Способ управления процессом уваривания сахарных утфелей Советский патент 1989 года по МПК C13F1/02 

1

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к процессу уваривания сахарных утфелей

Цель изобретения - повышение производительности и уменьшение энергозатрат.

На фиг. 1 представлена схема управления процессом уваривания сахарных утфелей в вакуум-аппарате; на фиг о 2 - графическая интерпретация нахождения разности между временем достижения конечного уровня утфеля в вакуум-аппарате и временем достижения заданного содержания кристаллов сахара в утфеле.

В вакуум-аппарате 1 с помощью дифманометра 2, датчика 3 уровнемера, термосопротивления 4, датчика 5

содержания кристаллов измеряют соответственно разряжение, уровень утфеля, температуру утфеля и содержание кристаллов в утфеле. Сигналы от датчиков передаются на преобразователи 6 - 9 и затем на аналого-цифровой вход микроЭВМ 10, где происходит их обработка в соответствии с заданным алгоритмомо Выходными сигналами микроЭВМ являются сигналы, задающие изменение расхода сиропа и давления греющего пара. Они поступают на исполнительные механизмы 11 и 12, которые, изменяя положение регулирующих органов, определяют расход сиропа и давление греющего пара.

Способ осуществляют следующим образом.

С заданным шагом ut производят измерения уровня утфеля в вакуум-аппарате, содержание кристаллов в утфеле, температуру утфеля и разряжение в ваку- ум-аппарате.По результатам двух последовательных измерений для времени t- Д t и t рассчитьшают скорость измене- ния уровня в вакуум-аппарате (фиг. 2)

V 5l HtrЈi

И ut

и скорость изменения содержания кристаллов сахара в утфеле

Vk Sli r 5l±-Ai- kout

где

p,

&t t H

Крvu

заданный шаг; текущее время; уровень утфеля в вакуум- аппарате;

содержание кристаллов сахара в утфеле; скорость изменения уровня утфеля в вакуум-аппарате; V - скорость изменения содер- : жания кристаллов сахара в

утфеле. .Определяют разницу между заданным содержанием кристаллов в утфеле и текущим значением содержания кристаллов в утфеле

КР КР и разницу между конечным и текущим значениями уровня утфеля в вакуум- аппарате

Ht нкон- Ht.

Рассчитьшают время достижения конечного уровня утфеля и время достижения заданного содержания крис- таллов при рассчитанных в текущий момент времени скоростях измерения этих параметров

ЛН-t

VEi &Кр

viT

н

Определяют разницу между ними

л..

аь.

Если разность положительная, то при достижении полного объема вакуум-аппарата не достигнуто заданное содержание кристаллов. Чтобы избежать этого, необходимо уменьшение скорости изменения уровня утфеля в вакуум-аппаратео Это достигается пу

тем уменьшения расхода сиропа и давления греющего пара.

Если разность отрицательна, то время, необходимое для достижения полного объема вакуум-аппарата,больше, чем время достижения заданного содержания кристаллов, и необходимо увеличение скорости изменения уровня утфеля в вакуум-аппарате. Это достигается путем увеличения расхода сиропа и давления греющего пара.

По значению разряжения в вакуум- аппарате рассчитьшают температуру кипения чистой воды: вT.k 21966/(lg Р+5,8882),

где Т

- температура кипения чистой воды при данном разряжении в вакуум-аппарате; Р - разрежение в вакуум-аппарате.

Определяют разность между температурой утфеля и температурой кипения чистой воды

„в

ДТ,

Определяют значение коэффициента пересыщения межкристального раствора, соответствующее этой разности

При коэффициенте пересыщения TI от 1,08 до 1,12 он не влияет на процесс управления увариванием сахарных ут- фелей, а при выходе за указанные пределы необходимо так определить расход сиропа Q и давление греющего пара Рр, чтобы вернуть коэффициент пересыщения в заданный диапазон. Для этого определяют отклонение коэффициента пересыщения от пределов диапазона

1,08 - П, если П« Пн;

П

1,12 - П, если П ПВ; О, если ПнёПЈ Пв.

Изменения расхода сиропа и давления греющего пара определяют по уравнениям

&QC - К, &Ј- К2&П; &Р„ - К, it- К4ЬП.

Полученные значения расхода сиропа и давления греющего пара передаются на исполнительные механизмы для управления.

Пример 10 В момент времени t 50 мин измеряют значения парамет514795216

ров: уровень утфеля я вакуум-аппара-метров И 2,203 м; К.

те Ь ,. 1,903 м, процентное содержание кристаллов сахара в утфеле Кр 4%, температуру утЛеля т„ 68,3 С, разряжение в вакуум-аппараL

Ту 69°С; Р 0, промежуток времени &t деляют новые значения па

те Р 0, Па. Через промежуток времени t 5 мин определяют новые значения параметров: Нц Ко 5%; Т, 68, Р

1,915 м;

..р ;,; . и on, j-и; г 0, Па, Определяют скорость изменения параметров

Hj - 1,915-1,903 ViH5t5

0,003 м

vv- - Kpt - Kpi -At VKp-- i

- f- 0,2 %/мин

Определяют разницу между конечными и текущими значениями параметров:

&Ht нкон Hi 2«532 I.91S - 0,617 M;uKpt - Kp aA-Kpt

55 - 5 50%.

