Способ контроля кристаллизации сахарных растворов в потоке Советский патент 1987 года по МПК G01N21/53 

Изобретение относится к средствам контроля в пищевой промышленности, а именно к контролю в потоках веществ, подверженных кристаллизации. Изобретение может быть использовано на предприятиях пищевой промышленности, связанных с производством и использованием Сахаров.

Целью изобретения является повышение чувствительности способа контроля процесса кристаллизации за счет увеличения скорости образования кристаллической муки в отбираемом растворе при его переходе в лабильное состояние.

На чертеже представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа.

На чертеже обозначены контур 1, линия подачи воздуха, включающая расходомер 2, регулятор 3 расхода и регулирующий клапан 4, термометры 5 и 6, регулятор 7 температуры, кла- пан 8, фотодатчики 9 и 10 диффузно отраженного света, а также прибор 11 сравнения и фильтр 12 низкой частоты.

Новым в контроле состояния кристаллизующегося раствора является пе- ремешивание отобранной пробы воздухом, подаваемым внутрь контура опережения по течению раствора до сравнительного фотодатчика, расположенного на начальном участке контура. Подаваемый воздух создает дополнительные поверхности раздела фаз и увеличивает скорость пульсаций кристаллов сахара в охлажденном растворе. Благодаря этому процесс образования кристаллов в растворе, переходящем , в лабильное состояние, интенсифицируется, что повышает полезный разностный фотосигнал.

Пузырьки воздуха увеличивают интенсивность и пульсации диффузно от- ражет1ного света на входе и выходе контура, но это компенсируется применением дифференциальной схемы включения фотодатчиков НЧ-составляющей в дифференциальном сигнале.

Способ осуществляют следующим образом.

Незначительную чаСть увариваемой массы отбирают из аппарата и пропускают по контуру 1 опережения в направлении, указанном стрелками. На начальном участке контура пробу .смешивают с воздухом, имеющим более

низкую температуру, чем увариваемая масса. Управление подачей воздуха осуществляют с помощью расходомера 2, регулятора 3 расхода и регулирующего клапана 4, Требуемую разность температур на концах контура измеряют термометрами 5 и 6 и поддерживают регулирующим прибором 7 и клапаном

8, измеряющим расход раствора или утфеля.

Контроль кристаллообразования в контуре опережения осуществляют, измеряя интенсивность диффузно отраженного света на концах участка охлаждения фотодатчиками 9 и 10, сигналы которых подаются на прибор 11 сравнения,

Каждый Фотодатчик содержит конструктивно связанные источник света и фотоприемник. Сравнительный фотодатчик расположен на входном участке контура опережения, а измерительный - на его выходе.

Если пересыщенный раствор в вакуум-аппарате не достиг границы .метастабильности, новые кристаллы в контуре опережения практически

не образуются, отраженный свет, воспринимаемый фотодатчиками 9 и 10, имеет одинаковую интенсивность, и сигнал на выходе НЧ-фильтра 12 близок к нулю . Приближение к границе метаста

бильности и возникновение опасности

образования кристаллической муки в аппарате вызывает с опережением во времени (за счет более высокого пересьщения раствора в контуре, чем

в аппарате и инициирующего действия воздуха на скорость кристаллообразования) появление муки в контуре опережения, которую фиксируют фотодатчиками 10, Сигнал разбаланса,

снимаемый с выхода фильтра 12, используют на стадии сгущения раствора для внесения затравки в аппарат, а на стадии наращивания кристаллов для поддержания пересьш1ения раствора у границы метастабильности.

Таким образом, во время контроля роцесса кристаллизации разностный сигнал имеет характер импульсов низ- ой частоты, которая обуславливается высокой инерционностью промышленного ристаллизатора. При этом амплитуда мпульсов из-за малой скорости образования муки недостаточна.

Повысить скорость образования муки на выходе контура опережения при переходе раствора в лабильное состояние, а вместе с этим амплитуду НЧ импульсов и чувствительность способа, позволяет перемешивание раствора воздухом. Однако при этом- в спектре разностного сигнала появляется ВЧ-составляющая, обусловленная прохождением пузырьков воздуха мимо смотровых стекол фотодатчиков с частотой выше 0,1 - 0,3 Гц.

Таким образом, разностный сигнал состоит из полезной НЧ-состоящей, отражающей состояние сахарного раствора и вероятность образования в нем муки, а также ВЧ-составляющей шума, которую подавляют, пропуская сигнал через НЧ-фильтр.

Формула изобретения

Способ контроля кристаллизации сахарных растворов в потоке, заключаю- .щийся в том, что часть потока сахарного раствора отбирают из кристаллисг Р

Редактор Э.Слиган

Составитель Б.Калечиц Техред И.Попович

Заказ 4430/48Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Го.сударственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

O

5

0

5

затора в параллельный контур, повышают его пересечение за счет охлаждения, направляют на контролируемый раствор сравнительный световой поток на входном участке контура и измерительный - на выходном участке и формируют сигнал, соответствующий раз- ,ности двух интенсивностей диффузно отраженного света, о тличаю- щийся тем, что, с целью повышения чувствительности способа контроля путем увеличения скорости образования кристаллов в потоке рахар- ного раствора при его переходе в лабильное состояние, охлаждение проводят путем непрерывного смешения с воздухом, имеющим температуру ниже температуры сахарного раствора, а в полученном разностном сигнале выделяют низкочастотную составляющую с частотой, не превышающей частоту,определяемую временем прохождения пузырьков воздуха через сравнительный и измерительный световые потоки, и по величине этой составляющей контролируют процесс кристаллизации.

Корректор А.Ильин

Изобретение относится к средствам контроля в пищевой промьшшеннос- ти и может применяться для контроля процесса промышленной кристаллизации сахара, протекающего в утфельных вакуум-аппаратах . С целью повьшения чувствительности способа контроля путем увеличения скорости образования кристаллической муки в отбираемой пробе при переходе раствора в лабильное состояние отбираемую пробу непрерьюно перемешивают воздухом, подаваемым на начальном участке контура опережения. Благодаря этому создаются дополнительные поверхности раздела фаз, увеличиваются пульсации кристаллов в растворе. Вследствие этого при переходе раствора за границу метастабильности в отбираемой пробе процесс образования вторичных кристаллов ускоряется. Для компенсации влияния пузырьков воздуха на интенсивность диффузно отраженного света в выходном сигнале выделяют низкочастотную составляющую. 1 ил.. (Л