DE1910985A1

DE1910985A1 - Verfahren und System zur Regelung einer kontinuierlich arbeitenden Verdampfungs-Kristallisationsanlage

Info

Publication number: DE1910985A1
Application number: DE19691910985
Authority: DE
Inventors: Giorgi Jean Claude; Windal M Georges Roubaix
Original assignee: Fives Lille Cail
Current assignee: Fives Lille Cail
Priority date: 1968-03-04
Filing date: 1969-03-04
Publication date: 1969-09-25
Also published as: BE728922A; DE1910985B2; NL6903353A; ES364338A1; PL69880B1; US3680621A; GB1227701A; FR1588799A

Description

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. A. WEDDE DIPL.-INQ. K. EMPL

Konten, Pat.-Anwalt OiDl.-Ing. A. Wedde 3 MÜNCHEN

Poetecheck: München Nr. 47 3g2 Schumannetr. 2 _ Tel. (O811) 433147

Bank: Deutsche Bank Nr. eo/22 001 Teierjramme. Patentwedde - München

4·. März 1969 Akte: P 6619

Societe Fives-Lille-Cail
7 rue Montalivet,
Paria 8e/Prankreich

"Verfahren und System zur Regelung einer kontinuierlich arbeitenden Verdampfungs-icristallisationsanlage.^u

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Regelung einer kontinuierlich arbeitenden Verdampfungs-Kristallisationsanlage, welche mehrere mit einem Heizbündel versehene Zellen aufweist, die das Produkt während der Kristallisation aufeinanderfolgend durchläuft. Derartige Anlagen werden insbesondere in der Zuckerindustrie verwendet, um ausgehend von Zuckersaft Zuckerkristalle zu erzeugen. Damit die Kristallisation unter günstigen Bedingungen erfolgt, d.h. damit ein hoher Prozentsatz des in der zu behandelnden Masse in Lösung befindlichen Produkts

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zur Kristallisation gelangt und um gleichförmige und große Kristalle zu erhalten, muß der Zustand der Masse während der Kristallisation an mehreren Stellen der Anlage gesteuert werden.

Zu diesem Zweck sind Regelsysteme bekannt, die die Zufuhr ungesättigter Lösung in jede Zelle und/oder den Druck des Heizdampfes in Abhängigkeit von Änderungen bestimmter Parameter regeln, wie beispielsweise der Temparatur der flüssigen Phase des Produktes während der KrJstallistion, seiner ala-irozentsatz der darin enthaltenen Kristalle ausgedrückten Konzentration an kriatallisationafähigen Bestandteilen, usw.... Gemäß den bekannten Verfahren wird die Einspeisung von nicht gesättigter Lösung oder der Druck des Heizdampfes für jede Zelle in Abhängigkeit von den für die betreffende Zelle geltenden Werte dieser Parameter geregelt.

Erfindungagemäß wird die Zufuhrmenge an nichtgesättigter Lösung und/oder die Beheizung der letzten Zelle und der vorhergehenden Zellen in Abhängigkeit von dem in dem die letzte Zelle verlassendem Gut enthaltenen Prozentsatz an Kristallen oder Trockenmasse geregelt, wobei, mit Ausnahme der letzten, für jede Zelle oder Zellengruppe von dem gleichen Meßorgan gelieferte Signale

werden

verwendete die über RC-Glieder geleitet werden, deren Zeitkonstante desto größer ist, je mehr die Zelle oder Zeilengruppe von der letzten Zelle entfernt ist.

Bei den erfindungsgemäßen Verfahren kann ein einziger Regler für

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die Regelung mehrerer Zellen verwendet werden, wodurch die Kosten für das Kegelsystem sinken.

Im folgenden wird als nicht beschränkendes Beispiel anhand der Zeichnung eine kontinuierlich arbeitende Verdampfungs-Kristalliaationsanlage beschrieben, welche ein ttegelsystem entsprechend der Erfindung aufweist.

Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Anlage enthält einen kontinuierlich arbeitenden Kristallisationsapparat, welcher aus einem zylindrischen Kessel 10 mit horizontaler Längsachse besteht, welcher durch Querwände 12 in mehrere Abteilungen oder Zellen aufgeteilt ist, in denen Heizbündel 14 angeordnet sind. Der dargestellte Apparat enthält sieben Zellen 1 bis 7, wobei klar ist, daß auch eine andere Anzahl von Zellen verwendet werden kann. Andererseits werden in diesem Apparat zwei aus Platten bestehende Heizbündel verwendet, welche für mehrere Zellen gemeinsame heizelemente aufweisen, wobei auch nur ein Heizbündel mit für alle Zellen gemeinsamen Heizelementen oder auch im Gegenteil für jede Zelle ein getrenntes Heizbündel angewendet werden könnte.

In der Zuleitung 16 für den Heizdampf ist ein Ventil (Schieber) 18 angeordnet, das von einem Regler 20 gesteuert wird, der den Dampfdruck in den Bündeln auf einem konstanten, vorbestimmten Wert hält.

