EP0163184A2 - Method for regulating a vacuum boiling process for preparing sugar crystals - Google Patents

Method for regulating a vacuum boiling process for preparing sugar crystals Download PDF

Info

Publication number
EP0163184A2
EP0163184A2 EP85105793A EP85105793A EP0163184A2 EP 0163184 A2 EP0163184 A2 EP 0163184A2 EP 85105793 A EP85105793 A EP 85105793A EP 85105793 A EP85105793 A EP 85105793A EP 0163184 A2 EP0163184 A2 EP 0163184A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
consistency
cooking
value
level
function
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP85105793A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0163184A3 (en
Inventor
Helge Hillgemann
Karl Dipl.-Ing. Wolf
Reinhold Mischke
Hubert Schnitzler
Wilhelm Dr. Uhlenbrock
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pfeifer and Langen GmbH and Co KG
Original Assignee
Pfeifer and Langen GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pfeifer and Langen GmbH and Co KG filed Critical Pfeifer and Langen GmbH and Co KG
Publication of EP0163184A2 publication Critical patent/EP0163184A2/en
Publication of EP0163184A3 publication Critical patent/EP0163184A3/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C13SUGAR INDUSTRY
    • C13BPRODUCTION OF SUCROSE; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • C13B25/00Evaporators or boiling pans specially adapted for sugar juices; Evaporating or boiling sugar juices
    • C13B25/06Evaporators or boiling pans specially adapted for sugar juices; Evaporating or boiling sugar juices combined with measuring instruments for effecting control of the process

Definitions

  • the invention relates to a method for regulating the vacuum cooking process for the production of crystalline sugar, the adjustment of the consistency of the filling compound during the cooking and crystallization process by regulating the syrup supply as a function of predetermined values for the consistency of the filling compound, after inoculation the level of the filling mass in the cooking apparatus is continuously measured and, depending on the level measured value, the setpoint value for the consistency is changed in accordance with a predetermined course until a maximum level is reached.
  • Crystalline sugar is usually produced in cooking apparatus in which syrups pressed or extracted, then cleaned and pre-concentrated from sugar-containing plants are thickened under the action of heat and water so that a supersaturated sugar solution is formed.
  • This supersaturated sugar solution will Usually with the finely ground sugar (slurry) or with a crystal suspension (crystal base) from the production process (inoculated) so that the sugar can crystallize from the supersaturated solution on the presented crystals.
  • slurry finely ground sugar
  • crystal suspension crystal base
  • consistency in the present case includes the so-called rheological value of the filling of the cooking apparatus, which is described at the beginning of the syrup intake by the viscosity of the crystal-free syrup and in the further course of the cooking process by the consistency of the filling compound consisting of mother syrup and crystals.
  • An automatic control method is known from DE-AS 22 14 850, in which this rheometer value is used as a reference variable for automatic control of the cooking process. After thickening a basic filling quantity to the degree of supersaturation required for crystal formation, which is based on empirical tests by a certain; If the rheometer value can be determined, the filling is inoculated and after the inoculation while the syrup and condensate are continuously being drawn in.
  • the setpoint of the reference variable "rheometer value” changes depending on the increase in level according to a predetermined program until the maximum level is reached and the other Syrup and condensate intake is stopped and the filling is boiled down with further heat supply until a predetermined maximum value for the "rheometer value” command variable is reached. After the cooking process has ended, the crystal suspension is separated into crystals and drain using centrifuges.
  • the goal of all automatic control methods is to keep the degree of supersaturation of the filling mass in the cooking apparatus constant after further vaccination with the addition of syrup in a narrow range in order to achieve the fastest possible, but even, crystal growth of the inoculants, but on the other hand to further increase it to prevent the degree of supersaturation, which would namely not only lead to irregularities in the crystal structure of the existing crystals, for example twin formation, but would also lead to spontaneous crystal formation from the supersaturated solution in the further course of the cooking process, so that at the time of boiling in the filling mass there are crystals with considerable grain differences.
  • the fine grain fraction is undesirable.
  • the crystal content of the filling compound must be limited, since otherwise the impermeability of the crystal slurry in the centrifuge means that the drain from the crystal cake cannot be adequately separated and that the crystal cake cannot be washed again.
  • the fine grain fraction contained in the centrifuged crystals must then be separated off in elaborate screening plants, dissolved again and returned to the crystallization process.
  • the invention is based on the object of creating a control method based on the previously known method, namely the regulation of the cooking process as a function of the consistency of the filling compound, but avoiding the previously known disadvantages additional condensate intake to support the control to a higher crystal yield with a significant reduction in fine grain part leads.
  • the object of the invention is achieved in that an exponential function is used to change the target value for the consistency as a function of the level measurement value It is specified that when an initial level h NA is reached in the cooking apparatus, the actual value Rh A of the consistency of the filling compound is measured before inoculation, and that, according to the measured actual value Rh A, the starting point of the setpoint curve relevant for the control by changing the constants k 1 and k 3 is automatically adjusted as a function of the measured actual consistency value Rh A and that according to the relationship and
  • the advantage of this control method is that by specifying the exponential function given above for guiding the rheometer setpoint, the crystallization process can be carried out in such a way that the crystals produced have a much narrower grain distribution spectrum than in the previously customary methods, with another advantage the additional supply of water to compensate for excess concentrations during the regulated crystallization process can be completely dispensed with.
  • the constant k 2 given in the formula is an apparatus constant in which the characteristics of the relevant cooking apparatus and the corresponding sensor (rheometer, V / K transmitter, radiometric density measuring section) are taken into account. This constant is determined by a series of test runs, in each of which the parameter k 2 , which specifies the steepness of the expnential function, is varied until an optimization of the crystal yield
  • the cooking process is now divided into two phases, namely a first controlled phase in which a minimum filling quantity kept constant by appropriate syrup intake is thickened by water evaporation to the degree of supersaturation, which then enables crystal formation by seeding with crystallization nuclei. As already explained above, this degree of supersaturation is determined by an empirically determined rheometer value.
  • the regulated cooking phase then takes place, ie the further syrup is fed into the cooking apparatus up to the predetermined maximum filling level, depending on the predetermined course for the rheometer setpoint.
  • a correction possibility is provided by the constants k 1 and k 3 , which also take into account the state of the filling of the cooking apparatus at the time of the transition from the controlled phase to the regulated phase.
  • These constants are determined immediately before the transition to the regulated phase using auxiliary functions as a function of the actual rheometer value measured at that point in time and then used in the exponential curve.
  • the costants a, b, c and d of the auxiliary functions for adaptation to the initial value of the exponential curve can in turn be determined empirically by means of a corresponding trial test.
  • the crystallization process can, as already explained above, be carried out without the addition of condensate and furthermore offers the advantage that the previously usual boiling of the filling compound without further syrup addition can be omitted up to a predetermined rheometer end value.
  • the crystallization process is also completed when the predetermined filling level is reached, with regard to an optimal, i.e. uniform grain size distribution, the irregularities in the crystal formation which are possible with the previously known method are avoided.
  • the temperature of the filling compound is additionally regulated during the controlled operation of the crystallization process according to a temperature setpoint which is changed depending on the level measurement value, specifically according to the relationship where k 4 is proportional to the cooking time available and k 5 the temperature measured at the time of inoculation corresponds to the filling mass in the cooking apparatus.
  • k 4 is the temperature gradient that implicitly specifies the evaporation power, i.e. the cooking time or the applied supersaturation potential, while the constant k S in turn causes the bumpless transition when switching from the controlled to the regulated phase, since this is the initial temperature value is specified for the regulated phase.
  • the constant k 4 is predetermined so that the required water evaporation is also achieved within the cooking time available for the cooking apparatus in question. It should be taken into account here that usually not one cooking apparatus is present in a cooking station, but that several cooking apparatuses form a cooking station, so that despite the batch operation for the individual cooking apparatus, the entire cooking station as a whole has a quasi-continuous operating mode.
  • the temperature setpoint control according to the invention takes into account that the initial phase, which is so important for the crystallization and in which the available crystal surface is still relatively small, the highest possible cooking temperature can be specified in order to avoid an excessive saturation potential. With increasing growth of the crystals in the filling mass, the evaporation capacity can then be increased by a controlled lowering of the temperature of the filling mass. This is usually done by corresponding regulation of the vacuum applied to the respective cooking apparatus. (Cascade control)
  • the optimal operating points for the crystal size distribution and yield were determined on an existing cooking apparatus.
  • a maximum cooking time of 4.5 hours, a heating volume of 35% of the level output signal and a boiling point at 80% of both the level in the cooking device and the rheometer value were specified.
  • the cooking apparatus was used to produce an RZ 2 product, which was produced by boiling an RZ 1 process with a dry matter content of between 70 and 78%.
  • the constant k 2 was then determined by experiment with regard to an optimum yield and crystal size distribution, giving a value of 0.0185.
  • FIG. 1 the control according to the inventive method is shown in the form of a block diagram.
  • a cooking apparatus 1 is connected in its lower area to a syrup supply line 2.
  • a control valve 3 is installed in the syrup supply line 2 and its position can be adjusted via a positioner 4.
  • In the lower area of the cooking apparatus there is a heating chamber 5 charged with heating steam, via which the heat of vaporization is introduced into the filling of the cooking apparatus.
  • In the upper area is the interior of the cooking apparatus 1 connected to a vacuum line 6, the vacuum acting on the interior of the cooking apparatus and thus the evaporation capacity being able to be regulated via an adjusting flap 7 which is provided with an actuator 8.
  • the position of the individual measuring elements is only indicated schematically and depends on the measuring principle on which the respective measuring device is based.
  • the consistency is measured using a so-called rheometer.
  • the measurement signal emanating from the rheometer is now fed to a control circuit 12 and processed there. Since a setpoint curve dependent on the measured rheometer initial value is to be specified, the actual rheometer value Rh A measured at a certain point in time is fed to a computing module 13 containing the auxiliary function for determining the constants k 1 and to a computing module 14 containing the auxiliary function for determining the constants k 3 .
  • the constants k 1 and k 3 determined by the arithmetic components are then fed to a setpoint computer 15, which determines the setpoint curve applicable to the respective batch with its starting point.
  • the rheometer 10 is switched over to this part of the control circuit so that, with simultaneous application of the measurement signal from the level sensor 9, the formation of the difference between the setpoint and actual value of the rheometer value required for the control Output signal is generated, which is connected to the actuator 4 of the syrup intake valve 3 and this is adjusted according to the sign of the output signal in the opening or closing direction.
  • the temperature sensor 11 is connected to a temperature controller 17, to which the level measurement value is supplied as a guide signal, with the aid of which the setpoint curve for the temperature control is changed depending on the level.
  • Fig. 2 shows schematically different cooking curves of the same cooking apparatus, i.e. with a constant k 2 for the exponential function of the rheometer setpoint but different initial values, as it results from the adaptation process immediately before the start of the control phase, taking into account the measured rheometer actual value during the transition from the control to the control .
  • the boiling phase up to the time of vaccination is marked with I and the crystallization phase after vaccination until the end of brewing with II.
  • the same markings are also given in Fig. 1 with respect to the level of the cooking apparatus.
  • the strongly drawn rheometer setpoint curve in FIG. 2 is additionally supplemented for phase I with the course of the rheometer value.
  • the cooking apparatus is filled with 35% of the maximum level for each batch, ie filled so high that the heating 5 is covered with syrup at a certain height.
  • the water evaporating continuously from the syrup is now supplemented by continuous syrup addition while maintaining the level, so that this filling quantity is concentrated and has finally reached a certain degree of supersaturation.
  • a certain rheometer value indicates the most favorable degree of supersaturation for vaccination. As soon as this rheometer value is reached, in the diagram according to FIG.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Seasonings (AREA)
  • General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

