Способ автоматического управления процессом очистки диффузионного сока

(56) Авторское свидетельство СССРМ 1341192, кл. С 13 О 3/06, 1987,Авторское свидетельство СССРМ 1648982, кл. С 13 О 3/Об, 1989.(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОЧИСТКИ ДИФФУЗИОННОГО СОКА(57),Использование: в производстве сахара.Сущность изобретения; измеряют рН датчиками 11, 14; 17 соответственно во 11, Ш и 1 Н камерах преддефекатора 1, задают распределение рН по ним ирегулируют его изменением возврата продуктов первой сатурации через клапаны 13, 16, 19, измеряют рй в 1 Н камере датчиком 20 и регулируют. его изменением подачи йзвесткового молоГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОспАтент сссР) АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ка в нее через клапан 22, измеряют плотность диффузионного сока датчиком 9, определяют анализатором 7 содержание редуцирующих веществ и аналиэаторОм 8 доброкачественность дифФузионного сока, измеряют датчиком 10 расход возврата, датчиками 26 и 27 соответственно плотность и расход известкового молока в аппарат 2 холодной дефекации, датчиком 33 рН первой сатурации и регулируют его изменением подачи газа через клапан 35 с учетом температуры сока перед горячей дефекацией, регулируют также подачу известковога молока через клапан 29 в аппарат 2 в зависимостИ от сигнала с блока 36, определяемого с уче- том сигналоь с датчиков 9 и 26 плотности и анализатора 8 доброкачественнОсти и датчика 33 рН первой сатурации, В блоке 36 определяют продолжительность холодной дефекации с учетом сигналов с датчика 10 и анализаторов 7 и 8, которую используют для регулирования уровня и температуры сока перед горячей дефекацией, 1 ил,аваеваИзобретение относится к управлению сатурации, а также качественных показатепроцессом очистки диффузионного сока в лей поступающего диффузионного сока, изпроизводстве сахара, весткового молока и возврата сока первбйИзвестен способ автоматического уп- сатурации.равления процессом очистки диффузионно Цель изобретения - повышение выхода го сока, предусматривающий сахара за счет улучшения эффективности регулйрбвание подачи известкового молока очистки.в"завиЬЯ%остио 1 соотношения расходов Это достйгается тем, что в способе авдйффузионного"сока и известкового молока томатического управления процессом, очииегулированиеподачйсатурационйогога стки диффузионного сока; включающем зйв зависимости от йзменения скорости преддефекацию в шестикаМерном аппарафильтрации от заданного значения, измере- те, холодную дефекацию, подогрев, горячуюние рН возврата сока первой сатурации и дефекацию и первую сатурацйю, предусрегулирование подачи возврата сока пер- матривающемИзмерение уровня в аппаравой сатурации в зависимости от соотноше те холодной дефекации, определение ния расходов возврата сока первой - продолжительности холоднойдефекации в сатурации и диффузионного сока йри этом зависимости от расхода диффузионного со- регулирование подачи сатурацМИЗйого газа ка, регулирование уровня в аппаратЕ холсдосуществляют с учетом величины рН.:,:. ной дефекации в зависимости От расходаНедостатком этого способа является 20 сока и продолжительности холодной дефе- йизкое качество очистки за счет "гбго; что -.:- кации, регулирование температуры сока пе- регулйрование подачи возвратасокаосуще- ред горячей дефекацией в зависимости от .ствляется без учета качества проведениярасхода сока перед горячей дефекациейс процесса сатураций, а регулироваййе под- учетом продолжительности холодйой дефеачи сатурационного газа осуществляют беэ 25кации путем изменения подачи пара в"подо- учета качества диффузионногосбка,:греватель, измеряют рН во второй, третьейИзвестен другой способ автоматическо- . и четвертой камерах преддефекатора, задаго управления процессом дефекации (очист-Ют.расйределение рН по ним и регулируют ки) . диффузионногосока, его изменением подачи возврата продуктов . предусматривающий измерение уровня в 30 первой сатурации в эти камеры, измеряют аппарате холодной дефекации, определе- рН в шестой камере и регулйруют егоизме.