Автоматизация процесса рафинации рапсового масла

курсовая работа

1. Описание технологического процесса

Существующие методы рафинации базируются на изменении химической и физической связи примесей с жиром путем разрушения коллоидной устойчивости дисперсной фазы (веществ в виде малых частиц) методами физико-химического воздействия. К ним относятся кислотная обработка, щелочная рафинация, дистилляция и дезодорация, избирательная адсорбция красящих веществ, окислительные, восстановительные и другие методы физико-химического воздействия.

Свободные жирные кислоты при нейтрализации удаляют путем обработки их водными растворами щелочей, в результате чего кислоты в виде мыл и другие гидратируемые (белковые) вещества выделяются из жира. Щелочную обработку применяют для нейтрализации свободных жирных кислот. При этом щелочь частично воздействует как на нейтральные жиры, так и на другие составные его части. Здесь наблюдаются потери жира с соапстоками (мыльный осадок) и выход товарного жира тем больше снижается, чем выше кислотное число жира. При обработке щелочью, кроме нейтрализации свободных жирных кислот, может быть также достигнуто и некоторое осветление жира, так как мыло, выпадая в осадок, поглощает небольшое количество красящих веществ.

В зависимости от назначения технического Жира и его исходного качества намечают необходимый комплекс технологических операций по рафинации, который обеспечивает получение продукции с заданными свойствами. Технические жиры, предназначенные для добавления в корма, обрабатывают только щелочью и промывают с добавлением лимонной кислоты, так как применение других методов рафинации, например химической отбелки, приводит к их окислению.

Процесс щелочной рафинации состоит из нейтрализации, отстаивания, промывки и сушки жира. Химизм процесса заключается в нейтрализации свободных жирных кислот жира водными растворами едкого натра (NaOH). Концентрацию щелочи для жиров с кислотным числом выше 5 мг КОН целесообразно применять не более 130--150 г/Л. Избыток щелочи не должен превышать 10--00% от теоретического количества.

Практически нейтрализации подвергают светлые технические жиры с кислотным числом не более 25.

Нейтрализация жиров натриевой щелочью средней крепости (8--12% или 87--136 г/л) производят в открытых двухстенных котлах, снабженных мешалкой. Процесс ведут следующим образом. Предварительно приготовленный и нагретый до температуры 70--80° С раствор щелочи постепенно при перемешивании в течение 15 мин вводят в подогретый в котле жир и доводят температуру массы до 80° С. После введения всей щелочи перемешивание продолжают еще 10 мин. Затем перемешивание и подогрев прекращают и массу оставляют в покое для осаждения выделившихся хлопьев мыла (соапстока).

После нейтрализации жир отстаивают (в течение 2--3 ч) в котле-нейтрализаторе или в специальном отстойнике. Отстойник должен быть снабжен паровой рубашкой, устройством для разбрызгивания соляного раствора, спускным краном для выгрузки мыльного осадка и шарнирной трубой для слива отстоявшегося жира. Для ускорения отстаивания по поверхности нейтрализованного жира разбрызгивают раствор поваренной соли крепостью 20%. Расход раствора соли составляет 15 л на 1 т жира.

Отстоявшийся мыльный осадок (соапсток) спускают в отдельный приемник, а нейтрализованный жир промывают 1--2 раза горячей водой (20% от массы жира) при температуре 75° С до удаления остатков мыла (промывная вода не должна давать ярко выраженную щелочную реакцию с фенолфталеином). Окончательно жир рекомендуется промывать конденсатом, так как мыло в жесткой воде плохо растворяется. После каждой промывки жир отстаивают в течение 30--40 мин и промывные воды, содержащие некоторое количество мыла и жиры (до 1%), сливают через жироуловитель. Высушивают жир в течение 2 ч в открытых котлах с мешалкой при температуре 100--105° С. Вместо сушки жир можно подвергнуть сепарированию. При этом высушенный жир сливают в тару, а в случае неудовлетворительного цвета его подвергают адсорбционной рафинации -- отбелке.

