Новое оборудование для автоматической варки сахара

от ООО «ПРОМ-ОПЭКС»

Волков В.Н., Кудрявцев С.В., Шалева В.Н.

Журнал "Сахар" №5, 2011 г. 

 

    Цель процесса варки (и соответственно автоматики) – планомерное зарождение и последующее развитие кристаллической массы с качественным гранулометрическим составом. Соответственно, Для правильного управления процессом варки необходим прямой контроль за результатами управляющих воздействий.  

 

В качестве примера: Такой подход мы реализовали в системах автоматизации центрифуг, где пробеливание сахара постоянно корректируется в соответствии с показаниями поточного цветомера сахара. Что позволяет автоматически находить (для заданной цветности товарного сахара) минимально возможную дозу воды на промывку.

 

Существующие системы варки (даже оснащенные высококачественной аппаратурой и программным продуктом) в своей основе управляют процессом основываясь на измерении косвенных показателей (вязкость, низкочастотная проводимость, проводимость в СВЧ-диапазоне – т.н. микроволновые плотномеры).

 

Такой подход не позволяет вести варку утфеля без вмешательства опытного аппаратчика. Это физически обосновано: так как такие системы не «видят» развития кристаллической массы в первой половине варки. Алгоритм такой варки основан на эмпирическом подборе параметров сгущения, временных задержек. Такой алгоритм пытается стабилизировать процесс варки, но   по косвенным признакам, измеряя «густоту» утфеля, т.е. межкристальный раствор + кристаллическую фазу. Даже если параметры варки удается подобрать на какое то время, то при изменении свойств сиропов, паток, пара, вакуума - процесс кристаллизации может выйти из под контроля. И тогда оператор (беря вручную пробы утфеля «на стекло») обязан вмешиваться (либо меняя программу варки или в критической ситуации делает вручную подкачки). Особенно это проявляется на начальных стадиях при заводке и укреплении кристаллов, а также при работе на густых сиропах.    

 

  Таким образом - для эффективного уваривания необходимо вести процесс сообразуясь с количеством и качеством кристаллической сахарозы. Такую возможность дает измерительный комплекс «Анализатор кристаллов сахара» и «Рефрактометр- утфеля», который производит ООО «ПРОМ-ОПЭКС», а также специальный алгоритм варки сахара, разработанный для применения этих приборов. Здесь замечание по терминологии: «Рефрактометр- утфеля» измеряет СВ в% для сиропа и утфеля. Это не классический рефрактометр, так как он измеряет СВ утфеля. А название мы дали по аналогии. Кристаллометр показывает концентрацию кристаллической сахарозы в утфеле.

 

Измерительный комплекс обрабатывает первичную информацию, производит предварительные расчеты и передает данные по сети на контроллер, где производятся окончательные расчеты и выдаются команды на управление варкой утфеля.

 

11

 

Рис.1. На фото показан способ монтажа на аппаратах.

 

Для наглядности мы хотим показать и сравнить записи варок сделанных на одном и том же заводе, но в одном случае варка велась в режиме под управлением вискозиметра и автоматикой другого производителя. В другом случае под управлением системы «ПРОМ-ОПЭКС». Рассмотрим некоторые характерные эпизоды записи варки .

 

На рисунке ниже отображены записанные значения уровня, сухих веществ СВ , КС-концентрация кристаллов (в %).

 

На рис. 2 (варка по показаниям вискозиметра) помечено: Т1-момент ввода затравки. Т3- момент достаточного количества зародившихся кристаллов, в этот момент следует делать расчистку, что бы остановить бурное развитие микрокристаллов. Поскольку такая система не имеет информации о развитии кристаллов, то последующая расчистка кристаллов (точка Т2-) проведена с запозданием. Образовалось избыточное количество кристаллов, и в дальнейшем кристаллы пришлось   размывать. Причем сделано это слишком интенсивно (на графике концентрация кристаллов падает). Применялась для этого вода и сироп. Оставшаяся кристаллическая масса и ее поверхность недостаточна. Это привело в дальнейшем к повторному высыпанию вторичных кристаллов. Обнаружить это может только оператор, взяв своевременно пробу утфеля. На устранение снова потребовалось применять воду и сок.

 

1 

Рис.2 Варка проведена в режиме управления по вискозиметру

 

 

Недостаток информации о состоянии кристаллов утфеля приводят к затягиванию времени варки, снижении качества сахара и вынужденному использованию воды. Причем, при такой схеме варки невозможно полностью обойтись без участия оператора, который должен добросовестно брать пробы.  

 

На рис. 3 ниже, показана запись варки в автоматическом режиме, алгоритм программы проводил варку сообразуясь с показаниями измерительного комплекса «Анализатор кристаллов сахара» и «Рефрактометр-плотномер утфеля» от «ПРОМ-ОПЭКС». Ввод затравки, образование и рост кристаллов, расчистка и укрепление кристаллов проводились в автоматическом режиме – без участия оператора, (как и все остальные фазы варки сахара). Как известно, точная работа именно на этих фазах, определяет успех всей вари.

2

Рис.3 Варка проведена в автоматическом режиме под управлением ситемы «ПРОМ-ОПЭКС».

 

 

 

На исторических трендах   видно, процесс варки сахара характеризует высокая воспроизводимость, устойчивый и динамичный рост кристаллов. Тенденции к появлению муки устранялись автоматически.

 

Теперь, уместно будет расказать, как все технические достоинства нашей системы проявляются на технологичесих параметрах варки. Мы имели интересную возможность провести сравнительные испытаня нашей системы и автоматической системы другого производителя, построенной на классических принципах измерения. Это происходило на одном заводе в один производственный период. На одном аппарате была установлена наша система. На двух других функционировала прежняя автоматика. Велся учет воды который потреблялся вакум-аппаратами, время варки, качество кристаллов. Составлен протокол испытаний.

 

Основные выводы:

1.Количество воды на уваривание оказалось ниже в 20 раз. 20 кубов против 450. Следует сказать что СВ сиропа с выпарки было стабильно высокое 70 -72%. Изредка до 75%. Сок на уваривание не использовался.

2.Среднее время варки стабильно меньше на 20 мин.

3.Гранулометрический состав однородный и не содержит мелких фракций.

4.Система уверенно работает при смене вида затравки. Например при смене суспензии на сахарную пудру и наоборот. При этом не требуется перенастройки программ и участия оператора.

 

О внедрении: наша система варки внедрена в полном объеме на 40- 60- 80- и 90-тонных аппаратах (всего на 22 аппаратах).

 

 

В заключение

 

Наша система постоянно совершенствуется и она будет давать новые возможности в повышении эффективности производства сахара.

 

 

 ООО «ПРОМ-ОПЭКС» п.Чернянка, Белгородская обл. -47232-56331,

Украина, г.Черновцы +38-0372-515489, Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript