DE550238C

DE550238C - Method for measuring and regulating a physical or chemical process

Info

Publication number: DE550238C
Application number: DE1930550238D
Authority: DE
Inventors: Friedbert Bruckner
Original assignee: ARCA REGLER AKT GES
Current assignee: ARCA REGLER AKT GES
Priority date: 1930-10-28
Filing date: 1930-10-28
Publication date: 1932-05-17

Description

Verfahren zur Messung und Regelung eines physikalischen oder chemischen Prozesses Es gibt in der Industrie Fälle, in welchen bei einem physikalischen oder chemischen Prozeß ein Schäumen auftritt und die Höhe des Schäumens als Kennzeichen dienen kann, wie weit der Prozeß fortgeschritten ist. So tritt z. B. bei unter atmosphärischen Druck zum Kochen gebrachter Milch bei Erreichen der Siedetemperatur ein plötzliches Aufschäumen auf, hervorgerufen durchDampfblasen,welche sich aus der Milch entwickeln und sie in ihrem Raumgewicht verändern, so daß im Augenblick des Aufschäumens die Milch einen erheblich größeren Raum einnimmt.Method for measuring and regulating a physical or chemical Process There are cases in industry in which a physical or chemical process foaming occurs and the level of foaming as a characteristic How far the process has progressed can serve. So occurs z. B. at under atmospheric Pressure of boiling milk when it reaches the boiling point is a sudden one Foaming caused by steam bubbles that develop from the milk and they change in their density, so that at the moment of foaming the Milk takes up a considerably larger space.

Ein ähnlicher, jedoch rein chemischer Vorgang findet z. B. statt, wenn in mit Kalk versetzten Rübenzuckerrohrsaft Kohlensäure eingeleitet wird zu dem Zweck, durch den hierdurch bedingten chemischen Vorgang K ichtzuckerstoffe abzuscheiden und die Alkalität zu vermindern. Es ist dies der Prozeß des Saturierens, der von großer Wichtigkeit für die weitere Verarbeitung des Zuckersaftes ist. Dieses Saturieren geht äußerst schnell vor sich. In längstens etwa zo Minuten ist der Prozeß beendigt, und der Zuckersaft hat die gewünschten anderen chemischen Eigenschaften erreicht. Der Zeitpunkt der Beendigung des Prozesses muß genauestens innegehalten werden, da zu geringes Saturieren oder Übersaturieren schädlich ist. Das Verfolgen des Prozesses mittels chemischer Untersuchungen, die das genaueste Resultat ergeben würden, ist im praktischen Großbetriebe nicht möglich, da die chemischen Untersuchungen zuviel Zeit erfordern und inzwischen der Beendigungspunkt des Prozesses schon überschritten sein kann, bevor man das chemische Resultat erkannt hat. Es ist nun möglich, die Höhe des bei derartigen Prozessen auftretenden Schaumes als sicheres Kennzeichen für die Beendigung des Prozesses zu benutzen, da die Alkalität zu der Höhe des Schaumes in einem bestimmten Verhältnis steht, und man hat bereits dieses getan, indem man z. B. an Schaugläsern den Stand des Schaumes im Gefäß nach außen hin sichtbar machte. Diese Beobachtung ist jedoch nur grob, da an den Schaugläsern sich der genaue Schaumstand nicht abzeichnet. Es ist deshalb bei dieser Methode nicht möglich, mit Sicherheit den Prozeß im richtigen Zeitpunkt zu beenden.A similar, but purely chemical process takes place e.g. B. instead of, when carbonic acid is introduced into lime-based beet sugar cane juice too the purpose of the chemical process caused by this to separate out sugar substances and to decrease the alkalinity. It is the process of saturation that is derived from is of great importance for the further processing of the sugar juice. This saturation goes extremely quickly. The process is over in about ten minutes at the most, and the sugar juice has achieved the desired other chemical properties. The time of the end of the process must be observed exactly, as insufficient saturation or oversaturation is harmful. Tracking the process by means of chemical tests which would give the most accurate result Not possible in practical large-scale operations because the chemical tests are too much Require time and have already passed the end of the process can be before one has recognized the chemical result. It is now possible to have the The amount of foam that occurs in such processes as a reliable indicator to use for the termination of the process, since the alkalinity to the level of the foam is in a certain relationship and one has already done this by one z. B. on sight glasses made the level of the foam in the vessel visible to the outside. This observation is only rough, however, as the exact foam level can be seen on the sight glasses not emerging. It is therefore not possible with this method, with certainty to end the process at the right time.

