Способ автоматического управления процессом электрофильтрования сахаросодержащих растворов Советский патент 1983 года по МПК G05D27/00 

1 Изобретение относится к способам автоматического регулирования процессами очистки растворов, и может быть использовано например, в технологии сахарного производства для очи стки высококонцентрированных сахарных растворов. Известен способ автоматического регулирования электрофлотационного процесса очистки растворов путем изменения плотности тока на электродах в зависимости от заданной величины i/азности выходного значения рН очищенной воды и входного значения рН исходной сточной воды С I . Недостатком этого способа является то, что изменение рН сахарных растворов приводит к гидролизу сахарозы с образованием инвертнрго сахара, снижению качества сахарного раствора и потерям сахара. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ автоматического управления процессом электродиализной очистки раст воров, предусматривающий регулирование величины напряжения на электродах в зависимости от изменейия величины электропроводности раствора. Пр этом раствор очищается от содержащихся электролитов за счет их диализа через мембраны в камеры концентрирования C2J. К недостаткам известного способа относится также повьшенный расход электроэнергии при Ловьпненной температуре, т.е. при , так как эффективность очистки растворов определяется напряженностью электрического поля в слое 4мльтру1С цего матери ала, а не плотностью тока. Цель изобретения - повышение эффективности очистки растворов. Поставленная цель достигается тем что сргласно способу автоматического управления процессом электрофильтрования сахарсодержащих растворов, пре дусматривающему регулировение величины напряжения на электродах, регулирование величины напряжения осуществляют в зависимости от заданного значения оптической плотности растворов при температуре в слое фильтру ющего материала раствора в пределах 50-60°С. На фиг. 1 представлена схема уста новки, реализующей способ автоматического управления процессом электро фильтрования сахарсодержащих раство- 42 ров; на фиг. 2 - диаграмма, поясня|адая способ. Схема включает контур, состоящий из датчиков 1 и 2, измеряющих оптическую плотность исходного раствора (Dgy) и очищенного (Ов,, сумматора 3, где эти величины сравниваются; контур, состоящий из датчика-преобразователя 4 температуры и системы исполнительного механизма 5-7. Работа исполнительного механизма также корректируется управляющим сигналом из сумматора 3. В результате исполнительный механизм регулирует подачу напряжения на электроды 8, что приводит к повышению эффекта очистки раствора. Схема автоматического регулирования процесса электрофильтрования сахарных растворов работает следующим образом. Для работы используют электродиалиэную ячейку, разделенную ионообменными мембранами 9« на три камеры 10-12: анодную, среднюю (рабочую) и катодную. Электродами 8 служат графитовые, титановые или платиновые злектроды. Через злектродшяе камеры прокачивают с целью предупреждения газовой поляризации электродов 0,1 и. раствора NaCI со скоростью 0,030,05 м/с. В среднюю камеру помещают слой фильтрующего материала- керамзит, силикагелы или обожженную глину, что обеспечивает необходимую напряженность электрического поля и в связи с этим высокий эффект удаления цветных и коллоидных веществ из раствора, содержащего значительное количество электролита. После начального набора фильтра сахарным раствором устанавливается оптимальная скорость фильтрации (0,5-1)10 м/с, и на электроды подается напряжение постоянного тока. Количество удержанных цветших и коллоидных примесей контролируют по изменению оптической плотности раствора. Исходный раствор с измереиной оптической плотностью на входе поступает в среднюю камеру с фильтрующим материалом, где вроисходит процесс очистки, в результате чего изменяется оптическая плотность на выходе. Очистку осуществляют при 50-60 с. Время пребывания раствора в слое фильтрующего материала составляет 0,5J,5 ч. J Величина фактической оптической плотности сравнивается с заданной,в сумматоре 3. Управляющий сигнал, во никакхщй при отклонении фактической оптической плотности от заданной, корректирует подачу напряжения на электроды 8 Но при этом из-за налй чня электролита в растворе температура в слое ьтрующего материала повышается и может превышать . Сигнал с датчика-преобразователя 4 температуры поступает на исполнитель ный механизм 5, который уменьшает подачу напряжения на электроды поka электролиты Ш1{зывак дае разогрев сахарного раствора, не перейдут в анодную и катодную камеры 10 и )2. В электрическом поле протекают процессы коагуляции и удерживания цветньвс и коллоидных веществ на поверхности гранул фильтрующего слоя, а также происходит удаление электро литов из сахарного раствора в электродные камеры через ионообменные мембраны. В конце цикла работы электролитической ячейки, Логда фактическая величина разности входного значения оптической плотности исходного раст вора и выходного значения оптическо плотности очищенного раствора боль44.4 ше заданной Величины разности входного значения оптической плотности исходного раствора, прекращают пода чу раствора, снимают электрическое напряжение с электродов и дают в рабочую камеру воду. При этом осадок разрушается и выносится из межзернового пространства слоя потоком воды. Затем цикл повторяется. Пример. Через рабочую камеру электролитической ячейки, подключенной к схеме регулирования, размером 180-20 20 мм, загруженную керамзитом и отделенную от катодной и анодной камер соответственно ионообменными мембранами пропускают со скоростью около 0,8.10 м/с сироп из выпарки в течение 2 ч (оптическая плотность DI,J сиропа 0,61). На электроды подают постоянное напряжение в зависимости от заданной величины разности входного значения оптической плотности исходного раствора и выходного значения оптической плотности очищенного раствора по сравнению с фактической величиной этой разности. Опыты проводят при различной температуре в слое керамзита 20-80С. Получают 2 л очищенного сиропа. Результаты опытов сведены в таблице.

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ЭЛЕКТРОФШ1ЫРОВАНИЯ САХАРСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ, предусматривающий регулирование величины напряжения на электродах, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки растворов, регулирование величины напряжения осу1дест1вляют в зависимости от заданного значения оптической плотности растворов при температуре в слое фильтрующего материала раствора в пределах 50-60 С. бымд ростбора ве, П Э К (Л ч «с .ф ел ь О5 4;

200 180 160

150 140 120

0,50059,8

0,50076,2

0,50082,6

0,50082,3

0,50074,3

-0,50061,8

Из таблицы видно, что наибольший эффект очистки наблюдается, когда подачу н.}пряжения на электроды регулируют в зависимости от заданной веЛИЧИ1Ш разности входного значеиия оптической плотиости исходного раствора и выходного значения оптической плотности очищенного раствора при

ю

т

температуре в слое фильтрующего материала ЗО-бО с.

Таким образом, предлагаемым способом повышается эффек-пивноеть очистки растворов при регулировании напряжения в зависимости от разИости оптических плотностей.

т tc

«

(Риг, 2