The method entails adjusting the consistency of the composition during the boiling and crystallisation process by controlling the input of syrup as a function of present values for the consistency of the composition, and continually measuring the level of the composition in the boiling apparatus after the seeding during the controlled crystallisation process, and altering the specified value for the consistency as a function of the measured level in accordance with an exponential function Rhspec. = K1 . exp (K2 . hN) + K3, where, in each case when an initial level hNA is reached in the boiling apparatus before the seeding, the actual value RhA of the consistency of the composition is measured, where the initial point of the specified value plot which determines the control is automatically adjusted, according to the measured actual value RhA, by changing the constants K1 and K3 as a function of the measured actual value RhA, using the relation K1 = a . RhA + b and K3 = c . RhA - d.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des'Vakuum-Kochprozesses zur Herstellung von kristallinem Zucker, wobei die Einstellung der Konsistenz der Füllmasse während des Koch- und Kristallisationsprozesses durch Regelung der Sirupzufuhr in Abhängigkeit vorgegebener Werte für die Konsistenz der Füllmasse erfolgt, wobei nach dem Impfen laufend das Niveau der Füllmasse im Kochapparat gemessen und in Abhängigkeit vom Niveaumeßwert der Sollwert für die Konsistenz entsprechend einem vorgegebenen Verlauf bis zum Erreichen eines Maximalniveaus verändert wird.The invention relates to a method for regulating the vacuum cooking process for the production of crystalline sugar, the adjustment of the consistency of the filling compound during the cooking and crystallization process by regulating the syrup supply as a function of predetermined values for the consistency of the filling compound, after inoculation the level of the filling mass in the cooking apparatus is continuously measured and, depending on the level measured value, the setpoint value for the consistency is changed in accordance with a predetermined course until a maximum level is reached.

Kristalliner Zucker wird üblicherweise in Kochapparaten hergestellt, in denen aus Zucker enthaltenden Pflanzen abgepreßter oder extrahierter, anschließend gereinigter und vorkonzentrierter Sirup so weit unter Wärmeeinwirkung und Wasserentzug eingedickt wird, daß eine übersättigte Zuckerlösung entsteht. Diese übersättigte Zuckerlösung wird üblicherweise mit feingemahlenem Zucker (Slurry) oder mit einer Kristallsuspension (Kristallfuß) aus dem Produktionsprozeß versetzt (angeimpft), so daß der Zucker aus der übersättigten Lösung an den vorgelegten Kristallen auskristallisieren kann. Im Maße des Auskristallisierens wird laufend weiterer vorkonzentrierter Sirup in den Apparat eingezogen, wobei zur Einhaltung des für die Kristallbildung optimalen Ubersättigungszustandes zusätzlich noch Kondensat, d.h. also Wasser eingezogen werden kann. Die Zufuhr von weiterer Füllmasse und ggf. von Kondensat erfolgt in Abhängigkeit von der laufend gemessenen Konsistenz der Füllmasse. Sobald im Kochapparat maximaler Füllstand erreicht ist, wird jeder Sirup- und Kondensateinzug gestoppt und unter weiterer Wärmezufuhr die gesamte Füllung solange abgekocht, bis ein vorgegebener Maximalwert für die Konsistenz erreicht ist. Nach Beendigung des Kochprozesseswird die Kristallsuspension mittels Zentrifugen in Kristallisat und Ablauf getrennt.Crystalline sugar is usually produced in cooking apparatus in which syrups pressed or extracted, then cleaned and pre-concentrated from sugar-containing plants are thickened under the action of heat and water so that a supersaturated sugar solution is formed. This supersaturated sugar solution will Usually with the finely ground sugar (slurry) or with a crystal suspension (crystal base) from the production process (inoculated) so that the sugar can crystallize from the supersaturated solution on the presented crystals. As the crystals crystallize, further pre-concentrated syrup is continuously drawn into the apparatus, with condensate, ie water, being able to be drawn in to maintain the optimum state of supersaturation for crystal formation. The addition of further filler mass and possibly of condensate is dependent on the consistency of the filler mass measured continuously. As soon as the maximum level in the cooking apparatus is reached, each syrup and condensate intake is stopped and the entire filling is boiled with additional heat until a predetermined maximum value for the consistency is reached. After the boiling process has ended, the crystal suspension is separated into crystals and effluent by means of centrifuges.

