Способ управления линией производства растительного масла Российский патент 2022 года по МПК C11B1/00 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано в масложировой промышленности, в частности при управлении линией производства растительного масла.

Известна линия производства растительного масла (Пат. 2595152 C1, С11В 1/00), включающая сушилку для масличных семян; циклон для очистки отработанного после сушки воздуха; вальцовый станок; сепарирующую машину; обжарочный аппарат; форпресс; фильтр-пресс; экспозитор; теплообменник-рекуператор; парокомпрессионный тепловой насос, содержащий компрессор, конденсатор, терморегулирующий вентиль и две секции испарителя, одну из которых используют для вымораживания восковых веществ из растительного масла в камере экспозитора, а другую - для конденсации влаги из отработанного воздуха. В известной линии реализован способ производства растительного масла с использованием парокомпрессионного теплового насоса, при этом процесс сушки осуществляют кондиционированным воздухом; отработанный воздух после сушки подвергают очистке от взвешенных частиц в циклоне с последующим охлаждением и осушением в секции испарителя теплового насоса и подачей в сушилку с образованием замкнутого цикла; перегретый пар после конденсатора теплового насоса подают на обжарку, при этом часть отработанного перегретого пара в количестве испаряемой из продукта влаги подают в теплообменник-рекуператор для нагрева воздуха; а вторую часть отработанного перегретого пара отводят в конденсатор теплового насоса, где его перегревают и вновь подают на обжарку в режиме замкнутого цикла.

Однако известная линия имеет следующие недостатки:

- наличие механического привода снижает надежность парокомпрессионной теплонасосной установки и, как следствие, может привести к снижению производительности линии из-за возможных остановок на техническое обслуживание и ремонт;

- при большой разнице температур в испарителе и конденсаторе существенно снижается термодинамическая эффективность цикла парокомпрессионного теплового насоса, что приводит к увеличению энергетических затрат при компрессионном сжатии паров хладагента;

- для реализации обратного термодинамического цикла в парокомпрессионных тепловых насосах необходимо использовать дорогостоящие озонобезопасные хладагенты, что отразится на себестоимости получаемого растительного масла;

- отсутствует система управления технологическими параметрами на всех этапах производства растительного масла;

- парокомпрессионный тепловой насос целесообразно использовать в условиях децентрализованной системы энергоснабжения, когда отсутствуют источники получения высокопотенциальной тепловой энергии (котельные агрегаты, газотурбинные установки и др.). Традиционная ориентация предприятий масло-жировой промышленности на централизованное теплоснабжение ставит под сомнение использование парокомпрессионных тепловых насосов в технологии получения растительного масла, по крайней мере, в ближайшее время, в том числе с учетом их высокой стоимости.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является способ управления линией производства растительного масла (Пат. 2619278 C1, С11В 1/06), включающей: сушилку; вальцовый станок; сепарирующую машину; обжарочный аппарат; форпресс; барабанный фильтр-пресс; экспозитор с рубашкой; циклон; теплообменник-рекуператор; вентиляторы; парогенератор; сборник конденсата; пароэжекторную холодильную машину, работающую в режиме теплового насоса, содержащую конденсатор, холодоприемник, эжектор, испаритель, насосы, терморегулирующий вентиль.

В данном способе рабочий пар из парогенератора подают в эжектор, эжектируемые пары из испарителя создают в нем разрежение с температурой кипения воды 5-7°С, используемой в качестве хладагента; смесь рабочего и эжектируемого паров подают в сопло эжектора, в диффузоре которого кинетическая энергия потока смеси преобразуется в тепловую энергию высокопотенциального пара, подаваемого в обжарочный аппарат; низкопотенциальный пар после обжарочного аппарата отводят в теплообменник-рекуператор, где за счет рекуперативного теплообмена температуру сушильного агента доводят до 85-90°С; отработанный сушильный агент с температурой 60-70°С подвергают очистке в циклоне и подают в холодоприемник, где он охлаждается до температуры точки «росы» и осушается с последующей подачей в теплообменник-рекуператор; часть образовавшегося конденсата из теплообменника-рекуператора сначала отводят через терморегулирующий вентиль на пополнение убыли воды в испарителе, а другую часть вместе с образовавшимся конденсатом в холодоприемнике сначала отводят в сборник конденсата, а затем на пополнение уровня воды в парогенераторе; выделение восковых веществ из масла осуществляют в процесс его рекуперативного охлаждения в экспозиторе водой, охлажденной в холодоприемнике, с возвратом воды в холодоприемник в режиме замкнутого цикла.

Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает управление линией на всех этапах производства растительного масла, а также пароэжекторным тепловым насосом при подготовке энергоносителей разного температурного потенциала. Отсутствие текущей информации о процессах сушки, обжарки, прессования, охлаждения, получаемой с датчиков, не позволяет создать систему оперативного управления параметрами энергетических потоков в области рациональных значений, обеспечивающих экономию теплоэнергетических затрат.

