CN220829439U - 用于糖蜜酒精发酵在线监控糖蜜锤度的检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于糖蜜酒精发酵在线监控糖蜜锤度的检测系统，所述检测系统包括：微波在线锤度计，其设于所述出口管上，所述微波在线锤度计的微波探测端向所述出口管内部延伸，所述微波在线锤度计与微波发生器数据连接，所述微波发生器与测量仪显示单元数据连接；第一流量监测器，其设于所述糖蜜入口管上；第一调节阀，其设于所述糖蜜入口管上；第二流量监测器，其设于所述稀释水入口管上；第二调节阀，其设于所述稀释水入口管上；以及控制单元。本实用新型的检测系统，在配料和稀释的糖蜜送入发酵罐前进行糖蜜锤度在线检测的方法实现自动控制，保证入罐糖蜜的锤度在规定范围内，确保酵母环境稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及糖蜜酒精发酵技术领域，特别涉及一种用于糖蜜酒精发酵在线监控糖蜜锤度的检测系统。
背景技术
糖蜜酒精发酵生产工艺在线检测糖蜜锤度，是实现自动流加生产方法的重要步骤，是保证流加法酒精生产工艺稳定的一种措施。糖蜜中的糖分含量大概在40～50％，糖分浓度过高，酵母繁殖、发酵十分困难，因此发酵前必须稀释。糖蜜经稀释、配料后分别采用稀释器进行稀释。糖蜜送入发酵罐经稀释罐稀释糖蜜，配料罐配置营养液和酸度值，但配料和稀释过程不好掌握糖蜜锤度变化，需实时检测糖蜜锤度。
传统的测量方法还停留于手工检测手段：糖液锤度、纯度以及其制成品的纯度。人工测量流程为检验员从各检测点采样回到化验室后，将高浓度糖液及糖制品首先按要求用天平称取一定重量的糖液或糖制品和相应重量的蒸馏水，算出糖水比例或倍数。然后糖水混合搅拌均匀，形成低浓度糖液，倒入量筒或其它容器，用蔗糖锤度计或折光仪测量锤度和温度。然后取少些低浓度糖液，用旋光仪测量旋光度。再通过人工计算得出原糖液锤度和纯度值，再将测量值记录在案及交给有关操作人员。整过操作过程非常耗时繁琐，对生产过程实时性没有多大指导作用。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于糖蜜酒精发酵在线监控糖蜜锤度的检测系统，从而克服糖蜜锤度检测自动化程度低、检测准确度低等的缺点。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于糖蜜酒精发酵在线监控糖蜜锤度的检测系统，所述该检测系统安装在稀释器上，所述稀释器上连接有糖蜜入口管、稀释水入口管和出口管；所述检测系统包括：微波在线锤度计，其设于所述出口管上，所述微波在线锤度计的微波探测端向出口管内部延伸，用于获取糖蜜锤度信息，所述微波在线锤度计与微波发生器数据连接，所述微波发生器与测量仪显示单元数据连接；第一流量监测器，其设于所述糖蜜入口管上，用于检测糖蜜进料的流量；第一调节阀，其设于所述糖蜜入口管上；第二流量监测器，其设于所述稀释水入口管上，用于检测稀释水进料的流量；第二调节阀，其设于所述稀释水入口管上；以及控制单元，其与所述微波发生器、第一流量监测器、第二流量监测器和测量仪显示单元数据连接，根据接收的数据信息，控制所述第一调节阀和第二调节阀的开启于闭合。
优选地，上述技术方案中，所述出口管上设有连接孔，所述连接孔出设有法兰，所述微波在线锤度计安装在所述法兰上，微波探测端穿过所述连接孔向管内延伸。
优选地，上述技术方案中，所述法兰和所述微波在线锤度计之间设有密封圈。
优选地，上述技术方案中，所述微波在线锤度计外表面还设有拉环。
优选地，上述技术方案中，还包括旁通管路，其包括冲洗水上水管和冲洗水回水管，冲洗水上水管一端与稀释水入口管连通，另一端靠近所述微波在线锤度计进液的一侧设置，并与所述出口管连通；所述冲洗水回水管一端靠近所述微波在线锤度计出液的一侧设置，并与所述出口管连通。
优选地，上述技术方案中，所述第一调节阀和所述第二调节阀为气动薄膜调节阀。
