Способ автоматического управления аппаратом для непрерывного получения коньячного спирта Советский патент 1982 года по МПК C12F1/06 

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ АППАРАТОМ ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ КОНЬЯЧндгО

1

Изобретение относится к винодельческой промышленности, а именно к способу автомати Ческого управления аппаратом для непрерывного получения Коньячного спирта.

По основному авт. св. N 315720 известен способ автоматического управления аппаратом для непрерывного получения коньячного спирта, заключающийся в регулировании избыточного давления и измерении упругости паров спирта на верхней тарелке эпюрационной колонны. Регулирование упругости паров спирта осуществляют на промежуточной тарелке колонны истощения, вводя при этом коррекщоо по соотнощению крепости готового продукта и исходиого виноматернала, и крепости отбираемой головной фракции. Избыточное давление на верхней тарелке эпюрацисшнш колонны корректируют в зависимости от упругости паров спирта на верхней тарелке этой колонны (1 .

Недостатком известного способа управления коньячным аппаратом является то, что им не предусмотрено автоматическое управлеиие температурой в зоне ввода виноматернала в эпюрационную колонну, которая существенно влиСПИРТА

2

яет на технико -зкономнческие показатели работы всего аппарата- Например, при уменьшении температуры в зоне ввода внноматериала в эшорационную колонну имеет место неполный отбор эфнроапьдегидной фракцни (ЭАФ) из внноматериала, в результате чего часть ЭАФ остается в получаемом в колонне истощения .. коньячном спирте, что приводит к ухудщению его качества. Для этого режима также характерно увеличение расхода пара, подаваемого в

10 эпюрационную колонну, что связано с увеличеннем энергозатрат. При увеличении температуры в зоне ввода виноматериала в эпюрациоиную колонну наблюдается совместный отбор ЭАФ с не коньячньпл спнртом, что отрицательно

15 сказывается на работе аппарата н приводит к увеличению потерь спирта.

