СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ СЫПУЧЕЙ ФОРМЫ ХОЛИНХЛОРИДА НА ОСНОВЕ СУХОГО СВЕКЛОВИЧНОГО ЖОМА
METHOD FOR CONTROL OF PROCESS OF PRODUCTION OF FREE-FLOWING FORM OF CHOLINE CHLORIDE BASED ON DRY BEET PULP

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при автоматизации процесса приготовления сыпучей формы холинхлорида на основе сухого свекловичного жома.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является управление процессом получения сыпучей формы порошкообразного холинхлорида из его водного раствора [Патент №2356907 РФ, C07J 1/00. Управление процессом получения сыпучей формы порошкообразного холинхлорида из его водного раствора [Текст] / А.А. Шевцов, Е.С. Шенцова, Л.И. Лыткина, А.В. Дранников, А.А. Дерканосова, Д.А. Кузнецов (Россия) - №2007146080; заявлено 11.12.2007; опубликовано 27.05.2009; бюл. №15], предусматривающим использование сухого свекловичного жома в качестве активного адсорбента, смешивание его с предварительно подогретым водным раствором холинхлорида, сушку, подачу отработанного сушильного агента на подогрев холинхлорида перед подачей его на смешивание, получение греющего пара в парогенераторе с электронагревательными элементами, питательным насосом и предохранительным клапаном, регулирование расходов подогретого водного раствора холинхлорида, поступающего на смешивание, и сухого свекловичного жома после фракционирования, а также регулирование температуры и расхода сушильного агента в сушилке по текущему значению влажности и расхода смеси сухого свекловичного жома и водного раствора холинхлорида.
Однако известное изобретение имеет следующие недостатки:
- не позволяет обеспечить точность и надежность управления, что связано с отсутствием системы стабилизации технологических характеристик продукта при сушке в условиях случайных возмущений как со стороны изменения начальной влажности сырья (отжатого жома), так и со стороны возможных технологических сбоев вспомогательного оборудования;
- невысокое качество готового продукта из-за того, что сушка холинхлорида осуществляется в среде перегретого пара при высоких температурах;
- невысокая энергетическая эффективность способа получения готового продукта вследствие неполного использования теплоты отработанного перегретого пара и конденсатов, образовавшихся в процессе сушки.
Технической задачей изобретения является повышение точности и надежности управления, качества готового продукта и энергетической эффективности способа получения сыпучей формы холинхлорида.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе управления процессом получения сыпучей формы холинхлорида на основе сухого свекловичного жома, предусматривающем использование сухого свекловичного жома в качестве активного адсорбента, смешивание его с предварительно подогретым водным раствором холинхлорида, сушку, подачу отработанного сушильного агента на подогрев холинхлорида перед подачей его на смешивание, получение греющего пара в парогенераторе с электронагревательными элементами, питательным насосом и предохранительным клапаном, регулирование расходов подогретого водного раствора холинхлорида, поступающего на смешивание, и сухого свекловичного жома после фракционирования, а также регулирование температуры и расхода сушильного агента в сушилке по текущему значению влажности и расхода смеси сухого свекловичного жома и водного раствора холинхлорида, новым является то, что отжатый свекловичный жом предварительно подогревают в камере нагрева, затем осуществляют его сушку в вибросушилке перегретым паром атмосферного давления, отработанный перегретый пар из вибросушилки направляют сначала в циклон-очиститель на очистку от мелкодисперсной фракции, которую объединяют с сухим жомом, а затем очищенный отработанный перегретый пар разделяют на два потока, один из которых, в количестве испарившейся влаги из жома, подают в калорифер, где происходит его конденсация и нагрев атмосферного воздуха через разделяющую стенку калорифера, а другой подают вентилятором в пароперегреватель для перегрева греющим паром, полученным в парогенераторе, и далее в вибросушилку с образованием контура рециркуляции; при этом конденсат греющего пара после пароперегревателя и конденсат отработанного перегретого пара после калорифера отводят в сборник конденсата, после чего направляют для предварительного подогрева отжатого свекловичного жома с последующим возвратом в парогенератор с образованием контура рециркуляции и отводом избытка конденсата из контура рециркуляции; смесь измельченного и фракционированного сухого жома и водного раствора холинхлорида направляют в сушилку, где осуществляют ее сушку атмосферным воздухом, подогретым в калорифере; по текущим значениям расхода и влажности отжатого свекловичного жома устанавливают расход и температуру перегретого пара в вибросушилке воздействием соответственно на регулируемый привод вентилятора и расход греющего пара изменением мощности электронагревательных элементов парогенератора с коррекцией по влажности сухого свекловичного жома на выходе из вибросушилки; по текущим значениям расхода и влажности смеси измельченного и фракционированного сухого жома и водного раствора холинхлорида устанавливают расход и температуру атмосферного воздуха в сушилке воздействием соответственно на регулируемый привод вентилятора и расход отработанного перегретого пара в калорифер с коррекцией по влажности готового продукта на выходе из сушилки.
