Способ автоматического управления выпарной установкой при производстве сахара Советский патент 1990 года по МПК C13G1/06 

(21)4380554/31-13

(22)04.01.88

(46) 23.03.90. Бюл. № И

(71)Киевский технологический институт пищевой промышленности

(72)А.Н.Чагаров и А.П.Ладанюк

(53)663.1(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 740831, кл. С 13 G 1/06, 1980.

(54)СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКОЙ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ САХАРА

(57)Изобретение относится к автоматическому управлению выпарных установок и может быть применено в свеклосахарном производстве. Целью изобретения является повышение-качества сгущаемого раствора и уменьшение потерь продукта. Способ автоматического управления выпарной установкой

при производстве сахара предусматривает регулирование производительности первого корпуса путем изменения температуры в греющей камере и над- соковом пространстве,.причем заданное значение температуры в греющей камере и надсоковом пространстве первого корпуса определяют вычислительным устройством 7 в зависимости от концентрации, расхода и температуры поступающего раствора, заданной концентрации сиропа и производительности второго и последующих корпусов выпарной установки. Кроме того, вычислительное устройство 7 связано с датчиками 11-14 кислотности и цветности поступающего на выпаривание раствора, производительности первого корпуса, уровня раствора в корпусе, температуры в греющей камере и надсоковом пространстве. 1 ил.

Изобретение относится к автоматическому управлению выпарных установок и может быть применено в свеклосахарном производстве. Целью изобретения является повышение качества сгущаемого раствора и уменьшение потерь продукта. Способ автоматического управления выпарной установкой при производстве сахара предусматривает регулирование производительности первого корпуса путем изменения температуры в греющей камере и надсоковом пространстве, причем заданное значение температуры в греющей камере и надсоковом пространстве первого корпуса определяют вычислительным устройством 7 в зависимости от концентрации, расхода и температуры поступающего раствора, заданной концентрации сиропа и производительности второго и последующих корпусов выпарной установки. Кроме того, вычислительное устройство 7 связано с датчиками 11-14 кислотности и цветности поступающего на выпаривание раствора, производительности первого корпуса, уровня раствора в корпусе, температуры в греющей камере и надсоковом пространстве. 1 ил.

Conftai

СЛ СП

J

4- J

Изобретение относится к автоматическому управлению выпарных установок и может быть применено в свеклосахарном производстве.

Целью изобретения является повышение качества сгущаемого раствора и уменьшение потерь продукта.

Способ автоматического управления выпарной установкой при производстве сахара предусматривает регулирование производительности первого корпуса путем изменения температуры в греющей камере и надсоковом пространстве, причем заданное значение температуры в греющей камере и надсоковом пространстве первого корпуса зависит от результата сравнения полученного значения потерь от термического разложения сахара и нарастания цветности раствора.

На чертеже изображена блок-схема управления, реализующая предлагаемый способ.

Схема содержит контур регулирова- ния температуры в греющей камере, состоящий из регулятора 1, связанного с датчиком 2 температуры и регулирующим устройством 3 подачи греюшего пара. В систему также входит контур стабилизации температуры сокового пара, включающий датчик 4 температуры в надсоковом пространстве, регулятор 5 и регулирующее устройство 6 подпитки паром надсокового пространства. Задание регулятором и 5 расчитывается на основании требуемой производительности выпарной установки, определяемой вычислительным устройством 7 по сигналам датчиков 8-10 концент- рации, расхода и температуры поступающего раствора, заданной концентрации сиропа и производительности второго и последующих корпусов выпарной установки соответственно. Вычис- лительное устройство 7 тзкже связано с датчиками 11-14 кислотности и цветности поступающего на выпаривание раствора, производительности первого корпуса, уровня раствора в корпусе, температуры в греющей камере и надсоковом пространстве.

Управление выпарной установкой осществляется следующим образом.

Отклонение температуры в греющей камере от заданного значения, связанное с изменением параметров греющего пара, компенсируется регулятором 1, что повышает точность регулирования производительности корпуса. На основании заданной концентрации сиропа и текущих параметров поступающего на выпаривание раствора вычислительным устройством 7 рассчитывается требуемая производительность первого корпуса, определяющая температуный режим выпаривания, из условия стабилизации производительности последующих корпусов;

Требуемая производительность выпаной установки

где G0 ,Ь0 - расход и концентрация

поступающего раствора; Ьс - заданная концентрация сиропа.

