CN102481585A - 具有冲洗控制装置的非连续离心机及操作该离心机的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于晶体悬浮液的固液分离的非连续离心机包括：离心机转鼓(2)，其中晶体悬浮液可作为填充材料(9)以预定量填充；以及分光光度计(11、12)，其适于在所述离心机(1)的操作期间确定所述填充材料(9)的消光；以及冲洗控制装置，所述分光光度计(11、12)实时地为其提供所述填充材料(9)的瞬间消光，且所述冲洗控制装置适于依据所述瞬间消光而确定所述填充材料(9)的瞬间干燥进度的量度，其中基于所述填充材料(9)的所述瞬间干燥进度，将通过所述冲洗控制装置在用于冲洗所述填充材料(9)的冲洗液体的必要量为最小的时间点开始所述填充材料(9)的冲洗。

Description

具有冲洗控制装置的非连续离心机及操作该离心机的方法

技术领域

本发明涉及一种用于晶体悬浮液的固液分离的非连续离心机，以及一种用于控制具有冲洗控制装置的非连续离心机的操作方法。

背景技术

非连续离心机已知在食品生产期间用于晶体悬浮液的固液分离。举例来说，果渣是处理甘蔗和甜菜期间的中间产物，其中中间产物的固体部分和液体部分由非连续离心机在连续的工作步骤中逐批分离。非连续离心机包括离心机转鼓，其在每一工作步骤开始时由晶体悬浮液作为填充材料来填充，其中离心机以每分钟100到250转的旋转速度旋转。在完成离心机转鼓的填充之后，离心机转鼓于是含有预定量的填充材料，离心机加速到在每分钟980到1500转的范围内的旋转速度。此旋转速度维持，直到填充材料中实现所要干燥进度为止。其后，离心机再次减速，且用清理装置将填充材料从离心机转鼓移除。在清理离心机转鼓之后，所述工作步骤完成，且在后续工作步骤中将新一批的晶体悬浮液填充到离心机转鼓中，并对其进行离心分离和移除。

在离心分离期间，用适当的冲洗媒介(例如果汁、水或蒸气)来冲洗晶体悬浮液的晶体。按照惯例，借助于恒定的冲洗液体流来进行所述冲洗，在预定时间间隔期间，将所述冲洗液体流喷射在填充材料的自由表面上。因此，所添加的冲洗液体的量针对每一批次而恒定，且每工作步骤离解相同量的晶体。在后续工作步骤中，通过使用能量来使离解的晶体再次结晶。

在用于晶体悬浮液的固液分离的非连续离心机的操作期间，根据经验，晶体悬浮液的浓度经历某些波动，其中需要相应地调整对冲洗时间点以及每一批次的冲洗液体的量的设定。对冲洗时间点以及冲洗液体的量的设定按照惯例是由非连续离心机的操作人员基于经验值针对每一批次手动地进行的。

发明内容

本发明的目标是提供一种用于液晶悬浮液的固液分离的非连续离心机，以及一种用于控制所述非连续离心机的操作的方法，其中冲洗所需的冲洗液体的量是最小的，且因此实现程序上以及经济上最佳的分离。

根据本发明的用于晶体悬浮液的固液分离的非连续离心机包括：离心机转鼓，其中晶体悬浮液可作为填充材料以预定量填充；以及分光光度计，其适于在离心机的操作期间确定填充材料的消光；以及冲洗控制装置，分光光度计实时地为其提供填充材料的瞬间消光，以及所述冲洗控制装置适于依据所述瞬间消光而确定填充材料的瞬间干燥进度的量度，其中基于填充材料的瞬间干燥进度，将通过冲洗控制装置在用于冲洗填充材料的冲洗液体的必要量为最小的时间点开始填充材料的冲洗。

根据本发明的用于控制非连续离心机的操作的方法包括以下步骤：a)提供离心机，其具有填充有填充材料的离心机；b)在离心机操作中操作离心机转鼓；c)通过确定表示消光的消光系数来确定填充材料的消光；d)实时提供消光系数；e)依据消光系数来确定填充材料的瞬时干燥进度的量度；f)在用于冲洗的冲洗液体的必要量为最小的时间点，通过使用消光系数，基于填充材料的瞬间干燥进度的量度，来开始填充材料的冲洗。

