Изучение процесса переработки сахарной свеклы и оптимальное управления процессам переработки - Дипломная работа

Значимой на этапе развития экономики пищевого производства является оптимизация структуры инвестиций свеклосахарного производства, которая обусловлена также тем, что в настоящее время наряду с экономическими показателями, такими как рентабельность, объем производства, придается большое значение социальным показателям, таким как занятость, экологический ущерб и другие. Как следствие, процесс оптимизации принимает многокритериальный характер, что требует применения адекватного математического аппарата. Главной проблемой исследования становится поиск и обоснование способов и методов позволяющих принять оптимальное решение.Процесс получения стружки из свекловичного корня осуществляется на свеклорезках при помощи диффузионных ножей, установленных в специальных рамках. После того, как свекла была изрезана в стружку, стружка по ленточному транспортеру направляется к диффузионному аппарату, предварительно производят взвешивание стружки ленточными весами. Важнейшее требование, предъявляемое к диффузионным аппаратам - это строгое соблюдение принципа противотока сока и стружки при равномерном заполнении всего аппарата. Стружка не должна перемешиваться в ходе процесса, а лишь перемещаться, если в аппарате имеются транспортирующие устройства. Диффузионный процесс необходимо осуществлять при отсутствии воздуха, так как при доступе воздуха диффузионный сок сильно пенится, в нем усиленно развиваются микроорганизмы, вызывающие коррозию стенок аппарата.Из этой смеси в вакуум-аппаратах I продукта уваривают утфель I кристаллизации до массовой доли сухих веществ 92.5%, при этом содержание кристаллов в утфеле составляет 55%. Уваривание осуществляют в вакуум-аппаратах периодического действия, поэтому после уваривания утфель выгружается в буферную промежуточную емкость приемной мешалки. Если пропарка проводится ретурным паром, то ее можно направлять в приемную мешалку, где при смешивании с утфелем растворяется около 2-3% кристаллов. При фуговке отделяем 2 оттека.На первой стадии выделяется "зеленая" патока I, которая направляется в сборник под центрифугой и перекачивается в сборник перед вакуум-аппаратами, для создания запаса зеленой патоки для уваривания утфеля II. По окончании отделения зеленой патоки в ротор центрифуги подается горячая артезианская вода в количестве 3.0-3,5% по массе сахара, проводится пробелка сахара и выделяется II оттек утфеля I кристаллизации, который направляется в сборник под центрифугами, а затем перекачивается в сборник перед вакуум-аппаратами, где создается запас для уваривания утфеля II.На сушку направляется сахар с t=600C после центрифугирования и влажностью 0.8-1.2%. Для обеспечения длительного хранения влажность должна соответствовать относительной влажности хранилища. Существуют два способа хранения: тарный в мешках 50 кг влажность до 0.14% и температура до 250С и бестарный - в силосах емкостью 10000-20000 т влажностью не более 0.04% и t до 220С.Сахарная промышленность стран СНГ переживает сегодня не лучшие свои времена: сокращение посевов свеклы и низкое ее качество при минимальной урожайности, высокие цены на энергоносители и изношенное, морально устаревшее оборудование приводят к высокой себестоимости отечественного сахара, к тому же ощущается мощное давление тростникового сахара-сырца, производимого странами Латинской Америки. Несомненно, применение современных технологий выращивания свеклы, замену технологического оборудования новым, как отечественным, так и зарубежным, делать необходимо, и это уже делается. При относительно небольшой стоимости систем автоматизации и быстром их внедрении (полгода-год с момента заключения договора до ввода в эксплуатацию) такие системы позволяют сократить энергопотребление на 10-15%, уменьшить потери сахара и улучшить качество выпускаемого продукта. В первом ряду таких контроллеров находятся применяемые нами контроллеры MICROPC фирмы Octagon Systems (США), которые, благодаря своим высоким эксплуатационным характеристикам, открытой архитектуре, высокой надежности и полной IBM PC совместимости, достигают приемлемого для отечественного потребителя уровня по критерию «цена - производительность» и обеспечивают решение практически любых задач автоматизации в различных отраслях (журнал «СТА» 1/96, стр. Первичные преобразователи и приборы с высокими точностными и эксплуатационными характеристиками как собственного производства, так и покупные, дающие возможность иметь достоверные значения контролируемых параметров технологического процесса в совокупности с надежными исполнительными механизмами - шаровыми кранами и дисковыми затворами собственного производства, позволяющими оперативно и эффективно влиять на изменения параметров технологического процесса, делают системы автоматизации технологических процессов функционально завершенными и высоконадежными.Диффузионные аппараты предназначены для извлечения сахара из свекловичной стружки методом противоточной диффузии. Аппараты конструктивно выполнены в виде наклонного корытообразного (или колонного) корпуса, внут

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

РАЗДЕЛ 1. Обоснование технологической схемы

1.1 Получение свекловичной стружки и диффузионного сока

1.2 Сгушение сока выпариванием

1.3 Уваривание, кристаллизация и центрифугирование утфелей

1.4 Сушка и охлаждение сахара

РАЗДЕЛ 2. Компьютерная автоматизация свеклосахарных производств

2.1 Система автоматизации диффузионной установки

2.2 Система автоматизации станции дефекосатурации

2.3 Система автоматизации выпарной станции

2.4 Система автоматизации вакуум-аппаратов

2.4.1 Программное обеспечение нижнего уровня

2.4.2 Программное обеспечение верхнего уровня

2.5 Сетевое программное обеспечение

2.6 Контроллер

2.7 Решение алгоритмических задач

РАЗДЕЛ 3. Синтез и анализ оптимальной системы автоматизированного управление при использовании ПИД - закон регулирования

3.1 Расчет ПИД регулятора

3.2 использование микропроцессорных регуляторов МИК-21, МИК-25 в АСУТП диффузионного отделения (наклонная диффузионная установка)

3.2.1 Уровень сокостружечной смеси в аппарате

3.2.2 Измерение и регулирование температуры в камерах

РАЗДЕЛ 4. ОХРАНА ТРУДА

РАЗДЕЛ 5. ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ

Заключение

Литература