Способ управления процессом замачивания зерна в установке непрерывного действия Советский патент 1991 года по МПК G05D27/00 

сэ к

Изобретение относится к крахмалопа- точной промышленности и может быть использовано при производстве зернового крахмала. Цель изобретения - повышение эффективности процесса замачивания зерна путем изменения продолжительности замачивания и повышения тем самым выхода крахмала. Способ включает регулирование производительности замочной установки по зерну и экстракту, контроль и регулирование уровней зерна и замочной воды в чанах, контроль и регулирование температуры замочной воды, контроль и регулирование подачи сернистой кислоты в замочную установку, измерение содержания сухих веществ в замочной воде, изменение уровней зерна и замочной воды в чанах, изменение производительности замочной установки по зерну и экстракту, а также измерение содержания сухих веществ в замочной воде, при этом изменение уровней зерна и замочной воды и/или изменение производительности замочной установки по зерну и экстракту осуществляют в зависимости от результата сравнения содержания сухих веществ в замочной воде с заданным значением. S (Л

Изобретение относится к крахмалопа- точной промышленности и может быть использовано при производстве зернового крахмала.

Целью изобретения является повышение выхода крахмала.

Способ управления процессом замачивания зерна в установках непрерывного действия предусматривает регулирование производительности замочной установки по зерну и экстракту, контроль и регулирование температуры замочной воды, контроль и регулирование подачи сернистой кислоты в замочную установку, а также измерение содержания сухих веществ в замочной веде, сравнение измеренной величины, определение значения и изменение уровня зерна и замочной воды в чанах и/или производительность замочной установки по зерну и экстракту в зависимости от результата сравнения.

Качество процесса замачивания зерна характеризуется в конечном счете подготовленностью зерна к его дальнейшей переработке. При замачивании происходят глубокие структурные изменения в зерне, от которых зависит выход крахмала при его дальнейшей переработке и концентрация (содержание растворимых веществ) экстракта.

Выход крахмала и растворимых веществ из зерна зависит от свойств (сорта) зерна, концентрации 5Ог в зерне при замачивании

со

(1)

и времени взаимодействия с эндоспермом зерна. Следовательно, время нахождения зерна в замочной установке (время замачивания) оказывает непосредственное влияние на эффективность процесса.. Так как процесс замачивания реализуется в замкнутом цикле, то суммарное количество растворимых веществ в зерне и замочной воде в батарее чанов должно быть постоянно. Следовательно, содержание растворимых веществ в замочной воде, прямо характеризую- щее качество экстракта, косвенно характеризует и высвобождение крахмальных зерен, а следовательно, и выход крахмала при дальнейшей переработке зерна.

Уменьшение содержания растворимых веществ (сухих веществ) в замочной воде свидетельствует о более слабых структурных изменениях в зерне и, как следствие, меньшем высвобождении крахмала из белковой структуры эндосперма кукурузы. В этом случае необходимо увеличить время взаимо- действия SO2 с зерном, т. е. время замачивания. Увеличение же концентрации растворимых веществ свидетельствует о быстром проникновении S02 в зерно кукурузы и его реакции с белковой структурой эндосперма. В этом случае без потери качества экстракта и выхода крахмала можно уменьшить время замачивания, т. е. повысить производительность установки.

Для рассмотрения возможностей по из- менению времени замачивания зерна в установке рассмотрим следующие соотношения.

Если пренебречь временем перекачки зерна между чанами, которое составляет 0-15 с, то время замачивания или время нахождения зерна в замочной установке, состоящей из N замочных чанов, определяется следующим выражением

1 V

а время нахождения зерна новкиС- LJ

SH ,2,

Н

я,

где S - коэффициент формы чана (для цилиндра S - площадь поперечного сечения);

Н -{-Н%-}-...- -Hfi/ - сумма уровней зерна во всех Л чанах; уровень зерна в г -м чане; V - объемный расход замоченного зерна из установки в единицу времени (производительность установки). Из (1) следует, что при неизменном 5 время замачивания Т можно изменить путем изменения уровня зерна в чанах или производительности установки V, или Н и V одновременно.