虽然维持所获得的产品的稳定高质量，但用根据本发明的非连续离心机以及根据本发明的用于控制所述非连续离心机的操作的方法来有利地实现高晶体产量。另外，可用根据本发明的非连续离心机以及根据本发明的方法来安全地操作离心机，因为冲洗的开始时间点经指定以使得冲洗液体对填充材料的更充分渗透在冲洗开始时存在，且因此防止离心机的振动关键操作条件。

优选的是，晶体悬浮液为糖晶体悬浮液，且将开始填充材料的冲洗的标准指派给朝从填充材料的表面反射的光的蓝色的色彩变化。分光光度计优选包括光检测器，将用此来检测从填充材料的表面反射的光，所述光具有从420nm到560nm，尤其优选为480nm的优选波长。此处，优选的是，光检测器包括光敏电阻器或光电晶体管或光电二极管，以及红绿蓝色彩传感器。此外，分光光度计优选包括光源，将用此来照射填充材料的表面，使得如果用从光源发射的光来照射填充材料的表面，那么光从所述表面反射，其被光检测器检测到，其中从光源发射的光具有从420nm到560nm，尤其优选为480nm的优选波长。此处，光源优选包括发光二极管或激光器。

冲洗控制装置优选经调整以使得填充材料的冲洗的开始由冲洗控制装置在光检测器检测到光在波长区中从420nm快速增加到560nm(优选480nm)的时间点触发。分光光度计优选布置在离心机转鼓内，且总是在填充材料外部。进一步优选的是，分光光度计相对于旋转轴且相对于离心机转鼓的旋转移动保持静止，或与离心机转鼓一起旋转。分光光度计优选附接到柱的纵向端，柱与分光光度计一起平行于离心机转鼓的旋转轴在离心机转鼓内延伸。另外，分光光度计优选由无玻璃材料制造，且/或可在至多达85℃的操作温度下使用。

对于用于控制根据本发明的非连续离心机的操作的方法，优选的是，晶体悬浮液为糖晶体悬浮液，且所述方法包括进一步优选的步骤：将开始冲洗的标准指派给朝从填充材料的表面反射的光的蓝色的色彩变化；用光来照射填充材料的表面，藉此光从所述表面反射，被检测，且为白色和/或蓝色，优选具有从420nm到560nm，尤其优选为480nm的波长。优选的是，在光检测器检测到光在波长范围内从420nm到560nm(优选480nm)的快速增加的时间点触发填充材料的冲洗的开始。优选依据冲洗开始时填充材料的层厚度来确定冲洗的持续时间。

在用于糖晶体悬浮液的固液分离的非连续离心机中，填充材料在离心分离开始时具有带褐色的色彩，其中从填充材料的表面反射的光不具有或仅具有较小的蓝色部分。在此状态下用蓝光照射填充材料，此光几乎完全被填充材料吸收，且所反射的光的亮度较低。因此，填充材料针对检测到所反射的光的光传感器表现为较暗。在非连续离心机的进一步操作期间，增加填充材料的干燥进度，其中当达到填充材料中的指定干燥进度时，出现朝蓝色的色彩变化。这样做的结果是从出现色彩变化的时间点开始，所反射的光中的蓝色部分显著增加。因此，光传感器相应地检测到所反射的蓝光响应，且辨识出填充材料较亮。可有利地用光传感器逐批捕捉依据填充材料的浓度的填充材料的色彩变化的时间点，且在其上调整，使得填充材料的冲洗可在用于冲洗的冲洗液体的必要量为最小的时间点开始。

因为冲洗有利地在出现色彩变化时开始，所以通过冲洗控制装置根据填充材料的浓度来调整用于冲洗的开始时间以及冲洗液体的量。如果使冲洗的持续时间取决于正布置在离心机转鼓中且正由离心机转鼓中的填充材料形成的层的厚度，那么冲洗液体的量最佳适合填充材料的量。可相对于给定目标质量而实现固液分离期间的均一糖质量。此外，绿色排放(即，在色彩变化之前的果汁排放)和白色排放(色彩变化之后的果汁排放)的排放分离较佳通过检测离心机转鼓中的色彩变化来调整。