优选地，上述技术方案中，所述第一流量监测器和所述第二流量监测器为电磁流量监测器。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型用于糖蜜酒精发酵在线监控糖蜜锤度的检测系统，在配料和稀释的糖蜜送入发酵罐前进行糖蜜锤度在线检测的方法实现自动控制，保证入罐糖蜜的锤度在规定范围内，确保酵母环境稳定。本实用新型的检测系统在0-98％锤度范围内能达到0.2％的精确测量。
附图说明
图1是根据本实用新型的用于糖蜜酒精发酵在线监控糖蜜锤度的检测系统的控制流程图；
图2是根据本实用新型的检测系统中微波在线锤度计的结构示意图。
图3是根据本实用新型的检测系统中显示屏显示的取样需记录的参数。
图4是根据本实用新型的检测系统中微波在线锤度计设计的参数表。
主要附图标记说明：
1-稀释器，2-糖蜜入口管，3-稀释水入口管，4-出口管，5-微波在线锤度计，51-微波探测端、52-拉环、53-微波发生器、54-测量仪显示单元，6-第一流量监测器，7-第一调节阀，8-第二流量监测器，9-第二调节阀，10-法兰，11-密封圈，12-冲洗水上水管，13-冲洗水回水管。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1至图2所示，根据本实用新型具体实施方式的一种用于糖蜜酒精发酵在线监控糖蜜锤度的检测系统，该检测系统安装在稀释器1上，稀释器1上连接有糖蜜入口管2，稀释水入口管3和出口管4。
检测系统包括微波在线锤度计5，第一流量监测器6，第一调节阀7，第二流量监测器8，第二调节阀9和控制单元(图未示)。微波在线锤度计5采用μ-ICC 2.45compact紧凑型微波密度计，微波在线锤度计5设于稀释器1的出口管4上。稀释器的出口管4上设有连接孔，所述连接孔出设有法兰10，微波在线锤度计5安装在所述法兰10上，微波在线锤度计5的微波探测端51穿过所述连接孔向稀释器出口管4的管内延伸，用于获取管内糖蜜锤度信息。法兰10和所述微波在线锤度计5之间设有密封圈11。微波在线锤度计5外表面还设有拉环52。设有拉环52便于拉拔取出微波在线锤度计。采用插入式的微波探头安装在稀释器的出口管上，再采用法兰式连接，安全，密封性能好，且拆卸方便。便于清洗微波探头，易于维护设备。
微波在线锤度计5与微波发生器53数据连接，微波发生器53产生微波通过微波探测端51发散，形成微波测量区域。微波发生器53与测量仪显示单元54数据连接，测量仪显示单元54用于显示数据参数等信息。第一流量监测器6设于糖蜜入口管2上，用于监测糖蜜进料的流量。优选地，第一流量监测器为电磁流量监测器。糖蜜入口管2上还设有第一调节阀7，第一调节阀7为变频调节阀。在糖蜜输送参数上采用变频调节阀，电磁流量监测器配合自动控制糖蜜输送量。稀释水入口管3上设有第二流量监测器8，用于监测稀释水的流量。优选地，第二流量监测器8为电磁流量监测器。稀释水入口管3上还设有第二调节阀9，第二调节阀9采用气动薄膜调节阀，在稀释水输送参数监控上采用气动薄膜调节阀，电磁流量计监测送水量控制稀释水输送量。微波发生器53，第一流量监测器6，第二流量监测器8和测量仪显示单元54与控制单元(图未示)数据连接，第一调节阀7和第二调节阀9与控制单元数据连接，为执行单元。
工作时，微波在线锤度计5的微波探测端获取锤度数据，将数据传送微波发生器，通过微波发生器将数据传送至控制单元，并在测量仪显示单元上显示，第一流量监测器6获取糖蜜的输送参数，第二流量监测器8获取稀释水的输送参数，并将数据传送至控制单元。控制单元根据锤度检测量值的变化规律控制第一调节阀7和第二调节阀9工作，即控制单元根据锤度检测量值的变化规律调整糖蜜输送和稀释水输送调节器的PID常数，最终达到自动控制的目的。
在使用本实用新型控制系统时，正式投用前需要调试参数，确定测量范围。确定测量范围过程是本实用新型控制系统的重要调试步骤，经过设定初始参数(设定的测量范围)及参考点(工艺要求控制的稳定锤度值)后，调整糖蜜及水的进料量以在不同锤度的点位进行取样记录锤度，温度，相移值，衰减值等，在校准计算表中录入数据，通过多组比对找出“锤度对应相移”线最为接近平均值的数组，将该数组对应的“校准后设定值”A0，A1值输入至变送器“SYSTEM/SENSOR1/CALIBR./COEFF.”路径a0，a1中，确定测量范围，计算软件如图4所示。其中，截距a0作为测量的上限极值，表示测量过程中可测的最大值；斜率a1取决于探头间距的大小，但因安装偏差及物料结晶等因素影响，a1实际值与理论的起始参数设定存在一定的偏差，所以需要经过计算确定，a0，a1与测量显示值的关系为y＝a0*x+a1，其中y为测量显示值，x为补偿相移值。调试的步骤如下：
