CN102103121A - 糖厂硫熏强度在线自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种糖厂硫熏强度在线自动检测方法，包括有检测前将样汁用真空抽入样汁杯的步骤，被测样汁和中性水进入混合测试杯的步骤、碘液加入混合测试杯的步骤、混合测试步骤；还包括有对所述样汁流经管路的清洗步骤；具体方法为：在每次混合测试完毕，先将清洗水抽入所述样汁计量系统、混合测试杯以及相关连接管路进行清洗，再排干净系统液体。其对应装置增加了清洗水清洗样汁流经管路的清洗系统，及被测样汁进行精确计量的装置。本系统能对装置进行全面、彻底清洗，可有效减少管道结垢堵塞，并能消除前次检测的样汁残液干扰，减少测量误差；还通过设置连通所述真空缓冲罐与大气的电磁阀，缩短了每次测控周期。

Description

糖厂硫熏强度在线自动检测装置

技术领域

本发明涉及溶液中二氧化硫浓度的检测装置，具体地说是涉及制糖企业所用亚硫酸法制糖工艺中的蔗汁硫熏强度在线自动检测装置。

背景技术

为了使白糖显纯净美白，提高产品的成色及等级，甘蔗制糖业目前最普遍采用的亚硫酸法工艺中，是通过添加SO₂、石灰乳和磷酸，形成亚硫酸钙沉淀和磷酸钙沉淀从而将糖汁中的胶体、色素吸附并除去，即：采用二氧化硫气体对甘蔗汁进行熏蒸，浑浊不清的预灰甘蔗汁经硫熏中和、加热后生成的大颗粒的沉淀物经沉降，或者将蔗汁中的大部分悬浮胶质及色素、杂质上浮除去，则下一工序就能顺利地分离出清澈透明和色浅的清汁。然而，采用这样的工艺，为保证生产出质量稳定白糖产品，在进行硫熏过程中需要频繁测量二氧化硫浓度，并根据测量结果调节硫熏强度，否则易造成白糖成品中硫的残留量超标。

目前制糖企业对硫熏强度的测定，大多还采用传统的人工检测方法。采用人工方法检测的缺点是受人为因素影响大、测控周期长、劳动强度高，并使得控制效果因人而异，误差大，测量数据的准确性不易保证。

本发明人在中国在先专利申请200710170002.5中，公开了一种硫熏强度自动检测装置。该装置根据亚硫酸与碘溶液的定量反应原理设计，包括有真空泵、中性水计量杯、蔗汁杯、混合杯、真空瓶、碘液计量蠕动泵、步进计数电机和有关管路及控制开关；所述真空瓶分别用真空泵抽空管和蔗汁杯抽空管与真空泵和蔗汁杯连在一起，蔗汁杯还分别用中性水出水管和蔗汁出汁管与中性水计量杯和混合杯连在一起，碘液计量蠕动泵用碘液输出管与混合杯连在一起，搅拌机则置于混合杯的上方，中性水、蔗汁和碘液三种液体同时在混合杯经搅拌机充分搅拌混合均匀并产生化学反应后所得的数据由数据输出线输送到电脑主机进行处理，通过反馈得到的硫熏强度数据对二氧化硫的输入浓度进行控制，从而达到硫熏强度测控的自动化，缩短测控周期，降低劳动强度的技术效果。

该申请的说明书部分提及，该技术方案采用气动采样，由于有气流的流动作用，在采集蔗汁时，蔗汁在流动过程中也能起到冲洗管壁的作用，避免了管壁由于长期使用出现积垢而造成管路的堵塞。然而，该技术方案中，由于未设置清洗系统，蔗汁杯是依靠本次检测流经的中性水进行冲洗(水量有限)，而混合杯只能依靠后次的待检液进行冲刷，这样容易造成前次检测后的残液对下次检测产生干扰，造成测量误差；并在检测装置在使用一段时间以后，可能在装置中形成结垢，堵塞测试装置中的管道、控制阀门和测量容器，影响测量的精度和寿命。另外，该检测装置的样汁计量采用蔗汁杯中入汁管与出汁管共用的方式，计量精度不高，此外，由于受电机转速、样汁流速、管路尺寸等现场具体情况的影响，样汁计量杯的加入蔗汁量基本靠时间控制。

