DK144408B - Fremgangsmaade til regulering af cellers tilfoersel af umaettet oploesning eller af cellernes opvarmning i en kontinuerligt arbejdende fordampningskrystallisator og anlaeg til udfoerelse af fremgansmaaden - Google Patents

Description

(19) DANMARK

|j| (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT (11) 144408 B

DIREKTORATET FOR PATENT· OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 5026/72 (51) Int.CI.3 B 01 D 9/02 (22) Indleveringsdag 16. jun. 1972 (24) Løbedag 1 6* jun. 1972 (41) Aim. tilgængelig 17· dec. 1972 (44) Fremlagt 8. mar. 1 982 (86) International ansøgning nr. ~ (86) International indleveringsdag ~ (85) Videreførelsesdag ” (62) Stamansøgning nr. ~

(30) Prioritet 16· <jun. 1971, 7121791, FR

(71) Ansøger SOCIETE FIVES LILLE-CAIL, 75383 Paris Cedex 08, FR.

(72) Opfinder Georges Wind al, FR.

(74) Fuldmægtig Firmaet Chas. Hude.

(54) Fremgangsmåde til regulering af cellers tilførsel af umættet op= løsning eller af cellernes op= varmning i en kontinuerligt ar= bejdende fordampningekrystalli= s at or og anlæg til udførelse af fremgangsmåden.

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til regulering af cellers tilførsel af umættet opløsning eller af cellernes opvarmning q i et kontinuerligt arbejdende fordampningskrystallisationsanlæg, OO hvilke celler under krystallisationsprocessens forløb i række- 5 følge gennemløbes af et produkt på en sådan måde, at man ved 5Γ J· styring af tilførselen til eller opvarmningen af den sidste cel- le i afhængighed af forskellen mellem den faktiske værdi og den foreskrevne værdi for det procentuelle indhold af krystaller, * sikrer et foreskrevet procentuelt indhold af krystaller i slut produktet .

2 144408

Fra tysk offentliggørelsesskrift nr. 1.910.985 kendes allerede en fremgangsmåde til regulering af et kontinuerligt arbejdende fordampnings- og krystallisationsanlæg, der ligeledes indeholder flere med varmeelementer forsynede celler, som under krystallisationsprocessens forløb i rækkefølge gennemløbes af produktet.

Ved denne kendte fremgangsmåde foregår reguleringen af tilførslen af umættet saft til eller opvarmningen af alle cellerne, med undtagelse af de to første, i funktion af forskellen mellem den målte værdi og en foreskreven værdi for det procentiske indhold af krystaller i slutproduktet, idet styresignalet for det første sendes direkte til den sidste celle og for det andet til forudgående celler via et forsinkelsesmiddel (RC-system) .

Når en forstyrrelse, f.eks. en formindskelse af overmætningen som følge af en koncentrationsformindskelse i tilførselsopløsningen til anlægget, ved denne fremgangsmåde opstår på tidspunktet ti i en af cellerne 3-6, registreres denne forstyrrelse ikke før tidspunktet t2 af måleorganet for det procentiske krystalindhold, som er placeret ved afgangen fra krystallisatoren. Forskellen t2-tl repræsenterer den tid, det tager produktet at bevæge sig fra den pågældende celle til udgangen fra krystallisatoren. Hvis krystallisatoren er meget lang, og hvis produktet bevæger sig langsomt, som det især er tilfældet ved sukkerfremstilling, er denne tid relativt lang. I løbet af dette tidsrum ændres den gennem-strømmende tilførselsmængde til (eller opvarmningen af) de forskellige celler imidlertid ikke, og følgelig vil, såfremt koncentrationen i den tilførte opløsning til krystallisatoren forbliver under dens normale værdi, overmætningen i opløsningen blive mindre end den værdi, der ønskes i alle cellerne, indtil tidspunktet t2. Eftersom reguleringen af tilførslen til (eller opvarmningen af) cellerne, bortset fra den sidste, forsinkes, kan man ikke med sikkerhed regne med reguleringen af tilførslen til (eller opvarmningen af) den sidste celle til at indstille det procentiske indhold krystaller på den foreskrevne værdi. Såfremt formindskelsen af overmætningen er meget betydelig, gør denne regulering alene det imidlertid ikke muligt at nå det tilstræbte resultat, og det vil desuden være nødvendigt at vente en vis tid for at nå frem dertil.