Требуемая производительность первго корпуса

t +W Har

i-1

где ,n; n

2 Wj - производительность второго i и последующих корпусов выпарной установки; n - количество корпусов,

Ъ,,191 ЧСТ к

G0C(tctl t0 ) - производительность

корпуса, обусловленная не- догревом поступающего раствора;tflc- температура и теплоемкость

поступающего раствора. Полезная разность температур

&1 u K-F

где г - теплота парообразования; К - коэффициент теплопередачи; F - поверхность теплообмена.

Полезная разность температур определяет температуру в греющей камере trr,H температуру сокового пара ten : b.t, trn-tcn .

Температурный режим выпаривания, следовательно, и задание регуляторам 1 и 5 корректируется при опасности достижения потерь от термического разложения сахара Птри нарастания цветности раствора &Ц6. Расчет этих показателей осуществляется на основании математических моделей:

- потерь сахара от термического разло ения

а;

(

где а - исходное содержание сахарозы;

время пребывания раствора; длина кипятильной трубы; уровень раствора; скорость раствора на входе в корпус;

расчетный коэффициент; константа скорости разложения,

566М7 27Mt,n4u-PH°a

ь L Н СЪКР16,606-;

ZO.feT6-J° &-0, + ,57-pH0 410

где Ь - температурная депрессия;

рН - кислотность раствора, ( HBO нарастание цветности

раствора в корпусе, 1 где Цйо,Цв - цветность раствора на

входе и на выходе корпуса,

Ив, а0+а, Цв). рН0+агрНа ,-i

ten -4t:rn

ten +

+а4 где

-гп

+a« W G0 +ай Ь„

6 О

. а6 - коэффициенты модели,

полученные при обработке экспериментальных данных; Ь0 - концентрация раствора

на входе первого корпуса;

W - производительность корпуса.

При расчетных значениях потерь от термического разложения сахара больше допустимых Птр Птрдаг) изменяется задани регулятору 5 температуры в надсоко- вом пространстве в сторону ее уменьшения до достижения условия Пт,ПТрдоп При расчетных значениях нарастания цветности больше допустимых ЛИц вд0п уменьшается задание регулятору температуры в греющей первой камере до определенной- границы, а при ее достижении - снижается задание регулятору 5 температуры в надсоковом пространстве, до выполнения условия АЦ„ЈйЦвд0п

Исследование системы автоматического управления, реализующей предлагаемый способ, показало, что по сравнению с показателями потерь от термического разложения сахара, устао;е

е

пуen +

ота

пу1551747

новленными для свеклосахарного производства (0,055% к массе свеклы для всей МВУ и 0,025% на первой ступени), обеспечивается уменьшение потерь на 0,005%. Это осуществляется за счет прогнозирования потерь по текущим параметрам поступающего на выпаривание раствора и температурному

10 режиму МВУ и своевременной коррекции температурного режима (изменение заданий по температуре греющего и сокового пара).

Необходимость коррекции темпера15 турного режима по качественным показателям раствора возникает довольно редко, носит кратковременный характер, имеет место в конце сезона сахароварения (снижение термоустойчи20 вости соков). Однако такие ситуации влекут значительные потери, связанные с разложением сахара при термической обработке раствора и нарастанием цветности. Снижение производи25 тельности первой ступени выпаривания при изменении температурного режима компенсируется за счет включения последних корпусов КВУ в режим активной работы.

30 Превышение цветности сиропа допустимых значений приводит к нарастанию цветности сахара (стандартная цветность товарного сахара 0,8 ед. Штаммера), что вызывает прямые потери, связанные со снижением оптовой цены сахара.

35

Формула изобретения

Способ автоматического управления выпарной установкой при производстве сахара, предусматривающий регулирование производительности первого корпуса путем изменения температуры

в греющей камере и надсоковом пространстве, отличающийся

тем, что, с целью повышения качества сгущаемого раствора и уменьшения потерь продукта определяют потери Птр от термического разложения сахлра по формуле

.ж-а,

где а - исходное содержание сахарозы;

Ј - время пребывания раствора; Кр - константа скорости разложения и нарастания цветности раствора;

71551747 -8

-ЦВо ;trll , tcn - температура в греющей

иj. TI u АО «H i- +o - . +камере и надсоковом

Не, ао + а Ц&л,Рно+а 2Р о fccn a trntcn в °° ,пространстве корпуса;

+a4Go trn +3jW G0+a6b0, - производительность корпуса;ЦBO Si цветность раствора на

где a0...afe - коэффициенты модели,входе и выходе корпуса,

полученные при обработ- сравнивают полученные значения с доке экспериментальных ю пустимыми значениями и при « ПгрДоп данных;и &Ц6 ЛЦ9,ОП корректируют заданные

Ь0 GQ, рН - концентрация, расход изначения температуры в греющей камекислотность поступаю-ре и надсоковом пространстве первого

щего раствора;корпуса.