Система автоматического управления процессом упаривания биоокисленной последрожжевой бражки Советский патент 1983 года по МПК B01D1/30 G05D27/00 

(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ УПАРИВАНИЯ БИООКИСЛЕННОЙ

ПОСЛЕДРОЖЖЕВОЙ БРАЖКИ

1

Изобретение относится к способам автоматического управления процессом упаривания переработанных гидролизных сред в многокорпусных выпарных установках в микробиологической и целлюлозно-бумажной промышленности, например, при упаривании биоокисленной последрожжевой бражки в производстве кормовых дрожжей.

Известна система автоматического управления многокорпусной выпарной установкой, включающая контур регулирования подачи греющего пара в первый корпус выпарной установки, содержащий датчик давления вторичного пара этого корпуса, контуры регулирования уровня раствора в выпарных аппаратах, содержащие регу- )5 лирующие клапаны в линиях выхода раствора из аппаратов, контур регулирования производительности первого корпуса, содержащий датчик фактического расхода раствора, выходящего из данного корпуса, и вычислительное устройство расчетного расхода с задатчиком производительности остальных аппаратов, регулирующий клапан подпитки надрастворной части выпарного аппарата греющим паром, контур регулирования уровня исходного раствора в сборнике перед установкой пропорциоHajibHO расходу исходного раствора, содержащий датчик расхода и- регулирующий KvianaH на линии подачи раствора в первый выпарной аппарат (I.

Недостатком данной системы является то, что регулирование производительности первого корпуса по рассогласованию фактического и требуемого значения расхода раствора из первого корпуса, вычисленному по расходу и концентрации поступающего в установку раствора, суммарной производительности второго и последующих корпусов и заданной концентрации упаренного раствора практически невозможно осуществить в виду того, что регулирование производительности воздействием на дополнительную подачу греющего пара в надрастворный объем выпарного аппарата возможно только в сторону ее уменьшения и не может компенсировать сниже;ние производительности вследствие накопления отложений на греющей поверхности аппарата. Концентрация исходной бражки составляет 1,0-1,2% абсолютно

.сухих веществ и изменяется незначительно. Изменения концентрации не могут быть использованы в качестве входного параметра для расчета производительности первого корпуса.

Наиболее близкой по технической сущности, к предлагаемой является система автоматического управления процессом управления биоокисленной последрожжевой бражки в установке, включающей контактный подогреватель, термоумягчите.ть, промежуточный сборник термообработанной бражки и выпарные аппараты, содержащая контур регулирования расхода исходной бражки, связанный с регулирующим клапаном в линии подачи бражки в установку, контур регулирования уровня подогретой бражки в последнем по ее ходу контактном подогревателе, связанный с регулирующим клапаном в линии выхода бражки из подогревателя, контур регулирования уровня в промежуточно.м сборнике тер.мообработанной бражки, связанный с регулирующим юпапаном в линии подачи бражки в первый выпарной аппарат, регулятор уровня бражки в последнем выпарном аппарате и регулятор плотности (концентрации) упаренной бражки, связанный с регулирующим клапаном в линии отбора упаренной бражки из последнего выпарного аппаратй 2J.

Недостатком этой системы является то, что она требует наличия высокочувствительных датчиков концентрации раствора на выходе из первого корпуса, так как при упаривании последрожжевой бражки изменение концентрации в первом аппарате составляет 0,2-0,3% абсолютно сухих веществ и практически не может обеспечить регулирование подачи греющего пара с учетом этих изменений и тепловой инерционности аппарата. При наличии элементов и связей, уменьшающих транспортные запаздывания по материальным потокам система управления не уменьщает общей инерционности в контуре регулирования концентрации упаренного раствора и не улучшает качества регулирования процесса упаривания и стабилизации плотности (концентрации) упаренной бражки путем повышения быстродействия системы.