Технический результат изобретения заключается в повышении точности и надежности управления, качества готового продукта и энергетической эффективности способа получения сыпучей формы холинхлорида.
На фиг.1 представлена схема, реализующая предлагаемый способ.
Схема содержит камеру нагрева 1; вибросушилку 2; дробилку 3; просеиватель 4; смеситель 5; форсунки 6; сушилку 7; парогенератор 8; предохранительный клапан 9; тепловые электронагревательные элементы 10; пароперегреватель 11; калорифер 12; сборник конденсата 13; вентилятор для перегретого пара 14; вентилятор для атмосферного воздуха 15; насос для подачи конденсата 16; нагреватель 17; насос для подачи водного раствора холинхлорида 18; циклон-очиститель 19, 20; микропроцессор 21; линии: 0.2 - подачи отжатого свекловичного жома на сушку, 0.2.1 - подачи сухого свекловичного жома на измельчение, 0.2.2 - подачи смеси сухого свекловичного жома и водного раствора холинхлорида на сушку, 0.2.3 - отвода готового продукта, 1.0 - отвода конденсата греющего пара в сборник конденсата, 1.1 - отвода конденсата отработанного перегретого пара в сборник конденсата, 1.2 - подачи конденсата на подогрев отжатого свекловичного жома и далее в парогенератор, 2.0 - подачи греющего пара в пароперегреватель, 2.1 - отвода отработанного перегретого пара из вибросушилки, 2.2 - подачи перегретого пара в вибросушилку, 3.0 - подачи атмосферного воздуха на нагрев, 3.1 - подачи нагретого атмосферного воздуха в сушилку, 3.2 - отвода отработанного атмосферного воздуха из сушилки, 3.3 - подачи отработанного атмосферного воздуха на подогрев водного раствора холинхлорида, 4.0 - подачи водного раствора холинхлорида на подогрев, 4.1 - подачи подогретого водного раствора холинхлорида на смешивание; датчики: FE - расхода, WE - влажности, ТЕ - температуры, РЕ - давления, НЕ - уровня; И - исполнительные механизмы.
Способ осуществляется следующим образом.
Отжатый жом по линии 0.2 подают на предварительный подогрев в камеру нагрева 1, а затем в вибросушилку 2, где осуществляется его сушка перегретым паром атмосферного давления.
Отработанный перегретый пар по линии 2.1 из вибросушилки 2 направляют сначала на очистку в циклон-очиститель 19 от мелкодисперсной фракции, которую объединяют с сухим жомом, а затем разделяют на два потока. Один из которых, в количестве испарившейся влаги из жома в вибросушилке 2, подают в калорифер 12, где происходит его конденсация и нагрев атмосферного воздуха через разделяющую стенку калорифера. Подачу атмосферного воздуха в калорифер 12 осуществляют с помощью вентилятора 15 по линии 3.0 и далее по линии 3.1 в сушилку 7.
Другой поток отработанного перегретого пара вентилятором 14 направляют в пароперегреватель 11 для перегрева греющим паром и далее по линии 2.2 в вибросушилку 2 с образованием контура рециркуляции. Причем греющий пар получают в парогенераторе 8 с помощью тепловых электронагревательных элементов 10 и затем подают в пароперегреватель 11 по линии 2.0. Парогенератор оснащен предохранительным клапаном 9 для предотвращения аварийных ситуаций.
Образовавшийся конденсат греющего пара и конденсат отработанного перегретого пара отводят в сборник конденсата 13 соответственно по линиям 1.0 и 1.1. Полученную смесь конденсатов из сборника конденсата 13 насосом 16 по линии 1.2 направляют в камеру нагрева 1 для предварительного подогрева отжатого свекловичного жома. Из камеры нагрева 1 отработанный конденсат подают в парогенератор 8 с образованием контура рециркуляции и отводом избытка конденсата из контура рециркуляции.