Der Begriff Konsistenz umfaßt im vorliegenden Fall den sogenannten rheologischen Wert der Füllung des Kochapparates, der zu Beginn des Sirupeinzuges durch die Viskosität des kristallfreien Sirups und im weiteren Verlauf des Kochprozesses durch die Konsistenz der aus Muttersirup und Kristallen bestehenden Füllmasse beschrieben wird. Aus der DE-AS 22 14 850 ist ein automatisches Regelverfahren bekannt, bei dem dieser Rheometerwert als Führungsgröße für eine automatische Regelung des Kochprozesses eingesetzt wird. Nach dem Eindicken einer Grundfüllmenge auf den für eine Kristallbildung erforderlichen Übersättigungsgrad, der aufgrund empirischer Versuche durch einen bestimmten ; Rheometerwert festgestellt werden kann, wird die Füllung angeimpft und nach dem Impfen bei laufend weiterem Sirupeinzug und Kondensateinzug.der Sollwert der Führungsgröße "Rheometerwert" in Abhängigkeit vom Anstieg des Niveaus nach einem vorgegebenen Programm ansteigend geändert bis der maximale Füllstand erreicht ist und der weitere Sirup- und Kondensateinzug gestoppt und unter weiterer Wärmezufuhr die Füllung solange eingekocht wird, bis ein vorgegebener Maximalwert für die Führungsgröße "Rheometerwert" erreicht wird. Nach Beendigung des Kochprozesses wird die Kristallsuspension mittels Zentrifugen in Kristallisat und Ablauf getrennt.The term consistency in the present case includes the so-called rheological value of the filling of the cooking apparatus, which is described at the beginning of the syrup intake by the viscosity of the crystal-free syrup and in the further course of the cooking process by the consistency of the filling compound consisting of mother syrup and crystals. An automatic control method is known from DE-AS 22 14 850, in which this rheometer value is used as a reference variable for automatic control of the cooking process. After thickening a basic filling quantity to the degree of supersaturation required for crystal formation, which is based on empirical tests by a certain; If the rheometer value can be determined, the filling is inoculated and after the inoculation while the syrup and condensate are continuously being drawn in. The setpoint of the reference variable "rheometer value" changes depending on the increase in level according to a predetermined program until the maximum level is reached and the other Syrup and condensate intake is stopped and the filling is boiled down with further heat supply until a predetermined maximum value for the "rheometer value" command variable is reached. After the cooking process has ended, the crystal suspension is separated into crystals and drain using centrifuges.

Ziel aller automatischen Regelverfahren ist es, nach dem Impfen den Übersättigungsgrad der im Kochapparat befindlichen Füllmasse unter weiterem Zuzug von Sirup in einem engen Bereich konstant zu halten, um so einerseits ein möglichst schnelles, aber gleichmäßiges Kristallwachstum der Impfkeime zu bewirken, andererseits aber eine weitere Steigerung des übersättigungsgrades zu verhindern, was nämlich nicht nur zu Unregelmäßigkeiten im Kristallaufbau der bereits vorhandenen Kristalle, beispielsweise Zwillingsbildung, führen würde, sondern darüber hinaus im weiteren Verlauf des Kochverfahrens zu einer spontanen Kristallbildung aus der übersättigten Lösung herausführen würde, so daß zum Zeitpunkt des Abkochens in der Füllmasse Kristalle mit erheblichen Kornunterschieden vorhanden sind. Der Feinkornanteil ist jedoch unerwünscht. Deswegen muß der Kristallgehalt der Füllmasse begrenzt werden, da sonst durch die entstehende Undurchlässigkeit des Kristallbreies in der Zentrifuge keine ausreichende Abtrennung des Ablaufs vom Kristallkuchen und auch kein gezieltes Nachwaschen des Kristallkuchens möglich ist. Dies bedeutet aber einer geringere Kristallausbeute aus dem eingesetzten vorkonzentrierten Sirup und eine entsprechend höhere Rückführung von Ablauf in den Herstellungsprozeß. Der im abzentrifugierten Kristallisat enthaltene Feinkornanteil muß dann noch in auf-, wendigen Siebanlagen abgetrennt, wieder aufgelöst und in den Kristallisationsprozeß zurückgeführt werden.The goal of all automatic control methods is to keep the degree of supersaturation of the filling mass in the cooking apparatus constant after further vaccination with the addition of syrup in a narrow range in order to achieve the fastest possible, but even, crystal growth of the inoculants, but on the other hand to further increase it to prevent the degree of supersaturation, which would namely not only lead to irregularities in the crystal structure of the existing crystals, for example twin formation, but would also lead to spontaneous crystal formation from the supersaturated solution in the further course of the cooking process, so that at the time of boiling in the filling mass there are crystals with considerable grain differences. However, the fine grain fraction is undesirable. For this reason, the crystal content of the filling compound must be limited, since otherwise the impermeability of the crystal slurry in the centrifuge means that the drain from the crystal cake cannot be adequately separated and that the crystal cake cannot be washed again. However, this means a lower crystal yield from the pre-concentrated syrup used and a correspondingly higher return of the process to the manufacturing process. The fine grain fraction contained in the centrifuged crystals must then be separated off in elaborate screening plants, dissolved again and returned to the crystallization process.

'Mit dem vorbekannten Verfahren wurde nun versucht, diesen engen Bereich des für eine gleichmäßige Kristallbildung notwendigen Übersättigungsgrades dadurch zu erreichen, daß neben einem linear ansteigenden Rheometerwert, der aufgrund von empirischen Untersuchungen nur die mit zunehmendem Kristallwachstum in der Füllmasse auch zunehmende Konsistenz aus Muttersirup und Kristallen bestehenden Füllmasse berücksichtigt auch noch zusätzlich zum Sirupeinzug Kondensat, d.h. Wasser eingezogen wird, um hier Überschreitungen des Übersättigungsgrades zu verhindern, die-zu Feinkornbildungen führen würden. Bei einem derart energieintensiven Verfahren, wie es das Zuckerkochen darstellt, hat jede Zufuhr von zusätzlichem Wasser während des Koch- und Kristallisationsprozesses einen zusätzlichen Energieaufwand zur Folge. Man hat daher versucht, automatische Regelungen auf der Basis des vorbekannten Verfahrens zu konzipieren, hierbei jedoch zur Verminderung des Energiebedarfs den Kondensateinzug zur Unterstützung der Regelung weggelassen. Dies hatte jedoch sofort die vorstehend geschilderte unerwünschte Feinkornbildung zur Folge. Zur Vermeidung der Feinkornbildung wurde beispielsweise versucht, durch den zusätzlichen Einbau von Rührwerken eine größere Homogenität des Apparatinhaltes und damit ein gleichmäßigeres Kristallwachstum zu erreichen. Weiterhin war man bestrebt,dies durch den Einsatz schnell ansprechender Meß-, Regel- und Steuersysteme durch lineare Verknüpfung zwischen dem Sirupeinzug und der Führungsgröße sicherzustellen. Diese Maßnahmen führten jedoch nicht zu dem gewünschten Erfolg.'With the previously known method, attempts have now been made to achieve this narrow range of the degree of supersaturation required for uniform crystal formation, that, in addition to a linearly increasing rheometer value, which, based on empirical studies, only takes into account the filling mass consisting of mother syrup and crystals with increasing crystal growth in the filling mass, condensate, ie water, is also drawn in in addition to the syrup intake in order to prevent the degree of supersaturation being exceeded here which would lead to fine grain formation. In such an energy-intensive process as the boiling of sugar, each addition of additional water during the cooking and crystallization process results in an additional expenditure of energy. Attempts have therefore been made to design automatic controls based on the previously known method, but in order to reduce the energy requirement, the condensate intake to support the control has been omitted. However, this immediately resulted in the undesirable fine grain formation described above. In order to avoid fine grain formation, attempts were made, for example, to achieve greater homogeneity of the contents of the apparatus and thus more uniform crystal growth by additionally installing agitators. Furthermore, efforts were made to ensure this through the use of quickly responding measuring, regulating and control systems by means of a linear link between the syrup intake and the reference variable. However, these measures did not lead to the desired success.