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Das zu behand41n.de Produkt, im vorliegenden Pail Zuckersaft, wurde vorausgehend in einem getrennten Apparat eingedickt und mit Kristallkeimen vermischt. Diese Mischung wird über eine Leitung 22, in der ein Mengenregler 24 angeordnet"ist, in die erste Zelle des Kristallisationsapparats eingeführt. Die aus Zuckersaft und Kristallen bestehende Mischung gelangt durch öffnungen in den Querwänden 12 von einer Zelle zur anderen und wird schließlich an der Stelle B von der letzten Zelle abgeführt.

In jeder Zelle wird ein Teil des Saftes durch die von der Kondensation des Dampfes in den Heizbündel gelieferten Wärme verdampft und ein Teil des darin enthaltenen Zuckers kristallisiert aus'. Um die Konzentration des Saftes und den Prozentsatz der Kristalle in jeder Zelle auf geeigneten Werten zu halten^ führt man in die Zellen nicht gesättigten Saft ein, wobei die Zufuhrmenge in der nachstehend beschriebenen Weise geregelt wird.

Die Regelung der Menge an nicht gesättigtem Saft, welche Jeder der beiden ersten Zellen zugeführt wird, erfolgt so, daß die Saftkonzentration gleich und auf einem vorbestimmten Wert bleibt. Zu diesem Zweck wird in jeder Zelle die Saftkonzentration, beispielsweise durch eine Widerstandsmessung, ermittelt und ein Regler 26 vergleicht diesen Iat-Wert mit einem Soll-Wert und steuert beim Auftreten einer Ist-Sollwert-Differenz ein in der Saft-BUfuhrleitung angeordnetes Ventil 28 solange, bis die Differenz gleich lull wird.

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Die Menge des den anderen Zellen zugeführten, nicht gesättigten. Saftea wird in Abhängigkeit von dem Prozentsatz an Kristallen oder dem Prozentsatz an Trockenmasse (Brix-Wert) des an der Stelle B aus dem Kriatalliaationaapparat entnommenen Gutes ge-

den ateuert. Den prozentualen Anteil an Kristallen oder/Brix- Wert mißt ein in der Leitung 32 vorgesehenes Organ 30. Hierzu kann irgendein zu diesem Zweck bekanntea Gerät Anwendung finden. Den gemessenen Ist-Wert vergleicht ein Regler 34- mit einem vorbestimmten Soll-Wert und steuert ein Ventil 36, das die Menge an nicht gesättigtem Zuckersart bestimmt, der in die letzte Zelle eingeführt wird, und zwar so, daß der Prozentsatz an K_riat allen oder der Brix-Wert auf einer vorbestimmten Größe gehalten wird.

Die Gesamtmenge von den Zellen 3 bis 6 zugeführten, nicht gesättigtem Saft wird von einem Ventil 40 bestimmt, das in einer Verteilerleitung 42 angeordnet ist. Mit in den zu den Zellen führenden Speiaeleitungen enthaltenen Ventile 44^' können die den Zellen zugeführten Mengen in vorbestimmten Verhältnissen gleichgehalten werden.

Das Ventil 40 wird von einem Mengenregler 46 gesteuert, dessen Soll-Wert eine Punktion der in die Zelle 7 gelangende Zufuhrmenge ist, welche von einem Organ 38 gemessen wird, Daa den Soll-Wert des Regiere 46 beetimmende Signal wird von einer Vorrichtung 48 geliefert, dar über ein RO-System 50 ein der Speiaemenge der Zelle proportionales Signal zugeführt wird. Daa RC-Sys*em kann

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aus jedem elektrischen, pneumatischen, hydraulischen oder sona- ' tigen System bestehen, daä ein dem Signaldurchtritt einen Widerstand entgegensetzendes Glied R und ein als Kapazität wirkendes Glied G enthält, wobei, dieses System als Tiefpass-Filter wirkt.

Die Vorrichtung 48 gibt an ihrem Ausgang ein Signal ab, das eine lineare Punktion des an den Eingang angelegten Signals darstellt, dergestalt, daß die Abgabemenge J der Leitung 42 im stabilen oder stationären Zustand der Formel J = a;) 7 + b, enspricht, wobei a und b Konstanten sind und j 7 die in die Zelle 7 eingespeiste Menge ist. Me Vorrichtung 48 iat ao ausgebildet, daß man die Werte von a und b ja Abhängigkeit von den Eingenschaften&ea auazukristallisierendem Produktes einstellen kann, wobei b im Sonderfall den Wert Null annehmen kann.

