Система автоматичного управління хроматографічним розділенням гідролізованої сахарози на фруктозу і глюкозу

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к системам автоматического управления технологическими процессами. Аналогом изобретения является система автоматического управления фильтрами ФиЛС, разработанная заводом "Сахавтомат" [Волошин З.С., Макаренко Л.П., Яцковский П.В. Автоматизация сахарного производства. М., ВО "Агропромиздат", 1990, с. 130-131]. Система состоит из управляющего комплекта ПФЭ, установленного в пункте управления, расходомера, установленного на трубопроводе фильтрата, исполнительных механизмов и регулирующих органов (клапанов), установленных на трубопроводе подачи диффузионного сока, трубопроводе частичного опорожнения фильтра и трубопроводе выгрузки суспензии из фильтра. Расходомер соединен с блоком ПФЭ пневматической линией связи. В комплекте ПФЭ пневматический сигнал преобразуется в стандартный токовый, а затем в частотный сигнал. Комплект ПФЭ построен на базе логических элементов микроэлектроники. ПФЭ подсчитывает количество импульсов, характеризующих количество отфильтрованного сока и при числе их, равном заданному, комплект ПФЭ вырабатывает управляющие сигналы поступающие по электрическим линиям связи на клапана. При этом клапан подачи сока закрывается, клапан частичного опорожнения фильтра открывается. Через некоторое время открывается клапан выгрузки суспензии. Через определенное время клапана частичного опорожнения и выгрузки суспензии закрываются, открывается клапан подачи сока и цикл повторяется. Недостатком данной системы, относительно использования ее для управления хроматографическим разделением является то. что ее невозможно использовать в связи с особенностями технологического процесса хроматографического разделения. Прототипом изобретения является автоматизированная система управления технологического процесса участка диффузии Донянского сахарного завода [Автоматизация сахарного производства. Волошин З.С., Макаренко Л.П., Яцковский П.В. М., ВО "Агропромиздат", 1990, с. 243-249], построенная на базе микропроцессорного контроллера. Система состоит из микропроцессорного контроллера ГРАСмикро, установленного в пункте управления, измерительных преобразователей (для измерения расхода свекловичной стружки, расхода воды, расхода диффузионного сока и т.д.), размещенных; на оборудовании, а также исполнительных механизмов с регулирующими органами, установленных на трубопроводах подачи или отбора соответствующих продуктов (например, клапан подачи воды в диффузионный аппарат (ДА), клапан подачи пара в паровые рубашки каждой зоны ДА, клапан отбора диффузионного сока из ДА и т.д.). Измерительные преобразователи связаны электрическими линиями связи с аналого-цифровыми преобразователями контроллера ГРАСмикро. Микропроцессорный контроллер ГРАСмикро в цифровом виде по определенному алгоритму, соответствующему данному конкретному обьекту, обрабатывает сигналы, поступившие от измерительных преобразователей и вырабатывает управляющие сигналы. Управляющие сигналы с цифроаналоговых преобразователей, установленных в ГРАСмикро, подаются по электрическим линиям связи на исполнительные механизмы и регулирующие органы (клапана), которые в свою очередь прикрывают или открывают соответствующие потоки. Недостатком данной системы, относительно использования ее для управления хроматографическим разделением, является то, что ее невозможно использовать в связи с особенностями технологического процесса хроматографического разделения. В основу изобретения поставлена задача создания системы автоматического управления хроматографическим разделением гидролизованной сахарозы на фруктозу и глюкозу путем введения в систему микропроцессорного контроллера Ломиконт и новых измерительных преобразователей обеспечить получение информации о ходе технологического процесса хроматографического разделения, расчет качественных показателей элюируемых растворов, а также управление процессом в режиме, близком к оптимальному. Система автоматического управления хроматографическим разделением гидролизованной сахарозы на фруктозу и глюкозу состоит из измерительных преобразователей, установленных на оборудовании, микропроцессорного контроллера, установленного в пункте управления, исполнительных механизмов, установленных на трубопроводах, при этом измерительные преобразователи и исполнительные механизмы соединены электрическими линиями связи с микропроцессорным