Известный способ не обеспечивает точность и надежность управления, не создает перспектив в повышении качества растительного масла, что связано со стабилизацией температурных режимов тепловых и тепломассообменных процессов в условиях случайных возмущений как со стороны возможного изменения состава растительного масла, обусловленного его качеством, так и со стороны возможных технологических сбоев в работе основного и вспомогательного оборудования. Способ не учитывает влияния основных параметров технологического процесса на выход растительного масла при выявлении наиболее эффективных режимов, обеспечивающих повышение производительности технологического потока в промышленных масштабах при минимальных энергетических затратах на единицу массы получаемого масла.

Задачей изобретения является повышение точности и надежности управления линией производства растительного масла, обеспечивающей повышение качества получаемого растительного масла, увеличение производительности при рациональном использовании энергетических затрат.

Поставленная техническая задача изобретения достигается тем, в способе управления линией производства растительного масла, предусматривающем сушку семян сушильным агентом с температурой 89-90°С до влажности 8%; измельчение высушенных семян в вальцовом станке до 1 мм, доизмельчение крупной фракции после сепарирующей машины; обжарку измельченной фракции до влажности 1,5-3,0% в чанной жаровне с ворошителем и паровым обогревом жарочной поверхности; механический отжим образовавшейся мезги в форпрессе с отводом форпрессового жмыха на экстракцию; фильтрацию полученного масла в барабанном фильтр-прессе под давлением 0,2-0,5 МПа; вымораживание восковых веществ из профильтрованного масла в экспозиторе при температуре 8-12°С до 0,03% от массы масла; вывод масла из экспозитора в качестве готовой продукции; очистку отработанного сушильного агента с температурой 60-70°С и влагосодержанием до 0,030 кг/кг сначала в циклоне, а затем в фильтре тонкой очистки до содержания пылевидной фракции не более 30 мг/м³; отвод отработанного очищенного сушильного агента сначала в ресивер для воздуха, затем в промежуточный теплообменник между потоками отработанного сушильного агента и подаваемого в сушилку, и далее на охлаждение до температуры точки «росы» и осушение до влагосодержания 0,005-0,009 кг/кг в холодоприемнике пароэжекторного теплового насоса, включающего эжектор, испаритель, рециркуляционный насос, терморегулирующий вентиль, парогенератор с электронагревательными элементами и предохранительным клапаном, сборник конденсата; подачу рабочего пара, получаемого в парогенераторе, в эжектор; создание эжектируемыми парами разрежения в испарителе с температурой кипения воды 5-7°С, используемой в качестве хладагента; подачу смеси рабочего и эжектируемого паров в сопло эжектора, в диффузоре которого кинетическая энергия потока смеси преобразуется в тепловую энергию высокопотенциального пара с температурой 210-220°С, подаваемого на обогрев жарочной поверхности чанной жаровни; подачу низкопотенциального пара после жаровни через ресивер для пара в теплообменник-рекуператор, в котором за счет рекуперативного теплообмена нагревают сушильный агент с последующей подачей в сушилку в режиме замкнутого цикла; отвод части образовавшегося конденсата из теплообменника-рекуператора сначала через терморегулирующий вентиль на пополнение убыли воды в испарителе, а подачу другой части вместе с образовавшимся конденсатом в холодоприемнике сначала в сборник конденсата, а затем на пополнение уровня воды в парогенераторе; подачу хладагента с температур 5-7°С в охлаждающую рубашку экспозитора на охлаждение масла и возврат хладагента в холодоприемник в режиме замкнутого цикла; при этом способ предусматривает микропроцессорное управление технологическими параметрами при непрерывном измерении температуры, влагосодержания и расхода масличных семян, подаваемых в сушилку; температуры, расхода и влагосодержания сушильного агента до и после сушилки; расхода, температуры и влажности измельченных семян после сепарирующей машины; расхода и температуры высокопотенциального пара на обогрев жарочной поверхности чанной жаровни; расхода и температуры низкопотенциального пара, подаваемого через ресивер для пара в теплообменник-рекуператор; расхода мезги, полученной в результате жарения; расхода растительного масла после форпресса; расхода отфильтрованного масла после барабанного фильтр-пресса, температуры масла в экспозиторе; расхода очищенного от восковых веществ масла после экспозитора; давления и уровня воды в парогенераторе; разрежения, температуры и уровня воды в испарителе; температуры конденсации водяных паров из отработанного сушильного агента в холодоприемнике; расхода и температуры хладагента, подаваемого в холодоприемник и в охлаждающую рубашку экспозитора; при этом по текущим значениям расхода, температуры и влажности исходных семян микропроцессор устанавливает температуру и расход сушильного агента, подаваемого в сушилку; устанавливает частоту вращения вальцов и расстояния между ними в вальцовом станке в зависимости от влажности высушенных семян; по величине рассогласования текущей влажности семян на выходе из чанной жаровни с заданным значением устанавливает расход и температуру высокопотенциального пара воздействием на расход рабочего пара путем изменения паропроизводительности парогенератора; стабилизирует выход масла из форпресса в зависимости от масличности семян воздействием на мощность привода шнека форпресса; контролирует давление масла, подаваемого в барабанный фильтр-пресс, частоту вращения барабана барабанного фильтр-пресса и расход сжатого воздуха на процесс фильтрации масла; по расходу отфильтрованного масла устанавливает расход хладагента в охлаждающую рубашку экспозитора; по измеренным значениям влагосодержания сушильного агента до и после сушки и его расходу на выходе из сушилки определяет количество водяных паров в отработанном сушильном агенте, по которому устанавливает температуру кипения хладагента в испарителе воздействием на коэффициент эжекции пароэжекторного теплового насоса путем изменения соотношения расходов рабочего пара, подаваемого в сопло эжектора, и эжектируемых паров хладагента из испарителя с непрерывным контролем влагосодержания сушильного агента после холодоприемника; изменение паропроизводительности парогенератора осуществляет воздействием на мощность электронагревательных элементов, причем при уменьшении уровня воды в парогенераторе ниже заданного значения осуществляет подачу воды из сборника конденсата в парогенератор, а при достижении давления пара в парогенераторе верхнего предельного значения осуществляет сброс давления пара через предохранительный клапан.