Eine Optimierung wäre an sich nur durch ein genaues Einhalten eines charakteristischen Kristallabstandes möglich, wobei die sich bildenden Kristalle während des Kochprozesses als "Regler" für den Prozeßverlauf dienen müssen. Da hierfür jedoch keine sensoren vorhanden sind, liegt der Erfindnung die Aufgabe zugrunde, auf der Basis des vorbekannten Verfahrens, nämlich der Regelung des Kochprozesses in Abhängigkeit von der Konsistenz der Füllmasse,aber unter Vermeidung der bisher bekannten Nachteile, ein Regelverfahren zu schaffen, das ohne zusätzlichen Kondensateinzug zur Unterstützung der Regelung zu einer höheren Kristallausbeute mit erheblicher Reduzierung des Feinkornanteiles führt.Optimization would in itself only be possible by precisely maintaining a characteristic crystal distance, the crystals forming during the cooking process having to serve as "regulators" for the process. However, since there are no sensors for this purpose, the invention is based on the object of creating a control method based on the previously known method, namely the regulation of the cooking process as a function of the consistency of the filling compound, but avoiding the previously known disadvantages additional condensate intake to support the control to a higher crystal yield with a significant reduction in fine grain part leads.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zur Veränderung des Sollwertes für die Konsistenz in Abhängigkeit vom Niveaumeßwert eine Exponentialfunktion

Figure imgb0001
vorgegeben ist, daß jeweils bei Erreichen eines Anfangsniveaus hNA im Kochapparat vor dem Impfen der Ist-Wert RhA der Konsistenz der Füllmasse gemessen wird, daß entsprechend dem gemessenen Ist-Wert RhA der Anfangspunkt der für die Regelung maßgeblichen Sollwertkurve durch Veränderung der Konstanten k1 und k3 in Abhängigkeit vom gemessenen Konsistenz-Ist-Wert RhA automatisch angepaßt wird und zwar nach der Beziehung
Figure imgb0002
und
Figure imgb0003
The object of the invention is achieved in that an exponential function is used to change the target value for the consistency as a function of the level measurement value
Figure imgb0001
It is specified that when an initial level h NA is reached in the cooking apparatus, the actual value Rh A of the consistency of the filling compound is measured before inoculation, and that, according to the measured actual value Rh A, the starting point of the setpoint curve relevant for the control by changing the constants k 1 and k 3 is automatically adjusted as a function of the measured actual consistency value Rh A and that according to the relationship
Figure imgb0002
and
Figure imgb0003

Der Vorteil dieses Regelverfahrens besteht darin, daß durch die Vorgabe der vorstehend angegebenen Exponentialfunktion für die Führung des Rheometer-Sollwertes der Kristallisationsprozeß so'geführt werden kann, daß die erzeugten Kristalle ein wesentlich engeres Kornverteilungsspektrum aufweisen als bei den bisher üblichen Verfahren, wobei als weiterer Vorteil auf die zusätzliche Zufuhr von Wasser zum Ausgleich von Konzentrationsüberschreitungen während des geregelten Kristallisationsprozesses voll- ständig verzichtet werden kann. Die in der Formel angegebene Konstante k2 ist eine Apparatekonstante, in der die Charakteristik des betreffenden Kochapparates und des entsprechenden Sensors (Rheometer, V/K-Geber, radiometrische Dichtemeßstrecke) berücksichtigt ist. Diese Konstante wird durch eine Reihe von Versuchssuden festgestellt, bei denen jeweils der Parameter k2,der die Steilheit der Expnentialfunktion vorgibt, so lange variiert wird, bis ein Optimun an KristallausbeuteThe advantage of this control method is that by specifying the exponential function given above for guiding the rheometer setpoint, the crystallization process can be carried out in such a way that the crystals produced have a much narrower grain distribution spectrum than in the previously customary methods, with another advantage the additional supply of water to compensate for excess concentrations during the regulated crystallization process can be completely dispensed with. The constant k 2 given in the formula is an apparatus constant in which the characteristics of the relevant cooking apparatus and the corresponding sensor (rheometer, V / K transmitter, radiometric density measuring section) are taken into account. This constant is determined by a series of test runs, in each of which the parameter k 2 , which specifies the steepness of the expnential function, is varied until an optimization of the crystal yield

und Gleichmäßigkeit der erzeugten Kristalle erreicht ist. Der Kochprozeß ist nun in zwei Phasen unterteilt, nämlich eine erste gesteuerte Phase, in der eine durch entsprechenden Sirupeinzug konstant gehaltene Mindestfüllmenge durch Wasserverdampfung bis auf den Übersättigungsgrad eingedickt wird, der dann eine Kristallbildung durch Impfen mit Kristallisationskeimen ermöglicht. Dieser Übersättigungsgrad wird, wie vorstehend bereits ausgeführt, durch einen empirisch ermittelten Rheometerwert bestimmt. Nach dem Impfen erfolgt dann die geregelte Kochphase, d.h. die weitere Sirupzufuhr in den Kochapparat bis zur vorgegebenen Maximalfüllhöhe erfolgt in Abhängigkeit von dem vorgegebenen Verlauf für den Rheometersollwert. Eine Exponentialkurve, die lediglich die Apparatekonstante k2 berücksichtigt, würde voraussetzen, daß bei jedem Sud der Anfangswert des Rheometersollwertes exakt übereinstimmt mit dem Rheometerwert zum Zeitpunkt des Impfens. Dies läßt sich jedoch in der Praxis nicht erreichen, da die Konsistenz des Sirups zum Impfzeitpunkt aufgrund abweichender Ausgangszusammensetzungen unterschiedlich sein kann. Der Ubergang von der gesteuerten Phase zur geregelten Phase wird daher in einer Reihe von Fällen einen "Sprung" im Rheometersollwert zur Folge haben, der sofort zu Störungen im Kristallisationsprozeß führen würde. Dementsprechend ist in der Exponentialkurve für den Verlauf des Rheometersollwertes während der geregelten Phase eine Korrekturmöglichkeit vorgesehen durch die Konstanten k1 und k3, die den Zustand der Kochapparatfüllung zum Zeitpunkt des übergangs von der gesteuerten Phase zur geregelten Phase mit berücksichtigen. Diese Konstanten werden unmittelbar vor dem übergang zur geregelten Phase über Hilfsfunktionen in Abhängigkeit von dem zu diesem Zeitpunkt gemessenen tatsächlichen Rheometerwert ermittelt und dann in die Exponentialkurve eingesetzt. Mit den modernen technischen Hilfsmitteln der Datenverarbeitung ist es möglich, praktisch zeitsynchron den Rheometeranfangswert RhA als Datensignal entsprechend aufgebauten Rechenbausteinen der Regelschaltung zuzuführen, die dann entsprechend dem vorgegebenen Rechenprogramm das eingegebene Meßsignal "RhA" entsprechend umformen und dann als Konstante k1 und k3 in den Regelbaustein für die Führung des Rheometersollwertes eingeben, so daß der Rheometerwert RhA gleich dem Rheometerwert Rhsoll am Anfangspunkt der Exponentialkurve ist.and uniformity of the crystals produced is achieved. The cooking process is now divided into two phases, namely a first controlled phase in which a minimum filling quantity kept constant by appropriate syrup intake is thickened by water evaporation to the degree of supersaturation, which then enables crystal formation by seeding with crystallization nuclei. As already explained above, this degree of supersaturation is determined by an empirically determined rheometer value. After the vaccination, the regulated cooking phase then takes place, ie the further syrup is fed into the cooking apparatus up to the predetermined maximum filling level, depending on the predetermined course for the rheometer setpoint. An exponential curve that only takes into account the apparatus constant k 2 would presuppose that the initial value of the rheometer setpoint for each brew corresponds exactly to the rheometer value at the time of vaccination. However, this cannot be achieved in practice, since the consistency of the syrup at the time of vaccination can be different due to different starting compositions. The transition from the controlled phase to the regulated phase will therefore result in a "jump" in the rheometer setpoint in a number of cases, which would immediately lead to disturbances in the crystallization process. Accordingly, in the exponential curve for the course of the rheometer setpoint during the regulated phase, a correction possibility is provided by the constants k 1 and k 3 , which also take into account the state of the filling of the cooking apparatus at the time of the transition from the controlled phase to the regulated phase. These constants are determined immediately before the transition to the regulated phase using auxiliary functions as a function of the actual rheometer value measured at that point in time and then used in the exponential curve. With the modern technical aids of data processing, it is possible to feed the rheometer initial value RhA practically synchronously as a data signal to the control circuit according to correspondingly constructed computing modules, which then accordingly the prescribed calculation program, the input measurement signal "Rh A" transform accordingly and then k as a constant 1, and k 3 in the control block for guiding the Rheometersollwertes enter, so that the rheometer Rh A equal to R heometerwert Rh to at the start point of the exponential curve.