3 144408

Den foreliggende opfindelse tager sigte på at afhjælpe denne ulempe, og fremgangsmåden ifølge opfindelsen er i overensstemmelse hentied ejendommelig ved, at tilførslen til eller opvarmningen af de mellemliggende celler reguleres i afhængighed af forskellen mellem det faktisk forekommende tal og det foreskrevne tal for opløsningens koncentration eller det procentuelle indhold af krystaller i en mellemliggende celle.

Herved opnås, når eksempelvis en forandring af procentindholdet af krystaller fremkommer i en af de mellemliggende celler, at denne forandring registreres meget hurtigt og udlignes, nemlig lang tid før denne forandring konstateres ved afgangen fra kry-stallisatoren. Herved kan kvaliteten af slutproduktet holdes konstant, samtidig med at den tilførte opløsnings egenskaber varierer betydeligt.

Produktets tilstand i den mellemliggende celle bestemmes ved måling af dets vægtfylde eller viskositet eller af en anden størrelse, der er en funktion af opløsningens koncentration og/eller af produktets procentiske krystalindhold. Målingen kan udføres i selve cellen, men i en hensigtsmæssig udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen måles opløsningens koncentration eller procentuelle indhold af krystaller ved hjælp af en aftappet del af opløsningen i den nævnte mellemliggende celle.

Ifølge en yderligere fordelagtig udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen reguleres tilførslen af umættet opløsning til eller opvarmningen af alle celler, med undtagelse af den sidste celle, og tilførslen til eller opvarmningen af en før disse celler indskudt inddamper i afhængighed af opløsningens koncentration eller det procentuelle indhold af krystaller i den mellemliggende celle. Herved opnås ligesom ifølge hovedopfindelsen et enkelt reguleringssystem i form af en centraliseret styring af tilførslen af umættet opløsning af eller af opvarmningen, og en dobbelt udnyttelse af målingen i den mellemliggende celle bliver mulig.

Opfindelsen angår endvidere et reguleringsanlæg til udførelse af den omhandlede fremgangsmåde, hvilket anlæg omfatter flere celler 144408 4 indeholdende varmeelementbundter, hvilke celler i rækkefølge gennemløbes af produktet under krystallisationsprocessen og tilføres en opløsning af det til krystallisering bestemte produkt, et organ til måling af det procentuelle indhold af krystaller eller af tørstof i det fra den sidste celle udtagne produkt, en med dette måleorgan forbundet første regulator samt en i tilførselsledningen for umættet opløsning eller heddamp til den sidste celle placeret skyder, der styres af nævnte første regulator.

Reguleringsanlægget ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved et måleorgan for massefylden eller viskositeten af det i en mellemliggende celle indeholdte produkt samt en med dette måleorgan forbundet anden regulator, som styrer en i en tilførselsledning for umættet opløsning eller heddamp til de mellemliggende celler placeret skyder.

Med dette reguleringssystem er det på enkel måde muligt med ringe opbud at udføre fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

En udførelsesform for anlægget ifølge opfindelsen er karakteriseret ved en anden regulator, der regulerer heddampmængden til inddamperen i afhængighed af koncentrationen af den fra denne inddamper kommende opløsning.

Herved kan koncentrationen i inddamperen reguleres på enkel måde.

En udførelsesform for anlægget er karakteriseret ved, at det i ledningen indeholdende den af den anden regulator styrede skyder indeholder et deri placeret fordelingsorgan til fordeling af den gennem denne ledning tilførte mængde umættet opløsning til de mellemliggende celler.