Указанная цель достигается тем, что система автоматического управления процессом упаривания биоокисленной последрожжевой бражки в установке, включающей контактный подогреватель, термоумягчитель, промежуточный сборник термообработанной бражки и выпарные аппараты, содержащая контур регулирования расхода исходной бражки, связанный с регулирующим клапаном в линии подачи бражки в установку, контур регулирования уровня подогретой бражки в последнем по ее ходу контактном подогревателе, связанный с регулирующим клапаном в линии выхода бражки Из подогревателя, контур регулирования уровня в промежуточно.м сборнике термообработанной бражки, связанный с регулирующим клапаном в линии подачи бражки в первый выпарной аппарат, регулятор уровня бражки в последнем выпарном аппарате и регулятор плотности (концентрации) упаренной бражки, связанный с регулирующим клапаном в линии отбора упаренной бражки из послед-него выпарного аппарата, дополнительно снабжена

су.мматора.ми, при этом выход регулятйра плотности (концентрации) упаренной бражки через ограничители сигнала по минимуму и максимуму соединен со входом программного задания регулятора уровня бражки в последнем выпарно.м аппарате, выход

этого регулятора уровня подключен к .минусовой камере одного и.з сумматоров, выход которого связан с регулирующим клапаном подачи бражки в первый выпарной аппарат, а плюсовая камера - к выходу регулятора уровня термообработанной/ бражки в промежуточно.м сборнике, причем выход этого регулятора уровня одновременно соединен с минусовой камерой другого сум.матора,, выход которого связан с регулирующим клапаном подачи исходной подогретой бражки в термоумягчители, а плюсовая камера его подключена к выходу регулятора уровня в послед.чем по ходу контактном подогревателе, одновременно выход данного регулятора, через ограничители сигнала по минимуму и максиму.му подключен к входу программного задания регулятора расхода исходной бражки в первый контактный подогреватель установки.

На чертеже представлена принципиальная схема системы управления с технологическим оборудованием многокорпусной выпарной установкой биоокисленной последрожжевой бражки.

Выпарная установка включает в себя выпарные аппараты (корпуса) 1 и 2, контактные подогреватели 3, тер.моумягчители 4, испарители 5 термообработанной бражки, отстойник 6, сборник 7 тер.мообработанной бражки, насосы 8 транспортировки бражки, конденсатор 9.

Система автоматического управления

включает в себя следующие регуляторы и средства управления: регулятор 10 расхода с регулирующим клапаном 11, ограничи, тели 12 выходного сигнала по максимуму и минимуму, регулятор 13 уровня бражки

в последнем по ее ходу контактном подогревателе 3, сумматор 14 выходных сигналов регуляторов уровня, регулирующий клапан 15 в линии подачи подогретой бражки в термоумягчители 4, регулятор 16 температуры бражки в термоумягчителе 4 с

регулирующим клапаном 17 в линии подачи греющего пара, регулятор 18 температуры парогазовой смеси в термоумягчителе 4 с регулирующим клапаном 19 в линии отвода парогазовой смеси в конденсатор 9,

регулятор 20 температуры парогазовой смеси во второй ступени испарения бражки с регулирующим клапаном 21 -в линии отвода парогазовой .смеси в конденсатор 9, регулятор 22 уровня термообработанной бражки, выход которого соединен с (Сумматором 14 и через сумматор 23 с регулирующим клапаном 24 в линии подачи бражки в первый корпус 1 выпарной установки, регулятор 25 уровня упаренной бражки в последнем корпусе 2, регулятор 26 плотности (концентрации) упаренной бражки с регулирующим клапаном 27 в линии отбора бражки на сушку и ограничителями 28 по максимуму и минимуму выходного сигнала датчика регулятора 26 плотности (концентрации) упаренной бражки.

Система работает следующим образом.

Основным регулируемым параметром выпарной установки является плотность (концентрация) упаренной бражки на выходе из последнего выпарного аппарата 2. Регулятор 26 стабилизирует плотность, воздействуя на регулирующий клапан 27/Изменение отбора упаренной бражки вызывает изменение ее уровня в выпарном аппарате 2. Заданием регулятору 25 уровня является выходной сигнал датчика 26 регулятора плотности, изменение которого ограничено по минимуму и максимуму ограничителями 28. Выход регулятора 25 соединен с минусовой камерой сумматора 23, что обеспечивает изменение подачи термообработанной бражки в первый вь1парной аппарат 1, изменяя выходной сигнал сумматора, управляющий регулирующим клапа-. ном 24. Таким образом, изменения плотйости упаренной бражки на выходе последнего корпуса компенсируются изменением подачи бражки на упаривание.