Описанные явления имеют место не только при изменении температуры исходного виноматериала, его крепости, ио также и в случае юмеиения оператором задания контуру регулирования расхода виноматериала в аппарат. Колебание температуры исходного виноматериала достигает до 10-НТ в сутки. Указанные 3.90 изменения температуры исходаого виноматериала оказывают существенное влияние на температуру в зоне ввода виноматериала в эпюращюииую колонну. На практике с целью избежания описанных явлений прибегают в уменьшению общей производительности аппарата до 1600 л/ч, вместо устанавливаемьк регламентом 1800 л/ч. Цель изобретения - повышение производительности аппарата, учет влияния на качество получаемого продукта изменения температуры и состава исходного вииоматериала, улучшение качества получаемого коньячного спирта и умен шение удельных энергозатрат. Поставленная цель достигается тем, что в способе автоматического управления аппаратом для непрерывного получения коньячного спирта дополнительно регулируют расход вииоматериал поступающего через байпасную линию в подогреватель, и определяют знак рассогласования текущего значения температуры виноматериала от значения его температуры кипения, а регулирование расхода виноматериала, поступающег через байпасную линию, и подачи пара в пароперегреватель осуществляют с учетом этого зна ка рассогласования. Сущность способа заключается в следующем При использовании расхода виноматериала в качестве управляющего воздействия организуют байпасную лииию с регулирующим клапаном через промежуточный теплообменник. В этом случае путем байпасирования потока исходного виноматериала по байпасной линии управляют температурой выходящего из тепло обменника перегретого виноматериала, а следовательно, и температурой его в зоне ввода в эпюрациоиную колонну без изменения общего количества вииоматериала, поступающего в аппарат. Использование температуры перегретог виноматериала в качестве управляющего воздействия ограниченно допустимым технологией интервалом температуры, которую необходимо поддерживать от Т„„н - до Тмакс в пароперегревателе. Однако использование температуры перегретого вшсоматериала в качестве управляющего воздействия (Предаоч тительйее по сравнениюС байпасированием исходного виноматериала, так как в этом сяуте весь исходный виноматериал проходит через промежуточный теплообменник и подвергается в нем предварительному подогреву, что в тпь нейщем снижает расход пара на перегрев виноматериала в пароперегревателе. Способ может быть реалязовгя в системе автоматического управления текв1ер8турой шноматериала в зоне ввсра в эпюраи онную колонну. На фиг. 1 изображена фуыкциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - временные диаграммы, где а - изменение отклонения температуры виноматериала в зоне ввода в эпюрационную колонну от его температуры кипения; б изменение температуры перегретого виноматериала, выходящего из пароперегревателя; в изменение расхода исходного виноматериала через байпас промежуточного теплообменника. Устройство содержит колонну 1 истощения, снабженную дефлегматорами 2 и 3, конденсатором 4, холодильником 5 и кубом 6 , эпюрациоиную колонну 7, снабженную дефлегматором 8 и конденсатором 9, насос 10, промежуточный теплообменник 11 с байпасной линией, подогреватель 12 и пароперегреватель 13. Исходный виноматериал насосом 10 подается в трубное пространство промежуточного теплообменника 11, где он предварительно подогревается за счет теплообмена с перегретым виноматериалом, поступающим из пароперегревателя 13 в межтрубное пространство теплообменника 11. .Далее виноматериал из трубного пространства теплообменника 11 направляется в трубное пространство подогревателя 12, где осуществляется его дальнейший подогрев за счет теплообмена с кубовым остатком, выходящим из куба 6. После подогревателя 12 виноматериал поступает в пароперегреватель 13, в который подается острый пар. После пароперегревателя 13 перегретый виноматериал вновь поступает в теплообменник 11, но уже в его межтрубное пространство, где он охлаждается за счет теплообмена с холодным виноматериалом, подаваемым насосом 10 в трубное пространство теплообменника 11. Температура перегретого виноматериала после пароперегревателя 13 регулируется при помощи датчика 14 температуры, установленного в трубопроводе, соединяющим пароперегревателем 13 с промежуточным теплообменником 12, регулятора 15 и регулирующего клапана 16, установленного на линии подачи острого пара в° пароперегревателе 13. Расход виноматериала через байпас в обход промежуточного теплообменника регулируется системой, состоящей из датчика 17 расхода, устадовлепного на линии байпаса, регулятора 18 и регулирующего клапана 19, установленного также на линии байпаса. Для определения значения температуры кипения виноматериала в зоне ввода его в эпюрационную колонну используют сигналы датчиков 20 и 21 давлеиия и концентрации вина, по которым осуществляют регулирование упругости паров спирта на промежуточиой тарелке колонны истощения, вводя при этом коррекцию по соотношению крепостей готового продукта и исходного виноматериала и крепости отбираемой головной фракции, а избыточное давление на верхней тарелке эгаора ционной колонны корректируют в зависимости от упругости паров спирта на верхней тарелке этой колонны. При уменьшении (увеличении) температуры или уменьшении (увеличении) концентрации виноматериала в зоне ввода в эпюрационную колонну сигналы с датчиков 21 к 22 концентрации и температуры, установленных в трубопроводе, соединяющем промежуточный теплооб менник с эпюрационной колонной, а также сигнал с датчика 20 