Endelig kan anlægget i ledningen indeholdende den af den første regulator styrede skyder indeholde et deri placeret fordelings-organ til fordeling af den gennem denne ledning tilførte mængde umættet opløsning til de sidste celler.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til den skematiske tegning, hvor 144408 5 fig. 1 skematisk viser et reguleringsanlæg ifølge opfindelsen til et kontinuerligt arbejdende krystallisationsanlæg, fig. 2 en detalje ved reguleringsanlægget, fig. 3 en variant af det i fig. 2 viste, fig. 4 en anden variant af det i fig. 2 viste, fig. 5 endnu en detalje ved reguleringsanlægget, fig. 6 en variant af den i fig. 5 viste detalje, fig. 7 en anden variant af den i fig. 5 viste detalje, fig. 8 skematisk et reguleringsanlæg ifølge opfindelsen til et andet kontinuerligt arbejdende krystallisationsanlæg, fig. 9 en variant af reguleringsanlægget vist i fig. 8 og fig. 10 en anden variant af reguleringsanlægget vist i fig. 8.

Det i fig. 1 skematisk viste reguleringsanlæg består i hovedsagen af en inddamper 12 og en krystallisator 14.

Inddamperen 12 er en fordamper med et rørbundt af konventionel konstruktion.

Krystallisatoren 14 dannes af en vandret placeret cylindrisk beholder, som ved hjælp af tværgående skillevægge 18 er opdelt i et antal rum eller celler, hvori varmelegemebundter 20 er anbragt.

Det viste apparat har syv celler 1-7, men det kan have et vilkårligt andet antal celler.

I dette apparat benyttes to pladevarmelegemebundter, hvis elementer er fælles for flere celler, men der kan også anvendes et enkelt varmelegemebundt, hvis elementer er fælles for alle cellerne, eller der kan omvendt anvendes et varmelegemebundt i hver celle.

6 146606

Reguleringsanlægget 28,30 omfatter en regulator 28 til regulering af trykket i inddamperen 12 og i krystallisatoren 14, et reguleringssystem 36,38 for dampmængden i varmelegemebundtet i inddamperen 12 og i krystallisatoren 14 og et reguleringssystem 32,34 for den til inddamperen tilførte dampmængde samt et reguleringssystem 40,42 for tilførselsmængden af materialet til inddamperen og til de forskellige celler i krystallisatoren.

Damptrykregulatoren 28 påvirker en skyder 30 anbragt i en ledning, som forbinder inddamperen 12 og krystallisatoren 14 med en kondensator, til opretholdelse af det ønskede tryk i de to apparater.

Mængden af opvarmningsdamp til inddamperen 12 reguleres af en af en regulator 32 styret skyder 34 på en sådan måde, at koncentrationen af den ud af inddamperen kommende opløsning har en ønsket værdi. Dampmængden, som fødes til krystallisatorens varmelegemebundt, holdes af en af en regulator 38 styret skyder 36 på en fastsat ønsket værdi.

Den samlede materialetilførsel til inddamperen 12 og til cellerne 1-6 i krystallisatoren styres af et apparat 40 som funktion af et måleorgan 42's måleværdier, som angiver produktilstanden i cellen 3.

En måleværdi for tilstanden af det i denne celle opnåede produkt kan tjene som mål for dets vægtfylde eller dets viskositet eller for enhver anden størrelse, der er afhængig af koncentrationen af opløsningen og/eller af indholdet af krystaller i produktet.

Fig. 2 viser anvendelsen af et viskosimeter som måleorgan til måling af produktets viskositet i det indre af cellen.

Man kan også udføre målingen ved hjælp af en fra cellen udtaget fraktion af produktet. I dette tilfælde kan den udtagne fraktion føres tilbage til cellen ved hjælp af en pumpe 44 som vist i fig.