Изменение подачи бражки в выпарной аппарат 1 вызывает изменение уровня в сборнике 7, оснащенном регулятором 22 уровня, выход которого поступает в плюсовую камеру сумматора 23, уменьщая влияние выходного сигнала регулятора 25 на регулирующий клапан 24.

Одновременно выходной сигнал регулятора 22 подается в минусовую камеру сумматора 14, выход которого соединен с регулирующим клапаном 15. В плюсовую камеру сумматора 14 подается выходной сигнал регулятора 13 уровня подогретой бражки. Этот же сигнал, ограниченный поминимуму и по максимуму ограничителями 12, подается в регулятор 10 расхода исходной бражки как переменное задание. Таким образом, изменение уровня бражки в сборнике 7 компенсируется изменением подачи бражки в термоумягчители 4, которая, в свою очередь, вызывает изменение уровня в контактном подогревателе 3, стабилизируемое регулятором 13 уровня одновременным воздействием на регулирующий клапан 15 через сумматор 14 и изменением за-. Дания регулятору 10 расхода, стабилизирующему подачу исходной бражки на установку.- ,

Таким образом, обеспечиваются условия ускоренного прохождения сигналов по ка5 налам возмущений и регулирования.

Технико-экономическая эффективность предлагаемой системы управления определяется повыщением качества стабилизации плотности (концентрации) упаренной бражQ ки, отбираемой из последнего корпуса выпарной установки на сушку, и обеспечением стабильного теплового режима процессом упаривания.. Экономическая эффективность реализации системы управления выпарной установкой производительностью

5 150 т/ч по выпаренной воде составляет 403 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Система автоматического управления процессом упаривания биоокисленной пос ледрожжевой бражки в установке, включ ающей контактный подогреватель; термоумягчитель, промежуточный сборник термообработанной бражки и выпарные аппараты, содержащая контур регулирования расхода

5 исходной бражки, связанный с регулирующим клапаном в линии подачи бражки в установку, контур регулирования уровня подогретой бражки в последнем по ее ходу контактном подогревателе, связанный с регулирующим клапаном в линии выхода

0 бражки из подогревателя, контур рег.улиро- , вания уровня в промежуточном сборнике термообработанной бражки, связанный с регулирующим клапаном в линии подачи бражки в первый выпарной аппарат, регулятор уровня бражки в последнем выпарном аппарате и регулятор плотности (концентрации) упаренной бражки, связанный с регулирующим клапаном в линии отбора упаренной бражки из последнего выпарного аппарата, отличающаяся тем, что, с целью

0 улучшения качества регулирования процесса упаривания и стабилизадии плотности (концентрации) упаренной оражки путем повыщения быстродействия системы, она дополнительно снабжена сумматорами, при этом выход регулятора плотности (концент5 рации) упаренной бражки через ограничители сигнала по минимуму и максимуму соединен со входом программного задания регулятора уровня бражки в последнем выпарном аппарате, выход этого регулятора уровня подключен к минусовой камере одно го из сумматоров, выход которого связан с регулирующим клапаном подачи бражки в первый выпарной аппарат, а плюсовая камера-к выходу регулятора уровня термообработанной бражки в промежуточном сборнике, причем выход этого регулятора уровня одновременно соединен с минусовой камерой другого сумматора, выход которого связан с регулирующим клапаном подачи, исходной подогретой бражки в термоумягчители, а плюсовая камера его подключена к выходу регулятора уровня в последнем по ее ходу контактном подогревателе, одновременно выход данного регулятора через ограничители сигнала по минимуму и максимуму подключен программного задания регулятора расхода исходной бражки

в первый контактный подогреватель новки.

Источники информации,

1.Авторское свидетельство СССР № 539583, кл. В 01 D 1/26, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР № 395096, кл. В 01 D 1/30, 1973.