При изменении уровней зерна Я на величину АЯ и производительности установки V на величину ЛУ время замачивания Т из

0

0

5

5

Т+ЬТ

АГ

(3)

(4)

менится на величину AT. При этом в соответствии с (1) имеем соотношение

5(Я+АЯ) V+&V отсюда с учетом (1)

S(V&H-H&V) У(1/+АУ)

Формула (4) описывает зависимость между изменением уровней зерна и производительности установки на величину ДЯ и AV соответственно и соответствующим изменением времени замачивания Д71. При изменении содержания сухих веществ в замочной воде для поддержания его значения на заданном уровне необходимо изменить время замачивания. Величина изменения времени замачивания в зависимости от изменения величины содержания сухих веществ в замочной воде контрольного чана может быть определена по зависимости

(Д).(5)

где т - изменение времени замачивания

кукурузного зерна;

А - отклонение величины содержания сухих веществ в замочной воде контрольного чана от заданного значения;

функциональная зависимость между т и А, которая может быть получена на основании экспериментальных данных работы замочной установки.

частности, формула (5) может быть получена на основании анализа графика зависимости изменения содержания сухих веществ в замочной воде по чанам. При повышении содержания сухих веществ в -контрольном чане на величину А (%) для его снижения на величину А необходимо уменьшить время замачивания на величину

/()

В

40

, -

(6)

5

0

где /

время нахождения зерна в контрольном чане;

D - разность процентного содержания сухих веществ в замочной воде, подаваемой в контрольный чан и выходящей из контрольного чана при контрольном режиме работы замочной установки.

Если величина А отрицательна, то время замачивания нужно увеличить на величину т.

Подставляя в (6) вместо / его значение из (2), получим

5%,(7)

-т---.

VD

где Я - уровень зерна в контрольном чане. Объединяя формулы (4) и (7), т. е. полагая получим

vw-Hw jbD(g)

У+ДУ

D

Формула (8) показывает зависимость между изменением содержания сухих веществ в замочной воде и необходимым для его компенсации изменением уровней зерна ДЯ и/или производительности V. Например при изменении времени замачивания только за счет изменения уровней зерна в чане в формуле (8) следует положить . При этом формула примет вид

.

Если необходимо изменить время замачивания только за счет изменения производительности, следует положить в формуле (8) , тогда

;Д.

//Ј+//„ Д--(10)

В общем случае при необходимости изменения и ДЯ и Д У должна быть задана одна из этих двух величин. При этом, если задается величина Л1/°, то по формуле

(УЧ-ДПд v %-v

определяют величину ДЯ, а если величина ДЯ°, то по формуле

(Я„А+АЯР°)1/ HD-ЯА.Д

определяют величину Д1Л

Какой параметр из приведенных - ДЯ или AV - следует изменять, зависит от конкретной технологической ситуации. Например, при необходимости сохранить производительность V постоянной, надо изменить уровни Я. Увеличить производительность установки можно, увеличив подачу зерна в установку и расход зерна из установки и соответственно увеличив подачу сернистой кислоты в установку. Уровни зерна в чанах Яь Нч, ..., Hf/ изменяют путем изменения

б)изменением производительности за- 30 мочной установки по зерну и, соответственно

по экстракту при неизменном суммарном уровне зерна;

в)одновременным изменением суммарного уровня зерна и производительности.

35 При отклонении Д больше (меньше) нуля:

а) уменьшают (увеличивают) подачу зерна в первый чан, соответственно уменьшают (увеличивают) подачу сернистой кисподачи сжатого воздуха в эрлифты каждого 40 лоты в установку и расходы воздуха в эрчана. Необходимое соотношение между уровнями воды и зерна регулируется перераспределением воды в чанах. Необходимое соотношение между уровнями воды и зерна регулируется перераспределением воды в чанах, отбором из первого чана нужного количества экстракта и подачей в установку необходимого количества сернистой кислоты.

Пример. Замачивание зерна ведут в установке непрерывного действия, состоящей и з батареи последовательно соединенных чанов и декантатора. Зерно поступает в первый чан, откуда последовательно подается во второй, третий чаны и далее в декантатор. Экстракт Отбирают из первого чана. Процесс ведется непрерывно. Температура замачивания воды в чанах 45-55°С, концентрация подаваемой сернистой кислоты 0,15-0,25% (стабилизируется регуляторами).