发明内容

本发明的目的，即在于在上述在先中国专利的基础上，提供一种能解决上述不足的糖厂硫熏强度在线自动检测的方法和装置。

硫熏强度在线自动检测方法，包括有检测前将样汁用真空抽入样汁杯的步骤，被测样汁和中性水进入混合测试杯的步骤、碘液加入混合测试杯的步骤、混合测试步骤；其特征在于，还包括有对所述样汁流经管路的清洗步骤；具体方法为：在每次混合测试完毕，先将清洗水抽入所述样汁计量系统、混合测试杯以及相关连接管路进行清洗，再排干净系统液体；所述清洗至少包括有两条线路：一条是从清洗水入口→样汁杯→混合测试杯→排出；另一条是从清洗水入口→样汁杯→样汁取样口→排出。

作为对上述硫熏强度在线自动检测方法的改进，在将样汁用真空抽入样汁杯的步骤之前，还包括有预抽样汁步骤；具体为：采用真空泵往样汁杯方向吸入5-10ml样汁，随即关闭真空泵，按原吸入方向的反方向从样汁取样口排出该样汁；及，在被测样汁进入所述样汁杯前，还设有将被测样汁进行过滤的步骤；在被测样汁进入所述样汁杯后，还设有通过液位探头对被测样汁进行精确计量的步骤。

上述硫熏强度在线自动检测方法所采用的装置，包括真空泵、真空缓冲罐、样汁杯、中性水计量杯、混合测试杯、碘液计量蠕动泵、步进计数电机，以及相关连接管路、阀门和控制电路；所述真空缓冲罐分别通过管路与真空泵及样汁杯相连通；所述中性水计量杯设有中性水入水口及出水口；所述样汁杯设有样汁入汁口及出汁口；所述出汁口通过管路与混合测试杯连通；所述碘液计量蠕动泵设有碘液输入、输出管；所述碘液输出管与混合测试杯连通；所述步进计数电机与该碘液计量蠕动泵电连接；所述混合测试杯内设置测试电极、还设有排液口；所述测试电极将产生化学反应后所得的测试数据经由数据输出线传送到电脑；其特别之处在于：所述中性水计量杯的出水口通过管路与混合测试杯连通；还包括有样汁过滤装置、采用清洗水对样汁流经相关管路进行清洗的清洗系统、及，对样汁进行精确计量的装置。

具体地，所采用的清洗系统包括有连接清洗水的清洗泵、清洗阀、以及将所述清洗泵、清洗阀和样汁杯相连通的清洗液导管，所述的清洗阀是电磁阀；所述样汁过滤装置，通过管道连接在样汁取样口和样汁杯入汁口之间。

所述对样汁进行精确计量的装置，其具体结构可以为：所述样汁杯内设有样汁计量杯；所述样汁杯的出汁口设在所述样汁计量杯的底部；所述样汁入汁口，设在所述样汁杯的内壁与所述样汁计量杯的外壁间的杯底上；所述样汁杯内侧壁上装有上液位探头和下液位探头；所述上液位探头的安装位置高于所述样汁计量杯杯口；所述下液位探头的安装位置低于所述样汁计量杯杯口。

作为对上述硫熏强度在线自动检测装置的改进，所述中性水计量杯的中性水入水口接有中性水储罐，中性水储罐罐壁上设有一个用于观察液位的液位管，中性水储罐中的中性水可以通过一个水泵泵入该中性水计量杯；所述碘液输入管前安装有碘液储罐，该碘液储罐设有一个用于观察液位的液位管。

从上述方案可知，本发明的改进之处在于：

1、每测试一次完成以后，不是用待检液对管路和测量容器进行冲刷，而是加入清洗水，对样汁杯、混合测试杯和样汁通过的管道进行清洗。

2、在本硫熏强度在线自动检测装置增加有过滤装置。通过该过滤装置，可把待测的样汁中的杂质去除。

3、作为对上述方案的的再进一步改进，所述样汁杯内设置有样汁计量杯；该样汁计量杯为与所述样汁杯共底的内杯，其杯身低于所述样汁杯，并且，其外壁与所述样汁杯的内壁间留有空隙；所述样汁杯的样汁入汁口，设在所述样汁杯的内壁与所述样汁计量杯的外壁间的杯底上；所述样汁计量杯的杯口敞开，其杯底设有与样汁出汁管连通的出汁口；该样汁出汁管通往所述混合测量杯的通路上，设有样汁电磁阀。采用本结构后，装置进入清洗状态时，清洗液通过清洗泵、清洗电磁阀进入样汁杯后，一路经样汁杯的外杯及过滤器从样汁取样口排出，另一路经样汁杯内的样汁计量杯、样汁电磁阀、混合测试杯排出。这样，即可分别把样汁杯、过滤器、样汁计量杯、样汁电磁阀、混合测量杯和相应的管道内的残液冲洗干净，以备下一次测量。