контроллером. Согласно изобретению, измерительные преобразователи служат для определения содержания сухих веществ и угла поворота плоскости поляризации поляризованного света, микропроцессорный контроллер Ломиконт по определенному алгоритму, соответствующему данному технологическому процессу, позволяет произвести расчет содержания глюкозы и фруктозы в растворе, исполнительные механизмы и регулирующие органы установлены на трубопроводах отбора продуктов элюируемых в процессе хроматографического разделения. Причинно-следственная связь между предлагаемыми признаками и ожидаемыми результатами заключается в следующем. Качественные показатели глюкозной и фруктозной фракций зависят от точности определения доброкачественности элюируемых растворов в процессе хроматографического разделения. Авторы предлагают систему автоматического управления с использованием измерительных преобразователей для определения содержания сухих веществ и угла поворота плоскости поляризации поляризованного света, микропроцессорного контроллера Ломиконт, исполнительных механизмов и регулирующих органов, которая позволяет получить информацию о ходе технологического процесса хроматографического разделения, произвести расчет качественных показателей элюируемых растворов и вести управление процессом в режиме, близком к оптимальному. Особенностью хроматографического разделения есть изменение количественного содержания глюкозы и фруктозы и содержания сухих веществ на выходе из хроматографической колонны в процессе элюирования. В процессе хроматографического разделения должно быть получено три фракции - фруктозная (содержание фруктозы ~ 90%), глюкозная (содержание глюкозы ~ 90%) и смешанная (~ 50% глюкозы, ~ 50% фруктозы). Смешанная фракция элюируется между глюкозной и фруктозной. Именно совокупность предлагаемых признаков позволяет достигнуть ожидаемых технических результатов. На фиг. представлена система автоматического управления хроматографическим разделением гидролизованной сахарозы на фруктозу и глюкозу. Система состоит из хроматографической колонны 1, заполненной сорбентом, предназначенным для разделения глюкозы и фруктозы фронтальным способом, измерительного преобразователя для автоматического измерения содержания сухих веществ 2, соединенного с микропроцессорным контроллером Ломиконт 4 электрическими линиями связи, измерительного преобразователя для измерения угла поворота поляризованного света 3, также соединенного с микропроцессорным контроллером Ломиконт электрическими линиями связи, исполнительных механизмов с регулирующими органами 5, соединенных с контроллером Ломиконт электрическими линиями связи, приемных сборников фруктозного раствора 6, глюкозного раствора 7 и смешанной фракции 8. Система работает следующим образом. Раствор инвертированной сахарозы поступает в верхнюю часть колонны 1, проходит через слой ионообменной смолы, где происходит разделение и через нижнюю конусную часть колонны выводится. Содержание глюкозы и фруктозы определяется по содержанию сухих веществ и значению угла поворота плоскости поляризации поляризованного света. Для измерения этих величин на выходном трубопроводе из колонны установлены измерительные преобразователи, которые электрическими линиями связи соединены с аналого-цифровым преобразователем, установленным в микропроцессорном контроллере Ломиконт. Контроллер Ломиконт содержит про грамму, обрабатывающую информацию от измерительных преобразователей и выдающей управляющие сигналы на исполнительные механизмы и регулирующие органы, которые соединены с контроллером электрическими линиями связи. Согласно программе управления при содержании глюкозы в растворе 90% и менее на исполнительные механизмы и регулирующие органы (клапаны) поступают по линиям связи электрические сигналы, закрывающие клапаны перед сборниками глюкозной и фруктозной фракции и открывающие клапан перед сборником смешанной фракции, направляя туда поток жидкости. При содержании фруктозы в растворе 90% и более, микропроцессорный контроллер выдает управляющие сигналы на исполнительные механизмы, которые перекроют поток раствора на сборник смешанной фракции и направят его в сборник фруктозной фракции. Аналогично происходит элюирование глюкозной фракции. В связи с тем, что хроматографическая колонна работает в периодическом режиме, в каждом цикле разделения последовательность операций повторяется. При этом информация с измерительных преобразователей на микропроцессорный контроллер поступает непрерывно.