Способ автоматического управления процессом перколяционного гидролиза растительного сырья

Способ автоматического управления процессом перколяционного гидролиза растительного сырья

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Уеслублик (ni 787476

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 1206.78 (21) 2628347/28-13 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 151280 Бюллетень йо 46

Дата опубликования описания 151280 к„з

С 13 К 1/02

1осударствеииый комитет

СССР во делам изобретений и открытий (53) УДК 661 728. .52(088.8) (72) Авторы иэобретеиия

Е. Е. Дмитриев, И. Л. Шостакович, A. Д. Озерский и В. A. Михайлов

Научно-производственное гидролизное объединение

"Гидролизпром" Главного управления микробиологической промышленности (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ПЕРКОЛЯЦИОННОГО ГИДРОЛИЗА РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к микробиологической промышленности и может быть использовано,в частности, в гидролизнодрожжевом производстве.

Известен способ автоматического 5 управления процессом перколяционного гидролиза растительного сырья,заключающийся в программном регулировании подачи кислоты, варочной смеси, температуры варочной смеси и веса содер- 1О жимого гидролизаппарата в зависимости от содержания сахаров в гидролизате и от текущего значения критерия гидролиза Я .

Недостатком известного способа является то, что он не учитывает колебаний состава сырья. Сырьевой цех не может стабилизировать состав древесного сырья,как в силу поставок древесины различных пород (хвойных лиственных), так и из-за несовершенства технологии подготовки сырья.

Весь потенциальный запас сахаров содержится в растительном сырье в 25 виде двух групп полисахаридов, образованных пентозами (пентоэаны) и гек соэами (гексозаны), которые значительно отличаются реакционной способностью. 30

Отсутствие коррекции режима гидролиза по этой причине ведет к снижению выхода сахаров из растительного сырья и ухудшению качества гидролизата (увеличению количества ин- гибиторов).

Цель изобретения — повышение выхода сахаров и улучшение качества гидролизата.

Поставленная цель достигается тем, что в способе автоматического управления процессов перколяционного гидролиза растительного сырья, заключающемся в программном регулировании подачи кислоты, варочной смеси, температуры варочной смеси и веса содержи.мого гидролизаппарата, температуру варочной смеси дополнительно регулируют в зависимости от соотношения расходов компонентов загружаемого сырья.

Соотношение расходов компонентов характеризует состав сырья с точки зрения кинетики реакции гидролиэа и позволяет с достаточной точностью определять количество пентоэанов и гексозанов, т.е. запас всех сахаров в сырье беэ проведения дополнительных исследований. Например, расходы компонентов (лиственных и хвойных по7874 16 род) в загружаемом сырье соотносятся как 1:3. Тогда состав смеси (с точки зрения реакционной способности) определяют следующим образом.

Содержание пентоэанов =- а +- Ь

Ъ

1 4 где а, Ь„ — сравнение значения содержания пентозанов в JIHcTBeHHOA и хвой 5 ной древесине, соответственно, если а = 21%, Ь = 8%, то содержание пентозанов = 11%.

Содержание гексоэанов = — à ++ b

4 Е где а,62 — средние значения содержания гексозанов в лиственной и хвойной древесине, соответственно, если а =

42%, b = 59%, то содержание гексоэанов = 55%.

8 зависимости от соотношения расхо-15 дов компонентов загружаемого сырья (лиственных и хвойных пород древесины), определяют содержание пентоэанов и гексоэанов (см. выше) и используют эти данные в качестве начальных ус- 20 ловий при определении количества получаемых сахаров в зависимости от изменения скорости подъема температуры варочной смеси, подаваемой на гидролиз, после чего осуществляют регули-> рование температуры варочной смеси, обеспечивающее наилучшие условия варки.

На фиг. 1 представлена зависимость выхода сахаров с варки (Z) от скорости подъема температуры (P) при различных соотношениях расходов лиственных и хвойных пород в сырье) на фиг. 2 схема управления процессом гидролиза, реализующая предлагаемый способ.