Мыльный осадок (соапсток), получающийся после нейтрализации и отстаивания жира, представляет собой смесь мыла, нейтрального жира, остатка щелочи и воды. Состав его различен и зависит от качества жира и условий нейтрализации. Так, мыльный осадок, полученный при нейтрализации костного жира раствором натровой щелочи крепостью 12% с кислотным числом 6,6, содержит 33,8% неомыленного жира и 37,5% жирных кислот в виде мыла. Мыльный осадок используют для варки мыла. Для выделения нейтрального, жира из мыльного осадка (соапстока) его отсаливают 10--(12%-ным раствором поваренной соли и кипятят или сепарируют. При кипячении, с раствором соли из осадка можно извлечь до 40% содержащегося в ней нейтрального жира, а при сепарировании до 95%.

2. Выбор измеряемых, регулируемых и контролируемых параметров Разработка системы автоматизации

Выбор регулятора

Существуют П, ПИ, ПИД законы регулирования.

Выбор регулятора в конкретной ситуации необходимо обосновать, чтобы процесс регулирования удовлетворял качеству переходного процесса. В данном случае параметром, что подвергается регулированию есть температура. Схема выбора регулятора простая и позволяет подобрать желаемый закон регулирования. Справедлива она более чем для 95% всех случаев построения систем управления.

В первую очередь, необходимо оценить, важно ли нам получить в результате переходного процесса статическую ошибку, равную нулю. То есть, если мы даем задание регулятору, к примеру, 200 градусов, а регулятор выходит на 202,5 и нас устраивает - смело переходим по стрелке вправо и выбираем П закон регулирования. Для объекта без самовыравнивания по каналу задание-выход статическая ошибка равна нулю даже при использовании П регулятора.

Если же важно получить нулевую статическую ошибку, переходим по стрелке вниз. Далее необходимо оценить влияние возмущений на объект управления.

В случае, если влияние внешних возмущений велико, то «оптимальным» алгоритмом будет ПИ закон регулирования, т.е. пропорционально интегральный закон регулирования способен справиться с возмущениями, благодаря присутствию интегральной составляющей и, к тому же, получить нулевую статическую ошибку.

Если же влияние возмущений несущественное - переходим по стрелке вправо и оцениваем ещё один параметр.

Если время переходного процесса не существенно, а объект боится динамических забросов (характерным примером являются печи, в которых производится длительная выдержка заготовок при определенной температуре), то, опять же таки, стоит вернуться к ПИ закону.

В нашем случае, необходимо обеспечить минимальное время переходного процесса и выполняя все предыдущие условия - стоит выбрать ПИД алгоритм. ПИД закон регулирования хорошо работает с объектами, в которых присутствует транспортное запаздывание, что характерно для автоклавов больших объемов.

Выбор устройств автоматического управления

Вид РУ

Количество РУ на схеме, шт

Марка РУ

Диапазон измерения, оС, кг, мин.

Цена деления, оС, г, мин.

Класс точности

Термометр

1

Термометр - электрический

0 … +240оС

1

До 0,5оС

Уровномер

7

эмсур-э сигнализатор уровня

Таймер

28

РЕЛЕ ВРЕМЕНИ «ТЕМП-1М»

1…99ч59мин

гс - 5, 0

До 0, 4 гс

ЭМСУР-Э сигнализатор уровня (два канала сигнализации) - прибор служит для контроля уровня жидкостей. В емкостях,технологических резервуарах, на объектах атомной энергетики, в том числе хранилищах различных производств.

Форма представления информации выходной сигнал: релейный - 2 переключающие группы контактов Назначение, область применениядистанционный контроль наличия электропроводных сред. Контролируемая среда жидкие среды и сыпучие электропроводные материалы; пищевые продукты; Т -50…+250°С.

Электронный термометр можно использовать для контроля температуры в помещениях, складах, хранилищах, а также температуры жидкостей. Устройство позволяет измерять температуру с точностью до 0,1 С, с отображением результатов измерения на цифровом индикаторе. Диапазон измеряемых температур от -100 С до +250 С

Делись добром ;)