1.基础设置：设置日期和时间，测量手段和加强单元。
2.初始设置：
1)确定所希望的测量范围；
2)设定校准起始点。
3.进行取样：至少在不同的点位上取样5～6次，取样的同时需即时记录在取样这一刻的显示所有数值，如：取样的同时需即时记录在取样这一刻的显示所有数值，如：phase，temp，D等。如图3。
4.确定校准参数：通过计算软件确认校准参数。
5.根据所得“校准后设定值”A0，A1结果对应a0，a1输入数据，进行参数设置，并对4-20mA信号进行范围确认。
在使用一段时间后在微波探头上会积存有糖蜜结晶物，导致微波传导受阻，影响探头的精度。为解决这一问题，本实用新型控制系统还设计了旁通管路。如图1所示，旁通管路包括冲洗水上水管12和冲洗水回水管13，冲洗水上水管12进水端与稀释水入口管3连通，出水端靠近微波在线锤度计5进液的一侧设置，并与出口管4连通。冲洗水上水管12上安装有水阀。冲洗水回水管13进水端靠近微波在线锤度计5出液的一侧设置，并与出口管4连通。冲洗水回水管13上设有水阀。当需要对微波在线锤度计5的探头进行冲洗时，打开冲洗水上水管12上的水阀对探头进行冲水，冲洗水从冲洗水回水管13流出出口管4外。即设有旁通管路，可以实现探头在线清洗作用，采用冲洗水定期对探头进行冲刷清垢，减少人工定期拆出探头清理的离线操作劳动强度。
前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (7)
1.一种用于糖蜜酒精发酵在线监控糖蜜锤度的检测系统，其特征在于，所述该检测系统安装在稀释器上，所述稀释器上连接有糖蜜入口管、稀释水入口管和出口管；所述检测系统包括：
微波在线锤度计，其设于所述出口管上，所述微波在线锤度计的微波探测端向所述出口管内部延伸，用于获取糖蜜锤度信息，所述微波在线锤度计与微波发生器数据连接，所述微波发生器与测量仪显示单元数据连接；
第一流量监测器，其设于所述糖蜜入口管上，用于检测糖蜜进料的流量；
第一调节阀，其设于所述糖蜜入口管上；
第二流量监测器，其设于所述稀释水入口管上，用于检测稀释水进料的流量；
第二调节阀，其设于所述稀释水入口管上；以及
控制单元，其与所述微波发生器、第一流量监测器、第二流量监测器和测量仪显示单元数据连接，根据接收的数据信息，控制所述第一调节阀和第二调节阀的开启于闭合。
2.根据权利要求1所述的用于糖蜜酒精发酵在线监控糖蜜锤度的检测系统，其特征在于，所述出口管上设有连接孔，所述连接孔出设有法兰，所述微波在线锤度计安装在所述法兰上，微波探测端穿过所述连接孔向管内延伸。
3.根据权利要求2所述的用于糖蜜酒精发酵在线监控糖蜜锤度的检测系统，其特征在于，所述法兰和所述微波在线锤度计之间设有密封圈。
4.根据权利要求1所述的用于糖蜜酒精发酵在线监控糖蜜锤度的检测系统，其特征在于，所述微波在线锤度计外表面还设有拉环。
5.根据权利要求1所述的用于糖蜜酒精发酵在线监控糖蜜锤度的检测系统，其特征在于，还包括旁通管路，其包括冲洗水上水管和冲洗水回水管，冲洗水上水管一端与稀释水入口管连通，另一端靠近所述微波在线锤度计进液的一侧设置，并与所述出口管连通；所述冲洗水回水管一端靠近所述微波在线锤度计出液的一侧设置，并与所述出口管连通。
6.根据权利要求1所述的用于糖蜜酒精发酵在线监控糖蜜锤度的检测系统，其特征在于，所述第一调节阀和所述第二调节阀为气动薄膜调节阀。
7.根据权利要求1所述的用于糖蜜酒精发酵在线监控糖蜜锤度的检测系统，其特征在于，所述第一流量监测器和所述第二流量监测器为电磁流量监测器。
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