Полученный сухой свекловичный жом по линии 0.2.1 направляют для измельчения в дробилку 3. Измельченный продукт фракционируют на просеивателе 4. Сход сита направляют на доизмельчение в дробилку 3, а проход через сито подают в смеситель 5, где смешивают с исходным 70% водным раствором холинхлорида, предварительно подогретым в нагревателе 17.
Далее полученную смесь по линии 0.2.2 направляют в сушилку 7, где осуществляют ее сушку атмосферным воздухом, подогретым в калорифере 12. Готовый продукт выводят из сушилки 7 по линии 0.2.3.
Отработанный атмосферный воздух из сушилки 7 сначала отводят по линии 3.2 на очистку в циклон-очиститель 20, а затем по линии 3.3 в нагреватель 17 для подогрева исходного 70% водного раствора холинхлорида, направляемого в нагреватель насосом 18 по линии 4.0. Подогрев холинхлорида перед форсунками 6 уменьшает его вязкость, и при этом создаются благоприятные условия для равномерного распыливания холинхлорида, обеспечивается надежная работа форсунок 6, снижается нагрузка на насос 18 подачи водного раствора холинхлорида в смеситель 5 по линии 4.1.
Полученную после очистки в циклоне-очистителе 20 мелкодисперсную фракцию сыпучей формы холинхлорида объединяют с потоком готового продукта после сушилки 7.
По текущему значению расхода и влажности отжатого свекловичного жома в линии 0.2 после его предварительного нагрева в камере 1 микропроцессор 21 с помощью исполнительного механизма регулируемого привода вентилятора 14 устанавливает необходимый расход перегретого пара в линии 2.2, а изменением мощности электронагревательных элементов 10 расход греющего пара в линии 2.0 и, следовательно, необходимую температуру пара в линии 2.2 с коррекцией по текущему значению влажности сухого свекловичного жома, измеряемого датчиком влажности, установленным в линии 0.2.1.
По текущему значению расхода сухого свекловичного жома после фракционирования на просеивателе 4 (проход сита) микропроцессор 21 устанавливает расход подогретого водного раствора холинхлорида, поступающего на смешивание в смеситель 5 по линии 4.1, с помощью исполнительного механизма регулируемого привода насоса 9.
По информации датчиков о расходах сухого свекловичного жома после фракционирования и водного раствора холинхлорида микропроцессор устанавливает производительность смесителя 5 воздействием на частоту вращения его рабочего органа с помощью исполнительного механизма.
По текущим значениям расхода и влажности смеси измельченного и фракционированного сухого жома и водного раствора холинхлорида в линии 0.2.2 микропроцессор 21 с помощью исполнительного механизма регулируемого привода вентилятора 15 устанавливает необходимый расход нагретого воздуха в линии 3.1, а изменением расхода отработанного перегретого пара в линии 2.1, посредством исполнительного механизма, его необходимую температуру с коррекцией по текущему значению влажности готового продукта на выходе из сушилки 7, измеряемого датчиком влажности, установленным в линии 0.2.3.
По текущему значению уровня конденсата в парогенераторе 8 микропроцессор осуществляет двухпозиционное регулирование увеличением мощности на регулируемый привод насоса для подачи конденсата 16 посредством исполнительного механизма в случае уменьшения уровня ниже заданного значения и сбросом избытка конденсата в случае увеличения уровня выше заданного значения.
В случае технологических и аварийных сбоев в работе парогенератора 8, связанных с возможным увеличением давления греющего пара в его рабочем объеме, предусмотрен предохранительный клапан 9.
По текущим значениям температуры и расхода 70% водного раствора холинхлорида в линии 4.0 микропроцессор 21 устанавливает, посредством исполнительного механизма, необходимый расход отработанного атмосферного воздуха для подогрева холинхлорида в линии 3.3. Избыток отработанного атмосферного воздуха выбрасывается в окружающую среду.
Таким образом, предлагаемый способ управления процессом получения сыпучей формы холинхлорида на основе сухого свекловичного жома, по сравнению с известным, позволяет:
- обеспечить точность и надежность управления на всех этапах сушки за счет оперативного регулирования ее технологическими параметрами по текущим значениям влажности сырья, полученным до осуществления процесса сушки;
- повысить качество готового продукта вследствие того, что сушка смеси сухого жома и холинхлорида осуществляется атмосферным воздухом, температура которого меньше температуры перегретого пара;
- повысить энергетическую эффективность способа за счет полного использования теплоты отработанного перегретого пара и конденсатов, образовавшихся в процессе сушки.