ние продолжительности холодной дефека-некием подачиизвесткового".молока в"нее, циив зависимости отрасхода . измеряют плотность диффузионного:сока, диффузионного сока, регулирование уровня определяют доброкачественность и содерв аппарате холодной дефекацйи и регулиро жание редуцирующих"веществ в нем, измеванйе температуры сока перед горячей де- ряют расход -возврата; плотность и расходфекацйей в зависимости от расхода сока с " известковогомолока, подаваемого в аппаучетом продолжительности холодной дефе- рат холодной дефекации, рН сока первой кации путем изменения подачи пара во вто- сатурации, а продолжительность холодной рой подогреватель, измерение вязкости 40 дефекации Определяют с учетом. содержа- сока перед дефекатором и концентрацииния редуцирующих веществ идоброкачест-" сахара в нем в стабилизацию температуры венности диффузионногосока и расхода .сока перед дефекатором путем изменениявозврата, регулируют расход известкового.подачи пара.в первый подогреватель, при молока в аппарат холодной дефекации в заэтом определение продолжительности хо висимости от плотности известкового мололодной дефекации осуществляют с учетом ка, плотности диффузионного сока и величины вязкости сока и концентрации са- массовой доли известив молоке определяехара в нем, а регулирование"уровня"ваппа- . мой в зависимости от доброкачественности рате холодной дефекации осуществляют с дифсокаи рассогласованйя измеренной и коррекцией в зависимости от продолжи заданной величины рН первой сатурации, тельности холодной дефекации. регулируют рН первой сатурации изменениЭтот способ по технической сущностйи ем подачи сатурационного газа с коррекдостигаемому положительному эффекту яв- цией по температуре сока горячей ляется наиболее близким к предлагаемому дефекации.и принят за прототип,55 Известно, что необходимый уровень волтНедостатком этого сйособа является аппарате холодной дефекации Н и темовтнизкая эффективность очистки сока, приво- пература горячей дефекации с пропорцидящая кснижению выходасахара, т,к. спо- ональны. продолжительностисоб не учитывает взаимного влияния т холоднойдефекации,т,е,:параметров процессов дефекации и первой(9) где К 1 и К 2 - масштабные коэффициенты,учитывающие объемы аппаратов холоднойи горячей дефекации. В свою очередь оптимальная продолжительность холодной дефекации т" зависит от расхода диффузионного сока Едс, поступающего на преддефекацию, его качества и качества возврата сока (суспензии) подаваемого во 11, 111, 1 Ч камеры преддефекатора. Качество диффузионного сока оценивается по соотношению содержания редуцирующих веществ(РВ) и доброкачественности (ДБ) сока, а в качестве возврата сока или суспензии косвенно оценивается пропорционально его коли. честву, поступающему в преддефикатор для поддержания технологического регламента распределения рН по камерам. Тогда топ МОЖНО ОПрЕдЕЛИтЬ ПО уравнению Ф д дБ + К 4 Евоз . (3), РВ - содеркение редуцирующих веществ в соке;ДБ - доброкачественность диффузионного сока;Кз - масштабный коэффициент усиле. ния;К 4 - коэффициент, учитывающий тип возвращаемого потока первой сатурации.Из уравнений (1, 2, 3) определяем оптимальный уровень холодной дефекации Ноп и оптимальную температуру горячей дефекации 1",которые являются заданием ре, гуляторам уровня.в аппарате холодной дефекации и температуры горячей дефекации. Нов=К 1( - ф Едс +Евоэ ) (4)К 41"=К 2(дЕдс +Евоэ)(5)К 4Ф Оптимальный расход известкового мо;ЛОКа Еизвопт ОПРЕДЕЛЯЕМ Иэ МатЕРИаЛЬНОГОбаланса Еизвопт. р иэв =%иэвэад Чдвфрдс (6) где р изв - плотность известкового молока;Чдвф - объем дифсока в аппарате холодной дефекации, определяемый иэ уравнения5 где О - диаметр аппарата;10 %иэв - заданная массовая доля извести в известковом лолоке;рдс - плотность диффузионного сока, Заданная массовая доля %зад. известив известковом молоке по технологическому 15 регламенту колеблется в широких пределахот 2,1 до 3,8% СаО из-за различного качества диффузионного сока, поступающего в аппарат холодной дефекации и возврата продуктов первой сатурации.20 Корректирующим параметром подачи известкового молока