DE3249029C2 - Verfahren zur automatischen Steuerung einer Maischedestilliervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur automatischen Steuerung einer Maischedestilliervorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Bei einem solchen aus der SU-PS 6 37 427 bekannten Verfahren werden die Zuführung von Rohmaterial und Heizdampf und die Abführung des Alkoholdestillats abhängig vom Alkoholgehalt im Sumpfprodukt eingestellt, der in der Flüssigkeitsphase des Sumpfprodukts bestimmt wird.

Das bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß es einen erhöhten Energiebedarf in Form eines erhöhten Heizdampfverbrauches benötigt. Die Alkoholverluste im Sumpfprodukt betragen 1 bis 1₍5% der Ausbeute des Fertigproduktes, was auf Schwankungen der vorstehend erwähnten Ausgangskenngrößen schließen läßt. Der Destillationsprozeß verläuft instabil, was insbesondere in Erscheinung tritt, wenn ein Rohmaterial mit einem Alkoholgehalt unter 3% zugeführt wird. Dabei verursachen die kleineren Verluste an Alkohol im Sumpfprodukt in der Größenordnung von z. B. 0,03% eine beträchtliche Abnahme (z. B. 1 bis 1,5%) der Ausbeute an Alkohol. Bei einem Ergebnis mit einem Alkoholgehalt des Destillats unter 30% werden Beimengungen wie organische Säuren, Äther und dergleichen nicht mit dem Sumpfprodukt abgeführt, sondern verbleiben im Destillat.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, bei reduziertem Heizdampfverbrauch die Alkoholverluste im Sumpfprodukt auf ein Minimum zu bringen.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß durch die Festlegung des Ortes für die Bestimmung des Alkoholgehaltes in der Dampfphase, nämlich auf dem zweiten bis fünften Boden, Steuerungsdaten gewonnen werden, die sowohl eine Reduzierung der Sumpfproduktverluste als auch eine Einsparung der Heizdampfmenge ergeben, weil, wie sich gezeigt hat, in dieser Zone die Dampfphase des Sumpfproduktes den geringsten Konzentrationsschwankungen unterworfen ist.

Bei der Bestimmung des Alkoholgehaltes des Sumpfproduktes unterhalb der genannten Zone, d. h. in der Dampfphase des sich auf dem ersten Boden befindenden Sumpfproduktes nimmt die Meßgenauigkeit wegen Mitreißens von Spritzern ab, während bei der Bestimmung des Alkoholgehaltes oberhalb der Zone, d. h. über dem fünften Boden, die Meßgenauigkeit infolge Kon

zentrationsschwankungen ebenfalls abnimmt.

Anhand der Zeichnung, die schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Maischedesülliervorrichtung zeigt, wird die Erfindung näher erläutert.

Der in der Zeichnung gezeigte, bei der Durchführung des Verfahrens verwendete Maischedestillierapparai besteht aus einer Kolonne 1, die ein Gehäuse 2 mit einem Deckel 3 besitzt Ein Stutzen 4 für die Zuführung eines Rohmaterials A in die Kolonne 1 teilt das Gehäuse 2 längs seiner Höhe in eine Destilliersektion 5 und eine Konzentrierungssektion 6.

Die Konzentrierungssektion 6 besteht aus einem unteren Teil 7 und einem oberen Teil 8, dessen Querschnittsfläche das 0,25 bis 0,64fache der Querschnittsfläche des restlichen Teils der Kolonne 1 beträgt.

Im Inneren des Gehäuses 2 der Kolonne 1 sind auf ihrer gesamten Höhe Böden 9 für einen Stoffaustausch zwischen Flüssigkeit und Dampf eingebaut Die Böden haben Dampfdurchtrittsöffnungen 10 und Flüssigkeitsablaufschächte 11.

Der obere Teil 8 der Konzentrierungssektion 6 der Kolonne 1 ist nicht unter dem zweiten und nicht über dem achten Boden 9 gerechnet vom Stutzen 4 für die Zuführung von Rohmaterial A angeordnet. Die Gesamtfläche der Böden 9 im oberen Teil 8 beträgt das 0,04 bis 0,40fache der Gesamtfläche der restlichen Böden 9 der Kolonne 1. Die Kolonne 1 hat weiterhin einen Heizdampfabführungsstutzen 12 (B) und einen Sumpfproduktabführungsstutzen 13 (C).

Der Dampf führende Teil eines Wärmetauschers 14 ist über eine Rohrleitung 15, die durch eine Öffnung im Deckel 3 des Gehäuses 2 hindurchgeht, mit der Kolonne 1 und dessen Kondensatkammer verbunden. Eine Rohrleitung 16 führt zum oberen Boden 9' der Kolonne 1. Die Rohrleitungen 15 und 16 sind über eine Rohrleitung 17 mit einer weiteren nicht gezeigten Kolonne verbunden.

