Способ определения коэффициента пересыщения сахаросодержащих растворов Советский патент 1993 года по МПК G01N33/02 C13F1/02 

Изобретение относится к способам аналогового определения степени пересыщения рафинированных растворов сахарозы, лактозы и других сахаристых веществ и может быть применено при автоматизации процесса кристаллизации.

Цель изобретения - повышение точности определения коэффициента пересыщения растворов за счет использования физически информативного параметра и наличии сахаристых веществ в растворах.

Это достигается тем, что согласно способу определения коэффициента пересыщения сахаросодержащих растворов, предусматривающему измерения температуры и электрофизического параметра раствора, исследуют чистые растворы и в качестве электрофизического параметра непрерывно измеряют относительную диэлектрическую проницаемость раствора, при этом коэффициент пересыщения определяют как функцию относительной диэлектрической проницаемости и температуры с помощью математической модели.

При этом для контроля содержания сахаристых веществ-диэлектриков, растворенных с ьоде, также являющейся диэлектриком, используется величина, свойивепна такому состоянию веществ, относительная диэлектрическая проницаемость. В jiOM заключается принципиальное отличие предлагаемого способа от известного, з ко юром основная информация о массовой доле сахаристых веществ в растворах пс,.участи на основе нехарактерного для ли лл-Эг-триков электрофизического параметра - электросопротивления.

стпичие состоит в том, что в качестве математической модели, определяющей связь между коэффициентом пересыщенир относителной диэлектрической проницаемостью и температурой рассо

ю

4 СЛ 00 О

твора используют квадратичное уравнение регрессии

П а + bi Е b2t + Ьз f 7 f b4 f t + bst2.

|де П - коэффициент пересыщения;

f - относительная диэлектрическая проницаемость раствора;

t температура раствора;

a, bi, b2, Ьз, b4, bs - коэффициенты уравнения регрессии квадратичной модели.

Предлагаемый диэлькометрический способ определения коэффициента пересыщения, вместо кондуктометрического, используемого в настоящее время, позволяет повысить его надежность и информативность. В результате повышается точность определения коэффициента пересыщения сахаросодержащих растворов, поскольку относительная диэлектрическая проницаемость при постоянной температуре определяется соотношением компонентов сахаристое вещество - растворитель (вода). В известном же кондуктометрическом способе величина электросопротивления в значительной степени вариабельна и зависит от колебаний количественных и качественных состаиа солевых примесей, что, конечно вносит дополнительную погрешность в определение коэффициента пересыщения.

точность определения коэффициента пе;х. ыцсния по предлагаемому способу зависит таким образом, лишь or основной погрешности метод; измерения каждого из параметров1 относительной диэлектрической пионицасмогли и температуры раствора, а знс, mi моэдет быть высокой.

Пример. Проводи Ю(,ь экспериментальное определение коэффициента пересыщения в двух чистых сахаросодержащих растворах: сахярозы и ллктозы Интервал температур составляет 20°С - 70°С. Массо- БЧЯ доля содержании сухих веществ (С,%) составляпа в растворах сахарозы 40-90%, лактозы 10 40%.

Для определения коэффициента пересыщении (П) указанных сахэросодержащих растворов непрерывно измеряли относительную диэлектрическую проницаемость и одновременно контролировали температуру рас творя (°С), Измеренные параметры использовались для расчет величины коэффициента пересыщения растворов по математической мо.ли для рястроров сахарозы:

Прасч - 0 96 + 0.026 г + 0,0058 t - 0,000395 Р 2 - 0 000268 с t -- 0,000002t2

для растворов лактозы:

Прасч 18,04 - 0,3066 с - 0,0506t + 0.001233 f 2 0,000089 г t + 0,000011t2 Для получения сравнительных данных

параллельно проводилось определение коэффициента пересыщения растворов лактозы по известному способу на основании измерения электросопротивления R, экстремального электросопротивления Вэ,

разбавленного до концентрации 28-30%- ного раствора, и температуры раствора. При этом связь с коэффициентом пересыщения устанавливалась для отношения электросопротивлений Р/Рэ. Данные приведены в

таблице.

Как видно из таблицы , использование предлагаемого способа повышает точность определения коэффициента пересыщения сэхаросодержащих растворов на 23 %. Относительная погрешность при этом составляет 2-5 % .Кроме того , способ позволяет надежно и объективно контролировать коэффициент пересыщения по физически корректному информативному

параметру - относительной диэлектрической проницаемости . Повышение точности определения величины коэффициента пересыщения на основе микропроцесор- ных систем процесс кристаллизации.

Фор мула изобретения

1. Способ определения коэффициента пересыщения сахаросодержащих растворов, предусматривающий измерение температуры и электрофизического параметра

раствора, отлич :ющийся тем, что, с целью повышения iочноеги определения коэффициента пересыщения, растворяют. исследуют чистые растворы и непрерывно измеряют относительную диэлектрическую

проницаемость раствора, а коэффициент пересыщения определяют в зависимости от относительной диэлектрической проницаемости и температуры с помощью математической модели.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что математическая модель представляет собой следующее выражение:

n--a + b Е + bat + Ьз к - b4 f t + bst2 где П - коэффициент пересыщения;

к - относительная диэлектрическая проницаемость раствора;

t - температура раствора;

a, bi b2, b1, b4, b«; - коэффициенты уравнения регрессии квадратичной модели.

Использование: т сахарной, а также молочной 1.рсмы1иленности. Сущность способа зьхлю 1201 о. ь юм, 4io в качестве контрол -.ь/члщи о параметра используют относительную диэлектрическую проницаемость рай вера, при этом коэффициент пересыщения определяют как функцию относительной диэлектрической проницаемости и температуры с помощью математической модели. За счет этого повышается гочн хт , определения коэффициента пере- сыщоып, сэхаросодержаидих веществ, т.к. Hcno ioT/t (Ся физический информативный парами, р водно сахарных растворовД з.п ф-лы, 1 табл.