21.8. Контроль та управління технологічним процесом

Технологічний 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-

782

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.

783

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-

785

ми керування. Кожна система керування повинна бути виправда­на економічно. Це обгрунтування проводять у відповідності з принципами, які викладені раніше.