Der Maischedestillierapparat arbeitet wie folgt: Der Kolonne 1 werden über den Stutzen 4 Rohmaterial A in Form von Hydrolysemaische und über den Stutzen 12 Heizdampf B zugeführt. Die auf dem untersten Boden 9 mit dem Heizdampf B beheizte Flüssigkeit fängt an zu sieden. Der gebildete Dampf gelangt über die Dampfdurchtrittsöffnungen 10 zu den darüberliegenden Böden 9. Die Flüssigkeit fließt im Gegenstrom mit ständig abnehmendem Gehalt an Alkohol durch die Flüssigkeitsablaufschächte 11 von höher gelegenen Böden 9 zu liefer gelegenen. Dabei werden aus der Flüssigkeit Alkohol und leichtflüchtige Verbindungen ausgetrieben, so daß im Sumpf der Kolonne 1 der Gehalt an diesen Stoffen nur noch 0,01 bis 0,05% beträgt. Aus der Kolonne 1 wird über den Stutzen 13 ein Sumpfprodukt C mit dem genannten Restgehalt abgeführt.

Im unteren Teil 7 der Konzentrierungssektion 6 der Kolonne 1 erfolgt eine Anreicherung der Dampfphase mit Alkohol und leichtsiedenden Bestandteilen bis zu einer Konzentration von 20 bis 30%, wonach die Dampfphase in den oberen Teil 8 der Konzentrierungssektion 6 gelangt, wo eine Anreicherung bis zu einer Konzentration von 40 bis 95% erfolgt. Die Dampfphase mit einem Gehalt an Alkohol von 40 bis 95% gelangt über die Rohrleitung 15 in den Wärmetauscher 14, wo die Alkoholdämpfe kondensiert und als Alkoholdestillat D abgeführt werden. Ein Teil des Alkoholdestillats D wird über die Rohrleitung 17 in eine Reinigungskolonne überführt. Der restliche Teil des Alkoholdestillats wird als Rückfluß auf den iberen Boden 9' der Kolonne 1 zurückgeleitet.

Pur die automatische Steuerung des Maischedestillierapparates werden den beiden Eingängen einer Funktionseinheit 18 den Sollwerten des Alkoholgehaltes im Alkoholdestillat D und der Alkoholverluste im Sumpfprodukt Centsprechend zugeordnete Signale zugeführt.

Die Alkoholverluste im Sumpfprodukt werden anhand des gemessenen Alkoholgehalts in der Dampfphase bestimmt

Um eine stabile Meßgenauigkeit unter Aufrechterhaltung der erforderlichen Systemempfindlichkeit zu gewährleisten, werden die Alkoholverluste in einer Zone bestimmt, in der die Zusammensetzung der Dampfphase konstant ist und die sich zwischen dem zweiten und fünften Boden, von unten gerechnet, befindet.

Die Signale eines Gebers 19 für den Alkoholgehalt im Alkoholdestillat D und eines Gebers 20 für die Alkoholveiiuste im Sumpfprodukt C werden den anderen Eingängen der Funktionseinheit 18 zugeführt, no die Abweichungen dieser Parameter von den Sollwerten bestimmt und die erforderlichen Werte an Rohmaterial, Heizdampf und abzuführendem Alkoholdestillat D eingestellt werden, die in Form von Sollwerten auf einen Regler 21 eines Rohmaterialzuführungsregelungskreises, auf einen Regler 22 eines Heizdampfzuführungsregelungskreises und auf einen Regler 23 eines Alkoholdestillatabführungsregelungskreises gegeben werden. Die genannten Regler 21,22,23 bilden nach einem Vergleich der in Form von Signalen aus der Funktionseinheit 18 erhaltenen Sollwerte mit den Signalen von einem Geber 24 für den Rohmaterialverbrauch, von einem Geber 25 für den Heizdampf verbrauch und von einem Geber 26 für den Alkoholdestillatverbrauch Signale zur Steuerung von Stellgliedern 27, 28,29 der entsprechenden Kreise, über welche die Rohmaterial- bzw. Heizdampfzuführung und die Alkoholdestillatabführung geregell werden, bis die Sollwerte für den Alkoholgehalt im Alkoholdestillat und für die Alkoholverluste im Sumpfprodukt Cerreicht sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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65

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur automatischen Steuerung einer Maischedestilliervorrichtung mit einer auf ihrer Höhe mit Böden für einen Stoffaustausch zwischen Flüssigkeit und Dampf versehenen Kolonne, bei welchem die Rohmaterialzuführung und die Heizdampfzuführung sowie die Alkoholdestillatabführung abhängig vom Alkoholgehalt im Sumpfprodukt geregelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkoholgehalt im Sumpfprodukt in der Dampfphase des Sumpfproduktes auf dem zweiten bis fünften Boden der Kolonne von unten gerechnet, bestimmt wird.