Die Kostanten a, b, c und d der Hilfsfunktionen zur Anpassung an den Anfangswert der Exponentialkurve sind wiederum empirisch durch entsprechende Probesude festlegbar.The costants a, b, c and d of the auxiliary functions for adaptation to the initial value of the exponential curve can in turn be determined empirically by means of a corresponding trial test.

Wird nach Festlegung der vorstehend angegebenen Kostanten der geregelte Kristallisationsprozeß über die angegebene Exponentialkurve für den Rheometersollwert geführt, so kann, wie vorstehend bereits erläutert, der Kristallisationsprozeß ohne den Zuzug von Kondensat geführt werden und bietet weiterhin den Vorteil, daß das früher übliche Abkochen der Füllmasse ohne weiteren Sirupzuzug bis auf einen vorgegebenen Rheometerendwert entfallen kann. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist mit Erreichen der vorgegebenen Füllhöhe zugleich auch der Kristallisationsprozeß abgeschlossen, wobei im Hinblick auf eine optimale, d.h. gleichmäßige Korngrößenverteilung die beim vorbekannten Verfahren möglichen Unregelmäßigkeiten in der Kristallausbildung vermieden werden.If the regulated crystallization process is carried out over the specified exponential curve for the rheometer setpoint after the above-mentioned costs have been specified, the crystallization process can, as already explained above, be carried out without the addition of condensate and furthermore offers the advantage that the previously usual boiling of the filling compound without further syrup addition can be omitted up to a predetermined rheometer end value. In the method according to the invention, the crystallization process is also completed when the predetermined filling level is reached, with regard to an optimal, i.e. uniform grain size distribution, the irregularities in the crystal formation which are possible with the previously known method are avoided.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ferner vorgesehen, daß zusätzlich die Temperatur der Füllmasse während der geregelten Führung des Kristallisationsprozesses nach einem Temperatursollwert geregelt wird, der in Abhängigkeit vom Niveaumeßwert verändert wird, und zwar nach der Beziehung

Figure imgb0004
wobei k4 proportional der zur Verfügung stehenden Kochzeit ist und k5 der zum Impfzeitpunkt gemessenen Temperatur der Füllmasse im Kochapparat entspricht. k4 ist hierbei der Temperaturgradient, durch den implizit die Verdampfungsleistung, d.h. die Kochzeit bzw. das angelegte übersättigungspotential vorgegeben wird, während über die Konstante kS wiederum der stoßfreie.übergang beim Umschalten von der gesteuerten zur geregelten Phase bewirkt wird, da hier der Temperaturanfangswert für die geregelte Phase vorgegeben ist. Die Konstante k4 ist so vorgegeben, daß innerhalb der für den betreffenden Kochapparat zur Verfügung stehenden Kochzeit die erforderliche Wasserverdampfung auch geleistet wird. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß üblicherweise nicht ein Kochapparat in einer Kochstation vorhanden ist, sondern daß mehrere Kochapparate eine Kochstation bilden, so daß trotz des chargenweisen Betriebes für den einzelnen Kochapparat sich für die gesamte Kochstation insgesamt eine quasi kontinuierliche Betriebsweise ergibt. Die Temperatursollwertführung entsprechend der Erfindung berücksichtigt hierbei, daß die für die Kristallisation so wichtige Anfangsphase, in der die zur Verfügung stehende Kristalloberfläche noch relativ gering ist, eine möglichst hohe Kochtemperatur vorgegeben werden kann, um ein zu hohes Übersättigungspotential zu vermeiden. Mit zunehmendem Wachstum der Kristalle in der Füllmasse kann dann durch eine geregelte Absenkung der Temperatur der Füllmasse die Verdampfungsleistung erhöht werden- Dies geschieht in der Regel über eine entsprechende Regelung des am jeweiligen Kochapparat anliegenden Vakuums. (Kaskadenregelung)In one embodiment of the method according to the invention it is further provided that the temperature of the filling compound is additionally regulated during the controlled operation of the crystallization process according to a temperature setpoint which is changed depending on the level measurement value, specifically according to the relationship
Figure imgb0004
where k 4 is proportional to the cooking time available and k 5 the temperature measured at the time of inoculation corresponds to the filling mass in the cooking apparatus. k 4 is the temperature gradient that implicitly specifies the evaporation power, i.e. the cooking time or the applied supersaturation potential, while the constant k S in turn causes the bumpless transition when switching from the controlled to the regulated phase, since this is the initial temperature value is specified for the regulated phase. The constant k 4 is predetermined so that the required water evaporation is also achieved within the cooking time available for the cooking apparatus in question. It should be taken into account here that usually not one cooking apparatus is present in a cooking station, but that several cooking apparatuses form a cooking station, so that despite the batch operation for the individual cooking apparatus, the entire cooking station as a whole has a quasi-continuous operating mode. The temperature setpoint control according to the invention takes into account that the initial phase, which is so important for the crystallization and in which the available crystal surface is still relatively small, the highest possible cooking temperature can be specified in order to avoid an excessive saturation potential. With increasing growth of the crystals in the filling mass, the evaporation capacity can then be increased by a controlled lowering of the temperature of the filling mass. This is usually done by corresponding regulation of the vacuum applied to the respective cooking apparatus. (Cascade control)

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die schematischen.Zeichnungen zeigen:

  • Fig. 1 einen Kochapparat mit Regelkreis,
  • Fig. 2 schematische Kochkurven mit unterschiedlichen Anfangswerten, die den Zusammenhang zwischen Rheometerwert und der Füllhöhe im Kochapparat in % angeben,
  • Fig. 3 die Kristallwachstumskurve bei einer Regelung gemäß der Erfindung im Vergleich zur Regelung nach dem Stande der Technik.
The method according to the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. The schematic drawings show:
  • 1 is a cooking apparatus with control loop,
  • 2 schematic cooking curves with different initial values, which indicate the relationship between the rheometer value and the filling level in the cooking apparatus in%,
  • Fig. 3 shows the crystal growth curve in a control according to the invention compared to the control according to the prior art.

