PL210918B1 - Sposób sterowania procesem dekantacji nawapnionego soku cukrowniczego - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 210918 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 384677 (51) Int.Cl.

G01N 33/02 (2006.01) C13D 3/16 (2006.01)

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 12.03.2008 (54) Sposób sterowania procesem dekantacji nawapnionego soku cukrowniczego (73) Uprawniony z patentu:

POLITECHNIKA ŁÓDZKA, Łódź, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono:

14.09.2009 BUP 19/09 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

30.03.2012 WUP 03/12 (72) Twórca(y) wynalazku:

STANISŁAW WAWRO, Łódź, PL STANISŁAW BRZEZIŃSKI, Łódź, PL RADOSŁAW GRUSKA, Łódź, PL (74) Pełnomocnik:

rzecz. pat. Ewa Kaczur-Kaczyńska

PL 210 918 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób sterowania procesem dekantacji nawapnionego soku cukrowniczego. Dekantacja nawapnionego soku buraczanego jest jednym z etapów produkcji cukru białego z buraków cukrowych.

Krajankę buraczaną poddaje się ekstrakcji, w wyniku czego pozyskuje się sok zwany sokiem surowym. Aby było możliwe otrzymanie z tego soku sacharozy, sok surowy należy oczyścić. W pierwszym etapie oczyszczania do soku dodaje się wapno w postaci zawiesiny zwanej mlekiem wapiennym. Tak przygotowaną mieszaninę saturuje się dwutlenkiem węgla, w wyniku czego powstaje duża ilość osadu składającego się z węglanu wapnia oraz zanieczyszczeń. Sok po nawapnieniu jest kierowany do dekantatorów, w których następuje sedymentacja i zagęszczenie cząstek węglanu wapnia oraz zanieczyszczeń, a w konsekwencji rozdzielenie soku klarownego od osadu. Sok klarowny jest kierowany do dalszego oczyszczania, a zagęszczony osad czyli gęstwa jest dzielony na dwa strumienie, z których jeden podlega procesowi filtracji, a drugi jest zawracany do etapu wstępnego nawapniania soku.

Niezwykle istotnym zagadnieniem jest sterowanie procesem dekantacji w dekantatorze, co ma wpływ na jakość soku opuszczającego dekantator, a także na utrzymanie prawidłowej pracy stacji nawapniania, saturacji i filtracji.

Obecnie sterowanie procesem dekantacji nawapnionego soku cukrowniczego polega na sterowaniu stopniem otwarcia zaworu na rurociągu odprowadzającym gęstwę cukrowniczą z dekantatora, w zależ noś ci od zawartoś ci osadu w gę stwie. Przy wzroś cie zawartoś ci osadu w gę stwie ponad wartość zadaną, zwiększa się stopień otwarcia tego zaworu aż do czasu, gdy zawartość osadu znów będzie równa wartości zadanej. Zawartość osadu w gęstwie oznacza się okresowo. W tym celu pobiera się okresowo próbkę gęstwy i miareczkuje się ją kwasem solnym lub waży pobraną próbkę gęstwy i znają c obję tość próbki wyznacza jej gę stość.

Sposoby te, pomijając ich periodyczność, są bardzo uciążliwe i wymagają angażowania obsługi. Przy ich stosowaniu potrzebna jest wprawa w pobieraniu próbki jak najbardziej reprezentatywnej, następnie konieczne jest przeniesienie jej do stacji miareczkowania czy ważenia i wykonanie odpowiedniej analizy. Nadto wyniki oznaczeń są uzależnione od właściwości gęstwy, na przykład znaczna gęstość, łatwość sedymentacji utrudniają należyte mieszanie gęstwy i kwasu podczas miareczkowania, a wysoka temperatura począ tkowa gę stwy ma istotny wpł yw na precyzyjność okreś lenia jej gę stoś ci metodą wagową.

Sposób sterowania procesem dekantacji nawapnionego soku cukrowniczego, w drodze regulacji stopnia otwarcia zaworu odprowadzającego gęstwę cukrowniczą z dekantatora, według wynalazku polega na tym, że w sposób ciągły mierzy się jednocześnie elektryczną przewodność właściwą czyli konduktywność gęstwy cukrowniczej osadzającej się na dnie dekantatora oraz konduktywność soku klarownego gromadzącego się nad tą gęstwą, wyznacza w sposób ciągły różnicę obu pomiarów, którą porównuje się z wartością zadaną tej różnicy i zależności od wyniku tego porównania steruje się stopniem otwarcia zaworu odprowadzającego gęstwę cukrowniczą. Pomiaru konduktywności gęstwy i pomiaru konduktywności soku klarownego dokonuje się w tej samej temperaturze, korzystnie w strumieniach soku i gęstwy opuszczających dekantator. Pomiaru konduktywności soki dokonuje się korzystnie w strumieniu soku opuszczającym dekantator, ewentualnie uprzednio termostatowanym w gę stwie.

