Способ управления процессом предварительной многоступенчатой дистилляции масличных мисцелл Советский патент 1990 года по МПК C11B1/10 

Изобретение относится к способам управления предварительной многоступенчатой дистилляцией и может быть использовано в масложировой отрасли пищевой промышленности при производстве растительного масла из масличных семян способом экстракции.

Цель изобретения - упрощение способа, сокращение расхода греющего пара и повышение качества масла.

На чертеже представлена схема установки, реализующей предлагаемый способ.

Установка содержит предварителъ- ные дистилляторы 1,2,„.,И, контуры автоматического поддержания заданной концентрации мисцеллы, включающие

датчики 3 и 4 расходов греющего пара, датчики 5 и 6 температуры паров растворителя в дистилляторе, клапаны 7 и 8 подачи греющего пара, регулирующий микропроцессорный контроллер 9 и датчики расхода 10, температуры 11 и концентрации 12 входной мисцеллы.

Способ осуществляется следующим образом.

Мисцелла поступает в дистиллятор 1,при этом измеряют расход, температуру, плотность мисцеллы.

Унифицированные токрвые сигналы, пропорциональные измеренным величинам, поступают на вход контроллера, в котором реализован алгоритм расче-4

СП

Јь О СО

со

3

та оптимальной концентрации мисцел- лы на выходе из ступени, ее температуры и температуры паров растворите™ ля на каждой из ступеней.

Сигналы, пропорциональные полу- ченным оптимальным значениям темпе- ратур паров растворителя по ступеням передаются как задания в соответствующие контуры регулирования. Регулирвание концентрации мисцеллы по косвенному параметру - TeMnepaTvpe паров растворителя - осуществляется следующим образом Измеряются температуры паров растворителя на первой (5) и второй (6) ступенях и в виде токовых сигналов, пропорционально измеренным значениям, поступает в контроллер, где сравниваются с рассчитанными оптимальными значениями температур паров растворителя Микропроцессорный контроллер вырабатывает сигнал, пропорциональный рассогласованию между фактическим и заданным значениями температур паров растворителя, который подается на управление регулирующими клапанами подачи греющего паса (7,8);

Для простоты пример производится для двухступенчатой дистилляции

Определение оптимальной концентр ц ии Х на первой ступени осуществляется методом деления отрезка rfo концентрации от Х0 до Хг на N частей. Для каждой из N частей определется Qs по формулам:

суммарный расход тепля на весь процесс дистилляции

Q Q.

Qei

s - ч« -т чг

где Qf, Q - соответственно расход тепла на первую и вторую ступени;

расход тепла на первой степени рвен

Ь „G . „5

.с5

Qt (L«CM+bciCc «(T - TO) + &GrЈ,

+ & GjCj

де Lu

JM

Lci

C с.Г с„ расходы масла и растворителя в жидкой фаз е, кмоль/ч;

теплоемкость масла и растворителя в жидкой фазе, кДж/кмоль; теплоемкость растворителя в паровой фазе, кДж/кмоль;

расход самоиспарившихся паров растворителя, кмоль/ч;

&G - расход паров растворителя, отпаренных на первой ступени, кмоль/ч; Г , Tj - температура мисцеллы

на входе и выходе дистиллятора, К; удельная теплота испарения растворителя, кДж/кмоль. Расход масла равен

t

JM

Fv X

о

где F0 - расход мисцеллы на 1-ю ступень, кмоль/ч;

Х0 - концентрация входной мисцеллы, моль/моль.

Расход растворителя в жидкой фазе равен Lcr LM(l/Xx - l), где Xt- концентрация мисцеллы после 1-й ступени .

Расход самоиспарившихся паров находится следующим образом

Если мисцелла приходит в дистиллятор перегретой, то истинная концентрация мисцеллы Х0 определяется ее температурой и рассчитывается по уравнению парожидкостного равновесия.

PY; f;P;(t)X;,

5

0

5

где Р

Y

X: 1 Л1

I

давление в аппарате, Па; мольная доля 1-го компонента в паровой и жидкой фазах, моль/моль; коэффициент активности 1-го компонента;

Р V - давление насыщенных паров чистого компонента, Па;

t - температура в аппарате, С.

