Патент на изобретение №2167942

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ ДОЛИ КРИСТАЛЛОВ В УТФЕЛЯХ САХАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

(57) Реферат:

Изобретение относится к способам контроля содержания кристаллов в утфеле при получении кристаллического продукта в вакуум-аппаратах и может быть использовано в сахарной промышленности. Способ предусматривает высокочастотное измерение общего тангенса угла потерь в утфеле при частоте переменного тока 8-27 МГц. Одновременно измеряют эффективную вязкость утфеля и расчет массовой доли кристаллов осуществляют с учетом измеренных величин по расчетной формуле. Способ обеспечивает повышение точности определения массовой доли кристаллов в утфелях. 1 табл.

Изобретение относится к способам контроля содержания кристаллов в утфеле при получении кристаллического продукта в вакуум-аппаратах и может быть использовано в сахарной промышленности.

Известен способ определения содержания кристаллов в утфелях сахарного производства, предусматривающий измерение максимальной электропроводности межкристального раствора после разбавления до 28-30%, измерение температуры и определение на основании данных показателей кристаллосодержания утфеля [А. с. 1467086 СССР, МКИ₄ C 13 F 1/02.].

Недостатками известного способа являются недостаточная точность, обусловленная реализацией способа через показатель электропроводности, принципиально не связанный с физико-химическими свойствами сахарозы, являющейся в чистом виде диэлектриком. Кроме того, необходимо дополнительно осуществлять поиск максимума электропроводности межкристалльного раствора, что затрудняет контроль.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту по решаемой задаче является способ определения массовой доли кристаллов в утфелях сахарного производства, предусматривающий высокочастотное измерение общего тангенса угла потерь и температуры утфеля и определение содержания кристаллов расчетным путем [Пат. 2017150 РФ, МПК⁵ G 01 N 33/02. – Прототип].

Недостатком известного способа является необоснованный выбор измеряемых параметров для определения содержания кристаллов в утфеле, кристаллизующемся в вакуум-аппарате, выражающийся в том, что вторым измеряемым параметром, помимо общего тангенса угла потерь, здесь является температура утфеля, но поскольку процесс кристаллизации в вакуум-аппарате протекает при незначительных колебаниях температуры, этот параметр становится неинформативным, что, как известно, отрицательно влияет на точность определения массовой доли кристаллов.

Технический результат изобретения заключается в повышении точности определения массовой доли кристаллов в сахарных утфелях I, II и последнего проектов.

Этот результат достигается тем, что согласно предлагаемому способу определения массовой доли кристаллов в утфелях сахарного производства осуществляют высокочастотное измерение общего тангенса угла потерь и расчет массовой доли кристаллов по формуле, новым является то, что указанное измерение проводят при частоте переменного тока 8-27 МГц, одновременно измеряют эффективную вязкость утфеля и расчет массовой доли кристаллов осуществляют с учетом измеренных величин по формуле
Kp_расч= -A₁+A₂(tg)²-A₃²+A₄,
где Кр_расч – расчетное значение массовой доли кристаллов в утфеле;
tg – общий тангенс угла потерь;
– эффективная вязкость утфеля;
A₁, A₂, A₃, A₄ – предварительно экспериментально определенные коэффициенты.

На основании исследований, проведенных по источникам патентной и научно-технической литературы, можно сделать вывод о том, что совокупность существенных признаков является новой.

Технических решений, свойства которых совпадали бы со свойствами заявляемого, не обнаружено.

Прелагаемый способ осуществляется следующим образом. При уваривании свеклосахарных утфелей I-III кристаллизации стандартным весовым методом выборочно определяют массовую долю кристаллов Кр в течение всего активного цикла уваривания. В момент отбора пробы для определения Кр производят измерение общего тангенса угла потерь tg и эффективной вязкости утфеля. tg измеряют при частоте переменного тока 8-27 МГц. Установлено, что в этом диапазоне частот tg принимает минимальные значения для сахарсодержащих растворов различной чистоты, что делает его измерения более надежными.

Выборка всех измерений значений Кр, tg и аппроксимируется квадратичной функциональной зависимостью, после чего контроль массовой доли кристаллов осуществляется расчетным путем по полученной математической модели в исследованной области значений физического параметра tg, на которую накладываются ограничения.

Пример. Проводилось определение стандартным весовым методом массовой доли кристаллов Кр_факт в утфеле, увариваемом в изотермических условиях в лабораторном вакуум-аппарате. Чистота Ч утфеля составляла 95,3-82,5%. Расчетное значение массовой доли кристаллов Кр_расч в увариваемом утфеле определяли следующим образом. На частоте 10 МГц контактным методом непрерывно контролировали величину общего тангенса угла потерь в утфеле tg. Одновременно вибрационным низкочастотным вискозиметром ВВН-7 контролировали эффективную вязкость утфеля . Измеренные параметры использовались для расчета массовой доли кристаллов Kp_расч по выражению
Kp_расч= -16,5353+5,9267(tg)²-1,8567²+11,7267.
Сравнительные результаты определения массовой доли кристаллов стандартным методом и по предлагаемому способу приведены в таблице.

Как видно из таблицы, использование предлагаемого способа обеспечивает высокую точность определения массовой доли кристаллов, особенно при больших ее значениях. Кроме того, способ позволяет с высокой достоверностью на основании обоснованного использования двух физических параметров осуществлять контроль одного из важнейших параметров процесса кристаллизации – массовой доли кристаллов в утфеле. В результате существуют предпосылки создания автоматического аналогового контроля массы кристаллов в утфеле.

Использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет повысить точность определения массовой доли кристаллов в утфеле, кристаллизующемся в вакуум-аппарате, за счет более обоснованного выбора измеряемых параметров.

Формула изобретения

Способ определения массовой доли кристаллов в утфелях сахарного производства, предусматривающий высокочастотное измерение общего тангенса угла потерь в утфеле и расчет массовой доли кристаллов по формуле, отличающийся тем, что указанное измерение проводят при частоте переменного тока 8-27 МГц, одновременно измеряют эффективную вязкость утфеля и расчет массовой доли кристаллов осуществляют с учетом измеренных величин по формуле
Kp_расч= -A₁+A₂(tg)²-A₃²+A₄,
где Кр_расч – расчетное значение массовой доли кристаллов в уфтеле;
tg – общий тангенс угла потерь;
– эффективная вязкость утфеля;
A₁, A₂, A₃, A₄ – предварительно экспериментально определенные коэффициенты.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 26.10.2001

Номер и год публикации бюллетеня: 12-2003

Извещение опубликовано: 27.04.2003