На чертеже представлена схема, реализующая предлагаемый способ управления линией производства растительного масла.

Схема содержит сушилку 1, вальцовый станок 2, сепарирующую машину 3, чанную жаровню 4 с ворошителем и паровым обогревом жарочной поверхности, форпресс 5; накопительную емкость для масла 6; масляный насос 7; барабанный фильтр-пресс 8; экспозитор 9; циклон 10; фильтры тонкой очистки 11; теплообменник-рекуператор 12; пароэжекторный тепловой насос (ПЭТН), включающий эжектор 13, испаритель 14, холодоприемник 15, рециркуляционный насос 16, терморегулирующий вентиль 17, парогенератор 18 с электронагревательными элементами 19 и предохранительным клапаном 20, сборник конденсата 21, насос 22, заслонки 23, 24, 25; вентиляторы 26 и 27 с регулируемым приводом, ресивер для воздуха 28; ресивер для пара 29; промежуточный теплообменник 30, микропроцессор 31; линии материальных и тепловых потоков: 1.1 - подачи масличных семян в сушилку; 1.2 - отвода подсушенных масличных семян из сушилки на измельчение в вальцовый станок; 1.3 - отвода измельченных масличных семян с вальцового станка на сепарирующую машину; 1.4 - отвода схода с сита сепарирующей машины на доизмельчение; 1.5 - отвода измельченных семян в обжарочный аппарат; 1.6 - отвода мезги из обжарочного аппарата в форпресс; 1.7 - отвода масла из форпресса в сначала в накопительную емкость, а затем в барабанный фильтр; 1.8 - отвода форпрессового жмыха; 1.9 - отвода осадка из барабанного фильтра; 1.10 - отвода профильтрованного масла из барабанного фильтра в экспозитор; 1.11 - отвода восковых веществ из экспозитора; 1.12 - отвода очищенного масла от восковых веществ; 2.0 - отвода высокопотенциального пара из парогенератора в эжектор; 2.1 - эжектируемого пара из испарителя; 2.2 -смесь высокопотенциального и эжектируемого пара для нагревания жарочной поверхности чанной жаровни; 2.3 - подачи низкопотенциального пара из жаровни в рекуперативный теплообменник; 2.4 - рециркуляции хладагента через хладоприемник; 2.5 - отвода конденсата из холодоприемника в сборник конденсата; 2.6 - рециркуляции хладагента через охлаждающую рубашку экспозитора; 3.0 - подачи осушенного сушильного агента из холодоприемника в рекуперативный теплообменник; 3.1 подачи нагретого сушильного агента в сушилку; 3.2 - отвода отработанного сушильного агента на очистку сначала в циклон, а затем в фильтр тонкой очистки; 3.3 - подачи очищенного воздуха в холодоприемник; 4.0 - подачи сжатого воздуха в барабанный фильтр; 5.0 - отвода твердых частиц из циклона; датчики: ТЕ - температуры, FE - расхода, ME - влажности и влагосодержания, НЕ - уровня, РЕ - давления, nE - частоты вращения, lE - расстояния между валками вальцового станка.

Технологический цикл переработки масличных семян в растительное масло по заявляемому способу осуществляется следующим образом.

