Устройство для измерения плотности пульпы в резервуаре Советский патент 1983 года по МПК G01N9/26 

Изобретение относится к приборги для измерения и регулирования технологических параметров химических, гидрохимических, пищевых, например бродильных, производств и может найти применение при измерении плотности жидкостей в резервуарах.

По основному авт св. 675346 ; известно устройство для измер ения плотности .пульпы в резервуаре, состоящее из дифлюнометра, измерякадего перепад давления по высоте столба пульпы, сообщающегося с резервуаром при помощи разделительных сосудов, расположенных в местах отбора давления на резервуаре или вертикальном трубопроводе, на различной высоте, снабженных вялыми разделительными мембранами и соединительными (импульсными) трубками, заполиеннылм рабочей жидкостью. К дифманометрУ подсоединен, по дифтрансформаторной схеме, вторичный прибор, показывгаощий плотность пульпы.

Устройство также снабжено сигнгшизатором верхнего уровня в резервуаре и клапаном, установленным над минусовой камерой дифманометра, и управляемым реле, подключенным к выходу сигнализатора уровня 1 1J.

Однако использование известного устройства в виноделии позволяет измерить только плотность сусла, но не позволяет.достаточно точно изме|рять концентрацию сахара и сгшрта ieнем в ходе брожения, т.е. в присутствии спирта.

Целью изобретения является повышение точности измерения плотности

10 свежего, бродящего и спиртуемого сусла, а также концентрации в нем сахара и спирта в ходе брожения и спиртования без отбора проб из резервуара.

15

Поставленная цель достигается тем, что устройство оснащено сумматором, индикатором концентрации сахара и спирта и двумя датчиками, встроенны20 ми во вторичнБгй показывающий прибор при зтом вход сумматора подсоединен к датчикам, а выход - к индикатору.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - электрическая схема устройства; на фиг. 3.- график заг

25 висимости приращения плотности от концентрации.

Устройство включает резервуар I, в котором выполнены приспособления 2 и 3 для отбора перепада давления