4、作为对以上方案的的优化，所述样汁杯内侧壁上装有上液位探头和下液位探头；所述上液位探头安装位置高于所述样汁计量杯杯口；所述下液位探头安装位置低于所述样汁计量杯杯口。通过上液位探头和下液位探头的控制，可确保样汁计量杯为满杯的样汁用于测试，同时也利于对样汁进/排液进行自动监控。

5、为保证检测装置连续工作，本发明本硫熏强度在线自动检测装置还设有中性水储液瓶和用于将中性水从该中性水储液瓶输送到中性水计量杯的中性水水泵；和/或，还包括碘液储液瓶。碘液通过蠕动计量泵送入混合测试杯。中性水储罐和碘液储罐分别设一根液位管，以便随时观察储液用量。

6、在测试之前增加预抽样汁步骤，可减少/防止样汁取样口处的非新鲜样汁吸入样汁杯从而对测试产生影响。

作为对以上方案的的再进一步优化，本发明本硫熏强度在线自动检测装置还可包括有连通所述真空缓冲罐罐内与罐外大气的电磁阀。该电磁阀起真空调压阀的作用：当以真空方式把样汁吸到样汁杯的上液位后，通电打开该真空调压阀，则样汁杯内由于失去负压，样汁杯内的多余样汁可通过位于杯底的入汁口沿原进汁管道迅速排出。

相对现有的硫熏强度在线自动检测装置，本发明通过新增的清洗系统：

1)能全面、彻底地对样汁进入、测量、排出管路及容器进行清洗，故可有效减少管道结垢堵塞，延长硫熏强度在线自动检测装置的使用寿命；

2)能消除前次检测的样汁残液干扰，减少测量误差；

3)每次测量样汁的用量稳定可靠，精度提升，进而提高产品质量；

4)通过设置一个连通所述真空缓冲罐与大气的电磁阀，缩短了每次测控周期。

附图说明

图1是本发明硫熏强度在线自动检测装置的一个实施例的结构原理及测量方法示意图。

图2是本发明硫熏强度在线自动检测装置的一个实施例的结构示意图。

附图标记说明：

1-真空泵    2-真空缓冲罐    3-样汁杯    4-样汁计量杯    5-混合测试杯

6-碘液计量蠕动泵    7-中性水计量杯    8-清洗泵    9、16-样汁过滤装置

10-样汁取样口    11-真空泵排气管    21-真空电磁阀    22-真空泵抽空管

23-样汁杯抽空管    31-样汁电磁阀    32-样汁出汁管    41、42-上、下液位探头

43-样汁杯入汁管    51-排液电磁阀    52-搅拌器    53-测试电极

54-排液口    61-碘液储罐    62、63-碘液输入、输出管    64-蠕动泵步进计数电机

65-碘液液位管    71-中性水电磁阀    72-中性水储罐    73-中性水水泵

74-中性水回流管    75-中性水液位管    76-中性水出液口    77-中性水计量导液管

81-清洗电磁阀    82-清洗液导管

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明硫熏强度在线自动检测装置作进一步地说明。

图1是本发明硫熏强度在线自动检测装置的一个实施例的结构原理及测量方法示意图。图2是本发明硫熏强度在线自动检测装置的一个实施例的硬件结构示意图。如图所示的硫熏强度在线自动检测装置，主要由真空泵1、真空缓冲罐2、样汁杯3、中性水计量杯7、混合测试杯5、碘液计量蠕动泵6(带有步进计数电机64)，样汁过滤装置9、采用清洗水对样汁流经相关管路进行清洗的清洗系统、以及相关连接管路、阀门和控制电路组成；