Предварительно вымытые масличные семена по линии 1.1 подают в сушилку 1; высушенные семена по линии 1.2 направляют в вальцовый станок 2, после чего по линии 1.3 измельченные семена подают в сепарирующую машину 3, где сход по линии 1.4 направляют на доизмельчение. Измельченные семена по линии 1.5 направляют на обжарку в чанную жаровню 4 с ворошителем. Полученную в результате обжарки мезгу по линии 1.6 подают на форпресс 5, масло по линии 1.7 из форпресса 5 направляют сначала в накопительную емкость 6, а затем под давлением на фильтрацию в барабанный фильтр-пресс 8 масляным насосом 7. Форпрессовый жмых по линии 7.5 отводят на экстракцию, осадок по линии 1.9 отводят на дальнейшую обработку, а профильтрованное масло по линии 1.10 из барабанного фильтр-пресса 8 направляют в экспозитор 9 с охлаждающей рубашкой для вымораживания восковых веществ, которые отводят по линии 7.77, а очищенное масло выводят по линии 7.72.

Процесс сушки масличных семян в сушилке 1 осуществляют сушильным агентом с температурой 89-90°С, который подогревают в теплообменнике-рекуператоре 12. Отработанный сушильный агент с температурой 60-70°С подвергают очистке в циклоне и фильтре тонкой очистки до содержания пылевидной фракции не более 30 мг/м³ и по линии 3.3 подают сначала в ресивер для воздуха 27, затем вентилятором 26 в промежуточный теплообменник 28 и далее в холодоприемник 15, где он охлаждается до температуры точки «росы» и осушается до влагосодержания 0,005-0,009 кг/кг с последующей подачей в теплообменник-рекуператор 12.

В промежуточном теплообменнике 30 происходит предварительный нагрев сушильного агента, подаваемого в теплообменник-рекуператор 12 по линии 3.0 и охлаждение отработанного сушильного агента, направляемого на конденсацию влаги в холодоприемник 16 по лини 3.3. Это позволит снизить энергозатраты за счет снижения расхода хладагента в контуре рециркуляции при конденсации влаги из отработанного сушильного агента, обеспечивая повышение его влагопоглощающей способности.

Рабочий пар, получаемый в парогенераторе 18, подают по линии 2.0 в эжектор13; эжектируемые пары из испарителя 14 по линии 2.1 создают в нем разрежение с температурой кипения воды 5-7°С. Смесь рабочего и эжектируемого паров подают в сопло эжектора, в диффузоре которого кинетическая энергия потока смеси преобразуется в тепловую энергию высокопотенциального пара, подаваемого по линии 2.2 на обогрев жарочной поверхности чанной жаровни 4 с ворошителем. Низкопотенциальный пар после чанной жаровни отводят по линии 2.3 через ресивер для пара 29 в теплообменник-рекуператор 12, где за счет рекуперативного теплообмена нагревает сушильный агент до температуры 85-90°С, с которой его подают в сушилку.

Часть образовавшегося конденсата из теплообменника-рекуператора 12 сначала отводят по линии 2.4 через терморегулирующий вентиль 17 на пополнение убыли воды в испарителе 14, а другую часть вместе с образовавшимся конденсатом в холодоприемнике 15 по линии 2.4 сначала отводят в сборник конденсата 21, а затем насосом 22 на пополнение уровня воды в парогенераторе 18 с образованием замкнутого цикла.

Хладагент, в качестве которого используется вода, циркулирует по линии 2.5 с помощью рециркуляционного насоса 16 через холодоприемник 15 и охлаждающую рубашку экспозитора 9. Процесс охлаждения масла в экспозиторе 9 с отводом восковых веществ по линии 7.77 осуществляют хладагентом, подаваемым в охлаждающую рубашку экспозитора из холодоприемника 15 по линии 2.5 насосом 16 с возвратом хладагента по линии 2.6 в холодоприемник в режиме замкнутого цикла. Очищенное масло отводят из экспозитора по линии 1.12.

Информация о ходе технологических операций в линии производства растительного масла с помощью датчиков передается в микропроцессор 31, который по заложенному в него программно-логическому алгоритму осуществляет оперативное управление технологическими параметрами посредством исполнительных механизмов с учетом накладываемых на них ограничений, обусловленных как экономической целесообразностью, так и максимальны выходом биодизельного топлива высокого качества.

