Способ автоматического управления процессом солодоращения Советский патент 1979 года по МПК C12C1/33 

1

Настоящее изобретение относится к пивоваренной промышленности и предназначено для автол1атического управления процессом солодоращения в ящичных солодовнях, в которых прорастающий солод продувается охлаждающим его воздухом через сита из подситового пространства.

Известен способ автоматического управления процессом солодора1цения в солодорастильных установках нериодического действия, предусматривающий измерение и регулирование температуры слоя солода и расхода аэрирующего воздуха 1.

Недостатком известного способа является то, что прорастаюп|ее зерно выделяет тенло, которое отводят существующими методами, поддерживая заданную температуру солода путем продувки его воздухом с температурой 10-12°С. Однако температурное поле прорастающего солода меняется по высоте, при этом температура солода у сита минимальна п почти равна температуре охлаждающего воздуха, а температура верхнего слоя солода - максимальна (перепад температур составляет около

80( ().

Таким образом контролируемая в фиксированной точке среднего слоя температура зерна будет на 2-3°С ниже температуры в верхней зоне и выше температуры в ниж2

ней зоне, следовательно при известном способе регулирования большая часть зерен находится в различных, отличающихся от заданных, темнературных условиях, а это отрнцательно сказывается па качестве получаемого солода, увеличиваются потери на дыхание зерна.

Целью настоящего изобретеиия являются снижение потерь, улучшение качества солода и )скорение процесса ращения.

Указанная цель достигается тем, что дополнительно регулируют температуру аэрирующего воздуха, при этом регулирование расхода аэрируюп1,его воздуха п его температуры осуществляют в завпсимости от показателя тепловыделения в процессе ращения, причем в период умеренных тепловыделений регулируют расход аэрирующего воздуха при стабильной его температуре, в период пиковых тепловыделений регулируют температуру аэрирующего воздуха при максимальном его расходе, а переход при регулировании с одного параметра на другой осуществляют но минимальной разности температур верхнего и нижнего слоев солода.

Сущность изобретения состоит в том, что способ предусматривает регулирование температуры солода путем управляющего воздействпя по двум каналам.

Первым каналом, реализуемым в период тепловыделения в пределах О-18% от общего количества тепла, является воздействие на расход аэрнрующего воздуха со стабильной температурой, заданной в пределах 14-18°С, т. с. на уровне оптимальной температуры ранлсния солода в этот период.

Вторым каналом, реализуемьм в период пиковых тепловыделений - в пределах 16-24% от обп,его количества тепла, является воздействие на измеиемие температ ры аэрируюндего воздуха с 18 до 12°( при максимальном его расходе.

Переход управления с одного капала на другой и обратно осун1ествляется автоматически по критерию минимизации разности температуры верхнего и слоев солода в пределах мощности аэрирующих устройств.

При реализации управления по первому каналу воздействия достигается наиболее однородная температура со/юда во всем слое благодаря минимальной разности температур между верхним и нижним слоями солода, составляющей 1-3°С.

В ходе процесса теиловыделения увеличиваются и достигают величины, которую первый канал уже не может компенсировать ввиду ограничеиной производительности кондиционера. Происходит автоматическое иереключение управляющего воздействия на второй канал. Это воздействие по второму каналу постепенно снижает температуру охлаждающего воздуха е 18°С до 12°С, т. е. значения, обеспечивающего отвод нужного количества тепла и поддерживаюнхего заданную температуру солода. Далее тепловыделения солода уменьщаются, в связи с чем второй канал воздействпя постепенно повышает температуру охлаждаюи1,его воздуха до величины, при которой обеспечивается поддержание заданHOii темпе|)атуры солода, так что температура охлаждаюп;его воздуха достигает начального значения, близкого к заданной температуре солода. После этого происходит автоматическое обратное переключение па воздействие по первому каналу и регулирование температуры солода осуществляется воздействием на расход охлаждающего воздуха со стабильной температурой.

Способ автоматического оптимального управления процессом ращения солода может быть реализован, например, при помоИ1И следующей системы пневматических приборов, изображенных на чертеже.

Солодорастительный ящик 1 оснащен манометрическим термометром 2 с пневматическим датчиком 3, который выдает пневматический сигнал, пропорциональный значепню температуры солода. Сигнал поступает на два регулируюпд,их контура, реалнзующлх ,e/icT iHi но первом/ илп второму каналу управления процессом.

В первом контуре сигнал поступает на вторичный показывающий прибор 4, имеющий стаицию управлеиия с задатчиком, и в регулятор 5, воздействующий через пневматический исполнительный механизм и направляющий аппарат 6 кондиционера 7 на расход воздуха, нодаваемого в нодситовое

пространство для нродувки и охлаждения солода. Этот контур регулирования, реализующ и(1здсйств1 е ПО первому каналу, с)суи1,ссгвляет стабилизацию темиературы солода, управляя расходом охлаждаклцего

воздуха.

