устройство автоматической стабилизации концентрации водного раствора аскорбиновой кислоты

Формула изобретения

1. Устройство автоматической стабилизации концентрации водного раствора аскорбиновой кислоты, содержащее оптический датчик, состоящий из источника света, фотоприемника и вторичного прибора, исполнительный механизм, расходную емкость, отличающееся тем, что вторичный прибор оптического датчика через дополнительно введенный первый элемент сравнения соединен с положительной камерой второго элемента сравнения и через регулируемый дроссель и пневмоемкость с отрицательной камерой того же элемента, вторая отрицательная камера второго элемента сравнения с входом реле отключения сигнала управления, связанного с исполнительным механизмом, линия переменной от вторичного прибора датчика температуры разделена на два канала, первый канал соединяется с реле ограничения нижнего температурного значения, выход которого соединен с положительной камерой первого элемента сравнения, второй канал соединен с реле ограничения верхнего температурного значения, выход которого соединен с отрицательной камерой первого элемента сравнения, а ко второй камере первого элемента сравнения подведен канал опорного давления.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что расходная емкость снабжена датчиком температуры с регулятором, связанным с исполнительным механизмом, установленным на линии подачи теплоносителя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам стабилизации концентрации неоднородных жидких сред, содержащих взвеси твердых частиц, способных к кристаллизации при определенных температурах. Оно может быть использовано в витаминной промышленности в производстве аскорбиновой кислоты, а также в других отраслях, где имеется температурная зависимость кристаллообразования.

Известно устройство для определения прозрачности раствора, содержащее источник света, фотоприемник, вторичный прибор [1] Однако прозрачность раствора зависит от цветности кристаллов технической аскорбиновой кислоты и их чистоты. Колебания цветности кристаллов технической аскорбиновой кислоты приводят к снижению точности измерения.

Наиболее близким техническим решением является устройство для автоматического регулирования размеров и соотношения частиц в оптически прозрачных средах [2] которое поддерживает заданное соотношение и размеры частиц, измеряя отраженные световые потоки и поддерживая заданные параметры изменением подачи реагента на разбавление. Однако это решение не может быть использовано в устройстве автоматической стабилизации концентрации аскорбиновой кислоты, т. к. растворение кристаллов аскорбиновой кислоты имеет температурную зависимость.

Технический результат, достигаемый изобретением, состоит в повышении точности поддержания заданной концентрации раствора аскорбиновой кислоты.

Это достигается тем, что в устройстве автоматической стабилизации концентрации водного раствора аскорбиновой кислоты, содержащем датчик температуры с регулятором, оптический датчик, состоящий из источника светового луча, фотоприемника и вторичного прибора, вторичный прибор, оптического датчик через дополнительно введенные первый элемент сравнения соединен с положительной камерой второго элемента сравнения и через регулируемый дроссель и пневмоемкость с отрицательной камерой того же элемента, вторая отрицательная камера второго элемента сравнения соединена с каналом опорного давления, а выход второго элемента сравнения соединен с реле подачи воды на разбавление, линия переменной от регулятора датчика температуры разделена на два канала, первый канал соединяется с реле ограничения нижнего температурного значения, выход которого соединен с положительной камерой первого элемента сравнения; второй канал соединен с реле ограничения верхнего температурного значения, выход которого соединен с отрицательной камерой первого элемента сравнения, а ко второй отрицательной камере элемента сравнения подведен канал опорного давления.

Кроме того, для улучшения помехоустойчивости в устройство дополнительно введена емкость подачи воды на разбавление с датчиком температуры, регулятором и исполнительным механизмом, установленным на линии подачи теплоносителя.

Введение новых элементов и связей позволяет достичь ожидаемый технический результат.

На чертеже представлена блок-схема устройства автоматической стабилизации концентрации водного раствора аскорбиновой кислоты.

Устройство содержит реактор 1, датчик температуры 2, со вторичным прибором 3 и регулятором температуры 4, соединенным с исполнительным механизмом 5, установленным на линии подачи теплоносителя. Трехмембранное реле 6, одна камера которого соединена с регулятором 4, а другая с задатчиком нижнего температурного значения 7, а выходы с положительной камерой элемента сравнения 8. Трехмембранное реле 9, одна камера которого соединена с регулятором 4, а другая с задатчиком верхнего температурного значения 10, а выходы с отрицательной камерой элемента сравнения 8. Вход элемента сравнения 8 соединен с регулятором 11 и вторичным прибором 12 оптического датчика 13, а выход с положительной камерой элемента сравнения 14, которая через регулируемый дроссель 15 и пневмоемкость 16 соединена с отрицательной камерой. Ко второй отрицательной камере элемента сравнения 8 и 14 подведено опорное давление, устанавливаемое задатчиком 17. Выход элемента сравнения 14 соединен со входом реле, разрешающим подачу воды на разбавление 18. Один коммутируемый сигнал реле 18 соединен с задатчиком 19 и манометром 20, а другой с исполнительным механизмом 21, установленным на линии подачи воды на разбавление. Емкость подачи воды на разбавление 22, содержащую датчик температуры 23 с регулятором 24, соединенным с исполнительным механизмом 25, установленным на линии подачи теплоносителя.

Устройство работает следующим образом. В реактор 1 загружают кристаллы аскорбиновой кислоты и воду с недогрузом 5-10% от необходимой концентрации. Устанавливают задатчиками регуляторов 4 и 24 температуру, соответствующую температуре растворения концентрации аскорбиновой кислоты, которую необходимо стабилизировать. Задатчиками 7 и 10 устанавливают интервал допустимых возможных изменений температуры. Например, при температуре растворения 70^oС устанавливают нижнее температурное значение 70^oС, а верхнее - 70,5^oС. Далее осуществляют нагрев реакционной массы и воды в емкости 22 до заданной температуры. При постижении заданной температуры срабатывает реле 6 и сигнал питания подается в положительную камеру элемента сравнения 8. Это приводит к срабатыванию элемента сравнения 8 и соединению линии переменной от регулятора 11 с положительной камерой элемента сравнения 14. На выходе элемента сравнения 14 появляется сигнал, который поступает на разрешающий вход реле 18, которое соединяет линию от задатчика 19 с исполнительным механизмом 21. Расход доливаемой воды устанавливается задатчиком 19 по манометру 20. Исполнительный механизм 21 открывает подачу воды, температура которой стабилизирована регулятором 24 и исполнительным механизмом 25. При поступлении воды на разбавление происходит растворение кристаллов аскорбиновой кислоты, уменьшение светорассеивающей способности раствора и рост переменной P₂. Наличие дросселя 15 и пневмоемкости 16 обеспечивают неравенство P₂P₃+ P₀, при постоянном росте переменной P₂. При полном растворении кристаллов аскорбиновой кислоты светорассеивающая способность раствора становится постоянной (P₂= const) и давление P₂=P₃. Опорным давлением P₀ элемент сравнения 14 переключается и давление на выходе становится равным 0. Это приводит к срабатыванию реле 18 и закрытию исполнительного механизма 21.

В случае превышения температуры реакционной массы выше заданной задатчиком 10, происходит срабатывание реле 9 и в отрицательную камеру элемента сравнения 8 подается сигнал. Это приводит к срабатыванию элемента сравнения 8 и отключению переменной P₂ регулятора 11 от элемента сравнения 14. Продолжение подачи воды будет осуществляться после доведения температуры реакционной массы в заданный интервал.

Использование устройства позволит повысить точность приготовления заданных концентраций аскорбиновой кислоты. Вести процесс перекристаллизации с оптимальными значениями концентрации, что позволит повысить процент выхода готовой продукции.