Микропроцесс 31 непрерывно измеряет температуру, влагосодержание и расход вымытых масличных семян в линии 1.1, подаваемых в сушилку; температуру, расход и влагосодержание сушильного агента до и после сушилки, соответственно в линиях 3.1 и 3.3; расход измельченных до 1 мм семян в линии 1.3, а также их температуру и влажность после сепарирующей машины в линии 1.5; расход и температуру высокопотенциального пара, подаваемого на обогрев жарочной поверхности чанной жаровни в линии 2.2; расход и температуру низко-потенциального пара, подаваемого в теплообменник-рекуператор в линии 2.3; расход и масличность обжаренных семян (мезги) в линии 1.6; расход растительного масла после форпресса в линии 7.7; расход форпрессового жмыха в линии 1.8; расход отфильтрованного масла в линии 1.10; температуры масла в экспозиторе; расход очищенного от восковых веществ масла после экспозитора в линии 7.72; давление и уровень воды в парогенераторе; разрежение, температуру и уровень воды в испарителе; температуру хладагента в холодоприемнике; расход и температуру охлажденной воды, подаваемой в холодоприемник и в охлаждающую рубашку экспозитора по линии 2.5.

По текущим значениям расхода, температуры и влажности вымытых семян микропроцессор:

- устанавливает расход и температуру сушильного агента, подаваемого в сушилку по линии 3.1 с помощью вентилятора 26 с регулируемым приводом и расход низкопотенциального пара из обжарочного аппарата через ресивер 29 в рекуперативный теплообменник 12 в линии 2.3 посредством изменения положения заслонки с помощью исполнительного механизма 25;

- в зависимости от влажности высушенных семян устанавливает частоту вращения вальцов и расстояние между ними в вальцовом станке 2;

- по расходу влажности и температуре измельченных семян устанавливает расход высокопотенциального пара на обогрев жарочной поверхности чанной жаровни и частоту вращения ворошителя;

- по величине рассогласования текущей влажности семян на выходе из обжарочного аппарата с заданным значением 1,5-3,0% воздействует на расход и температуру высокопотенциального пара;

- в зависимости от масличности семян (предварительно определяемой в лаборатории) и расхода обжаренных семян устанавливает мощность привода шнека форпресса и контролирует выход масла в интервале значений 18-42% (в зависимости от масличной культуры), отводимого из форпресса в барабанный фильтр-пресс, причем при отклонении выхода масла от заданного значения корректируют режим прессования воздействием на мощность привода шнека форпресса;

- устанавливает заданное давление масла 0,2-0,5 МПа, подаваемого в барабанный фильтр-пресс масляным насосом 7, частоту вращения барабана фильтра и расход сжатого воздуха на процесс фильтрации;

- по расходу отфильтрованного масла устанавливает расход хладагента в охлаждающую рубашку экспозитора, в котором охлаждают масло до температуры 8-12°С с отводом восковых веществ до 0,03% от массы масла.

По измеренным значениям влагосодержания сушильного агента до и после сушки и его расходу на выходе из сушилки микропроцессор определяют количество водяных паров, подаваемых в холодоприемник 15 с отработанным сушильным агентом по формуле:

U = (х_вых - х_вх)ρ_свV

где х_вх, х_вых - влагосодержание сушильного агента на входе и выходе из сушилки, кг/кг; ρ_св - плотность абсолютно сухой части сушильного агента, кг/м³; V - объемный расход сушильного агента на входе в сушилку, м³/ч.

В зависимости от количества водяных паров в отработанном сушильном агенте микропроцессор устанавливает коэффициент эжекции пароэжекторного теплового насоса воздействием на соотношение расходов рабочего пара, подаваемого в сопло эжектора по линии 2.0, и эжектируемого из испарителя по линии 2.7, путем изменения расхода рабочего пара воздействием на паропроизводительность парогенератора; изменение паропроизводительности парогенератора 18 осуществляют воздействием на мощность электронагревательных элементов 19, причем при уменьшении уровня воды в парогенераторе ниже заданного значения осуществляет подачу воды из сборника конденсата 21 в парогенератор по линии 2.4, а при достижении давления пара в парогенераторе верхнего предельного значения осуществляет сброс давления пара через предохранительный клапан 20.

Пример реализации способа.

Способ управления линией производства растительного масла реализован на экспериментальной линии производительностью 300 л/ч по исходному маслу в производственных условиях ООО «Согал-ЭКО».

Энергоэффективные режимы технологических процессов в области допустимых свойств осуществлялись с помощью пароэжекторного теплового насоса со следующими параметрами:

Холодопроизводительность, кВт 20-25 Температура кипения: в испарителе,°С 5-7 в парогенераторе,°С 110-115 Температура высокопотенциального пара,°С 200-220 Коэффициент эжекции 4-6 Площадь теплообменной поверхности холодоприемника, м² 8 Площадь теплообменной поверхности теплообменника-рекуператора, м² 9 Хладагент вода

Конструкция пароэжекторного теплового насоса не содержит движущихся быстроизнашивающихся элементов, благодаря чему обеспечивалась безотказная работа насоса длительными циклами без непосредственного обслуживания, при этом минимизированы объемы текущего ремонта, стоимость и потребность в запасных частях и вспомогательных материалах.

