Файл: Юсупбеков Н.Р. Автоматизация технологических процессов производства растительных масел.pdf

Установили, что предварительный дистиллятор уста­ новки НД-1250, исследованный по каналу, температура крепкой мисцеллы—расход греющего пара, представ­ ляет устойчивый объект, управлять которым может система локального регулирования. Существенный не­ достаток такой системы — незначительное изменение температуры кипения мисцеллы в зависимости от ее концентрации. Это особенно ярко проявляется при низких концентрациях мисцеллы.

Этот недостаток не позволяет с надежным эффек­ том реализовать на этой основе систему оптимального управления процессом предварительной дистилляции мисцеллы.

Определяя концентрацию крепкой мисцеллы по ее вязкости или плотности, мы установили, что контроль концентрации по результатам автоматического измене­ ния ее вязкости целесообразен и эффективен при зна­ чительных концентрациях, ибо при низких значениях концентрации ее вязкость изменяется незначительно.

Авторы пришли к выводу, что для осуществления управления процессом предварительной дистилляции целесообразно найти оптимальную концентрацию креп­ кой мисцеллы, которую определяют из алгоритма, по­ лученного в работах [27, 31]. Регулируют концентра­ цию крепкой мисцеллы, изменяя подачу пара.

Автоматически оптимальную величину концентра­ ции крепкой мисцеллы по известной (измеренной) кон­ центрации слабой определяют с помощью функциональ­ ного устройства (поз. 20 г}, реализующего упомянутый алгоритм.

Сигнал, пропорциональный оптимальной величине концентрации крепкой мисцеллы, заводится в регуля­ тор, куда одновременно подается от автоматического плотномера еще и сигнал, соответствующий текущему значению концентрации мисцеллы. Регулятор, сравни­ вая оптимальное и текущее значения концентрации мисцеллы, управляет регулирующим органом, смонти­ рованным на линии подачи пара. Концентрация же крепкой мисцеллы стабилизируется по ее температуре.

Процесс отгонки растворителя в окончательном дистилляторе НД-1250 складывается из трех фаз дис­ тилляции распылением, в стекающей пленке и в слое мисцеллы.

166

Учитывая, что эффективность процесса окончатель­ ной дистилляции определяется температурой вспышки готового масла, при автоматизации работы окончатель­ ного дистиллятора в качестве регулирующего параметра принимают температуру вспышки, а в качестве регу­ лирующего воздействия — расход острого пара, так как изменение расхода пара значительно влияет на эффек­ тивность дистилляции распылением и в стекающей пленке мисцеллы.

В схеме регулирования текущего значения темпера­ туры вспышки готового масла измеряют установкой контроля температуры вспышки масла (УКТВМ), со­ стоящей из пробоотборника, датчика, силового блока и вторичного прибора (поз. 37) с пневмовыходом, под­ ключенным к регулятору. Задание по температуре вспышки регулятору устанавливает задатчик (37 ж). Автоматическое изменение задания по расходу мисцел­ лы устанавливается блоком предварения (поз. 37 б), подключенным к выходу расходомера мисцеллы. Вы­ ходные сигналы задатчика и блока предварения под­ ключены к суммирующему блоку (37 з), связанному с камерой задания автоматического регулятора.

При неизменном расходе мисцеллы система регули­ рования реагирует только на отклонение температуры вспышки от ее заданного значения. В этом случае раз­ ность пневматических сигналов от блока (37s) и задат­ чика (37 ж) приводит к тому, что регулятор воздей­ ствует на пневматический клапан (37 о), изменяющий подачу острого пара на дезодорационную ступень окон­ чательного дистиллятора.

При изменении расхода мисцеллы на выходе блока предварения возникает временный опережающий им­ пульс, который, преобразуясь в суммирующем блоке, автоматически изменяет задание регулятору. Это, в свою очередь, приводит к отработке в соответствую­ щую сторону пневмоклапана (поз. 37 л), изменяющего расход острого пара на величину, соответствующую изменению расхода мисцеллы.

Непрерывная работа окончательного дистиллятора возможна лишь при условии автоматической стабили­ зации уровня экстракционного масла в окончательном дистилляторе. Система стабилизации уровня реализо­ вывается на базе регулятора уровня РУКЦ-365 (36а).

167

Рис. 37. Принципиальная схема автоматизации маслоэкстракционной линии.

I

Управляющее пневмодавление с выхода регулятора непосредственно поступает на регулирующий клапан (36б), смонтированный на нагнетательной стороне на­ соса для откачки масла.