Das durch die vorliegende Erfindung gekennzeichnete Verfahren soll diesem Übelstand abhelfen. Es benutzt zur Anzeige die bei der Schaumbildung auftretenden hydrostatischen Drücke in den verschiedenen Stadien des Prozesses als Meßgrößen, indem diese Drücke durch Membranen oder Glocken mit anschließenden Rohren aus dem Gefäß zu Druckmessern geführt werden, an denen man die hydrostatische Höhe und damit den geeigneten Zeitpunkt für die Beendigung des Prozesses ablesen kann. Benutzt man diese an den Druckmessern wirksamen hydrostatischen Drücke als Impulse für selbsttätige Regler irgendwelcher bekannter Bauart, so hat man hierdurch ein Mittel in der Hand, den ganzen Prozeß automatisch zu führen, indem man die verschiedenen Zu- und Abflußleitungen durch die Regler betätigen läßt.The method characterized by the present invention is intended to to remedy this evil. It uses to indicate the foam formation that occurs hydrostatic pressures in the various stages of the process as measured variables, by these pressures through membranes or bells with connecting pipes from the Vessel are led to pressure gauges, on which one the hydrostatic height and thus the read off the appropriate time for the end of the process can. If these effective hydrostatic pressures on the pressure gauges are used as This gives impulses for automatic regulators of any known type a means at hand to carry out the whole process automatically by looking at the various Inlet and outlet lines can be operated by the regulator.

In .der Fig. i der beiliegenden Darstellung ist zunächst das Meßverfahren gezeigt, und zwar ist als Beispiel die Saturation in der Zuckerfabrikation gewählt. Es bedeutet i einen Einzelsaturateur, welcher periodisch mit Zuckersaft gefüllt, der Inhalt saturiert und wieder abgelassen wird. 2 ist die Zuflußleitung für den Zuckersaft von der Vorlage 18, 3 die Abflußleitung für den saturierten Saft, q. die für die Saturation benötigte Zuflußleitung der Kohlensäure, 5 das Absperrventil in der Saftzuflußleitung, 6 das Absperrventil in der Saftabflußleitung, 7 das Absperrorgan in der Kohlensäurezuleitung und ä der Kohlensäureverteiler im Saturateur. 9 ist eine Glocke dicht am Boden des Saturateurs, von der eine Leitung io zu dem Druckmeßgerät ii (Manometer) führt. Mittels dieser Glocke 9 und dem Meßgerät i i kann man feststellen, ob die Füllung des Saturateurs bis zu dem beabsichtigten Niveau so erfolgt ist, indem sich die in der Glocke 9 befindliche Luft entsprechend dem Niveaustand so zusammendrückt und die Drucksteigerung sich an dem Manometer i i bemerkbar macht. 12 ist eine Glocke in Höhe des Saftfüllungsniveaus so, die durch ein Rohr 13 mit dem Druckmeßgerät 1q. verbunden ist. Mittels dieser Glocke 12- nebst Manometer 1d. kann man den hydrostatischen Druck des Schaumes messen, der sich über dem Saftniveau so bildet, sobald durch das Rohr q. Kohlensäure eingelassen wird.In .der Fig. 1 of the accompanying illustration, the measuring method is shown first, and saturation in sugar production is chosen as an example. It means i a single saturator, which is periodically filled with sugar juice, the contents are saturated and then drained off again. 2 is the inflow line for the sugar juice from the template 18, 3 the outflow line for the saturated juice, q. the carbon dioxide inflow line required for saturation, 5 the shut-off valve in the juice inflow line, 6 the shut-off valve in the juice outflow line, 7 the shut-off element in the carbon dioxide feed line and the carbon dioxide distributor in the saturator. 9 is a bell close to the bottom of the saturateurs, from which a line io leads to the pressure measuring device ii (manometer). This bell 9 and the measuring device ii can be used to determine whether the filling of the saturateurs has been carried out to the intended level by the air in the bell 9 being compressed according to the level and the increase in pressure being noticeable on the manometer ii . 12 is a bell at the level of the juice filling level so that through a pipe 13 with the pressure gauge 1q. connected is. By means of this bell 12 together with manometer 1d. one can measure the hydrostatic pressure of the foam that forms above the level of the juice as soon as q. Carbon dioxide is admitted.

