Измерения в сахарной промышленности
Область применения приборов
Плотномеры (бриксометры), влагомеры, спектрофотометры (цвет).
В нашей стране традиционным сырьем для сахарной промышленности является сахарная свекла. Процесс производства сахара включает в себя множество различных этапов: очистка свеклы от посторонних примесей, мойка, взвешивание, приготовление свекловичной стружки, получение диффузионного сока и его последующая очистка (дефекация и сатурация), сгущение сока выпариванием (получение сиропа), уваривание сиропа до получения утфелей, центрифугирование утфеля, пробелка и сушка сахара-песка, и, наконец, упаковка готовой продукции.
При этом конечным продуктом здесь является не только сахар. Около 50% ценных сухих веществ исходного сырья являются отходами основного производства, и их следует использовать для получения другой полезной продукции. В процессе центрифугирования утфеля получают мелассу, которая далее используется в качестве сырья для производства спирта, дрожжей, лимонной, молочной и других пищевых кислот, а также в качестве корма для животных. Дополнительными ценными побочными продуктами сахарного производства является обессахаренная стружка (жом) и фильтрационный осадок. Осушенный, прессованный и гранулированный жом используют в качестве корма для животных, а фильтрационный осадок используется в качестве удобрения.
Такое обилие различных технологических этапов требует значительной автоматизации производства, и в первую очередь использования приборов для определения концентрации сухих веществ в промежуточных продуктах, а также устройств для измерения содержания влаги. Немалую роль в оценке качества основного продукта – сахара, играет степень его белизны. В этом случае необходимыми становятся приборы для определения его цветности (спектрофотометры).
Для решения всех этих задач в режиме онлайн, специально для сахарной промышленности, немецкой компанией Harrer&Kassen был разработан ряд приборов, с использованием новейших инновационных технологий. Компания Harrer&Kassen уделяет особое внимание поиску специализированных решений в различных технологически сложных ситуациях.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________
Микроволновые СВЧ-анализаторы (бриксометры) Harrer&Kassen широко используются для онлайн-измерений содержания сахара в растворе в сахарной промышленности. Современные технологические решения в бриксометрах Harrer&Kassen подходят для измерений концентрации Brix как в трубопроводах, вакуум-аппаратах 1, 2 и 3-го продукта, так и на каждом этапе процесса сгущения очищенного сока II сатурации до концентрации густого сиропа (процесс выпарки в выпарных установках). Применяются также на диффузионном соке, известковом молочке и т.д. Контроль каждого этапа кристаллизации сахарного сиропа с высокой точностью играет огромную роль с экономической и технической точек зрения. При этом модернизация процесса уваривания утфеля, автоматизация методов непрерывного определения концентрации Brix сахара в сахарном сиропе не требует больших затрат. Сравнивая с альтернативными способами измерения такими приборами, как: измерители плотности с помощью гамма-лучей, радиочастотные приборы, ротационные вискозиметры, рефрактометры, ультразвуковые приборы, микроволновые измерители Harrer&Kassen демонстрируют лабораторную точность показаний и доступную цену.
Предпосылки появления микроволнового принципа измерения
В настоящий момент существует большое количество приборов, используемых для контроля процесса кристаллизации в вакуум-аппаратах. Данные приборы основаны на механических, оптических, ультразвуковых, температурных и радиоактивных принципах измерения. Ниже мы рассмотрим преимущества и недостатки наиболее распространенных измерительных приборов для сахарной промышленности.
1. Механический принцип измерения. Механические системы измерения, такие как манометры, вискозиметры и пр. также используются в настоящее время на сахарных заводах. Ротационные вискозиметры требуют постоянного обслуживания, калибровок, замены уплотнений и т.д. На протяжении всего процесса варки, вискозиметры достаточно чувствительны, но при переходе с одной стадии варки на другую, наблюдаются помехи и сбои сигналов, что в итоге сказывается на точности результатов измерений, в частности: уваривание / кристаллизация. 2. Оптический принцип: Рефрактометры Оптические приборы представлены рефрактометрами, установленными на вакуум-аппараты. Обязательное условие – температурная компенсация. Приборы точны до момента введения затравки. Контроль концентрации/роста числа Brix от начала стадии кристаллизации до выгрузки продукта невозможен, т.к. приборы измеряют содержание сухих веществ (СВ) лишь в межкристаллическом растворе. К тому же, сигнал проходит сквозь продукт на призму рефрактометров, которая постоянно загрязняется, вследствие чего сигнал не стабилен и не точен. | ||
3. Ультразвуковые приборы Обязательное условие применения ультразвуковых приборов – высокоточная температурная компенсация. Процесс калибровки – сложный. Помехи сигналов происходят даже из-за небольшого количества пузырьков воздуха в сиропе. Принцип ультразвукового затухания в высокой степени чувствителен к этим пузырькам при изменениях концентрации сухих веществ (СВ) в процессе кристаллизации утфеля. 4. Радиометрический принцип Радиоактивный принцип измерения плотности в основном подходит для измерений в процессе варки утфеля. Температурная компенсация обязательна. Этот принцип показывает достаточно точные результаты при переходе с одного этапа на другой, но проблемы возникают на финальных стадиях варки сахара. |
Разнесенный монтаж измерителя НК6 на трубопроводе сиропа с выпарки | |
5. Микроволновый принцип измерения Микроволновый принцип является косвенным методом измерения. При микроволновых измерениях электромагнитные волны малой мощности распространяются в продукте с помощью антенны. Скорость распространения волны в продукте и степень ее затухания зависят от диэлектрических характеристик контролируемой среды. Приемная антенна получает эту волну. Мощность и фаза полученной волны являются показателями содержания молекул воды, концентрации материала и плотности продукта. Вода характеризуется более ярко выраженным диэлектрическим поведением (способностью к поляризации), чем большинство других продуктов. Характеристики затухания и смещения фазы электромагнитного СВЧ-сигнала для чистой воды известны. Основываясь на этих данных и зная расстояние между антеннами, вычисляется реальное количество воды, а следовательно, и сухих веществ в растворе. Микроволновые измерения характеризуются высокой стабильностью и быстротой реакции. СВЧ-анализатор концентрации Brix в сахарном сиропе типа HK6 (плотномер, или "бриксометр") использует пару антенн, погруженных в раствор. Если измерения происходят на металлических цистернах, датчики с фланцем монтируются в стенку ёмкости. В случае применения микроволновых приборов (другие модели) на конвейерных лентах или непроводящих емкостях измерения могут проводиться без непосредственного контакта с материалом. | ||
ПРОДОЛЖЕНИЕ РАЗДЕЛА НА РЕКОНСТРУКЦИИ.