Задача синтеза САР основными процессами масло­ экстракционного производства решается в два этапа. На первой стадии реализуются локальные одно- и многоструктурные системы ругулирования техно­ логических процессов, на второй — осуществляется уп­ равление основными производственными процессами экстракционной линии с помощью управляющей вы­ числительной машины.

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ МИСЦЕЛЛЫ НА ВХОДЕ В ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ДИСТИЛЛЯТОР

Температура мисцеллы регулируется посредством изменения расхода пара в зависимости от ее темпера­ туры после предварительного дистиллятора.

Для повышения производительности предваритель­ ного дистиллятора нами предложен способ автомати­ ческого регулирования температуры кипения мисцеллы на входе в предварительный дистиллятор [31]. Стаби­ лизируют температуру мисцеллы на входе в предвари­ тельный дистиллятор, для чего ее дополнительно по­ догревают, регулируя расход пара на подогрев в зависимости от концентрации мисцеллы перед подо­ гревом и ее температуры после него.

Для исключения возможности кипения мисцеллы до предварительного дистиллятора расход мисцеллы в него регулируют в зависимости от давления паров в мисцеллопроводе.

На рис. 38 представлена принципиальная схема ав­ томатического регулирования. Она содержит основной / и дополнительный 2 мисцеллоподогреватели и пред­ варительный дистиллятор 3, включая систему автома­ тического регулирования расхода пара в дополнитель­ ный мисцеллоподогреватель и расхода мисцеллы на входе в предварительный дистиллятор.

Сущность способа — отфильтрованную мисцеллу на­ гревают до 55—65° парами отходящего растворителя в мисцеллоподогревателе /, затем она поступает в допол­ нительный мисцеллоподогреватель 2, где ее нагревают

170

Рис. 38. Принципиальная схема регулирования температуры кипе­ ния мисцеллы на выходе в предварительный дистиллятор.

до температуры кипения с помощью водяного пара, и, наконец, она поступает в предварительный дистилля­ тор 3.

Сигнал о концентрации мисцеллы поступает от концентратомера 4, установленного между основным / и дополнительным 2 мисцеллоподогревателями, и преоб­ разуется в функциональном устройстве 5 в функцию температуры кипения мисцеллы в зависимости от ее концентрации. Сигнал от устройства 5 поступает в срав­ нивающее устройство 6, куда поступает и сигнал от датчика 7 температуры, измеряющего действительную температуру, и в зависимости от баланса воздействует на исполнительный механизм 8 подачи пара в допол­ нительный мисцеллоподогреватель 2. Таким образом, поддерживают поступающую в предварительный дис­ тиллятор 3 мисцеллу при температуре, равной темпе­ ратуре ее кипения. Однако при этой температуре мисцелла начинает кипеть. Для предотвращения ее кипения в дополнительном мисцеллоподогревателе и

171

на трубопроводе, соединяющем предварительный ди­ стиллятор 3 и дополнительный мисделлоподогреватель при помощи датчика давления 9, создают температур­ ную депрессию по давлению. Сигнал от датчика по­ ступает на регулятор давления 10, воздействуя на исполнительный механизм 11, установленный на линии подачи мисцеллы в предварительный дистиллятор.

АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭКСТРАКТОРОМ

ЛИНИИ НД-1250

В ходе технологического процесса извлечения рас­ тительного масла из масличного сырья необходимо обеспечить максимальный съем масла, при котором остаточное его содержание в шроте было бы мини­ мальным. Отсюда вытекает, что при автоматизации вертикальных шнековых экстракторов погруженного типа, как минимум, должны быть реализованы: стаби­ лизация уровня масличного материала в загрузочной колонне аппарата; стабилизация температуры подогре­ того растворителя, поступающего в экстракционную колонну, и дистанционного управления расходом раст­ ворителя, поступающего в экстрактор (рис. 39) [32].

Система стабилизации уровня масличного материа­ ла в загрузочной колонне аппарата образована из:

—датчика уровня экстрагируемого материала типа ЭПУ-1ВМ;

— вторичного прибора датчика уровня типа ЭПВ-

01с реостатным преобразователем;

—регулятора уровня 12 типа РПИК-Ш с ЗРУ-24, переключателя управления 13 типа КФ, магнитного

пускателя 14 типа МКР-0;

—исполнительного механизма 15 типа ЭПВ-10;

—датчика скорости вращения БЭТ вала загрузоч­

ной колонны экстрактора;

— вторичного прибора датчика скорости вращения вала 19 типа ЭП-107 с реостатным преобразователем.