является оеличина рассогласования между измеренным значением величины рН первой сатурации - рНсат и заданный 25 значением - рНсат д%иэв дд=К 5 ДБ+Кб(рНсат - рНсат), (7) где К 5, Кб - масштабные коэффициенты, .30 Из уравнений (6) и (7) определяем оптимальный расход известкового молока в аппарат холодной дефекации ппп 7 Ядс Нппп п 7 ппд щ риза 40 Таким образом, измеряя плотностьдиффузионного сока, плотность известкового молока, величину рН пероой сатурации, определяя по уравнению (4) оптимальный урбвень Нопт в аппарате хо лодной дефекации; рассчитывают по уравнениям (7) и (8) оптимальный расход ИЗВЕСТКОВОГО МОЛОКа Еизвопт, ЗНаЧЕНИЕ КО- торого поступает в качестве задания на регулятор расхода.Регулирование пбдачи сатурационногогаза осуществляется по отклонению текущего рНсат и заданного значения рНсат вэадпервом сатураторе, которое корректируют в зависимости от температуры поступающего сока.1784646 Ттек - значения температуры сока в аппарате горячей дефекации,Значеььие рНсатзад является заданиемрегулятору рН в аппарате первому сатурации,Поддержание заданного распределения рН по камерам преддефекатора осуществляется подачей возврата продуктов. псрвой сатурации (сока, суспензии), во вторую, третью и четвертую камеры и подачейизвесткового молока в шестую камеру.Таким образом, стабилизация заданного распределения рН по камерам преддефекатора подачей известкового молока ивозвраа, регулироваььия уровня в аппаратехолодной дефекации температуры сока горячей дефекации в зависимости от расходадиффузионного сока, расхода возврата про- дуктов первой сатурации, концентрации редуцирующих веществ в диффузионном соке,доброкачествеььности диффузиоььного сока,регугироваььие расхода известкового молока в аппарат холодной дефекации, от плот:.ностей диффузионного сака, известковогомолока, уровня в аппарате холодной дефекации, массовой доли извести в известковом молоке, определяемой в зависимости отдоброкачественности дььффузиогьного сока. и велигьиььь,ь рассоглэсоваььиы заданнои и измеренной величины рН первой сатурации,регулььроь 1 эььиЕ рН в аппарате первой сатурации с коррекцией по температуре сокагорлчеь дефекации, позволяет учитывать качество диффузионного сока, поступающегона процесс очистки, взаимное влияние технологических показателей процессов преддефекации, холодной и горячей дефекэции,первой сатурации, что позволяет в своьо очередь, увеличить эффективность очистки засчет оптимизации процесса очистки дйффу 1зионного сока, улучшить качеств 0 получаемого сатурированного сока за счет болееполного извлечеььия редуцирующих веществ, эдсорбции "несахэров, коагуляциибелков, Все это в конечномитоге позволитувеличить выход сахара.На чертеже приведенасистема реализации способа,Система, реализующая способ содеркит преддефекатор 1, аппарат 2 холоднойдефекации, подогреватель 3, аппарат 4 горячей дефекации, сатуратор 5, расходомер6 Для измерения расхода ДиффузиОннОГОсока, анализатор 7 содержания редуцирующих веществ в нем, анализатор 8 доброка,ественности ди фузионного сока,плопОмер 9 для измерения плотности Диффузионьього сока, расходомер 10 для изме 10 15 связанный через регулятор 21 с исполни- тельным механизмом 22 на линии подачи 20 25 лятор 31 с исполнительььььм механизмом 32 подачи пара, рН-метр 33 первой сэтурации, 30 соединенный через регулятор 34 с испол 40 45 50 где ЬрН=0,012(85 -Ттек),рения расхода возврата продуктов первой сатурации, рН-метр 11 для измерения рН покамере преддефекатора, соединенный через регулятор 12 с исполнительным механизмом 13 линии возврата сока во камеру преддефекатора 1, рН-метр 14, соединенный через регулятор 15 с исполнительныМ механйзььом 16 на линии подачи возврата продуктов первой сэтурации в 1 камеру преддефекатора 1 и р 1-1-метр 17, связанный через регулятор 18 с исполнйтельным механизмом 19 на линии подачи сока в И камеру преддефекатора 1, Система содержит также рН-метр 20 сока после преддефекэтора 1,известкового молока в И камеру преддефекатора 1, датчик 23 уровня ваппарате 2,соединенный через регулятор 24 с исполни- тельныМ механизмом 25 на