Из фиг. 1 видно, что скорость подь-Зэ ема температуры варочной смеси, обеспечивающая наибольший выход сахаров, для различных соотношений расходов лиственных и хвойных пород (1-4:1,21,4). различна и составляет для ука- 40 занных условий, соответственно 6,5 и

9 град/ч.

Способ осуществляется следующим образом.

Гидролиз сырья осуществляется в гидролизаппарате 1 путем подачи варочной смеси, нагреваемой паром в водоструйном подогревателе 2 и смешиваемой с кислотой в смесителе 3. Одновременно осуществляют отбор раствора получаемых сахаров (гидролизата) иэ нижней части аппарата по коллектору 4 выдачи. Сигналы с программных эадатчиков 5, 6 и 7, соответственно, веса, температуры и расхода воды поступают на соответствующие сумматоры 8, 9 и 10, где сравниваются с сигналами датчиков 11, 12 и 13, соответственно, веса (установленного под одной иэ опор гидролизаппарата 1), температуры варочной смеси и расхода gp воды. Результаты сравнения в качестве управляющих воздействий поступают на регуляторы 14,15 и 16, соответственно, веса, температуры варочной смеси и расхода воды. Сигнал с регулятора 14 поступает на исполнительный механизм 17, расположенный на коллекторе 4 выдачи. Сигнал с регулятора 15 расхода пара поступает на исполнительный механизм 18, установленный на паровом коллекторе 19 перед водоструйным подогревателем 2.

Сигнал от регулятора 16 расхода воды поступает на исполнительный механизм

20, расположенный на линии 21 подачи воды. Заданием по кислоте является сигнал с датчика 13 расхода воды, который поступает на сумматор 22, где сравнивается с сигналом датчика 23 кислоты. В остальном регулирование расхода кислоты с помощью регулятора

24 и исполнительного механизма 25, установленного на линии 26 подачи кислоты до смесителя 3, осуществляется аналогично вышеизложенному.

Дополнительное регулирование осуществляют следующим образом.

Сигнал с устройства 26 для определения соотношения расходов компонентов (лиственных и хвойных пород) в загружаемом сырье поступает на вход функционального блока 27. С выхода последнего, настраиваемого согласно данным по выбору скорости подъема температуры варочной смеси для раэличных соотношений содержания лиственных и хвойных пород в сырье, полученным на основе расчета по математической модели перколяционного гилролиза растительного сырья, сигнал, функционально зависимый от соотношения расходов лиственных и хвойных пород в загружаемом сырье, поступает на сумматор 9. Результирующий сигнал с сумматора 9 поступает на регулятор 15 расхода пара, который с помощью исполнительного механизма 18 осуществляет регулирование температуры варочной смеси в зависимости от соотношения расходов компонентов (лиственных и хвойных пород) в загружаемом сырье.

Предлагаемый способ автоматического управления процессом перколяционного гидролиза обладает высокой эффективностью. Ожидаемый годовой экономич ский эффект от внедрения предлагаемого способа составляет около

300 тыс.руб. за счет повышения выходов сахаров и улучшения качества гидролизата вследствие создания наилучших условий ведения варок.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом перколяционного гидролиэа растительного сырья, предусматривающий программное регулирование подачи кислоты, варочной смеси, температуры варочной смеси и веса содержимого гидролизаппарата, о т л и ч а ю щ и йс я тем,что,с целЬю повышения выхода сахаров-и улучшения качества гидроли787476

ac/ м фис.1

Фие.2

Составитель Г.Богачева

Редактор M. Дылын Техред И. Асталош Корректор М.Демчик

Заказ 8280/26 Тираж 399 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г; Ужгород, ул. Проектная, 4 эата,температуру нарочной смеси дополнительно регулируют в зависимости от соотношения расходов компонентов загружаемого сырья.

Z %am 4.сг.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 558938, кл. С 13 К 1/02, 1975.