Датчик уровня ЭПУ-1ВМ состоит из чувствитель­ ного элемента 8, установленного в верхней части за­ грузочной колонны 1 экстрактора, электронного блока 9 и силового преобразователя 10.

Выходной вал исполнительного механизма 15 жест­ ко связан с валом вариатора скоростей привода загру­ зочной колонны экстрактора.

172

Рис. 39. Принципиальная схема автоматизации уровня масличного материала в загрузочной колонне аппарата.

Датчик скорости БЭТ состоит из приемного устрой­ ства 16, электронного блока 17 и силового преобразо­ вателя 18.

Выходные сигналы реостатных преобразователей вторичных приборов И и 19 являются входами регуля­ тора уровня РПИК-Ш.

173

ГЛ АВА V

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА ХЛОПКОВОГО МАСЛА

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА ХЛОПКОВОГО МАСЛА

Производство хлопкового масла и шрота начинает­ ся с поступления по транспортеру семян со склада в бункер-питатель, откуда они равными порциями посту­ пают на автоматические весы. Семена, освобожденные на электромагнитных сепараторах от ферропримесей, очищаются от крупного и мелкого сора. После этого следует окончательная их очистка на пневматических очистителях от минерального и органического сора

[16].

Однако в соре остается некоторое количество це­ лых семян, которые отделяются на двойном встряхивателе и проходят повторную очистку.

Для кондиционирования очищенные семена подают в увлажнитель. Далее они проходят через электромаг­ нитный сепаратор и поступают на пухоотделители. Се­ мена с опушенностыо не выше 7—8% проходят первое шелушение, оставшиеся целыми (примерно 25—30%) поступают на двойные встряхиватели, где ядра частич­ но отделяются от рушанки. Затем ядра семян измель­ чают на пятивалковых вальцовых станках, где полу­ чают доброкачественный помол в виде мягки.

Мятка направляется в пропарочно-увлажнительный шнек, нагревается и насыщается паром и конденсатом. Здесь происходит первая стадия жарения.

На второй стадии хлопковая мятка подвергается тепловой обработке в жаровнях, состоящих из несколь­ ких чанов. Мятка, прошедшая влаготепловую обработ­ ку в первом чане, называется мезгой. После жаренья мезга поступает на форпрессы предварительного от­ жима из нее масла. Отжатую мезгу-жмых направля­ ют на экстрагирование.

175

Продвигаясь сверху вниз в загрузочной колонне экстрактора, а затем — снизу вверх в экстракционной, жмых обезжиривается идущим навстречу подогретым растворителем. Обезжиренный жмых — шрот—из экс­ трактора поступает в шротоиспаритель, где из него при помощи глухого и острого пара удаляется органи­ ческий растворитель. Из шнекового испарителя шрот поступает на охлаждение, а затем — на склад.

Растворитель (чаще экстракционный бензин), про­ ходя через экстрактор, насыщается извлекаемым расти­ тельным маслом и в виде нефильтрованной мисцеллы самотеком направляется в сборник. Из сборника мут­ ную мисцеллу откачивают насосом в патронные фильт­ ры. Затем ее собирают в сборнике для фильтрованной мисцеллы. Отсюда она поступает на предварительную и окончательную дистилляцию.

При использовании семян первого—третьего сортов хлопковая мятка должна иметь влажность 9,5—10,5% и содержать не более 15% шелухи. Для семян чет­ вертого сорта эти показатели соответственно равны

10,5-11,5 и 17%.

В пропарочно-увлажнительном шнеке мятку семян 1—III сортов увлажняют до 11— 12,8 %, нагревая насы­ щенным паром до 70—80°С, а семян IV сорта —до 12—

1 —III сортов нагрузка на приводной электродвигатель 30—33 а, масличность жмыха не выше 13%, суточная производительность 35 т.; при использовании семян IV сорта — 33—38 а, не более 15%, 30 т соответственно; число оборотов шнекового вала— 14—18 в минуту, толщина жмыха — 8-р9 мм.

Жмых, поступающий в экстрактор, содержит 12— 13% масла, 5—6% влаги при температуре не выше 65°С. Режим работы экстрактора при употреблении семян 1—III сортов: один оборот шнека загрузочной колонны длится не менее 180 сек., количество подаваемого бен­

176