45

лифты и контролируют суммарный уровень зерна в замочных чанах. При увеличении (уменьшении) суммарного уровня зерна на величину, определяемую соотношением (9), восстанавливают прежние значения подачи зерна, сернистой кислоты и производительности эрлифтов;

б)увеличивают (уменьшают) подачу зерна в первый чан и отбор замоченного зерна из установки на величину, определяемую соотношением (10). Соответственно

50 увеличивают (уменьшают) подачу сернистой кислоты в установку, отбор экстракта из первого чана, а также расход воздуха в эрлифтах;

в)в зависимости от технологической ситуации в соответствии с соотношениями (11) и (12) изменяют уровни зерна в замочных чанах методом, описанным в п. а), и производительность установки методом, описанным в п. б).

55

5

10

15

В контрольном, например третьем, чане измеряют, с помощью двух устройств для измерения плотности жидкости разность между содержанием сухих веществ в поступающей и выходящей из чана замочной воде (т. е. измеряют D), при этом содержание сухих веществ в замочной воде по показанию одного из плотномеров (например, измеряющего плотность выходящей из контрольного чана замочной воды) принимают за заданное значение.

2° воде и по величине отклонения (Д) измеренного значения (в процессе обычной работы) от заданного (т. е. измеренного при контрольном режиме работы замочной установки) изменяют время замачивания зерна сле25 дующими путями:

а)изменением суммарного уровня зерна и, соответственно, замочной воды при неизменной производительности замочной установки;

б)изменением производительности за- 30 мочной установки по зерну и, соответственно

по экстракту при неизменном суммарном уровне зерна;

в)одновременным изменением суммарного уровня зерна и производительности.

35 При отклонении Д больше (меньше) нуля:

а) уменьшают (увеличивают) подачу зерна в первый чан, соответственно уменьшают (увеличивают) подачу сернистой кислоты в установку и расходы воздуха в эр

лифты и контролируют суммарный уровень зерна в замочных чанах. При увеличении (уменьшении) суммарного уровня зерна на величину, определяемую соотношением (9), восстанавливают прежние значения подачи зерна, сернистой кислоты и производительности эрлифтов;

б)увеличивают (уменьшают) подачу зерна в первый чан и отбор замоченного зерна из установки на величину, определяемую соотношением (10). Соответственно

увеличивают (уменьшают) подачу сернистой кислоты в установку, отбор экстракта из первого чана, а также расход воздуха в эрлифтах;

в)в зависимости от технологической ситуации в соответствии с соотношениями (11) и (12) изменяют уровни зерна в замочных чанах методом, описанным в п. а), и производительность установки методом, описанным в п. б).

1621009

78

Данный способ управления процессомФормула изобретения замачивания может быть реализован на любой установке непрерывного замачивания.Способ управления процессом замачи- Наиболее эффективно использование спо-вания зерна в установке непрерывного дей- соба в производстве крахмала при широкойствия, предусматривающий регулирование номенклатуре исходного сырья.производительности замочной установки по

Использование данного способа управле-зерну и экстракту, контроль и регулирование

ния по сравнению с существующими спосо-уровней зерна и замочной воды в чанах,

бами позволяет улучшить подготовку зернатемпературы замочной воды и расхода серк последующему дроблению и, следователь-нистой кислоты в замочную установку, от- но, повысить выход крахмала из зерна при 10 личающийся тем, что, с целью повышения

дальнейшей переработке; улучшить качествовыхода крахмала и эффективности процесса

экстракта (повысить содержание раствори-замачивания зерна путем изменения продолмых веществ в экстракте).жительности замачивания, измеряют содержание сухих веществ в замочной воде и сравКроме того, в некоторых технологическихнивают с заданными значениями, а регулиситуациях способ позволяет повысить про-рование уровня зерна и замочной воды в

изводительность замочной установки, нечанах и/или производительности замочной

снижая при этом выход крахмала и качествоустановки осуществляют в зависимости от

экстракта.результата сравнения.