Bei dem intermittierenden Saturationsprozeß für Zuckersaft ist der Vorgang derart, daß zunächst der Schaum hoch ansteigt, beispielsweise auf die Höhe hl bis zum Niveau s1, und dann wieder abfällt bis zur Höhe k auf das Niveau s. Ist dieses Niveau erreicht, so ist die Saturation beendigt. Der Prozeß wird unterbrochen und der saturierte Saft abgelassen. Durch die Glocke 1z und den Druckmesser 1q. kann man diesen Zeitpunkt auf das genaueste feststellen. Es ist somit durch die Erfindung ein bequemes Mittel gegeben, bei derartigen Prozessen mit Schaumbildung den Zeitpunkt der Beendigung festzustellen. An Stelle der Glocken 9 und i2 könnten auch geschlossene Membranen verwendet werden. Ferner ist es zweckmäßig, bei Stoffen, die leicht absetzen und daher die Rohrleitungen von den Glocken bis zu den Manometern verstopfen können, zur Messung der hydrostatischen Drücke sich nicht lediglich der in den Glocken eingeschlossenen Luft zu bedienen, sondern durch eine Leitung 15 über Drosselstellen 16 und 17 oder auch ohne diese dauernd Luft, Gas oder eine Flüssigkeit in die Glocken einzuführen. Je nach dem Stand des Niveaus des Saftes bzw. des Saftschaumes ändert sich alsdann hinter den Drosselstellen der Druck an den Manometern i i und 1q., und diese Drücke geben wiederum ein Maß für die Höhe der Niveaus und damit für den Zeitpunkt der Beendigung des Prozesses. Selbstverständlich kann man auch je nach dem Verlauf des Prozesses mehr Glocken anordnen und die Differenzdrücke der verschiedenen Glocken als Maßstab verwenden.In the intermittent saturation process for sugar juice is the Process in such a way that initially the foam rises high, for example to the height hl to level s1, and then drops again to level k to level s when this level is reached, the saturation is terminated. The process is interrupted and drained the saturated juice. Through the bell 1z and the pressure gauge 1q. you can determine this point in time very precisely. It is thus through the Invention given a convenient means in such processes with foaming determine the time of termination. Instead of bells 9 and i2 could closed membranes can also be used. It is also useful for substances which settle easily and therefore the pipelines from the bells to the pressure gauges can clog, to measure the hydrostatic pressures not only the to serve air trapped in the bells, but through a duct 15 Continuously air, gas or a liquid via throttle points 16 and 17 or even without them to introduce into the bells. Depending on the level of the juice or juice foam the pressure on the manometers i i and then changes after the throttling points 1q., And these pressures in turn give a measure of the height of the levels and thus for when the process ended. Of course you can too depending on the course of the process, arrange more bells and the differential pressures use the various bells as a yardstick.