давления, установленного в эпюрационкой колонне поступают на функциональный блок 23, который вычисляет значение температуры кипения виноматериала согласно его концентрации и давлению в колонн и отрицательное (положительное) отклонение текущего значения температуры виноматериала в зоне ввода в эпюрационную колонну от вычисленного значения температуры кипения. Сигнал об этом отрицательном (положительном отклонении температуры и сигналы с датчиков 14 и 17 температуры и расхода поступают на выхода функционального блока 24, который реализует алгоритм управления. В случае отрицательного отклонения температуры вначале увешпивается задание регулятору 15 температу ры, который открывает регулирующий клапан 16, тем самым увеличивает расход пара на подогрев виноматериала в пароперегревателе 13 и компенсирует отклонение температуры виноматериала в зоне ввода в зпюрационную колонну, а при достижении максимального зна чения температуры перегретого пара на выходе пароперегревателя 13, которое фиксирует датчик 14, и сохранение упомянутого отклонения темперттуры виноматериала увеличивает задание регулятора 18 расхода, который воздействует на увеличение потока холодного исходного виноматериала через байпас промежуточного теплообменника 11, тем самым увеличивает температуру вином; териала в зоне ввода в эпюрационную колонну. В случае положительного отклонения температуры виноматериала в зоне ввода в зпюрационную колонну от era температуры кипения срабатывает сигнал вначале на уменьшегже задания регулятору 18 расхода и уменьшается поток холодного исходного в.шоматернала через байпас промежуточного теплообменника 11, тем самым уменьшается температура виноматернала, выходящего из межтрубного пространства теплообменника 11, т. е. уменьща ется отклонение температуры виноматериа;га в эоне ввода в эпюрационную колсяшу. При полном, закры-ган регулирующего к лапша 19 и наличии упомянутого отклонения температуры виноматериала срабатывает сигнал на уменьшение задания регулятора 15 температуры, который воздействует на уменьшение подачи острого пара в пароперегревателе 13. В этом случае температура перегретого виноматериала, поступающего в межтрубное пространство промежуточного теплообменника 11, уменьшается, следовательно, при постоянстве расхода охлаждающего исходного виноматериала температура виноматериала, выходящего из прюмежуточного теплообменника, уменьшается, т. е. отклонение температуры в зоне ввода в эпюрационную колонну компенсируется. Регулирование подачи флегмы в колонну 1 истощения осуществляется в зависимости от упругости паров спирта на промежуточной тарелке колонны истощения, измеряемой датчиком 25. Импульс от датчика поступает на регулятор 26, который управляет регулирующим клапаном 27, установленным на линии подачи флегмы. Крепость коньячного спирта после холодильника 5 измеряется датчиком 28, а крепость исходного виноматериала перед теплообменником 11 - датчиком 29, импульсы от этих датчиков поступают в блок 30 соотношения, а затем на регулятор 26. На фиг. 2 приняты следующие обозначения: ДТ - отклонение температуры виноматериала в зоне ввода в эпюращюнную :колонну от его температуры кипения; Т - температура перегретого виноматериала, выходящего из пароперегревателя;G - расход виноматериала через байпас; и - время. В момент времени Т, величина отклонения UT принимает отрицательное значение и повышается до нуля в момент времени Tj. В интервале времени i, из-за повышения подачи острого пара на подогрев виноматериал в пароперегревателе температура перегретого виноматериала Т увеличивается до максимально допустимого значения. С момента времени Г2 расход внноматериала через байпас в обход промежуточного теплообменника увеличивается до тех пор, пока величина отклонения температуры AT не достигнет значения, ратвного нулю. В интервале времени Т - С/ система находится в статическом состоянии. С момента времени Т величина отклонения температуры AT принимает положительное значение и уменьшается до нуля в момент времени ц. В интервале времени Т - расход виноматернала через байпас уменьшают до нуля, а расход острого пара в пароперегреватель поддерживают постоянно. С момента времени Lj уменьшают расход пара на подогрев виноматериала в пароперегревателе до тех пор, пока отклонение температуры виноматериала , ке достигнет значения ра&ного нулю. С мЬмен 78 времениTg система снова перейдет.в статическое состояние.. Использование предлагаемого способа автоматического управлеиия позволяет повысить производительность аппарата по перерабатываемому виноматериалу на 10% при одаовременном улучшении качества получаемого коньячного спирта и уменьшении удельных энергозатрат. Формула изобретения Способ автоматического управления аппаратом для непрерывного получения конья шого с1трта по авт. св. If 315720, отличающийся тем, что, с целью повышения про1. 1 1 1 0S нзводительности аппарата, учета влияния на качество получаемого продукта изменения температуры и состава исходаого виноматернала, улучшения качества получаемого ксшьячного спирта и уменьшения удельных энергозатрат, дополнительно регулируют расход виноматериала, поступающего через байпасную линию в подогреватель, и определяют знак рассогласования текушего значения температуры виноматериала от значения его теАотературы кнпения, а регуя1фоваш1е расхода В1шоматериала, поступающего через байпасную линию, и подачи пара в пароперегреватель осуществляют с учетом этого знака рассогласования. информшцга, принятые во внимание при жспертизе 1. Авторское свидетельство СССР If 315720, кл. С 12 F 1/06, 1969. 1

Фиг. 1

T, r -r/ T f -2«-JЧJ r

-гг, . T; j f % r

ff iut.i

T