An einem vorhandenen Kochapparat wurden die für die-Kristallgrößenverteilung und Ausbeute optimalen Betriebspunkte ermittelt. Vorgegeben wurde eine maximale Kochzeit von 4,5 Stunden, ein Ankoohvolumen von 35% des Niveauausgangssignals und ein Abkochpunkt bei 80% sowohl der Niveauhöhe im Kochapparat als auch des Rheometerwertes. Der Kochapparat diente zur Erzeugung eines RZ 2-Produkt, das durch Verkochen eines anfallenden RZ 1-Ablaufs mit einem Trockensubstanzgehalt zwischen 70 und 78% erzeugt wurde. Die Konstante k2 wurde dann durch Versuchssude in bezug auf ein Optimum an Ausbeute und Kristallgrößenverteilung ermittelt, wobei sich ein Wert von 0,0185 ergab.The optimal operating points for the crystal size distribution and yield were determined on an existing cooking apparatus. A maximum cooking time of 4.5 hours, a heating volume of 35% of the level output signal and a boiling point at 80% of both the level in the cooking device and the rheometer value were specified. The cooking apparatus was used to produce an RZ 2 product, which was produced by boiling an RZ 1 process with a dry matter content of between 70 and 78%. The constant k 2 was then determined by experiment with regard to an optimum yield and crystal size distribution, giving a value of 0.0185.

Die Temperaturführung wurde hierbei ebenfalls durch Versuche ermittelt, wobei sich für den Verlauf der Temperatursollwertkurve die Konstanten k4 =- 0,1333 und die Konstante k5 mit 86,67, d.h. der Anfangstemperatur der Kochmasse ergab.The temperature control was also determined by experiments, the constants k 4 = −0.1333 and the constant k 5 being 86.67, ie the initial temperature of the cooking mass, for the course of the temperature setpoint curve.

Für die Hilfsfunktionen zur Ermittlung der Konstanten k1 und k3 ergaben sich aufgrund der Versuche folgende Werte:

Figure imgb0005
und
Figure imgb0006
The following values resulted for the auxiliary functions for determining the constants k 1 and k 3 :
Figure imgb0005
and
Figure imgb0006

Bei einem Vergleich des erfindungsgemäßen Regelverfahrens mit dem bisher üblichen Regelverfahren, das eine lineare 'Verknüpfung von Rheometerwert und Niveaumeßwert aufwies, ergab hinsichtlich der Faktoren

  • a)Kristallausbeute
  • b)Kristallgrößenverteilung
  • c)Kochzeit (Chargendauer)
bei einem Kochapparat ohne Rührwerk und einem vorkonzentrierten Sirup mit einem Zuckergehalt von 82 Gewichtsprozent bezogen auf die Trockensubstanz folgende Werte:
  • a)Kristallausbeute: lineare Führung: durchschnittliche Ausbeute = 40% exponentielle Führung: durchschnittliche Ausbeute = 50%.
  • b)Kristallgrößenverteilung:(nach RRSB): ausgehend von einem Kristallfuß mit n = 3,3 und d' = 0,42 mm lineare Führung: n = 3,4, d' = 0,89 mm exponentielle Führung: n = 4,8, d' = 0,98 mm
In a comparison of the control method according to the invention with the usual control method, which had a linear 'linking rheometer and Niveaumeßwert revealed the factors concerning
  • a) Crystal yield
  • b) crystal size distribution
  • c) Cooking time (batch duration)
in the case of a cooking apparatus without a stirrer and a pre-concentrated syrup with a sugar content of 82 percent by weight, based on the dry matter, the following values:
  • a) Crystal yield: linear guidance: average yield = 40% exponential guidance: average yield = 50%.
  • b) Crystal size distribution: (according to RRSB): starting from a crystal base with n = 3.3 and d ' = 0.42 mm linear guidance: n = 3.4, d' = 0.89 mm exponential guidance: n = 4, 8, d '= 0.98 mm

Dieses Ergebnis ist in den in Fig. 3 dargestellten Kristallwachstumskurven wiedergegeben.

  • c)Kochzeit (Chargendauer): ausgehend von gleicher Kristallqualität und Kristallausbeute konnte die Kochzeit um 30% verringert werden.
This result is shown in the crystal growth curves shown in FIG. 3.
  • c) Cooking time (batch duration): based on the same crystal quality and crystal yield, the cooking time could be reduced by 30%.

In Fig. 1 ist in Form eines Blockschaltbildes die Regelung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wiedergegeben. Ein Kochapparat 1 ist in seinem unteren Bereich an eine Sirupzufuhrleitung 2 angeschlossen. In der Sirupzufuhrleitung 2 ist ein Regelventil 3 eingebaut, das über einen Stellungsregler 4 hinsichtlich seiner öffnungsstellung verstellbar ist. Im unteren Bereich des Kochapparates ist eine mit Heizdampf 'beaufschlagte Heizkammer 5 angeordnet, über die die Verdampfungswärme in die Kochapparatfüllung eingeleitet wird. Im oberen Bereich ist der Innenraum des Kochapparates 1 an eine Vakuumleitung 6 angeschlossen, wobei über eine Stellklappe 7, die mit einem Stellantrieb 8 versehen ist, das auf den Innenraum des Kochapparates wirkende Vakuum und damit die Verdampfungsleistung reguliert werden kann.In Fig. 1, the control according to the inventive method is shown in the form of a block diagram. A cooking apparatus 1 is connected in its lower area to a syrup supply line 2. A control valve 3 is installed in the syrup supply line 2 and its position can be adjusted via a positioner 4. In the lower area of the cooking apparatus there is a heating chamber 5 charged with heating steam, via which the heat of vaporization is introduced into the filling of the cooking apparatus. In the upper area is the interior of the cooking apparatus 1 connected to a vacuum line 6, the vacuum acting on the interior of the cooking apparatus and thus the evaporation capacity being able to be regulated via an adjusting flap 7 which is provided with an actuator 8.

Die für die Regelung wichtigen Meßdaten werden einmal über eine Niveaumeßeinrichtung 9, einen Sensor 10 zur Messung der Viskosität bzw. Konsistenz der Kochapparatefüllung und einem Temperaturfühler 11 gemessen.The important for the regulation of measurement data once a Niveaumeßeinrichtun g of 9, a sensor 10 for measuring the viscosity or consistency of the cooking apparatus filling and a temperature sensor 11 is measured.