Ох.таждающий воздух готовится в кондицпонере, управленне которым также автоматизировано. На выход кондиционера поступает увлажненный воздух с темнературой, З1шчепие которой стабилизируется автоматически, согласно заданию, подаваемому в виде сигнала сжатого воздуха из предлагаемой системы онтимального управления процессом ращения солода.

Второй контур регулирования реализует воздействие по второму каналу управления и является корректирующим. Он состоит из прибора 8 ограничения сигнала но минимуму, вторичного показывающего нрибора 9 и регулятора (преобразователя) 10, выходиой сигнал с которого подается в виде задания в еистему автоматического управления кондиционером, которая в соответствии с этим заданием поддерживает

значение температуры охлаждающего воздуха.

В приборе 8 сигнал текущего значения параметра (т. е. температуры солода) сравниваетея с заданием, полученным от задатчнка вторичного прибора 9. Пока текущее значение меньше задания, па выходе прибора будет сигнал, равный заданию (т. е. огранпчеппый .минимум). Когда сигнал текуи1,его значения параметра становится

больше ограииченного минимума, на выходе прибора будет сигнал, пропорциональный текугцему значению параметра.

При ИОМОИ1И )казанной системы нредлагаемый способ реализуется следующим образо.м. Пока тепловыделения из солода незначительны, их компенсирует по первому каналу стабилизирующий регулятор 5, управляющий расходом охлаждающего воздуха. В это время корректирующий регулятор 10 получает через прибор 8 минимальный сигнал текущего значения, сопоставляет его с заданием со своего вторичного прибора 9 и, поскольку они равны,

выдает управляющий сигнал регулирующего воздействия в виде задания в систему кондиционирования регулятору температуры охлаждающего воздуха, при котором тот ноддерживает температуру воздуха на выходе из кондиционера, равной +18°С.

По мере увеличения тепловыделеиий из прорастающего солода увеличивается расход охлаждающего его воздуха (с температурой ). Наконец, направляющий аннарат 6 кондиционера 7 полностью открывается.

Поскольку выделение тепла все увеличивается, кондиционер при полностью открытом направляющем аппарате уже не может обеспечить воздухом с температурой 18°С отбор нужного количества тепла. И тогда температура солода повышается, достигая значения задания корректирующему регулятору 10, которое поступает со вторичного прибора 9. Далее прибор 8 пропускает сигнал текущего значения иараметра (поскольку оп больще задания). Этот сигнал попадает в корректирующий регулятор 10, который сравнивает его с заданием и ввиду рассогласования меняет задание системе автоматизации кондиционера, которая постепенно спижает температуру охлаждающего воздуха с 18 до 12°С, благодаря чему компенсируются тепловыделения и реализуется управление темиературой солода.

Постепенно, по мере роста солода, тепловыделения уменьщаются. Это фиксирует корректирующий регулятор 10 и, меняя задание системе автоматизации кондиционера, постепенно повышает температуру охлаждающего воздуха до начального значения {18°С).

Далее, при уменьшении тепловыделений, сигнал задания, выходящий с корректирующего регулятора, не меняется, так как текущее значение ограничено по заданному минимуму. При этом снова включается воздействие по первому каналу управления.

Поскольку температура солода снижается, работает стабилизирующий регулятор 5 и поддерживает нужное значение параметра, воздействуя па направляющий аппарат 6 кондиционера 7, п расход охлаждающего воздуха с температурой 18°С.

Уставки заданий по температуре для стабилизирующего и корректирующего фильтров отличаются на некоторую всличину.

Фор м у л а и 3 о б р е т е и и я

Способ автоматического управления процессом солодоращения в солодорастильных установках периодического действия, предусматривающий измерение и регулирование температуры слоя солода и расхода аэрирующего воздуха, отличающийся тем,

что, с целью снижения потерь, улучшения качества солода и ускорения процесса ращения, дополнительно регулируют температуру аэрирующего воздуха, при этом регулирование расхода аэрирующего воздуха и

его температуры осуществляют в зависимости от показателя тепловыделения в процессе ращения, причем в период умеренных тепловыделений регулируют расход аэрирующего воздуха при стабильной его

температуре, в период пиковых тепловыделений регулируют температуру аэрирующего воздуха при максимальном его расходе, а переход регулирования с одного параметра на другой осуществляют по минимальной разности температур верхнего и нижнего слоев солода.

Источники информации, нринятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

№ 406874, кл. С 12С 1/08, 1971.

Hapy fibiu

So3di/A

/3 cucrne y a(}fnoMamuiJCCKOso ynpae/tef-tusf tfOf Sui iJffffepOM

L

51

у т/

/ /

tiЯ

10

Е