附图说明

在下文中，基于所包含的示意图来说明非连续离心机的优选实施例。图1展示穿过离心机的实施例的纵向截面。

具体实施方式

如从图1中明白，离心机1包括离心机转鼓2。离心机转鼓2包括旋转轴3，其与离心机转鼓2的对称轴重合，且在图1中垂直布置。离心机转鼓2进一步包括心轴4，其用于离心机转鼓2的旋转驱动，且固定地附接到离心机转鼓2支撑于其上的轮毂5。将分配器6以从轮毂5向外径向突出的锥形表面形状布置在轮毂5上。离心机转鼓2进一步由圆柱形壁7以及盖8形成，用盖8来覆盖圆柱形壁7。在离心机1的离心分离操作期间，将填充材料9填充在离心机转鼓2内，因离心力而以离心机转鼓2的离心旋转速度等厚地布置在圆柱形壁7上。因此，在填充材料9上径向向内形成自由表面10，其与围绕旋转轴3的虚拟对称圆柱体重合。

光源11和光检测器12布置在离心机转鼓2中，径向地在填充材料9的自由表面10内部。光源11和光检测器12在同一径向位置与旋转轴3间隔开，且布置在距旋转轴3预定纵向距离处。光束13从光源11发射，且到达填充材料9的自由表面10的位置14，且从其作为光束15向回反射，且到达光检测器12。光源11与光检测器12之间的纵向距离、光束13到达位置14的角度、相应地光束15从位置14反射的角度根据彼此而调整，使得从所发射的光束13开始，反射的光束15到达光检测器12。为了稳定地运载光源11和光检测器12，在环绕离心机转鼓2的外壳(未图示)的盖处提供在离心机转鼓12中向内突出的柱16，光源11和光检测器12附接在柱16处。

在糖晶体悬浮液的离心分离期间，用离心机1将糖晶体悬浮液填充到离心机转鼓2中。在以离心旋转速度操作填充离心机转鼓2的完成之后，其中将填充材料9等厚地分布在圆柱形壁7上，其中自由表面10由填充材料9形成。在离心分离期间，使填充材料9脱水，使得填充材料9中的干燥进度持续地增加。在离心分离开始时，填充材料9具有带褐色的色彩。从光源11将作为蓝光的所发射光束13照射在自由表面10上，且作为光束15在位置14处反射。此处，在离心分离开始时，所反射的光束15具有非常低的强度，因为没有或几乎没有蓝光从表面10反射。在继续的离心分离期间，填充材料9的密度根据以下效应而改变：当达到填充材料9的干燥材料的特定分数时，发生色彩变化，其中所反射的光束15的亮度骤然增加。

通过光检测器12来连续地测量所反射的光束15的强度，使得在色彩变化期间发生的所反射的光束15的亮度的增加由光检测器12捕捉。光检测器12一捕捉到亮度的此显著增加，就将对应信号作为控制信号发送到冲洗控制装置(未图示，布置在离心机转鼓2外部)，通过此控制信号来开始用冲洗液体冲洗离心机转鼓2中的填充材料9。因此，当达到与色彩变化相关联的填充材料9的干燥材料的分数时，触发开始用冲洗液体冲洗。

另外，光源11和光检测器12经调整以使得光源11(相应地光检测器12)与填充材料的自由表面10之间的径向距离可由光源11和光检测器12确定。填充材料9的厚度以及其体积可基于离心机转鼓2的圆柱形壁7的已知内径以及光源11(相应地光检测器2)与填充材料的自由表面10之间的主要距离来确定。根据填充材料9的体积，调整每批使用的冲洗液体的量，其中可根据添加冲洗液体的持续时间来调整冲洗液体的量，前提是预设的冲洗液体流是恒定的。因此，实现了根据在各批次之间改变的填充材料9的密度来最佳地调整冲洗的开始点以及冲洗液体的量，藉此以填充材料的期望目标质量来实现具有所获得的糖产品的恒定高质量的糖晶体产量。

Claims (16)

1.一种用于晶体悬浮液的固液分离的非连续离心机，其具有离心机转鼓(2)，可以预定量将所述晶体悬浮液作为填充材料(9)填充在所述离心机转鼓(2)中；以及分光光度计(11、12)，其适合确定所述离心机(1)的操作期间所述填充材料(9)的消光；以及冲洗控制装置，所述分光光度计(11、12)实时地为所述冲洗控制装置提供所述填充材料(9)的瞬时消光，且所述冲洗控制装置适于依据所述瞬时消光来确定所述填充材料(9)的瞬时干燥进度的量度，其中基于所述填充材料(9)的所述瞬时干燥进度，所述冲洗控制装置将在用于冲洗所述填充材料(9)的冲洗液体的必要量为最小的时间点开始所述填充材料(9)的冲洗。