Высокопотенциальный пар получали в электрическом парогенераторе «Ural-Power», который способен вырабатывать насыщенный и перегретый пар до 400°С и давлением до 140 кгс/см².

В контуре рециркуляции пароэжекторного теплового насоса использовался паро-паровой эжектор (термокомпрессор) типа ПКС, обеспечивающий возврат в систему рабочего пара и его многократное использования с требуемыми параметрами. Масштабы энергоресурсосбережения при использовании ПКС значительны, так как позволили полностью вернуть в систему низкопотенциальный пар, обычно сбрасываемый в атмосферу, и избежать потерь, связанных с дросселированием и регулированием паровых потоков. Использование ПКС снизило до минимума технологические выбросы в атмосферу и позволило полностью избежать экологического загрязнения окружающей среды от сброса отработанных теплоносителей.

Рациональное использование тепловой и электрической энергии в системе холодо- и теплоснабжения с применением пароэжекторного теплового насоса рассматривалось с точки зрения снижения себестоимости получаемых целевых и промежуточных продуктов. Основным принципиальным решением по снижению энергозатрат в предлагаемом способе является оптимальный выбор текущих значений температур рабочего пара и холодной воды. Отклонение от этих значений неизбежно приведет к увеличению потребляемой энергии: понижение температуры кипения хладагента в испарителе на 1°С приведет к необходимости увеличения расхода рабочего пара в эжектор, а следовательно, к перерасходу энергии на 5-7%, а повышение температуры конденсации на 1°С приведет к увеличению расхода энергии на 7,0-10,0% [Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин / Ε. М. Бамбушек, Η. Н. Бухарин, Е. Д. Герасимов и др.; Под общ, ред. И.А. Сакуна. - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1987. - 423 с.].

Ниже приведена техническая характеристика пароэжекторного теплового насоса, используемого в линии производства растительного масла:

В табл. 1 приводятся пределы регулирования технологическими параметрами линии производств растительного масла из семян рапса, льна и сои. Показатели качества растительного рафинированного масла, полученного по предлагаемому способу, в полной мере соответствует стандартным значениям (табл. 2).

Таким образом, предлагаемый способ управления линией производства растительного масла позволяет обеспечить точность и надежность управления за счет снижения разброса регулируемых параметром, обеспечить их варьирование в заданном диапазоне, что является существенным резервом интенсификации тепловых процессов при снижении удельных энергозатрат и повышении экологической безопасности окружающей среды.

Таким образом, предлагаемый способ управления линией производства растительного масла позволяет обеспечить точность и надежность управления за счет снижения разброса регулируемых параметром, обеспечить их варьирование в заданном диапазоне, что является существенным резервом интенсификации тепловых процессов при снижении удельных энергозатрат и повышении экологической безопасности окружающей среды.

Использование оперативной информации с объекта управления для регулирования температурных режимов конденсации влаги из влажного воздуха в холодоприемнике ПЭТН, его нагревание в рекуперативном теплообменнике в пределах заданных значений создает оптимальные условия сушки семян сушильным агентом с высокой влагопоглащающей способностью. Генерация высокопотенциальной энергии в эжекторе теплового насоса создает условия высокоэффективного получения альтернативных энергоносителей разных температурных потенциалов, что позволяет обеспечить высокое качество растительного масла в области стандартных технологических свойств.

