CN1032033A - 测量绝对压力和沸腾糖液温度、给定纯度变化曲线的过饱和度检测和控制 - Google Patents

Abstract

本发明是一种把沸腾糖液的温度、真空罐内的绝 对压力、糖液的纯度变化曲线输入到电脑调节仪表进 行计算，测量和控制沸腾糖液的过饱和度的方法，这 种方法是用温度和绝对压力变送器进行测量过饱和 度的。这个方法可用于煮糖过程的糖膏母液的过饱 和度检测和控制，也可用于其它溶液的过饱和度的检 测和控制。

Description

一、当前在线测量糖液过饱和度的方法仍没有，只有测量糖液浓度间接反映过饱和度的方法。如：

（1）电导仪测量方法：其原理是测量糖液的导电性，即电导值，纯糖是几乎不导电的。糖液的导电性主要是因为糖液里除了糖以外还含有各种各样的杂质。其中有部分是可导电的。在同一糖液里，由于水份的增减（即糖羔的浓稀变化）就会引起糖羔导电性能的变化，电导仪即利用这一原理间接测量糖羔浓度，其缺点是重现性差。不同种类的糖液，不同时期和不同来源的甘蔗原料所含杂质均不相同，其导电性均不相同。即使煮制同一罐糖，其测出值不仅仅与浓度有关，而且还随真空罐内绝对压力而变动。另外，它很难用于测量高纯度如甘蔗糖厂的甲糖的浓度。

（2）用流变仪与粘度计测量的方法：这两种糖液浓度测量方法在原理上基本相似，均是用一作机械运动的探头在糖液里作有规律的运动，当糖液的浓度变化时，运动探头在运动过程中所受的阻力也相应变化，即通过测量运动探头所受阻力间接测量糖羔或糖液的浓度。其缺点是灵敏度低，检修困难。由于机械传动部件多、部件之间的传动本身就有阻力。这些阻力与仪表使用过程中部件的老化与磨损，更换等有关。还有电源电压的变化影响马达的运行力矩，糖羔里所含晶粒的多少与大小等都影响浓度测量的重现性。

（3）沸点升高法：煮糖是在真空罐内进行的。沸点升高法是利用一支温度计装于罐里与糖液接触测量糖液的温度，另一支温度计装于一个小型煮水罐内测量出与真空罐相同绝对压力之下的沸腾水温度。这两个温度之差就是沸点升高值。由于沸点升高值能在一定程度上反应糖羔或糖液的浓度，所以用这种方法测量糖羔浓度就称为沸点升高法。用这种方法测量浓度有以下的缺点：第一是需要安装一个煮水罐，使设备变得庞大复杂，以及难持续维护运行。第二是沸点升高值不仅仅与糖液的浓度有关，还与真空罐内的绝对压力和糖液的纯度有关，只有当真空罐内的绝对压力和糖液的纯度不变时，这个方法才能准确地测量出糖液的浓度，所以这个方法有很大的局限性。

二、发明的目的

目的是利用这一方法更准确，更方便和更可靠地测量糖液的过饱和度，使微机控制煮糖系统运行得更持续可靠，效果更佳，效益更大。

三、本发明的测量原理和使用测量元件

（1）测量原理

很早以前人们就知道沸腾糖液的过饱和度主要受三个因素的影响，它们是糖液的纯度，糖液的温度和真空罐内的绝对压力，但在过去却未曾有人用数学模型去作定量解释，并利用电脑调节仪表控制煮糖过程。我们经过长时间的摸索。找到了沸腾糖液的过饱和度与这三个元素的实用关系式（数学模型）：

Y＝ 7/9 - 8/1209 ·P+ 7/54451 ·P²+ 3/2554 ·P·T- 4/2949 ·P·Tv

其中：P为糖液纯度，T为糖液温度，T_V为真空罐内绝对压力所对应的饱和水蒸汽温度，这样Y的单位即为过饱和度。

在上式中，沸腾糖液的温度可直接用仪表测量。饱和水蒸汽温度可通过测量罐内的绝对压力算出。糖液的纯度的在线检测目前仍无法实现，但煮糖过程有一个很重要的特点，就是母液纯度的变化是非常有规律的，它随着煮糖过程慢慢降低。同一糖厂相同的糖类，糖液纯度在开始煮制时基本相同，在放糖时也基本相同，所以我们利用这一特点，对每种糖类都放置一条纯度曲线给计算机，这样计算机就能根据它所测得的温度，绝对压力以及纯度曲线所提供的纯度值计算出糖液的过饱和度。

（2）本方法所使用的测量元件和优越性。

测量单元有两个，一是温度变送单元，用以测量沸腾糖液的温度，二是绝对压力变送器，用以测量真空罐内的绝对压力。

用本方法测量计算糖液浓度的优点有三个：

1.测量所使用的元件简单、准确、可靠

2.适用范围广范，它可以实现在线测量和控制各种糖类的过饱和度，如甲糖、乙糖、丙糖等。还可用于糖厂蒸发罐糖液等浓度的检测和控制。

3.它能直接测量出糖液的过饱和度，这是煮糖过程最重要、最希望测得、但以前又无法测得的参数。

（3）附图及附图说明：

1    附图：详见说明书附图

2    附图说明：

图中：1    代表绝对压力变送器;

2    代表温度变送器;

3    代表给定纯度变化曲线;

4    代表运算单元;

5    代表过饱和度输出信号。

Claims (1)

1、一种在线测量和控制沸腾溶液过饱和度的方法，其特征是把溶液的温度、真空罐内的绝对压力、糖液的纯度变化曲线输入到电脑调节仪表进行计算、测量和控制。