Опис схеми технологічного процесу

Похилий дифузійний аппарат функціонує наступним чином. Бурякова стружка, після бурякорізок, стрічковим транспортером подається в приймальний бункер, що знаходиться в нижній (головній) частині апарату. А у верхню (хвостову) частину апарату подається гаряча сульфітована вода. Стружка заповнюючи майже весь простір апарату переміщується вздовж апарату до його хвостової частини за допомогою двох шнеків.

Вали шнеків приводяться в рух електродвигунами постійного струму, при цьому головний і хвостовий шнеки обертаються незалежно один від одного. Частоту обертання шнеків можна змінювати. Перемішуючись та омиваючись гарячою водою стружка знецукрюється і перетворюється на жом, що виводиться з апарату стрічковими шнеками, а вода рухаючись протитоком, збагачується цукром і перетворюється на дифузійний сік. Отриманий дифузійний сік відділяється від бурякової стружки на лобовому ситі.

Для покращення процесу дифузії розчин сокостружкової суміші в апараті підігрівається за допомогою парової рубашки, що являє собою розділений на кілька частин кожух, охоплюючи низ апарату.

Аналіз особливостей об’єкту та технологічних середовищ

Похилий дифузійний апарат, як об’єкт автоматичного управління має ряд особливостей, що суттєво ускладнює його автоматизацію. Це в першу чергу, значна інерційність, обумовлена розмірами апарату, масою сокостружкової суміші.

По-друге, це велика кількість вхідних, вихідних і проміжних параметрів, багато з яких зв’язані між собою перехресними залежностями.

По-третє, це розподіленість таких важливих параметрів, як температура сокостружкової суміші і вміст в ній цукру.

По каналу автоматичного регулювання концентрації дифузійного соку в похилому дифузійному апараті відстань між точкою заміру вихідної величини і точкою введення регулюючої дії - зміна витрат води складає приблизно 20 м. В результаті цього час чистого запізнення, що визначається часом за який вода подолає вказану відстань заповнену стружкою що рухається на зустріч, досягає 20 хв., а постійна часу об’єкта по цьому каналу перевищує 20 хв. Ефективне автоматичне регулювання об’єктів з такими динамічними властивостями можливе лише при побудові багато контурних систем регулювання з використанням додаткової оперативної інформації про хід технологічного процесу.

Продуктивність дифузійних апаратів і повнота вилучення цукру зі стружки в значній мірі визначається швидкістю переміщення стружки і її масою, що приходиться на одиницю об’єму корпуса, тобто питомим навантаженням. Безпосереднє регулювання цих параметрів неможливе через відсутність відповідних приладів, тому для стабілізації використовують непрямі методи. Питоме навантаження оцінюють по величині струмів електродвигунів приводів транспортуючих органів і регулюють шляхом зміни їх частоти обертання. Час чистого запізнення і інерційність похилого дифузійного апарату по каналу регулювання питомого навантаження спів розмірні із значеннями в каналі стабілізації концентрації дифузійного соку.

Підтримання температурного режиму ускладнюється великою масою нагріваючої сокостружкової суміші. Чисте запізнення тут складає 10-15 хв., постійна часу - до 30 хв. На вході об’єкта також виникають глибокі збурення по витратах стружки.

Дифузійний сік з виходу дифузійного апарата повинен мати вміст цукру 12-14%. Дифузійний сік - каламутна рідина, яка швидко темніє на повітрі. У ньому крім цукру містяться органічні і мінеральні нецукри, а також в замуленому стані дрібні частинки бурякової стружки. Сік має слабокислу реакцію (рН 6 - 6,5) і може пінитись.

Параметри контролю, регулювання, керування, сигналізації та блокування

Ефективність роботи дифузійного апарату характеризується вихідними параметрами, до яких відносяться вміст цукру в дифузійному соку та відведеному з апарату жомі. Характер протікання процесу знецукрення, розподілу концентрації цукру в різних точках апарату і вихідні параметри залежать від багатьох факторів. До них відносяться: витрата бурякової стружки і води, їх якість і температура, витрата гріючої пари, частота обертання транспортуючих органів, питоме навантаження апаратів, рівень і температура сокостружкової суміші та ряд інших, вплив яких важко врахувати.

Для забезпечення найкращих умов протікання процеса вилучення цукру важливе значення має автоматичне дозування води, що подається в апарат, автоматичне управління нагрівом сокостружкової суміші та завантаженням апарату. Нестача води призводить до підвищення вмісту цукру в жомі, а надлишок - до розрідження дифузійного соку. При недогріві сокостружкової суміші зменшується швидкість активної дифузії. При перегріві значно погіршується якість дифузійного соку, погіршується перемішування стружки та протікання води. Недовантаження чи перевантаження апарату викликає погане омивання стружки соком. Час активної дифузії та продуктивність апарату визначається тривалістю контакту стружки з соком та умовами її змішування. В процесі екстрагування вказані параметри не можна безпосередньо виміряти по рівню сокостружкової суміші та навантаженню електродвигунів.

Висновок: на підставі аналізу технологічного процесу дифузії цукру визначено, що похили й дифузійний апарат, як об’єкт автоматичного регулювання, готовий до автоматизації.