Контроль та управління технологічним процесомТехнологічний процес отримання спирту із крохмалистої сировини може бути поділений на структурні технологічні одиниці в відповідності із схемою на рис. 20.1. Підготовче відділення заводу обладнане картоплемийками безперервної дії, схожі на ті, що застосовуються на цукрових заводах для мийки буряків. Картопля транспортується гідравлічним транспортером в мийному відділені, а звідси елеватором на перетирання і розварювання. Основною метою процесу є отримання чистої картоплі, а кількісною оцінкою цієї мети можуть бути припустимі забруднення, що визначаються лабораторним аналізом. Керуючими параметрами на цьому етапі переробки є виграти картоплі Gk та води Gb. Конструктивними параметрами мийних машин можна керувати установчо, періодично. На етапі розтирання та розварювання сировини керуючими параметрами є температури у варочному апараті та час розварю- вання. Результатом роботи варочного відділу с ступінь руйнування клітин маси, що надходять у відділення оцукрювання. При періодичних процесах оцукрювання є самостійним етапом. Керують процесом зміною витрат сировини і солодового молока, температурою, швидкістю переміщування та іншими параметрами. Повноту оцукрювання контролюють за кольором розчину йоду чи експресним методами при автоматичному керуванні. При безперервному методі оцукрювання процеси розварювання і оцукрювання проходять одночасно, а керуючі дії сумісні. Брагоректифікацій-пий відділ спиртового заводу — автоматично діюча система. Головними керуючими факторами є витрати пари Gn для окремих колон, води на дефлегматори Gb і бражки іта вході в бражну колону F. Головну мету брагоректифікації в самому простому випадку можна сформулювати таким чином: отримати спирт потрібної концентрації при заданій обмеженій кількості його в кубовому залишку. Більш складною метою може бути забезпечення мінімальних витрат енергії, приведених та інших витрат на отримання спирту потрібної концентрації та заданої якості. З точки зору оптимізації процеса культивування мікроорганізмів його доцільно розглянути послідовно: отримання оптимальних живильних середовищ, оптимальних технологічних режимів бродіння і концентрування', апаратурного оформлення цих процесів, а також проектування найбільш доцільної системи управління. Інтегральною оцінкою якості процесу може бути прибуток П., отриманий від реалізації продуктів біосинтезу, що визначається за такою формулою:
де Gдр — кількість дріжджів, що утворилися в культиваторі, Ц — ціна одиниці маси дріжджів, Здр — втрати дріжджів на подальших етапах переробки (концентрування та ін.), Gk і Зк — витрати на подальших етапах переробки, Зпр і Зу— витрати на виробництво і управління.
Найбільш складною ділянкою з точки зору керування є основна стадія виробництва — вирощування дріжджів. Складність розв'язаня цієї задачі обумовлена багатопараметричшстю процесу, особливостями взаємодії процесів гідродинаміки масообміну і біохімічних перетворень. Батат опараметричпість процесу вирощування дріжджів обумовлюється більшою кількістю факторів, що визначають кількісні показники процесу.
Рис. 21.4. Схеми керування ректифікаційними колонами за складом дистиляти: а) зміною складу, б) витратами флегми, в) витратами теплоносителя Керування процесами вилучення спирту при самій простій (технологічній) постановці мети (задана концентрація спирту в дестиляторі і кубовому продукті), здійснюється за двома принциповими схемами керування складом дистиляту і керування складом кубового залишку. Схеми цих систем керування наведено на рис. 21.4 та 21.5. Керуючим параметром служить температура на одній із тарілок верхньої частини колони t, яка корелюється із складом дистилята. Місце установки первинного вимірювального приладу встановлюють на основі ескпериментальних досліджень. В першому випадку керують витратами дистиляту D, в другому — витратою флегми G, а в третьому — втратою гріючої пари Gn. Останні параметри, що залишилися — стабілізуються.
Рис. 21.5. Схеми керування ректифікаційними колонами за складе кубового залишку При керуванні складом кубового залишку як і в попередньому випадку є температура по одній із тарілок нижньої частини колони t Місце установки також установлюють експериментально. В першому випадку керують витратами кубового продукту, а в другому випадку керують рівнем рідини в кубі. Це найбільш прості системи автоматичного керування не завжди задовольняють вимогам надійності показників якості процес)' і тому застосовують більти складні і більш дорогі систс- ми керування. Кожна система керування повинна бути виправдана економічно. Це обгрунтування проводять у відповідності з принципами, які викладені раніше. Контрольні запитання до 21-го розділу 1. Загальна характеристика бродильних виробництв. 2. Сировина для виробництва спирту та його показники якості. 3. Принципи підготовки різних видів сировини дія зброджування на спирт. 4. Показники якості спирту. 5. Основні етапи виробництва спирту. 6. Комплексна переробка продуктів при виробництві спирту. 7. Виробництво дріжджів на спиртовому заводі. 8. Вилучення та очищення спирту, 9. Керування брагоректифікаційними апаратами. 10. Керування процесами вирощування дріжджів. 11. Солод і його роль у виробництві продуктів бродіння. 12. Основне устаткування спиртзаводів та їх призначення.
|
,
