуменьшается до нуля в момент времениВ интервале времени Т 4 - Е расходвнноматернала через байлас уменьшают донуля, а расход острого пара в пароперегреватель поддерживают постоянно, С момента времени 75 уменьшают расход пара на подогреввиноматериала в пароперегревателс до тех пор,пока отклонение температуры виноматериала7 , 908790 8не достигнет значения равного нулю, С момен- изводителъности аппарата, учета влияния на ката времени Та система снова перейдет,в ста- чество получаемого продукта изменения темпетическое состояниературы и состава исходного виноматернала,Использование предлагаемого способа авто. улучшения качества получаемого коньячногомагического управления позволяет повысить % спирта и уменьшения удельных энергозатрат,производительность аппарата по перерабвтывае- дополнительно регулируют расход виномате.мому виноматериалу на 10% при одновремен- риала, поступающего через байпаснуы линиюном улучшении качества получаемого коньяч- в подогреватель, и определяют знак рассогласоного спирта и уменьшении удельных энерго. валия текущего значения температуры виномазатрат, 16 териала от значения его температуры кипения,а регулирование расхода виноматериала, поступающего через байласную линию, и подачи параФормула изобретения в пароперегреватель.осуществляют с учетомэтого знака рассогласования.Способ автомашческого управлении аппа. 1 э Источники информации,ратом для непрерывного получения коньячного принятые во внимание при экспертизеспирта но авт. св. Йе 315720, о т л и ч а ю - 1. Авторское свидетельство СССР У 315720,щ и й с я тем, что, с целью повышения про-кл, С 12 Г 1/Об, 19 б 9,Составитель Г,Бамииехред, Э,фечо . Корректор Г. Ога Редактор Б Тираж 505ВНИИПИ Государственного комитепо делам изобретевий и открытий13035, Москва, Ж-З 5, Раушскаи иа дписное каз 749/27 та СССР ПП фПатеж", г, Ужгород, ул, Проектная,