линии подачи сока в аппарат 2, плотномер 26, расходомер 27, установленные на линии подачи известкового молока в аппарат 2, регулятор 28, связанный с расходомером 27 и исполнительным механизмом 29 подачи известкового молока, датчик температуры 30 в подогревателе 3, соединенный через регунительным механизмом 35 на линии подачи сагурационного газа в аппарат 5, вычислительный блок 36, соединенный своими входами с датчиками 6, 9, 10, 26 и анализаторами 7 и 8, а выходами - с регуляторами 24, 28, 31, 34, Функции вычислительного блока 36 могут быть реализованы микропроцессорнььм комплексом контроля и управления ГРАСмикро, выпускаемым Грозненским НПО "Промавтоматика" Система работает следующим образом.Система стабилизирует заданное распределение рН во 11, 1 и И камерах преддефекатора 1 посредством регуляторов 12,15, 18 подачей возврата через клапаны 13, 16 и 19 в соответствующие камеры и стабилизирует рН в И камере регулятором 21 подачей известкового молока через клапан22,Уровень в аппарате 2 холодной дефекации регулируется регулятором 24 в зависи- мости от рассогласования текущего Значения уровня, измеренного датчиком 23 и оптимального значения определяемого в 55 вычислительном блоке 36 по продолкительности холодной дефекации Н, вычисляемой по формуле (3), воздействуя на исполнигельный механизм 25 Аналогично регулируется температура вподогревателе 3 регулятором 31 в зависимо5 необходимо увеличить уровень в аппарате Аналогично в вычислительном блоке Збрассчитывается по уравнению (5) оптимальная температура горячей дефекэции с", 10 Сигнал 1" поступает в качестве задания нарегулятор температуры 31.Значения т" выше текущего значения 15, ный механизм 32 увеличивает подачу пара, Например, при увеличении содержания 20 опт25 считывается оптимальйый расход РиввСигнал Ризв поступает с выхода вычислирегулятор 28,При увеличении Н" и уменьшении до- ЗО брокачественности ДБ диффузионного сокаоптоптимальное значение т=ивв становится выше фактического значения сигнала расхо 35 45 50 сти. от рассогласования текущего значения температуры, измеренного датчиком 30 и оптимального зйачения т", определяемого в вычислительном блоке 36 по продолжительности холодной дефекации, вычисляемой по формуле (3), воздействуя на исполнительный механизм 32.В выцислительный блок 36 поступаютсигналы от датчиков расхода 6 диффузионного сока, расхода 10 возврата, анализатора 7 содержания редуцирующих веществ, анализатора 8 доброкачественности диффузионного сока плотномеров 9 диффузионного сока и 26 известкового молока, датчика 30 . температуры в подогревателе 3 и рН-метра.33, установленного на выходе аппарата 5 первой сатурации, В блок 36 йредварительно вводятся вручную коэффициенты К 1, К 2, Кз и К 4Вместе с тем в аппарате 2 холоднойдефекации.регулируют регулятором 28 рас- .ход известкового молока по величине рассогласования текущего знацения расхода, измеряемого датчиком 27, и оптимального 0 значения Еивв . определяемого в вь 1 числительном блоке 36 по формулам (7) и (8), воздействуя на исполнительный механизм 29.В вычислительный блок Зб предварительно вводятся. кОэффициенты К 5, Кб, К 7.Подача сатурационного газа в сатуратор 5 регулируется регулятором 34 по величине рассогласования между текущим значением рН сока, измеряемым датчиком 33 и заданным значением рНсвтввд, опреде ляемым в вычислительном блоке 36 по формуле (9), воздействуя нэ исполнительный механизм 35.Изменениесостава сырья, а именноснижение доброкачественности диффузионного сока и увеличение содержания реду цирующих веществ в нем, в системе управления, фиксируется анализаторами 7 и 8; При этом увеличивается количество возврата для поддержания заданного распределения рН во 11, 111, 1 Ч камерах преддефекатора, Расход возврата продуктов первой сатурации измеряется расходо-.