Das RC-System, über daa das von dem Mengenmeßorgang 38 gelieferte Signal zur Vorrichtung 48 geleitet wird, dient dazu, die Änderungsgeschwindigkeit dieses Signals zu vermindern, dergestalt, die Änderungen in der Speieemenge für die Zelle 7, welche unter dem Einfluß dea Reglere 34 erfolgen/geringere Veränderungen in der Leitung 42 hervorrufen. Ferner hat das RC-System die Aufgabe, das von dem Organg 38 kommende Signal zu glätten, d.h. seine Amplitude bei schnell verlaufenden Änderungen von einem Sinn zum anderen zu vermindern. Man kann diese Änderung als schnell ansehen, da die Dauer klein gegen die Zeitkonstante des RC-System ist. Die Zeitkonatante dea RC-Syetema iat im weaentlichen gleich

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der Zeit, die das Produkt während der Kristallisation benötigt, um von der Zelle 3 zur Zelle 7 zu gelangen.

Der Prozentsatz an Kristallen oder der Brix-Wert des an der Stelle B aus dem Kristallisationsapparat abgezogenen Produkts wird dadurch auf einen vorbestimmten Soll-Wert gehalten,, in-dem schnell auf die Speiaemenge rür die Zelle 7 und langsamer auf die Speisemenge für die Zellen 3 bis 6 eingewirkt wird.

Anstelle die Gesamtspeisemenge für die Zellen 3 bis 6 zu regeln, kann auch die jeder dieeer Zellen sugeftlhrte Menge einzeln geregelt werden, indem für jede Zelle eine Regelvorrichtung entsprechend der beschriebnen verwendet wird, wobei die Werte von a und b und die Zeitkonstanten für jede Vorrichtung unterschiedlich gewählt werden. Es ist auch möglich, aus mehreren Zellen bestehende Gruppen getrennt voneinander zu regeln.

Zur Regelung der für die Speisung der Zellen 3 bis 6 bestimmten Menge kann auch entweder das Eingangs- oder Ausgangssignal des Reglers 34- oder eine andere, diese Signalen proportionale Größe verwendet werden. In diesem Fall kann die Vorrichtung 48 durch einen Regler ersetzt werden, der dem Soll-Wert des Reglers einstellt oder der direkt auf dae Ventil 4-0 einwirkt.

Sa soll darauf hingewiesen werden, dafl die Wirkungsweise-eines

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Kristallisationsapparates auch durch. Einwirkung auf den Druck des Heizdampfes geregelt werden kann und daß diese Regelungsart auch gemäß der Erfindung erfolgen kann, indem für jede Zelle oder Zellengruppe getrennte Heizbündel vorgesehen wurden.

Obwohl als Regelvorrichtung auch eine solche elektrischer oder elektronischer Bauart verwendet werden kann, eignen sich pneumatische Vorrichtungen am besten für die erfindungsgemäße Ausbildung der Regelung.

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Claims

Patentansprüche.

1.) Verfahren zur Regelung einer kontinuierlich arbeitenden Verdampfungs-Kristalliaationaanlage mit mehreren Zellen, die das produkt während der Kristallisation aufeinanderfolgend durchläuft und in die eine nichtgeaättigte Lösung des auszukristallisierenden Produkts eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrmenge an nichtgesättigter lösung und /oder die Beheizung der letzten Zelle und der vorhergehenden Zellen in Abhängigkeit von dem in dem die letzte Zelle verlassendem Gut enthaltenen Prozentsatz an Kristallen oder Trockenmasse geregelt wird, wobei, mit Ausnahme der letzten, für jede Zelle oder Zellengruppe von den gleichen Meßorganen gelieferte Signale verwendet werden, die über RC-Glieder geleitet werden, deren Zeitkonetante deato größer ist, je mehr die ielle oder Zellengruppe von der letzten Kelle entfernt ist.

2.) System zur Kegelung einer kontinuierlich arbeitenden Verdampf ungs-Kr ist allisationsanlage, welche mehrere mit einem Heizbündel versehene Zellen aufweist, die das Produkt während der Kristallisation aufeinanderfolgend durchläuft und welche eine Zufuhr an nicht-gesättigter Lösung des auszukristallisierenden Produkts aufweisen, da durch gekennzeichnet, daß es einen die Speisemenge an nicht ge-

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aättigter Löaung oder den Druck des Heizdampfea für die letzte Zelle (7) beeinflussenden ersten Regler (34 , 36) enthält, der die Regelung in Abhängigkeit von einem Signal durchführt, das von einem auf' dem Prozentsatz der Kristalle oder der Trockenmasse in dem die letzte Zelle verlassenden Pro-

dukt ansprechenden Meßargan geliefert wird und daß es mindestens einen zweiten Regler (40,46,4-8) aufweist, der für eine der letzten Zelle vorhergehenden Zelle oder eine derartige Zellengruppe die Zufuhrmenge an nichtgeaättigter Lösung, oder den Druck des für diese Zelle bzw. Zellen bestimmten Heizdampfes regelt und daß dieser zweite Regler über ein RC-System (5Oj. an daa Aue gangs signal dee Meß organe a angeschlossen ist.

3.) Regelsystem nach Anspruch 2,dadurch gekenn zeichnet, daß das Meflorgang (38) auf die der letzten Zelle zugeführte Menge an nicht gesättigter Lösung anspricht und über daa HO-System (50) ein Signal an den zweiten Regler (40,46,48) abgibt.

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