3. Автоматизация кристаллизации.
В пищевой промышленности процесс кристаллизации применяется для выделения твёрдой фазы из растворов. Он используется при производстве поваренной соли, в свеклосахарном и глюкозном производствах.
Процесс кристаллизации проводится в аппаратах непрерывного и периодического действия.
На рис. 8.4 представлена схема автоматизации вакуум-аппарата периодического действия, в котором происходит кристаллизация сахара из раствора. Сахарный сироп после выпарной установки поступает на вакуум-аппараты, где происходит дальнейшее выпаривание воды, и из полученного пересыщенного раствора выделяется сахар в виде кристаллов. Процесс кристаллизации характеризуется образованием зародышей кристаллов в пересыщенном растворе и дальнейшим ростом кристаллов. Для облегчения образования центров кристаллизации (зародышей кристаллов) в вакуум-аппарат вводят «затравку»- сахарную пудру.
Сироп, поступающий в вакуум-аппараты, содержит 7,5 % воды и около 55 % выкристаллизовавшегося сахара. Процесс кристаллизации в вакуум-аппаратах ведётся под разрежением при температуре увариваемого сиропа 75-80 °С.
Автоматизация процесса кристаллизации позволяет сократить время варки, уменьшить потери пара, увеличить выход сахара.
Система автоматического управления процессом кристаллизации предусматривает автоматический контроль уровня в сборнике сиропа перед вакуум-аппаратами, программное управление варкой утфеля, дистанционное управление вспомогательными операциями.
Автоматический контроль уровня в сборнике сиропа позволяет оператору получить объективную информацию о запасах продукта, поступающего на уваривание, обеспечить ритмичную работу аппарата и исключить переполнение сборника.
Для измерения уровня используются электронный измеритель уровня ЭИУ-2 (1а, 16) и показывающий милливольтметр М325 (1в).
Основным параметром процесса кристаллизации является коэффициент пересыщения, который определяется косвенными методами: вискозиметрическим, кондуктометрическим и др.
В приведенной схеме используется устройство программной варки утфеля пневматическое (УПВУП), разработанное НПО «Пищепромавтоматика». В этой системе в качестве индикатора вязкости (4а) применяется ротационный вискозиметр, электрический сигнал от которого поступает на блок питания и измерения; напряжение, снимаемое с диагонали моста блока, преобразуется в сигнал постоянного тока, а затем поступает на электропневмопреобразователь ЭПП. Пневматический сигнал от ЭПП поступает на программный регулятор, который поддерживает постоянное соотношение «уровень утфеля в вакуум-аппарате - структурная вязкость». В зависимости от качества утфеля оператор задатчиком, установленным на программном регуляторе, может изменять коэффициент соотношения.
Рис. 8.4 Схема автоматизации процесса кристаллизации:
I - сборник сиропа; II - вакуум-аппарат
Программный регулятор выполнен на элементах УСЭППА. Уровень утфеля в вакуум-аппарате измеряется дифманометром ДС-П4 (За), импульсные линии которого продуваются паром.
В соответствии с заданным соотношением уровень - вязкость программный регулятор (36) управляет клапаном 25ч5п (Зж) подачи сиропа в вакуум-аппарат. По достижении определенной вязкости от программного регулятора подаются звуковой и световой сигналы для введения «затравки» в вакуум-аппарат. Оператор вручную вводит в аппарат сахарную пудру. По достижении номинального уровня продукта в аппарате подкачка сиропа в аппарат прекращается. Со щита байпасной панелью БПДУ-А (За) и пневмотумблером П1.Т2 (Зе) осуществляется дистанционное управление клапаном подачи сиропа в аппарат. По достижении заданной вязкости на щите загорается табло и звучит звуковой сигнал о готовности утфеля.
С помощью пневмотумблеров П1.Т2 (Зг, Зв) отключается программный регулятор УПВУП. С помощью пневмотумблеров П1.Т2 (6а, 7а, 8а) предусмотрено дистанционное управление вспомогательными операциями: подачи пара в греющую камеру, подключения аппарата к линии основного и предварительного разрежения, связи с атмосферой, спуска утфеля, пропарки.
В качестве запорных органов для основного разрежения и спуска утфеля применяется вентиль с электроприводом ТЭ.099.058-011М (5а, 9а), для предварительного разрежения и сброса воздуха в атмосферу - клапан 22нж10п (6в, 8в), подача греющего пара в вакуум-аппарат осуществляется задвижкой с электроприводом 30ч906Бр (10а), подача пара на пропарку - мембранным клапаном 774-46-ООБ (7в).
Сигнализация положения исполнительных механизмов осуществляется конечными выключателями и пневмоэлектропреобразователем П1ПР.4 (66, 76, 86).