真空缓冲罐2分别通过管路22和23与真空泵1及样汁杯3相连通；

样汁杯3内设有样汁计量杯4(其容量一般选为10ml)，二者共底，样汁计量杯4相当于样汁杯3的内杯，样汁出汁口即设在样汁计量杯4的底部；样汁杯3的样汁入汁口43，设在样汁杯3的内壁与样汁计量杯4的外壁间的杯底上；所述样汁杯3内侧壁上装有上液位探头41和下液位探头42；上液位探头41安装位置高于样汁计量杯4杯口；下液位探头42安装位置低于样汁计量杯4杯口。样汁出汁口通过管路32及样汁电磁阀31与混合测试杯5连通；

中性水储罐72中的中性水通过水泵73经中性水出液口76及中性水计量导液管77泵入中性水计量杯7；中性水计量杯7中的多余中性水经回流管74流回中性水储罐72；该中性水储罐72罐壁上设有用于观察液位的液位管75。中性水计量杯7的出水口通过管路及中性水电磁阀71与混合测试杯5连通；

碘液计量蠕动泵6设有碘液输入、输出管62和63；碘液输出管63与混合测试杯5连通；蠕动泵步进计数电机64与该碘液计量蠕动泵6电连接；碘液计量蠕动泵6的碘液输入管62前安装有碘液储罐61，该碘液储罐61罐壁上设有用于观察液位的液位管65；所述混合测试杯5内设置测试电极53、还设有排液口54；所述测试电极53将产生化学反应后所得的测试数据经由数据输出线传送到电脑；

样汁过滤装置9通过管道43连接在样汁取样口10和样汁杯3入汁口之间；

所采用的清洗系统包括有连接清洗水的清洗泵8、清洗电磁阀81、以及将所述清洗泵8、清洗电磁阀81和样汁杯3相连通的清洗液导管82；

真空缓冲罐2还外设有一个可将其内部与外部大气连通的电磁阀21。

本实施例硫熏强度在线自动检测装置的运行原理及工作流程可设置如下：

(1)预抽样汁步骤：

真空电磁阀21关闭，启动真空泵1往样汁杯3方向吸入5-10ml样汁，随即关闭真空泵，打开真空电磁阀21，按原吸入方向的反方向从样汁取样口排出该样汁；

(2)样汁杯3抽真空：

真空电磁阀21关闭，真空泵1启动后，真空缓冲罐2和样汁杯3内形成负压；

(3)被测样汁进入样汁杯3：

打开样汁电磁阀31，被测样汁从样汁入口10经过样汁过滤器9，进入样汁杯3；

样汁液位升高到上液位探头时，真空泵1停止工作；

(4)被测样汁进入混合测试杯4：

真空电磁阀21打开，则真空缓冲罐2、样汁杯3由负压迅速升到常压，样汁杯3外杯内的样汁则通过样汁过滤器9、样汁取样口10排出，而样汁计量杯4内的样汁保持满杯。样汁杯3内的样汁液位下降到下液位探头以下时，打开样汁电磁阀31，样汁计量杯4内的样汁即流入混合测试杯5内；

(5)中性水计量并进入混合测试杯：

样汁计量杯4内的液体全部流入到混合测试杯5之后，中性水泵73启动让中性水储罐72的水，流入中性水计量杯7内，直至中性水计量杯满杯，多余的中性水溢流回中性水储罐72；打开中性水电磁阀71，中性水计量杯7内的液体全部流入混合测试杯5；

(6)碘液加入混合测试杯5：

蠕动计量泵6启动，把碘液储罐61内的碘液输送到混合测试杯5，输送的量由电脑及步进电机精确控制；

(7)混合测试并输出数据：

上述三种液体全部加入混合测试杯5后，启动搅拌器52。并通过测试电极53，把反应后的数据传送到电脑控制系统；电脑控制系统根据采集的数据控制二氧化硫的输入量；数据稳定后，打开排液电磁阀51，把反应后的液体排出；

(8)清洗：

真空电磁阀21打开，使真空缓冲罐2和样汁杯3内的气压与外界气压相等；

打开样汁电磁阀31和清洗电磁阀81，清洗泵8启动，清洗水进入样汁杯3，一路经样汁杯3、过滤器9从样汗取样口排出，另一路经样汁杯3内的样汁计量杯4、样汁电磁阀31、混合测试杯5，通过排液口54排出。从而，分别把样汁杯3、过滤器9、样汁计量杯4、样汁电磁阀31、混合测试杯5和相应的样汁流经管道冲洗干净；

关闭样汁电磁阀31和清洗电磁阀81，以备下一次测量。

Claims (10)