2.根据权利要求1所述的非连续离心机，其中所述晶体悬浮液为糖晶体悬浮液，且将开始所述填充材料(9)的所述冲洗的标准指派给朝从所述填充材料(9)的所述表面(10)反射的光(15)的蓝色的色彩变化。

3.根据权利要求1或2所述的非连续离心机，其中所述分光光度计(11、12)包括光检测器(12)，将用所述光检测器(12)来检测从所述填充材料(9)的所述表面(10)反射的光(13)，其具有从420nm到560nm，尤其优选为480nm的优选波长。

4.根据权利要求3所述的非连续离心机，其中所述光检测器(12)包括光敏电阻器或光电晶体管或光电二极管，以及红绿蓝色彩传感器。

5.根据权利要求3或4所述的非连续离心机，其中所述分光光度计包括光源(11)，将用所述光源(11)来照射所述填充材料(9)的所述表面(10)，使得如果用从所述光源(10)发射的光(13)照射所述填充材料(9)的所述表面(10)，那么光(15)从所述表面(10)反射，其将由所述光检测器(12)检测，其中从所述光源(11)反射的所述光(13)具有从420nm到560nm，尤其优选为480nm的优选波长。

6.根据权利要求5所述的非连续离心机，其中所述光源(11)包括发光二极管或激光器。

7.根据权利要求3到6中任一权利要求所述的非连续离心机，其中所述冲洗控制装置经调整以使得所述填充材料(9)的所述冲洗的所述开始将由所述冲洗控制装置在所述光检测器(12)检测到光在波长区中从420nm快速增加到560nm，优选为480nm的时间点触发。

8.根据权利要求1到7中任一权利要求所述的非连续离心机，其中所述分光光度计(11、12)布置在所述离心机转鼓(2)内，总是在所述填充材料(9)的外部。

9.根据权利要求1到8中任一权利要求所述的非连续离心机，其中在所述离心机(1)的所述操作期间，所述分光光度计(11、12)相对于旋转轴(3)且相对于所述离心机转鼓(2)的旋转运动保持静止，或与所述离心机转鼓(2)一起旋转。

10.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的非连续离心机，其中所述分光光度计(11、12)附接到柱(16)的纵向端，所述柱(16)与所述分光光度计(11、12)一起平行于所述离心机转鼓(2)的所述旋转轴(3)而在所述离心机转鼓(2)内部延伸。

11.根据权利要求1到10中任一权利要求所述的非连续离心机，其中所述分光光度计(11、12)是由无玻璃材料制造，且/或可在至多达85℃的操作温度下使用。

12.一种用于控制根据权利要求1到11中任一权利要求所述的非连续离心机的操作的方法，其具有以下步骤：

a)提供所述离心机(1)，其具有填充有所述填充材料(9)的离心机转鼓(2)；

b)在离心分离操作中操作所述离心机转鼓(2)；

c)通过确定表示消光的消光系数来确定所述填充材料(9)的消光；

d)实时地提供所述消光系数；

e)依据所述消光系数来确定所述填充材料(9)的瞬时干燥进度的量度；

f)通过使用所述消光系数，基于所述填充材料(9)的所述瞬时干燥进度的所述量度，在用于冲洗的冲洗液体的必要量为最小的时间点开始所述填充材料(9)的所述冲洗。

13.根据权利要求12所述的方法，其中晶体悬浮液为糖晶体悬浮液，且所述方法包括以下步骤：将开始所述冲洗的标准指派给朝从所述填充材料(9)的表面(10)反射的光(15)的蓝色的色彩变化。

14.根据权利要求13所述的方法，其具有以下步骤：用光(13)来照射所述填充材料(9)的所述表面(10)，藉此光(15)由所述表面(10)反射，被检测且为白色和/或蓝色，优选具有从420nm到560nm，尤其优选为480nm的波长。

15.根据权利要求13或14所述的方法，藉此在光检测器(12)检测到光(15)在波长范围中从420nm快速增加到560nm，优选480nm的时间点触发所述填充材料的所述冲洗的所述开始。

16.根据权利要求12到15中任一权利要求所述的方法，其中依据在冲洗的开始时间所述填充材料(9)的层厚度来确定所述冲洗的持续时间。

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