Die Lage der einzelnen Meßglieder ist hierbei nur schematisch angegeben und richtet sich nach dem Meßprinzip, das dem jeweiligen Meßgerät zugrundeliegt.The position of the individual measuring elements is only indicated schematically and depends on the measuring principle on which the respective measuring device is based.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Konsistenz über ein sogenanntes Rheometer gemessen. Das vom Rheometer ausgehende Meßsignal wird nun einer Regelschaltung 12 zugeführt und dort verarbeitet. Da eine vom gemessenen Rheometeranfangswert abhängige Sollwertkurve vorgegeben werden soll, wird der zu einem bestimmten Zeitpunkt gemessene Rheometer-Istwert RhA einem die Hilfsfunktion zur Ermittlung der Konstanten k1 enthaltenen Rechenbaustein 13 und einem die Hilfsfunktion zur Ermittlung der Konstanten k3 enthaltenden Rechenbaustein 14 zugeführt. Die von den Rechenbausteinen ermittelten Konstanten k1 und k3 werden dann einem Sollwertrechner 15 zugeführt, der die für die jeweilige Charge geltende Sollwertkurve mit ihrem Anfangspunkt festlegt. Sobald die Sollwertkurve festliegt, was hier durch den Block 16 schematisch angedeutet ist, wird der Rheometer 10 auf diesen Teil der Rgelschaltung umgeschaltet, so daß unter gleichzeitiger Aufschaltung des Meßsignals vom Niveaumeßwertgeber 9 die für die Regelung erforderliche Differenzbildung aus Soll -und Istwert des Rheometerwertes ein Ausgangsignal erzeugt wird, das auf den Stellantrieb 4 des Sirupeinzugsventils 3 aufgeschaltet ist und dieses entsprechend dem Vorzeichen .des Ausgangssignals im öffnungs- oder Schließsinne verstellt.In the exemplary embodiment shown, the consistency is measured using a so-called rheometer. The measurement signal emanating from the rheometer is now fed to a control circuit 12 and processed there. Since a setpoint curve dependent on the measured rheometer initial value is to be specified, the actual rheometer value Rh A measured at a certain point in time is fed to a computing module 13 containing the auxiliary function for determining the constants k 1 and to a computing module 14 containing the auxiliary function for determining the constants k 3 . The constants k 1 and k 3 determined by the arithmetic components are then fed to a setpoint computer 15, which determines the setpoint curve applicable to the respective batch with its starting point. As soon as the setpoint curve has been established, which is indicated schematically here by block 16, the rheometer 10 is switched over to this part of the control circuit so that, with simultaneous application of the measurement signal from the level sensor 9, the formation of the difference between the setpoint and actual value of the rheometer value required for the control Output signal is generated, which is connected to the actuator 4 of the syrup intake valve 3 and this is adjusted according to the sign of the output signal in the opening or closing direction.

Der Temperaturfühler 11 ist auf einen Temperaturregler 17 aufgeschaltet, dem als Führungssignal der Niveaumeßwert zugeführt wird, mit dessen Hilfe die Sollwertkurve für die Temperaturregelung niveauabhangig verändert wird.The temperature sensor 11 is connected to a temperature controller 17, to which the level measurement value is supplied as a guide signal, with the aid of which the setpoint curve for the temperature control is changed depending on the level.

Fig. 2 zeigt schematisch verschiedene Kochkurven des gleichen Kochapparates, also mit konstantem k2 für die Exponentialfunktion des Rheometersollwertes aber unterschiedlichen Anfangswerten, wie sie sich aus dem Anpassungsvorgang unmittelbar vor Einleitung der Regelungsphase unter Berücksichtigung des gemessenen Rheometeristwertes beim Übergang von der Steuerung auf die Regelung ergibt. In dem Diagramm ist die Kochphase bis zum Impfzeitpunkt mit I und die Kristalliationsphase nach der Impfung bis zum Sudende mit II gekennzeichnet. Die gleichen Kennzeichnungen sind auch in Fig. 1 in bezug auf das Niveau des Kochapparates angegeben. Die stark ausgezogene Rheometersollwertkurve in Fig. 2 ist für die Phase I zusätzlich noch mit dem Verlauf des Rheometerwertes ergänzt. Für diese Phase wird der Kochapparat bei jeder Charge mit 35% des Maximalniveaus gefüllt, d.h. so hoch gefüllt, daß die Beheizung 5 in einer bestimmten Höhe mit Sirup überdeckt ist. Das laufend aus dem Sirup verdampfende Wasser wird nun durch laufenden Sirupnachzug unter Konstanthaltung des Niveaus ergänzt, sondaß diese Füllmenge konzentriert wird und schließlich einen bestimmten Ubersättigungsgrad erreicht hat. Aufgrund langjähriger Erfahrungen ist es bekannt, daß ein bestimmter Rheometerwert den für die Impfung günstigsten Ubersättigungsgrad anzeigt. Sobald dieser Rheometerwert erreicht wird, im Diagramm gemäß Fig. 2 ist dies der Punkt 18, wird dieses Meßsignal zunächst den Rechenbausteinen 13 und 14 zur Ermittlung der Hilfsfunktion zugeführt, deren Ergebnissignal dann dem Sollwertrechner 15 zugeführt wird, der die für die Regelung maßgebliche Sollwertkurve so anpaßt, daß-der Anfangswert der Sollwertkurve dem gemessenen Rheometeristwert zum Impfzeitpunkt entspricht, so daß beim Umschalten von der Steuerung in der Phase I auf die Regelung in der Phase II der Übergang stoßfrei erfolgt.Fig. 2 shows schematically different cooking curves of the same cooking apparatus, i.e. with a constant k 2 for the exponential function of the rheometer setpoint but different initial values, as it results from the adaptation process immediately before the start of the control phase, taking into account the measured rheometer actual value during the transition from the control to the control . In the diagram, the boiling phase up to the time of vaccination is marked with I and the crystallization phase after vaccination until the end of brewing with II. The same markings are also given in Fig. 1 with respect to the level of the cooking apparatus. The strongly drawn rheometer setpoint curve in FIG. 2 is additionally supplemented for phase I with the course of the rheometer value. For this phase, the cooking apparatus is filled with 35% of the maximum level for each batch, ie filled so high that the heating 5 is covered with syrup at a certain height. The water evaporating continuously from the syrup is now supplemented by continuous syrup addition while maintaining the level, so that this filling quantity is concentrated and has finally reached a certain degree of supersaturation. Based on many years of experience, it is known that a certain rheometer value indicates the most favorable degree of supersaturation for vaccination. As soon as this rheometer value is reached, in the diagram according to FIG. 2 this is the point 18, this measurement signal is first fed to the arithmetic modules 13 and 14 for determining the auxiliary function, the result signal of which is then fed to the setpoint calculator 15, which is the setpoint curve relevant for the control adapts that the initial value of the setpoint curve corresponds to the measured rheometer actual value at the time of vaccination, so that when switching from the control in phase I to the control in phase II, the transition is smooth.

Claims (3)