3, eller den kan benyttes til andre formål, f.eks. til ved knus-ning i et apparat 45 at fremstille magma indeholdende krystalkim, der kan anvendes til podning af den koncentrerede opløsning i den første celle (fig. 4).

7 144408

Apparatet 40 indeholder en regulator 46 (fig. 5), der sammenligner det af måleorganet 42 frembragte signal med en ønsket værdi og afgiver et udgangssignal som funktion af forskellen mellem den målte og den ønskede værdi.

Apparatet 40 indeholder endvidere et portioneringsorgan 56, som opretholder et konstant forhold mellem den dampmængde, som føres til krystallisatorens varmelegemebundt, og den samlede tilførte materialemængde, som føres til inddamperen og cellerne 1-6.

Udgangssignalet fra regulatoren 46 afgives til portioneringsorga-net 56, som i afhængighed af dette signal og af et signal, der kommer fra regulatoren 38, fastsætter den ønskede værdi for en mængderegulator 54, der styrer en i en ledning 50 anbragt skyder 48, der føder en fordeler 52, som fordeler den totale mængde materiale mellem inddamperen og cellerne 1-6 i krystallisatoren i de forud fastsatte og regulerbare forhold.

Regulatoren 46 vil også direkte kunne påvirke mængderegulatoren 54 (fig. 6) eller endog direkte styre skyderen 48 (fig. 7). I dette tilfælde er det ikke nødvendigt at opretholde et konstant forhold mellem opløsningsmængden og dampmængden.

Fødemængden til cellen 7 reguleres ved hjælp af en af en regulator 60 styret skyder 48. Regulatoren 60 indstiller vægtfylden af det fra den sidste celle udvundne produkt på en forud valgt værdi, hvilken vægtfylde måles med et densimeter 62. Produktets vægtfylde er en funktion af dets Brix-værdi, dvs. dets indhold af tørstof, og regulatoren 60 gør det muligt at holde produktets Brix-værdi konstant.

En regulator 64 holder produktniveauet i den sidste celle i den ønskede højde.

Under drift føres produktet, som skal behandles, og som f.eks. kan være sukkersaft, kontinuerligt til fordeleren 52 og til cellen 7 i krystallisatoren. En forud fastsat fraktion af saften, som strømmer ind i fordeleren, sendes til inddamperen 12, hvor det i saften indeholdte vand delvis fordampes for at bringe saften ind i cellerne 1-6 til opretholdelse af koncentrationen i hovedopløs 8 UU08 ningen på den ønskede værdi. Mængden af saft, som strømmer ind i fordamperen og i cellerne 1-6, reguleres i afhængighed af tilstanden af mængden indeholdt i cellen 3 ved hjælp af regule-ringsapparatet 40, der holder størrelsen (vægtfylde, viskositet o.s.v.), målt af organet 52 og repræsentativt for denne tilstand, på en fastsat ønsket værdi.

Hvis f.eks. koncentrationen i hovedopløsningen formindskes, vil regulatoren 46 formindske mængden af saft, som strømmer ind i fordeleren 42 og følgelig fødemængden til inddamperen og cellerne 1-6 for at bringe koncentrationen tilbage til den ønskede værdi.

Den koncentrerede saft, som strømmer ud af inddamperen 12, indføres i den første celle i krystallisatoren 14 samtidig med fra en magma kommende krystalkim, der f.eks. kan være fremstillet ved knusning af den fraktion af inddåmpningsmassen, som udtages fra cellen 3, når man anvender denne metode til at måle denne inddampningsmasses tilstandsstørrelser.

Fødemængden til cellen 7 reguleres til opretholdelse af Brix-vardien i den masse, som udvindes fra denne celle, på en fastsat værdi.

Fig. 8 viser et apparat, hvori inddamperen er integreret i krystallisatoren og dannes af den første celle i apparatet, som i det følgende betegnes som celle 0 (nul). Da varmelegemebundtet i denne celle samtidigt forsyner flere celler, er det ikke muligt at regulere koncentrationen af produktet, som strømmer ud af cellen 0, ved at regulere mængden af tilført opvarmningsdamp.