мером 10. Сигналы от датчиков поступают в вычислительный блок 36, По отношению (3) рассчитывается оптимальная продолжительность холодной дефекации, которая в данном случае увеличивается пропорционально поступающим возмущениям. Затем по отношению 4 рассчитываются оптимальный уровень в аппарате холодной дефека ции Нопт. Сигнал Нп поступает иэ вычислительного блока 36 в качестве задания на регулятор уровня 24. При этом Ноптвыше фактического значения уровня Н, который поступает от датчика 23, в этом случае исполнительный механизм 25 увеличивает подачу сока на холодную дефекацию. Например, при уменьшении доброкачественности (ДБ) диффузионного сока на 2% холодной дефекации на 10% сигнала температуры т, который поступает от датчика 30, и в этом случае исполнительредуцирующих веществ на 0,2% необходимо увеличить температуру горячей дефекации на 3 С.Дополнительно для определения оптимального расхода известковогомолока в вычислительный блок Зб поступают сигналы от плотномеров 9 диффузионного сока 26 и известкового молока. По отношеник (6) растельного блока 36 в качестве задания на да Гивв текущего, который поступает от датчика 27 в этом случае исполнительный механизм 29 увеличивает подачу известкового молока в аппарат 2 холодной дефекации, Например, при увелицении расчетного значения уровня Ноп на 10% необходимо увеличить расход известкового молока на 5-10% (в зависимости от соотношенияплотностей).При увеличении температуры горячей дефекации система корректирует задание на регулятор 34 рН сатурации, которое уменьшается на величину .гемперэтурной компенсациии вэтом случае исполнительный механизм 35 уменьшает подачу сэтурэционного газа в аппарат 5 первой сатурации, Например, при увеличении температуры горячей дефекации нэ 3 С, необходимо комйенсировэть рНсэт на О,1 ед. Данный способ управления процессом очистки диффузионного сока по сравнению с известным дает воэможность вести эффективную очистку диффузионного сока и ри изменениях качества сырья, э именно снижения доброкачественности поступающего на очистку диффузионного сока и увеличения в нем содержания редуцирующих веществ, что в конечном итоге приведет к1784646 12 Составитель В. Мартынова .Техред М.Моргентал Корректор И. Шулла Редактор Заказ 4349 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5.Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул. Гагарина, 101 повышению выхода сахара на 0,03 к массе перерабатываемой свеклы,Формула изобретения Способ автоматического управления процессом очистки диффузионного сока, включающим преддефекацию в шестикамерном аппарате, холодную дефекацию, подогрев, горячую дефекацию и первую сатурацию, предусматривающий измерение уровня в аппарате холодной дефекации, определение продолжительности холодной дефекации в зависимости от расхода диффузионного сока, регулирование уровня в аппарате холодной дефекации и регулирование температуры сока перед горячей дефекацией в зависимости от расхода сока с учетом продолжительности холодной дефекации путем изменения подачи пара в подогреватель, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода сахара за счет улучшения эффективности очистки, измеряют рН во второй, третьей и четвертой камерах преддефекатора, задают распределение рН по ним и регулируют его изменейием подачи возврата продуктов первой сатурации в эти камеры, измеряют рН после преддефекатора и регулируют его изменением подачиизвесткового молока в шестую камеру, измеряют плотность диффуэионнЬ- го сока, определяют доброкачественность и 5 содержание редуцирующих веществ в нем,расход возврата продуктов первой сатурации, плотность и расход известкового молока в аппарат холодной дефекации, рН первой сатурации, регулируют рН первой 10 сатурации изменением подачи сатурационного газа с учетом температуры сока перед горячей деформацией, регулируют расход известкового молока в аппарат холодной дефекации в зависимости от плотности изве- .15 сткового молока, плотности диффузионногосока и массовой доли извести в молоке, оп:ределяемой с учетом доброкачественности диффузионного сока и.величины рассогласования между измереннойи заданной ве личинами рй первой сатурации, иопределение продолжйтельности холоднойдефекации осуществляют с учетом содержания редуцирующих веществ и доброкачественности диффузионного сока и расхода 25 возврата продуктов первой сатурации.