Рассчитывают время достижения конечного уровня и время достижения заданного содержания кристаллов при рассчитанных в текущий момент времени скоростях изменения этих параметров

&H-t0A617

VH 0,003

205,7 мин;

;п

250 мин;

Определяют разницу между ними 2 - Ј, 250 - 205,7

10

j - 2,22 м; Кр 18

69,1вС; Р 0,8 -2л22 - 2±203

0,0033 м/мин;

Н„

т VH

VKp -18г|116А2

, ЛкЈ 50- - г VKp 0,2

цЛ/

Ло

15

ЛН{

UK

Pi

2,532 - 5,22 55 - 18,2 3

е,

-Р.312

20

б,0033 9

t.

36,8 92 ми

0,4

AV 92 - 93 -I .

25 Определяют коэффициен ния: П 1,09. Следовате Затем определяют расход давление греющего пара:

30

iQc - -1- (-1) - О - ЛР -0,003 (-1)

35

40

0,003 10 Па.

ПримерЗ. В моме t 150 мин измеряют зн метров Н 2,397 м; Кр 70,1°С; Р 0,8-lfl5 Н промежуток времени ut деляют новые значения па

Н 2,412 м; Кр 38 Тм 70,2°С; Р 0.8VH,

2± 12 1 2Л392

45

44,3,

Определяют коэффициент пересыщения: П 1,12 Следовательно, йП После этого определяют расход сиро- па и давление греющего пара

&Qc - К ьЪ - К,,ЛП - 1,44 +

+ 0 -44,3 кг/мин ДР„ - К,лЈ - К4ЛП

-0,003- 44,3 -0,1329-105 Па

Пример 2с В момент времени t 100 мин измеряют значения параметров И 2,203 м; К.

16,2%;

Ту 69°С; Р 0,. Через промежуток времени &t 5 мин определяют новые значения параметров

j - 2,22 м; Кр 18,2%;

69,1вС; Р 0,8-Ю5 Па; -2л22 - 2±203

0,0033 м/мин;

Н„

т VH

VKp -18г|116А2

О,4%/мин;

ЛН{

UK

Pi

2,532 - 5,22 0,312 м; 55 - 18,2 36,8%;

е,

-Р.312

б,0033 93 МИН

t.

36,8 92 мин;

0,4

AV 92 - 93 -I .

Определяют коэффициент пересыщения: П 1,09. Следовательно, . Затем определяют расход сиропа и давление греющего пара:

30

iQc - -1- (-1) - О - 1 кг/мин; ЛР -0,003 (-1) - 0

0,003 10 Па.

ПримерЗ. В момент времени t 150 мин измеряют значения параметров Н 2,397 м; Кр 36%; Т« « 70,1°С; Р 0,8-lfl5 На. Через промежуток времени ut 5 мин определяют новые значения параметров

Н 2,412 м; Кр 38,5%; Тм 70,2°С; Р 0.8105 Па;

VH,

2± 12 1 2Л392

0,003 м/мин; VKft -2§i|l2

0,5%/мин;

АН 2,532 - 2,412 0,12 м; iKp. 55 - 38,5 16,5%;

.

0,12/п

40 мин;

16г5

0,5

33 мин;

A 33 - 40 -7 о

Определяют коэффициент пересыщения: П 1,06 в Отклонение коэффициента пересыщения от нижнего предела диапазона составляет ДП 1,08 - - 1 ,06 0,02.,с учетом этого отклонения определяем расход сиропа и давление греющего пара:

-1 (-7) - 700

AQC - 21 кг/мин;

0,02

ЬРП - -0,003 (-7) - 2,1-0,02

0,063-105 Па0

Использование предлагаемого способа по сравнению с известным позволяет сократить время уваривания за счет одновременного достижения полного объема вакуум-аппарата и заданного содержания кристаллов на 0 - 15%, сократить потери сахара от термического разложения за счет уменьшения времени уваривания на О90 .0,02%; уменьшить цветность получаемых кристаллов за счет уменьшения времени уваривания; сократить энергозатраты за счет соответствия скорости испарения воды скорости кристаллизации сахара„

Формула изобретения

Способ управления процессом уваривания сахарных утфелей, заключающийся в измерении уровня утфеля в вакуум-аппарате, определении коэффициента пересыщения по температурной депрессии и регулировании давления

Q греющего пара и расхода сиропа, о т- личающийся тем, что, с целью повышения производительности и сокращения энергозатрат, измеряют содержание кристаллов сахара в утфе5 ле, рассчитывают время достижения конечного уровня утфеля в вакуум-аппарате и заданного содержания кристаллов сахара в утфеле по скоростям изменения уровня утфеля и содержания

0 кристаллов, вычисляют разности между ними, а регулирование давления греющего пара и расхода сиропа проводят при коэффициенте пересыщения от 1,08 до 1,12 в зависимости от вычис5 ленной разности между временем достижения конечного уровня утфеля в вакуум-аппарате и временем достижения заданного содержания кристаллов в утфеле0

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к процессу уваривания сахарных утфелей. Цель изобретения - повышение производительности и сокращение энергозатрат. Способ осуществляют следующим образом. Измеряют уровень утфеля в вакуум-аппарате и содержание кристаллов сахара в утфеле, определяют коэффициент перенасыщения по температурной депрессии. Прогнозируют время достижения конечного значения уровня утфеля и время достижения заданного содержания кристаллов в утфеле при рассчитанных в текущий момент времени скоростях изменения уровня и содержания кристаллов. Управляют расходом поступающего сиропа и давлением греющего пара таким образом, чтобы при коэффициенте пересыщения 1,08-1,12 одновременно достигались предельный уровень утфеля в вакуум-аппарате и заданное содержание кристаллов в утфеле. 2 ил.

г

a

ш

8

0000

Фиг./

t-ut

Фи&2.