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано в масложировой промышленности, в частности при управлении линией производства растительного масла. Способ управления линией производства растительного масла, предусматривающий сушку семян сушильным агентом с температурой 89-90°С до влажности 8%; измельчение высушенных семян в вальцовом станке до 1 мм, доизмельчение крупной фракции после сепарирующей машины; обжарку измельченной фракции до влажности 1,5-3,0% в чанной жаровне с ворошителем и паровым обогревом жарочной поверхности; механический отжим образовавшейся мезги в форпрессе с отводом форпрессового жмыха на экстракцию; фильтрацию полученного масла в барабанном фильтр-прессе под давлением 0,2-0,5 МПа; вымораживание восковых веществ из профильтрованного масла в экспозиторе при температуре 8-12°С до 0,03% от массы масла; вывод масла из экспозитора в качестве готовой продукции; очистку отработанного сушильного агента с температурой 60-70°С и влагосодержанием до 0,030 кг/кг сначала в циклоне, а затем в фильтре тонкой очистки до содержания пылевидной фракции не более 30 мг/м; отвод отработанного очищенного сушильного агента сначала в ресивер для воздуха, затем в промежуточный теплообменник между потоками отработанного сушильного агента и подаваемого в сушилку, и далее на охлаждение до температуры точки «росы» и осушение до влагосодержания 0,005-0,009 кг/кг в холодоприемнике пароэжекторного теплового насоса, включающего эжектор, испаритель, рециркуляционный насос, терморегулирующий вентиль, парогенератор с электронагревательными элементами и предохранительным клапаном, сборник конденсата; подачу рабочего пара, получаемого в парогенераторе, в эжектор; создание эжектируемыми парами разрежения в испарителе с температурой кипения воды 5-7°С, используемой в качестве хладагента; подачу смеси рабочего и эжектируемого паров в сопло эжектора, в диффузоре которого кинетическая энергия потока смеси преобразуется в тепловую энергию высокопотенциального пара с температурой 210-220°С, подаваемого на обогрев жарочной поверхности чанной жаровни; подачу низкопотенциального пара после жаровни через ресивер для пара в теплообменник-рекуператор, в котором за счет рекуперативного теплообмена нагревают сушильный агент с последующей подачей в сушилку в режиме замкнутого цикла; отвод части образовавшегося конденсата из теплообменника-рекуператора сначала через терморегулирующий вентиль на пополнение убыли воды в испарителе, а подачу другой части вместе с образовавшимся конденсатом в холодоприемнике сначала в сборник конденсата, а затем на пополнение уровня воды в парогенераторе; подачу хладагента с температурой 5-7°С в охлаждающую рубашку экспозитора на охлаждение масла и возврат воды в холодоприемник в режиме замкнутого цикла; и предусматривающий микропроцессорное управление технологическими параметрами при непрерывном измерении температуры, влагосодержания и расхода масличных семян, подаваемых в сушилку; температуры, расхода и влагосодержания сушильного агента до и после сушилки; расхода, температуры и влажности измельченных семян после сепарирующей машины; расхода и температуры высокопотенциального пара на обогрев жарочной поверхности чанной жаровни; расхода и температуры низкопотенциального пара, подаваемого через ресивер в теплообменник-рекуператор; расхода мезги, полученной в результате жарения; расхода растительного масла после форпресса; расхода отфильтрованного масла после барабанного фильтр-пресса, температуры масла в экспозиторе; расхода очищенного от восковых веществ масла после экспозитора; давления и уровня воды в парогенераторе; разрежения, температуры и уровня воды в испарителе; температуры конденсации водяных паров из отработанного сушильного агента в холодоприемнике; расхода и температуры хладагента, подаваемого в холодопримник и в охлаждающую рубашку экспозитора; при этом по текущим значениям расхода, температуры и влажности исходных семян микропроцессор устанавливает температуру и расход сушильного агента, подаваемого в сушилку; устанавливает частоту вращения вальцов и расстояния между ними в вальцовом станке в зависимости от влажности высушенных семян; по величине рассогласования текущей влажности семян на выходе из чанной жаровни с заданным значением устанавливает расход и температуру высокопотенциального пара воздействием на расход рабочего пара путем изменения паропроизводительности парогенератора; стабилизирует выход масла из форпресса в зависимости от масличности семян воздействием на мощность привода шнека форпресса; контролирует давление масла, подаваемого в барабанный фильтр-пресс, частоту вращения барабана барабанного фильтр-пресса и расход сжатого воздуха на процесс фильтрации масла; по расходу отфильтрованного масла устанавливает расход хладагента в охлаждающую рубашку экспозитора; по измеренным значениям влагосодержания сушильного агента до и после сушки и его расходу на выходе из сушилки определяет количество водяных паров в отработанном сушильном агенте, по которому устанавливает температуру кипения хладагента в испарителе воздействием на коэффициент эжекции пароэжекторного теплового насоса путем изменения соотношения расходов рабочего пара, подаваемого в сопло эжектора, и эжектируемых паров хладагента из испарителя с непрерывным контролем влагосодержания сушильного агента после холодоприемника; изменение паропроизводительности парогенератора осуществляют воздействием на мощность электронагревательных элементов, причем при уменьшении уровня воды в парогенераторе ниже заданного значения осуществляет подачу воды из сборника конденсата в парогенератор, а при достижении давления пара в парогенераторе верхнего предельного значения осуществляет сброс давления пара через предохранительный клапан. Изобретение позволяет повысить точность и надежность управления линией производства растительного масла, обеспечивающей повышение качества получаемого растительного масла, увеличить производительность при рациональном использовании энергетических затрат. 1 ил., 2 табл., 1 пр.