Коэффициент активности для раствора подсолнечное масло - экстракционный бензин определяется из уравнения

,

1

j ехр (-982/Т)-Х5

где Т - температура процесса, К

Тогда расход патюв, образовавшихся в процессе самоиспарения, равен

G0 LM(1/X0 - /x Q)t

Если мисцелла непрогрета, то расход G0 равен нулю, а концентрация

X

X.

0 равна „0,

Расход паров, отпаренных вой ступени, равен

Ь0( ЬМ(1/Х„ - 1/Х,) ,

Температура мисцеллы и паров растворителя определяется по ВЫШР приведенному уравнению парожидкостного равновесия.

Расход тепла на второй ступени равен

(LMCM + L х(Тг - Т,) +

«

&С2С)х

AG.t

Расход растворителя в жидкой фазе равен

сг

LM( 1 /X 2 - 1) .

Расход паров, отпаренных на второй ступени, равен

ДО LM{1/X, - 1/Х2)ц

Из множества значений Q5 выбирают минимальное с соответствующей концентрацией мисцеллы.

Температуры мисцеллы после дистилляции и паров растворителя, соответствующие оптимальной концентрации мисцеллы,находятся из уравнения парожидкостного равновесия.

Так как по предлагаемому способу концентрация мисцеллы на выходе каждой ступени дистилляции не поддерживается постоянной и зависит от концентрации, температуры и расхода мисцеллы на входе в соответствующую сту- пень, то это не приводит к перегреву паров растворителя, что позволяет снизить расход греющего пара, снизить температуру дистилляции и .повысить качество масла за счет недопущения его перегрева.

5499906

Упростить реализацию спогобя позволяет тот факт, что в диапазоне от 20 до 70% по -экспериментальным дан- 5 ным изменение концентрации мисцеллы на 0% соответствует изменению температуры паров растворителя на 5°С.

Проведена опытная проверка управ- . 10 ления процессом предварительной многоступенчатой дистилляции масличных мисцелл предлагаемым способом.

Расход входной мисцеллы изменяется от 14 до 24 м /ч; входные данные 15 для 2 ступеней: Х0 27%; Т0 - 52°С; Go 26,0 м3/ч,

В результате расчета получено, что концентрацию мисцеллы на I ступени необходимо поддерживать 85%, на II ступени 87,2%.Для этого температура паров растворителя на I ступени должна б ыть 100°С; на II ступени 107°С, что позволяет снизить удельные затраты тепла на 1 т масла.

20

25

0

5

0

Формула изобретения

Способ управления процессом предварительной многоступенчатой дистил-. ляции масличных мисцелл, заключающийся в поддержании заданной концентрации мисцеллы по ступеням регулированием одной из температур процесса дистилляции путем изменения подачи греющего пара, отличающий- с я тем, что, с целью упрощения способа, сокращения расхода греющего пара и повышения качества масла, поддержание заданной концентрации мисцеллы осуществляют регулированием температуры паров растворителя, а значение заданной концентрации определяют по формуле

Изобретение относится к автоматическому управлению выпарных установок. Целью изобретения является повышение качества сгущаемого раствора и уменьшение потерь продукта. Способ предусматривает регулирование производительности 1-го корпуса по заданной производительности выпарной установки и определение требуемой концентрации упаренного раствора после 1-го корпуса с учетом расхода раствора после 1-го корпуса, а также коррекцию температурного режима 1-го корпуса, определяющего интенсивность потерь в выпарной установке, при опасности достижения потерями от термического разложения сахара и нарастания цветности предельно допустимых значений. 1 ил.

1,8-ехр

l5llIIZL-ll2§lilIll3 252356

где Р - давление в аппарате;

Т0 - температура входной мисцеллы j

50

Х0 - концентрация входной мисцеллы.

Деры p0c/nЈ0/3is/77et

flap 7

-Айй-ЧЭ-Н

Ясгры pacmBopumesrj