Cząstki osadu, w skład którego wchodzą węglan wapnia, skoagulowane koloidy oraz substancje zaadsorbowane na węglanie, w dużej części posiadają ładunek elektryczny, co umożliwia przepływ prądu przez gęstwę, zaś rozpuszczalne składniki soku występują w postaci zdysocjowanej. W zwią zku z tym mieszanina soku i osadu stanowi dobry elektrolit, którego konduktywno ść jest zależ na od konduktywności soku i konduktywności gęstwy. Rozmiar cząstek osadu i ich ilość w gęstwie utrudnia jednakże przepływ jonów w polu elektrycznym, co przekłada się na konduktywność gęstwy. Oznacza to, iż wartość różnicy konduktywności soku i gęstwy jest proporcjonalna do zawartości osadu w gęstwie. Mierząc różnicę konduktywności soku nad gęstwą i gęstwy można więc ocenić zawartość osadu w gęstwie i sterować natężeniem wypływu gęstwy z dekantatora.

Sposób według wynalazku ilustruje poniższy przykład z powołaniem się na rysunek przedstawiający schemat dekantatora z czujnikami do pomiaru konduktywności.

PL 210 918 B1

P r z y k ł a d.

Nawapniony sok, po dodaniu flokulantów usprawniających dekantację, zostaje wprowadzony rurociągiem 1 do warstwy skoncentrowanej gęstwy znajdującej się na dnie dekantatora. Warstwa gęstwy jest powoli przegarniana za pomocą zgarniaków 2. W warstwie tej następuje aglomeracja drobnych cząstek osadu i zjawisko sedymentacji wymuszonej, w wyniku czego cząstki zawiesiny zbierają się przy dnie dekantatora. W górnej części dekantatora, nad warstwą gęstwy, gromadzi się klarowny sok, który jest odprowadzany z aparatu rurociągiem 3, w którym jest umieszczony czujnik 4 mierzący w sposób ciągły konduktywność soku klarownego, złączony z układem pomiarowo-regulacyjnym DC rejestrującym wyniki pomiaru. Gęstwa gromadząca się na dnie dekantatora jest odprowadzana z dekantatora rurociągiem 5, w którym jest umieszczony czujnik 6 mierzący w sposób ciągły konduktywność gęstwy, złączony także z układem DC rejestrującym wyniki pomiarów. Z układem DC jest także złączony zawór 7 regulujący wypływ gęstwy z rurociągu 5. W układzie DC odbywa się w sposób ciągły porównywanie różnicy wyników pomiarów czujników 4 i 6 z wprowadzoną uprzednio do tego układu wartością zadaną różnicy konduktywności gęstwy cukrowniczej i konduktywności soku klarownego i w zależności od wyników tego porównania układ DC, za pośrednictwem zaworu 7, steruje natężeniem wypływu gęstwy z dekantatora. Część wlotowa rurociągu 3 do odprowadzania klarownego soku, umieszczona w dekantatorze, jest ewentualnie wygięta ku dołowi tak, iż zanurza się w gęstwie, dzięki czemu czujnik 4 mierzy konduktywność soku klarownego uprzednio termostatowanego w gęstwie.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób sterowania procesem dekantacji nawapnionego soku cukrowniczego, w drodze regulacji stopnia otwarcia zaworu odprowadzającego gęstwę cukrowniczą z dekantatora, znamienny tym, że w sposób ciągły mierzy się jednocześnie konduktywność gęstwy cukrowniczej osadzającej się na dnie dekantatora oraz konduktywność soku klarownego gromadzącego się nad tą gęstwą, wyznacza w sposób ciągły różnicę obydwu pomiarów, którą porównuje się z wartością zadaną tej różnicy i w zależ noś ci od wyniku tego porównania steruje się stopniem otwarcia zaworu odprowadzają cego gęstwę cukrowniczą, przy czym pomiaru konduktywności gęstwy i pomiaru konduktywności soku klarownego dokonuje się w tej samej temperaturze, korzystnie w strumieniach soku i gęstwy opuszczających dekantator.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiaru konduktywności soku dokonuje się w strumieniu soku opuszczają cym dekantator, ewentualnie uprzednio termostatowanym w gęstwie.