In Fig. 2 ist der Gegenstand der Erfindung gezeigt für einen kontinuierlichen Prozeß. Die einzelnen Bezeichnungen sind die gleichen wie in Fig. i. Es ist nur eine weitere Glocke i9 mit zugehörigem Übertragungsrohr 2o und Manometer 2 1 hinzugefügt, die gegebenenfalls dazu dienen soll, einen maximalen Schaumstand s, der ohne Gefahr nicht überschritten werden darf, anzuzeigen. Selbstverständlich könnte man hierzu auch die bereits vorhandene Glocke 12 benutzen, die den normalen Saftstand k mit dem Niveau s anzeigen soll, unter welchem der kontinuierlich durchgeführte Prozeß vor sich geht. Will man jedoch die Regelung des Prozesses automatisch vornehmen, so ist es zweckmäßig, diese dritte Glocke hinzuzufügen. Bei dem kontinuierlich verlaufenden Prozeß findet der Saftzulauf durch das Rohr :2 ständig statt und ebenso der Ablauf durch das Rohr 3. Gleichfalls ist die Kohlensäurezuführung dauernd angestellt. Es ist nun dafür zu sorgen; daß entweder von Hand oder durch Regler, die ihre Impulse von den Glocken :erhalten, die Niveaus so und s durch Betätigung der Ventile 5, 6, 7 dauernd auf gleicher Höhe gehalten werden. In der Fig.2 ist der Einfachheit halber nur die autoinatische Regelung des Saftabflusses durch einen Regler 23 bekannter Bauart gezeigt, der seinen Impuls durch die Rohrleitung 24 von der Glocke i2 erhält und durch ein Getriebe 25 das Ablaufventil 6 dauernd so regelt, daß der Schaumstand auf der Höhe s bleibt, während andererseits das Kohlensäureventil 7 in vollkommen geöffnetem Zustand verbleibt und das Zulaufventil: 5 einmal von Hand eingestellt wird.In Fig. 2 the object of the invention is shown for a continuous Process. The individual designations are the same as in Fig. I. It is only another bell i9 with associated transfer tube 2o and manometer 2 1 added, which, if necessary, should serve to achieve a maximum foam level that is safe must not be exceeded. Of course you could do this also use the existing bell 12, which has the normal juice level k with the level s is intended to indicate under which the continuously performed process going on. However, if you want to regulate the process automatically, so it is convenient to add this third bell. With the continuously running one In the process, the juice inflow through the pipe: 2 takes place continuously, as does the process through the pipe 3. The carbon dioxide supply is also continuously switched on. It is now to be taken care of; that either by hand or by regulator, which their impulses from the bells: obtained, the levels so and s by operating the valves 5, 6, 7 are kept at the same level at all times. In Fig.2 is simplicity for the sake of only the automatic regulation of the juice outflow by a controller 23 is known Design shown, which receives its impulse through the pipe 24 from the bell i2 and through a gear 25, the drain valve 6 is continuously regulated so that the foam level remains at the level s, while on the other hand the carbon dioxide valve 7 in completely remains open and the inlet valve: 5 is set once by hand will.

Es ist natürlich möglich, die Regelung auch weiter zu vervollkommnen und alle Zu- und Ablaufventile automatisch zu regeln und gegenseitig zu verblocken, so daß sie in der richtigen R-Cilienfolge öffnen und schließen in der Weise, wie es der durchzuführende Prozeß erfordert.It is of course possible to improve the regulation further and to automatically regulate and interlock all inlet and outlet valves, so that they open and close in the correct R-cilia sequence in the way the process to be carried out requires.

Claims

PATENT CLAIM: i. Method of measuring and regulating a chemical or physical process which takes place with foam formation, e.g. B. the Saturation of sugar juice, characterized in that the foam formation occurring livdrostatisclien pressures or differential pressures in the various Stages of the process as measured variables for display instruments or automatic controllers known design can be used. z. Method according to claim i, characterized in that that to measure the hydrostatic foam pressures membranes or bells with pressure indicators to be used. 3. The method according to claim i and a, characterized in that to transfer the measured values of the hydrostatic foam pressures to the measuring instruments the air standing in the bells or air or gases blown in by fans or liquids are used.