30 одинаковой высоты столбов контролируемой 4 и рабочей жидкости. В эти пр способления встроены раэделительние вялые мембраны 5 и б, соединенные с дифманометром 7 посредством импульсных трубокi8 и 9, заполненных эталонной жидкостью, плотность которой равна минимальному значению плотности контролируемой жидкости, например воды. Над входом в минусовую камеру диф манометра-установлен клапан 10, например соленоидный вентиль или электромагнитный клапан. На высоте максимального уровня в резервуаре установлен датчик 11 верхнего уровня автоматического сигнализатора 12 уровня В установку, кроме того, входят блок 16, алгебраически суммирующий нормированные напряжения, сакмаемле с датчиков 17 и 18, встроенных во вторичный показывающий прибор 15, а также высокоомный индикатор 19, например, цифрового типа, подсоединенный к выходу суммирующего блока 16. Датчик 18 напряжения, встроенный в прибор 15, связан с его измерительной частью, а датчик помощью ручной наводки винтом 20 фиксирует начальное значение плотности сусла в начале его брожения или спиртования. Суммирующий блок 16 состоит из трансформатора 22, низковольтные вто ричные обмотки 23 и 24 которого питают через трехпозиционный, на 1етыре цепи, переключатель 21/ датчики 17 и 18, встроенные во вторичный показывающий прибор 15, а также высокоомный вольтметр 19, например, цифрового типа, подсоединенный к выходу суммирующего блока 16. Датчики 17 и 18 подсоединены к питающим их обмоткам трансформатора через нормирующие резисторы 26 - 31. Трансформатор 22 снабжен также до полнительной обмоткой 25, питающей дополнительный датчик 33 постоянногс Напряжения через нормирующий резистор 32. Устройство работает следующим образом. После заполнения резервуара 1 све жим виноградным суслом до максимального уровня от датчика 12 уровня подается импульс, который вызывает срабатывание реле 13. Последнее при этом включает питание соленоида исполнительного механизма), что приводит к открытию клапана 10. Реле 13 включает также сигнальные приспособления 14 и электропитание телеизмери тельной системы между дифманометром 7 и вторичным прибором 15, а также электропитание суммирующего блока 16 и цифрового индикатора 19. После включения в работу дифманометра 7 и вторичного прибора 15, его измерительная система измерит начальное значение плотности Др свежезалитого в резервуар сусла и в дальнейшем, в ходе его брожения и спиртования, измеряет текущее значение плотности др. бродящего и спиртованного сусла в резервуаре. В зависимости от положения переключателя 21 суммирующий блок 16 выдает сигналы, пропорциональные концентрациям сахара ( GCX ) концентрациям спирта (Сел) либо Приращениям концентрации спирта в результате спиртования. Согласно химической реакции бро-. жения моносахаридов (глюкозы и фруктозы, обуславливающих сахаристость сусла) 4V°6- 2-CiH. ОН + 2СО, ИЗ ГЕ амммолекуль1 сахара г образуется 2 гргимтдаюлекулы спирта (этанола) 92 г, т.е. из 1 г сахара образуется 0,511 г спирта. Учитывая, что плотность чистого спирта около 0,8 г/мл, образовавшийся из 1 г сахара спирт имеет объем 0,64 мл. С учетом сжатия Сконтракцин) смеси спирта с водой принимаем, что из 1 г растворенного сахара образуется 0,6 об.% спирта. Брожение виноградного сусла сопровождается уменьшением его плотности по двум причинам: за счет уменьшения концентрации сахара, а также за счет возрастания концентрации спирта, плотность которого меньше плотности воды. . Как видно из графика зависимостей приращения плотности лр (относительно плотности воды) водных растворов сахара и спирта в зависимости бт их концентраций (фиг. 3), зависимость АУ (Ссх.) равна Ai. 3 86. Лх U/lOO cn/ и f ( ) равна uf, -.X , яУг/мл V i- - (1,2г1,5) 101 „ 1, Л-сп СР / а зависимость Д Ь-сп при условии 0,6 ; дС, (%) , равна 4. + , 3,86 + (1,2г1,5) ди,. Д сА со л тп/ МГ/Г/ШN ,6 4,58 г 79 г/100млСеп/

Принимаем усредненно 4,,79з:4, i.

Из этих данных вытекает, что текущее значение (в ходе брожения сусла) концентрации сахара ( и спирта в нем по. измеренным данным устройством приращениям относительно воды плотности свежего ufj, и обродящего лру сусла может быть вычислено по уравнениям:

н Ари-дУт о 047 ДР + 3,864,70,01/ JH +

сх

+ 0,213- - А (г/100 мл), (1)

, где А 1,5 4 2,5;;

Ч.г) o,6.Afti:

0,127(Л9,-лу)0,127др -0,127лрг(%) а в ходе спиртования приращения концентрации спирта АСсп 3 уравнения

лс- 071 .Г

где Лр g .д приращения (от- носительные) плотности в конце брожения и спиртования.

Положительный эффект от использования, например, в виноделии данного устройства основан на том, что, благодаря автоматизации с его помои1ью текущего контроля хода брожения виноградного сусла в резервуарах по содержанию в нем концентраций caxaj a и

спирта и обеспечению управления этим процессом возникает возможность получить точно заданное значение концентрации остаточного сахара и своевременно прекратить брожение и начать спиртование, что в результате п озволяет достигнуть заданных значений по концентрации сахара и спирта в полученном виноматерйале без дополнительных операций купажирования (доливки

дозированных объемов других виноматёриалов различного состава). Это избавляет от потерь виноматериаяов, связанных с выполнением onepaiuitt купажирования, что составляет 0,2% со5 гласно утвержденшлс норм.

Формула изобретения

Устройство для измерения плотности ульпы в резервуаре по авт.св.(б75346, отличающееся тем, что, с целью повьшюния точности, оно оснаи но суюлатором, индикатором концентрации спирта и сахара и двумя датчиками, встроенными во .вторичный показываюЕоий прибор, при этом вход суюлато а подключен к датчикам, а выход - к индикатору.

Источники информации,

приняше во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 675346, кл. G 01 N 9/26. 1977.