Способ автоматического управления процессом непрерывного гидролиза растительного сырья Советский патент 1978 года по МПК C13K1/02 

Изобретение относится к автоматическому управлению технологическим процессом непрерывного гидролиза растительного сырья и может быть реализовано на гидролизаппаратах непрерывного действия.

Известен способ управления процессом непрерывного гидролиза растительного сырья, предусматривающий осуществление загрузки гидролизаппарата в зависимости от уровня загружаемого сырья 1.

Известен также способ -автоматического управления процессом непрерывного гидролиза растительного сырья путем регулирования количества выгружаемого лигнина 2.

Недостатком способов является то, что они не обеспечивают полного извлечения конечного продукта - сахара - весовой единицы сырья, так как при технологическом расчете регламентов процесса практически невозможно учесть такие факторы, как неоднородность сырья по химсоставу,.размеру частиц и т. д.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса путем обеспечения оптимальной скорости прохождения сырья через гидролизаппарат. Скорость провождения сырья через гидролизаппарат должна соответствовать скорости процесса гидролиза до регламентной глубины.

Сущность изобретения состоит в том, что одновременно р регулированием количества выгружаемого лигнина регулируют количество подаваемой промывной воды в зависимости от количества сахара в жидкости на выходе из зоны промывки, причем при повышении количества сахара в жидкости количество выгружаемого лигнина и подаваемой промывной воды уменьшают, а при .понижении - увеличивают.

На чертеже .показаны технологическая схема процесса и система автоматизации (на схеме не показаны блоки управления приводами).

Схема включает емкость 1 гидролизаппарата, в верхней части которой установлено устройство 2 для загрузки сырья, через которое непрерывным потоком поступает сырье - древесная щепа. Гидролизаппарат снабжен измерителем 3 уровня сырья, который связан с устройством 2 для загрузки сырья через его регулируемый электропривод. Гидролизаппарат имеет щтуцер 4 для подачи варочной кислоты - раствора серной кислоты концентрации до Р/о с температурой до 180°С, и штуцеры 5 для отбора гидролизата из различных зон гидролизаппарата. Для выгрузки отработанного сырья из емкости 1 гидролизаппарата в нижней его части расположен выгружатель 6 лигнина, с выходным валом выгружателя 6 механически связан регулируемый электропривод.. Гидролизаппа имеет зону 8 промывки, расположенную в ниж ней его части и сообщающуюся с,выгружателем 6. К зоне 8 промывки подсоединены трубопровод 9 для ввода горячей воды на промывку и трубопровод 10 для вывода жидкости из нее после промывки. В систему автоматического регулирования скорости прохождения сырья через емкость 1 входят: датчик 11 расхода горячей воды на промывку, датчик 12 концентрации сахара в жидкости после промывки и датчик 13 скорости вращения входного вала выгружателя 6, а также регулятор 14 производительности выгружателя 6 и регулятор 15 соотношения расхода горячей воды и количества выгружаемого сырья, На трубопроводе 9 имеется регулирующий клапан 16 для регулирования расхода промывной воды. Способ осуществляют следующим образом. Концентрацию сахара в жидкости, выводимой из зоны промывки, принимают за параметр, характеризующий глубину гидролиза. Если концентрация сахара в жидкости, выводимой из зоны промывки, ниже оптимальной, то, следовательно, весь сахар практически извлечен и далее продолжать гидролиз нецелесообразно. В этом случае выходной сигнал с датчика 12 концентрации сахара поступает на регулятор 14 и с него подается на регулируемый электропривод 7, который увеличивает число оборотов входного вала выгружателя 6, а еледовательно, и его производительность, при этом скорость прохождения сырья через емкость Iувеличивается. В этом случае уровень сырья в емкости 1 будет понижаться. Сигнал с измерителя 3 уровнЯ сырья поступает на регулируе- мый электропривод устройства 2 для загрузки сырья, число оборотов его повысится, и производительность устройства 2 увеличится, вследствие чего уровень сырья будет повышаться до заданной величины. Расход горячей воды на отмывку лигнина контролируется датчиком IIрасхода и регулируется регулятором 15 с помощью регулирующего клапана 16. Концентрация сахара в жидкости, выводимой из зоны 8 промывки, объективно будет определять глубину гидролиза и условия отмывки лигнина при изменении производительности выгружателя 6 лишь в случае поддержания определенного соотнощения между количеством горячей воды и количеством отработанного сырья - лигнина, проходящими через зону 8 промывки. Для этого в регулятор 15 вводится еще один сигнал с датчика 13 скорости вращения входного вала выгружателя 6, характеризующий производительность выгружателя 6. В регуляторе 15 происходит сравнение двух величин - сигнала с датчика 11 расхода и сигнала с датчика 13 скорости вращения. В зависимости от этого регулятор 15 приоткрывает регулирующий клапан 16, увеличивая расход горячей воды в зону 8 промывки, тем самым сохраняя постоянным соотнощение «горячая вода - отработанное сырье. Если же концентрация сахара в жидкости, выводимой из зоны 8 промывки, выще нормы, следовательно, не весь сахар извлечен и сырье целесообразно еще некоторое время продержать в зоне реакции. В этом случае сигнал с датчика 12 концентрации сахара вызовет уменьшение числа оборотов входного вала выгружателя 6, тем самым уменьшая производительность выгружателя 6, а следовательно, и скорость прохождения сырья через емкость 1. Одновременно с уменьшением числа оборотов входного вала выгружателя 6 расход воды в зону 8 промывки уменьшается и тем самым количественное соотношение «горячая вода - отработанное сырье сохраняется постоянным. Уровень сырья в емкости 1 в результате уменьшения производительности выгружателя 6 будет повышаться, и сигнал с измерителя 3 уровня сырья вызовет уменьшение числа оборотов регулируемого электропривода устройства 2 для загрузки сырья. Его производительность уменьшится, и уровень сырья в емкости 1 будет понижаться. Если же концентрация сахара в жидкости, выводимой из зоны 8 промывки, соответствует оптимальной величине, все параметры системы останутся на прежнем уровне и скорость прохождения сырья через емкость 1 не изменится. Таким образом осуществляется связь между параметрами концентрации сахара в жидкости, выводимой из зоны промывки, со скоростью прохождения сырья через емкость 1 гидролизаппарата. Схема может быть выполнена с использованием как электрических, так и пневматических приборов. Формула изобретения Способ автоматического управления процессом непрерывного гидролиза растительного сырья путем регулирования количества выгружаемого лигнина, отличающийся тем, что, с елью повышения эффективности процесса пуем обеспечения оптимальной скорости прохожения сырья через гидролизаппарат, одновреенно регулируют количество подаваемой проывной воды в зависимости от количества сахаа в жидкости на выходе из зоны промывки, ричем при повышении количества сахара в идкости количество выгружаемого лигнина и одаваемой промывной воды уменьшают, а при онижении - увеличивают. Источники информации, принятые во внимаие при экспертиз е: 1.Сборник трудов ВНИИГС, том 16, 967, с. 291-301. 2.Шарков В. И. и др. Технология гидролизых производств, 1973, с. 71-80.

Сырье

Т