Fødemængden til cellen 0 reguleres ved hjælp af en regulator 66, som styrer en skyder 68 på en sådan måde, at overmætningen af opløsningen i denne celle holdes på en fastsat ønsket værdi.

Fødemængderne til cellerne 1-7 reguleres som i apparatet vist i fig. 1 som en funktion af inddampningsmassens tilstand i cellen 2.

Fødemængderne til cellerne 1 og 2 kan også ligesom fødemængden 9 144408 til cellen 0 reguleres i afhængighed af overmætningen af opløsningen i disse celler,

Fig. 9 viser et anlæg svarende til det i fig. 8 viste, hvori man ikke regulerer koncentrationen af produktet i cellen 0, som danner inddamperen, men hvor fødemængderne til cellerne 0-6 reguleres i afhængighed af produkttilstanden i cellen 2.

Denne forenklede reguleringsmåde er hensigtsmæssig, når variationerne af de parametre, der påvirker krystallisationen, er svage.

Fig. 10 viser et anlæg svarende til det i fig. 8 viste, hvori man regulerer fødemængden til cellerne 0-3 i afhængighed af tilstanden af produktet i cellen 3 og fødemængden til cellerne 4-7 i afhængighed af Brix-værdien i produktet, som udvindes fra den sidste celle.

Med henblik herpå påvirker et reguleringsorgan 40' en skyder 48' anbragt i en ledning, som føder cellerne 0-3 gennem en fordeler 52', og en regulator 60' påvirker en skyder 58' anbragt i en ledning, der føder cellerne 4-7 gennem en fordeler 70.

Målingen af den værdi, som er en funktion af produktets tilstand, kan også udføres i en hvilken som helst af cellerne forud for den sidste.

Ved anvendelse af ét varmelegemebundt pr. celle vil man også kunne udføre reguleringen ved at påvirke tilførselsmængderne af opvarmningsdamp.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan benyttes til regulering af kontinuerligt arbejdende krystallisationsanlæg, især i sukkerfabrikker eller raffinaderier, til fremstilling af krystalsukker.

Claims (4)

10 144408 Patentkrav .

1. Fremgangsmåde til regulering af cellers tilførsel af umættet opløsning eller af cellernes opvarmning i et kontinuerligt arbejdende fordampningskrystallisationsanlæg, hvilke celler under krystallisationsprocessens forløb i rækkefølge gennemløbes af et produkt på en sådan måde, at man ved styring af tilførselen til eller opvarmningen af den sidste celle i afhængighed af forskellen mellem den faktiske værdi og den foreskrevne værdi for det procentuelle indhold af krystaller, sikrer et foreskrevet procentuelt indhold af krystaller i slutproduktet, kendetegnet ved, at tilførselen til eller opvarmningen af de mellemliggende celler reguleres i afhængighed af forskellen mellem det.faktisk forekommende tal og det foreskrevne tal for opløsningens koncentration eller det procentuelle indhold af krystaller i en mellemliggende celle.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at opløsningens koncentration eller procentuelle indhold af krystaller måles ved hjælp af en aftappet del af opløsningen i den nævnte mellemliggende celle.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at tilførselen af umættet opløsning til eller opvarmningen af alle celler, med undtagelse af den sidste celle,og tilførselen til eller opvarmningen af en før disse celler indskudt inddamper reguleres i afhængighed af opløsningens koncentration eller det procentuelle indhold af krystaller i den mellemliggende celle.

4. Reguleringsanlæg til udførelse af fremgangsmåden ifølge ethvert af kravene 1-3 omfattende flere celler indeholdende varmeelementburidter, hvilke celler i rækkefølge gennemløbes af produktet under krystallisationsprocessen og tilføres en opløsning af det til krystallisering bestemte