1.硫熏强度在线自动检测方法，包括有检测前将样汁用真空抽入样汁杯的步骤，被测样汁和中性水进入混合测试杯的步骤、碘液加入混合测试杯的步骤、混合测试步骤；其特征在于，还包括有对所述样汁流经管路的清洗步骤；具体方法为：在每次混合测试完毕，先将清洗水抽入所述样汁计量系统、混合测试杯以及相关连接管路进行清洗，再排干净系统液体；

所述清洗至少包括有两条线路：一条是从清洗水入口→样汁杯→混合测试杯→排出；另一条是从清洗水入口→样汁杯→样汁取样口→排出。

2.如权利要求1所述的硫熏强度在线自动检测方法，其特征在于，在将样汁用真空抽入样汁杯的步骤之前，还包括有预抽样汁步骤；具体为：采用真空泵往样汁杯方向吸入5-10ml样汁，随即关闭真空泵，按原吸入方向的反方向从样汁取样口排出该样汁；

在被测样汁进入所述样汁杯前，还设有将被测样汁进行过滤的步骤；

在被测样汁进入所述样汁杯后，还设有通过液位探头对被测样汁进行精确计量的步骤。

3.如权利要求1所述的硫熏强度在线自动检测方法所采用的装置，包括真空泵、真空缓冲罐、样汁杯、中性水计量杯、混合测试杯、碘液计量蠕动泵、步进计数电机，以及相关连接管路、阀门和控制电路；

所述真空缓冲罐分别通过管路与真空泵及样汁杯相连通；

所述中性水计量杯设有中性水入水口及出水口；

所述样汁杯设有样汁入汁口及出汁口；所述出汁口通过管路与混合测试杯连通；

所述碘液计量蠕动泵设有碘液输入、输出管；所述碘液输出管与混合测试杯连通；

所述步进计数电机与该碘液计量蠕动泵电连接；

所述混合测试杯上设置测试电极、还设有排液口；

所述测试电极将产生化学反应后所得的测试数据经由数据输出线传送到电脑；

其特征在于：

所述中性水计量杯的出水口通过管路与混合测试杯连通；

还包括有样汁过滤装置、采用清洗水对样汁流经相关管路进行清洗的清洗系统、及，对样汁进行精确计量的装置。

4.根据权利要求3所述的硫熏强度在线自动检测装置，其特征在于：所采用的清洗系统包括有连接清洗水的清洗泵、清洗阀、以及将所述清洗泵、清洗阀和样汁杯相连通的清洗液导管；所述的清洗阀是电磁阀。

5.根据权利要求3所述的硫熏强度在线自动检测装置，其特征在于：所述样汁过滤装置通过管道连接在样汁取样口和样汁杯入汁口之间。

6.根据权利要求3至5之一所述的硫熏强度在线自动检测装置，其特征在于，所述对样汁进行精确计量的装置的具体结构为：所述样汁杯内设有样汁计量杯，所述样汁杯的出汁口设在所述样汁计量杯的底部；所述样汁入汁口，设在所述样汁杯的内壁与所述样汁计量杯的外壁间的杯底上；所述样汁杯内侧壁上装有上液位探头和下液位探头；所述上液位探头的安装位置高于所述样汁计量杯杯口；所述下液位探头的安装位置低于所述样汁计量杯杯口。

7.根据权利要求3至5之一所述的硫熏强度在线自动检测装置，其特征在于：所述中性水计量杯的中性水入水口接有中性水储罐，该中性水储罐罐壁上设有一个用于观察液位的液位管；和/或，所述碘液输入管前安装有碘液储罐，该碘液储罐设有一个用于观察液位的液位管。

8.根据权利要求6所述的硫熏强度在线自动检测装置，其特征在于：所述中性水计量杯的中性水入水口接有中性水储罐，该中性水储罐罐壁上设有一个用于观察液位的液位管；和/或，所述碘液输入管前安装有碘液储罐，该碘液储罐设有一个用于观察液位的液位管。

9.根据权利要求3至5之一所述的硫熏强度在线自动检测装置，其特征在于：所述真空缓冲罐，还设有一个将罐内与罐外大气连通的电磁阀。

10.根据权利要求6所述的硫熏强度在线自动检测装置，其特征在于：所述真空缓冲罐，还设有一个将罐内与罐外大气连通的电磁阀。

Images