1. Verfahren zur Regelung des Vakuum-Kochprozesses zur Herstellung von kristallinem Zucker, wobei. elie. Einstellung der Konsistenz der Füllmasse während des Koch- und Kristallisationsprozesses durch Regelung der Sirupzufuhr in Abhängigkeit vorgegebener Werte für die Konsistenz der Füllmasse erfolgt und wobei nach dem Impfen während der geregelten Führung des Kristallisationsprozesses laufend das Niveau der Füllmasse im Kochapparat gemessen und in Abhängigkeit vom Niveaumeßwert der Sollwert für die Konsistenz entsprechend einem vorgegebenen Verlauf bis zum Erreichen eines Maximal-Niveaus verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung des Sollwertes für die Konsistenz in Abhängigkeit vom Niveaumeßwert eine Exponentialfunktion1. Process for controlling the vacuum cooking process for the production of crystalline sugar, wherein. elie. The consistency of the filling mass is adjusted during the cooking and crystallization process by regulating the syrup supply as a function of predefined values for the consistency of the filling mass and, after inoculation during the controlled management of the crystallization process, the level of the filling mass in the cooking apparatus is measured continuously and depending on the level measurement of the The setpoint value for the consistency is changed according to a predetermined course until a maximum level is reached, characterized in that an exponential function is used to change the setpoint value for the consistency as a function of the level measurement value
Figure imgb0007
vorgegeben ist, daß jeweils bei Erreichen eines Anfangsniveaus hNA im Kochapparat vor dem Impfen der Ist-Wert RhA der Konsistenz der Füllmasse gemessen wird, daß entsprechend dem gemessenen Ist-Wert RhA der Anfangspunkt der für die Regelung maßgeblichen Sollwertkurve durch Veränderung der Konstanten k1 und k3 in Abhängigkeit vom gemessenen Ist-Wert RhA automatisch angepaßt wird, und zwar nach der Beziehung
Figure imgb0008
und
Figure imgb0009
Figure imgb0007
It is specified that when an initial level h NA is reached in the cooking apparatus, the actual value Rh A of the consistency of the filling compound is measured before inoculation, and that, according to the measured actual value Rh A, the starting point of the setpoint curve relevant for the control by changing the constants k 1 and k 3 are automatically adjusted depending on the measured actual value Rh A , according to the relationship
Figure imgb0008
and
Figure imgb0009
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die Temperatur der Füllmasse während der geregelten Führung des Kristallisatonsprozesses nach einem Temperatur-Sollwert geregelt wird, der in Abhängigkeit vom Niveaumeßwert verändert wird, und zwar nach der Beziehung
Figure imgb0010
wobei k4 proportional der zur Verfügung stehenden Kochzeit ist und k5 der vor dem Impfzeitpunkt gemessenen Temperatur der Füllmasse im Kochapparat entspricht.
2. The method according to claim 1, characterized in that in addition the temperature of the filling compound is regulated during the controlled management of the crystallization process according to a temperature setpoint which is changed as a function of the level measurement value, specifically according to the relationship
Figure imgb0010
where k 4 is proportional to the cooking time available and k 5 corresponds to the temperature of the filling mass in the cooking apparatus measured before the time of inoculation.
EP85105793A 1984-05-29 1985-05-11 Method for regulating a vacuum boiling process for preparing sugar crystals Ceased EP0163184A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3420001 1984-05-29
DE19843420001 DE3420001A1 (en) 1984-05-29 1984-05-29 METHOD FOR REGULATING THE VACUUM COOKING PROCESS FOR PRODUCING CRYSTALLINE SUGAR

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0163184A2 true EP0163184A2 (en) 1985-12-04
EP0163184A3 EP0163184A3 (en) 1988-03-16

Family

ID=6237115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP85105793A Ceased EP0163184A3 (en) 1984-05-29 1985-05-11 Method for regulating a vacuum boiling process for preparing sugar crystals

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0163184A3 (en)
DE (1) DE3420001A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1279745A1 (en) * 2001-07-19 2003-01-29 PFEIFER & LANGEN Process for batchwise preparation of big sugar crystals and device for carrying out

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016101217A1 (en) 2016-01-25 2017-07-27 Bma Braunschweigische Maschinenbauanstalt Ag Process for recovering crystals from a mother liquor and suitable crystallizer
CN106191322A (en) * 2016-08-19 2016-12-07 广西宏智科技有限公司 Interval boils sugar automatic control system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1567316A1 (en) * 1966-02-28 1970-04-16 Siemens Ag Process for regulating the oversaturation of sugar solutions in medium and after-product cooking apparatus
DE2154368A1 (en) * 1970-11-19 1972-05-31 Siemens AG, 1000 Berlin u. 8000 München Sugar boiling plant - with discontinuous control and automatic change-over between modes
FR2142184A5 (en) * 1971-06-16 1973-01-26 Fives Lille Cail
DE2214850A1 (en) * 1972-03-27 1973-10-11 Pfeifer & Langen Sucrose boiling control - by subtraction relay between syrup controller and programmed multiplier

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1567316A1 (en) * 1966-02-28 1970-04-16 Siemens Ag Process for regulating the oversaturation of sugar solutions in medium and after-product cooking apparatus
DE2154368A1 (en) * 1970-11-19 1972-05-31 Siemens AG, 1000 Berlin u. 8000 München Sugar boiling plant - with discontinuous control and automatic change-over between modes
FR2142184A5 (en) * 1971-06-16 1973-01-26 Fives Lille Cail
DE2214850A1 (en) * 1972-03-27 1973-10-11 Pfeifer & Langen Sucrose boiling control - by subtraction relay between syrup controller and programmed multiplier

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
INTERNATIONAL SUGAR JOURNAL, Band 81, Nr. 969, September 1979, Seiten 259-263, High Wycombe, Buckinghamshire, GB; K. SULLIVAN: "Sugar boiling instrument control systems" *
INTERNATIONAL SUGAR JOURNAL, Band 83, Nr. 987, M{rz 1981, Seiten 70-72, High Wycombe, Buckinghamshire, GB; K. SULLIVAN: "The automatic vacuum pan systems at Simunye" *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1279745A1 (en) * 2001-07-19 2003-01-29 PFEIFER & LANGEN Process for batchwise preparation of big sugar crystals and device for carrying out

Also Published As

Publication number Publication date
EP0163184A3 (en) 1988-03-16
DE3420001A1 (en) 1985-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3408415B1 (en) Method for obtaining crystals from a mother solution, and crystallization device suitable for this purpose
DD207937A5 (en) METHOD AND DEVICE FOR PREPARING CRYSTALS
DE2446293C2 (en) Device for regulating the rod cross-section during Czochralski drawing
DE102009056638A1 (en) Method for drawing a single crystal of silicon with a section of constant diameter
EP0127060B1 (en) Method of making lead paste for batteries
EP0163184A2 (en) Method for regulating a vacuum boiling process for preparing sugar crystals
DE102006052961B4 (en) Process for producing a semiconductor crystal
DE3934341C2 (en) Process for the crystallization of fructose
CH373054A (en) Process for the optical resolution of racemic mixtures of glutamic acid, glutamic acid hydrohalides or glutamates
AT518624B1 (en) Process for the preparation of a dry strength agent, in particular of glyoxylated polyacrylamide
DE102017119069A1 (en) Method for filling containers with a filling product
EP0104277B1 (en) Preparation of seeding crystals for massecuite
DE3785669T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE MELTING ZONE OF A SEMICONDUCTOR BAR.
EP0492364B1 (en) Control system to monitor the production of pulp in a discontinuous digester
DE2209243A1 (en) Process for crystallizing fructose
DE1567295A1 (en) Process for regulating the crystallization process of sucrose and device for its implementation
DE112021006395T5 (en) Method for estimating an oxygen concentration in a silicon single crystal, a method for producing a silicon single crystal, and a silicon single crystal manufacturing apparatus
DD264026B1 (en) METHOD FOR REGULATING THE CRYSTALLIZATION PROCESS OF SACCHAROSE SOLUTIONS
DE2311231C3 (en) Method for regulating the crystallization process of sugar solutions in a discontinuous cooking apparatus
DE2502558C2 (en) Process for obtaining crystalline fructose from an aqueous solution
DE3308275C2 (en)
EP3918116B1 (en) Method for pulling a cylindrical crystal from a melt
DE2208758C3 (en) Device for pulling a semiconductor crystal rod, in particular a single crystal rod
DE2229456C3 (en) Method and system for regulating the charging of cells with unsaturated solution or the heating of the cells in a continuously operating evaporative-crystallization system
AT263704B (en) Method and device for regulating a continuous distillation

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LI LU NL SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19851130

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: MISCHKE, REINHOLD

Inventor name: SCHNITZLER, HUBERT

Inventor name: UHLENBROCK, WILHELM, DR.

Inventor name: WOLF, KARL, DIPL.-ING.

Inventor name: HILLGEMANN, HELGE

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LI LU NL SE

17Q First examination report despatched

Effective date: 19890523

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

18R Application refused

Effective date: 19900201

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: WOLF, KARL, DIPL.-ING.

Inventor name: HILLGEMANN, HELGE

Inventor name: SCHNITZLER, HUBERT

Inventor name: UHLENBROCK, WILHELM, DR.

Inventor name: MISCHKE, REINHOLD