Способ управления линией производства растительного масла, предусматривающий сушку семян сушильным агентом с температурой 89-90°С до влажности 8%; измельчение высушенных семян в вальцовом станке до 1 мм, доизмельчение крупной фракции после сепарирующей машины; обжарку измельченной фракции до влажности 1,5-3,0% в чанной жаровне с ворошителем и паровым обогревом жарочной поверхности; механический отжим образовавшейся мезги в форпрессе с отводом форпрессового жмыха на экстракцию; фильтрацию полученного масла в барабанном фильтр-прессе под давлением 0,2-0,5 МПа; вымораживание восковых веществ из профильтрованного масла в экспозиторе при температуре 8-12°С до 0,03% от массы масла; вывод масла из экспозитора в качестве готовой продукции; очистку отработанного сушильного агента с температурой 60-70°С и влагосодержанием до 0,030 кг/кг сначала в циклоне, а затем в фильтре тонкой очистки до содержания пылевидной фракции не более 30 мг/м; отвод отработанного очищенного сушильного агента сначала в ресивер для воздуха, затем в промежуточный теплообменник между потоками отработанного сушильного агента и подаваемого в сушилку и далее на охлаждение до температуры точки «росы» и осушение до влагосодержания 0,005-0,009 кг/кг в холодоприемнике пароэжекторного теплового насоса, включающего эжектор, испаритель, рециркуляционный насос, терморегулирующий вентиль, парогенератор с электронагревательными элементами и предохранительным клапаном, сборник конденсата; подачу рабочего пара, получаемого в парогенераторе, в эжектор; создание эжектируемыми парами разрежения в испарителе с температурой кипения воды 5-7°С, используемой в качестве хладагента; подачу смеси рабочего и эжектируемого паров в сопло эжектора, в диффузоре которого кинетическая энергия потока смеси преобразуется в тепловую энергию высокопотенциального пара с температурой 210-220°С, подаваемого на обогрев жарочной поверхности чанной жаровни; подачу низкопотенциального пара после жаровни через ресивер для пара в теплообменник-рекуператор, в котором за счет рекуперативного теплообмена нагревают сушильный агент с последующей подачей в сушилку в режиме замкнутого цикла; отвод части образовавшегося конденсата из теплообменника-рекуператора сначала через терморегулирующий вентиль на пополнение убыли воды в испарителе, а подачу другой части вместе с образовавшимся конденсатом в холодоприемнике сначала в сборник конденсата, а затем на пополнение уровня воды в парогенераторе; подачу хладагента с температур 5-7°С в охлаждающую рубашку экспозитора на охлаждение масла и возврат воды в холодоприемник в режиме замкнутого цикла; и предусматривающий микропроцессорное управление технологическими параметрами при непрерывном измерении температуры, влагосодержания и расхода масличных семян, подаваемых в сушилку; температуры, расхода и влагосодержания сушильного агента до и после сушилки; расхода, температуры и влажности измельченных семян после сепарирующей машины; расхода и температуры высокопотенциального пара на обогрев жарочной поверхности чанной жаровни; расхода и температуры низкопотенциального пара, подаваемого через ресивер в теплообменник-рекуператор; расхода мезги, полученной в результате жарения; расхода растительного масла после форпресса; расхода отфильтрованного масла после барабанного фильтр-пресса, температуры масла в экспозиторе; расхода очищенного от восковых веществ масла после экспозитора; давления и уровня воды в парогенераторе; разрежения, температуры и уровня воды в испарителе; температуры конденсации водяных паров из отработанного сушильного агента в холодоприемнике; расхода и температуры хладагента, подаваемого в холодоприемник и в охлаждающую рубашку экспозитора; при этом по текущим значениям расхода, температуры и влажности исходных семян микропроцессор устанавливает температуру и расход сушильного агента, подаваемого в сушилку; устанавливает частоту вращения вальцов и расстояния между ними в вальцовом станке в зависимости от влажности высушенных семян; по величине рассогласования текущей влажности семян на выходе из чанной жаровни с заданным значением устанавливает расход и температуру высокопотенциального пара воздействием на расход рабочего пара путем изменения паропроизводительности парогенератора; стабилизирует выход масла из форпресса в зависимости от масличности семян воздействием на мощность привода шнека форпресса; контролирует давление масла, подаваемого в барабанный фильтр-пресс, частоту вращения барабана барабанного фильтр-пресса и расход сжатого воздуха на процесс фильтрации масла; по расходу отфильтрованного масла устанавливает расход хладагента в охлаждающую рубашку экспозитора; по измеренным значениям влагосодержания сушильного агента до и после сушки и его расходу на выходе из сушилки определяет количество водяных паров в отработанном сушильном агенте, по которому устанавливает температуру кипения хладагента в испарителе воздействием на коэффициент эжекции пароэжекторного теплового насоса путем изменения соотношения расходов рабочего пара, подаваемого в сопло эжектора, и эжектируемых паров хладагента из испарителя с непрерывным контролем влагосодержания сушильного агента после холодоприемника; изменение паропроизводительности парогенератора осуществляют воздействием на мощность электронагревательных элементов, причем при уменьшении уровня воды в парогенераторе ниже заданного значения осуществляет подачу воды из сборника конденсата в парогенератор, а при достижении давления пара в парогенераторе верхнего предельного значения осуществляет сброс давления пара через предохранительный клапан.